Redes Gigabit

Atualmente, uma rede LAN baseada em placas Ethernet de 10/100 Mbits é suficiente para atender as necessidades dos mais variados tipos de usuário. 

Mas por quanto tempo ainda este padrão suportará as novas exigências para transferência de áudio e vídeo de alta qualidade através das redes? 

Neste pequeno tutorial, vamos mostrar o que você precisa fazer para aproveitar todo o potencial de sua placa de rede "gigabit ready" e potencializar a taxa de transferência de sua rede LAN.

Mas o que é Gigabit Ethernet?

Basicamente, Gigabit Ethernet (ou Ethernet 1000Base-T) é uma versão da especificação Ethernet que permite atingir uma velocidade de transferência de até 1000 Megabits por segundo, ou seja, dez vezes mais rápida que uma rede baseada no tradicional padrão 100Base-T. 

Antes da especificação 1000Base-T, redes gigabit somente eram possíveis através da utilização de fibra ótica ou cabos especiais (blindados) de cobre. Estas versões (1000Base-SX, 1000Base-LX e 1000Base-CX) ainda continuam em uso, mas a introdução do padrão 1000Base-T possibilitou uma considerável redução de custos ao permitir que seja utilizado, em sua implementação, o mesmo tipo de cabo de rede do tradicional padrão 10/100 além, é claro, de ser reversivamente compatível com este. 

Idealizado, inicialmente, para atender a grande demanda de servidores empresariais e backbones, o padrão gigabit, pouco a pouco, passou a ser introduzido, também, em equipamentos "desktop" direcionados aos chamados "power users" e grupos de trabalho com grande consumo de largura de banda de rede. Isso foi possível graças ao barateamento dos componentes envolvidos em sua implementação e, atualmente, qualquer placa-mãe para PC já vem com uma placa de rede gigabit embutida (on-board). 

A questão, no entanto, é saber se esta migração para o uso comum não está sendo feita de maneira prematura. Vamos dar uma olhada nas aplicações mais comumente utilizadas em uma pequena rede e verificar o quanto uma rede gigabit poderia favorecê-las.  

• JogosJogos não costumam consumir uma grande largura de banda, já que, em sua maioria, são projetados para serem ?jogáveis? nos mais variados tipos e condições de rede (leia-se tráfego), principalmente através da Internet. Obviamente, quanto mais rápida é a rede, melhor será a sensação de fluidez que o jogador irá sentir. No entanto, uma rede Gigabit não forneceria vantagem alguma a este tipo de uso. A prova disso está no próprio tempo de resposta (response time), variável tão importante para o jogador: qualquer coisa abaixo de 10ms é suficiente para jogar de forma tranquila e com boa performance. E este valor de tempo de resposta é perfeitamente conseguido numa rede 10Base-T, ou seja, 100 vezes mais lenta que uma rede gigabit. Desta forma, se o único uso que se pretende fazer da rede for jogar em LAN, a implementação de uma rede gigabit é completamente desnecessária. 
  

• "Streaming" (Áudio / Vídeo / Conferências / etc...)O formato de vídeo mais comum ainda é o MPEG-2, o qual requer entre 2 e 6 Mbps de traxa de transferência para um vídeo ?normal? e entre 12 e 20 Mbps para um vídeo de alta definição (HDTV). Há, também, outros formatos que podem elevar isso à até 40Mbps.
  
  Porém, os esforços para se produzirem CODECs mais eficientes (que aliam boa definição a um uso mais racional dos recursos de rede) levaram à criação do MPEG-4 que, além de oferecer qualidade superior ao MPEG-2, requer de 64Kbps à 4Mbps de taxa de transferência.
  Desta forma, a não ser que você seja um produtor de vídeo profissional e necessite disponibilizar mais de quatro vídeos "streaming" simultâneos, sua rede 100Base-T é mais que suficiente. 
  

• Cópia ou transferência de grandes arquivosEste tipo de situação é mais comum em pequenos escritórios, especialmente os que trabalham com design gráfico e que precisam transferir arquivos com tamanhos superiores a 100 MB entre computadores da rede.
  
  Numa rede 100Base-T, um arquivo com exatos 100MB demora apenas 8 segundos para ser transferido (100MB x 8 bits / 100Mbits/seg). Obviamente, outros fatores como velocidade de processamento, quantidade de memória, sistema operacional utilizado e até mesmo o hardware utilizado, podem contribuir para que se leve mais tempo em tal transferência.
  Como muitos já puderam comprovar, obter mais que 50Mbps em uma transferência deste tipo em uma rede 100Base-T é realmente muito difícil. A simples implementação de uma rede gigabit poderia elevar a taxa real de transferência para algo em torno, ou até maior, que 100 Mbps. 
  

• Backup de RedeIsto pode ser considerado como uma variante do caso anterior. Se um servidor de rede está configurado para efetuar backups automáticos das máquinas da rede, uma rede gigabit pode ajudá-lo, e muito, neste processo. Porém, o meio com o qual os dados são gravados devem acompanhar o ritmo de entrada proporcionado pela rede gigabit, caso contrário, ficará subutilizada. Ou seja, o servidor de arquivos deve ter capacidade de armazenar os dados a uma velocidade razoável, aproveitando-se da boa estrutura de rede proporcionada pelo padrão 1000Base-T.
  
• Aplicações baseadas em servidorUm outro cenário comum em pequenos e médios escritórios, é o servidor de aplicações (uma máquina que concentra todos os programas utilizados nas máquinas clientes, evitando a instalação de um aplicativo por máquina). Aqui, a análise deve ser mais cuidadosa, pois deve-se medir a quantidade de dados que trafega na rede para saber se há a necessidade de modificar o hardware para suporte de rede gigabit.
  
  

  

Cabeamento

Como comentado anteriormente, é bem provável que sua rede já tenha um dos requerimentos básicos para uma rede 1000Base-T: os velhos conhecidos cabos categoria 5 comuns nas redes 10/100. Isso significa que, a menos que sua estrutura de rede seja anterior a 1996, é bem provável que você possa continuar utilizando-os (isso porque o padrão foi revisado em 1995).

Quatro pares requeridos

O padrão 1000Base-T usa todos os quatro pares de fios trançados do cabo para criar quatro canais de 250Mbps. Além disso, o esquema diferente de codificação - "5 level PAM" - é usado para que o sinal seja mantido aos 100MHz suportados pelo tradicional cabo categoria 5.

No padrão 10/100Base-T, são requeridos apenas dois pares de fios para fazer a comunicação da rede. Por esta razão, algumas pessoas preferem não conectar devidamente todos os pares ao conector de rede e usam os pares sobressalentes para outras funções como, por exemplo, passar sinal telefônico. Isto deve, então, ser motivo de atenção ao utilizar tais cabos em placas de rede gigabit, pois as mesmas automaticamente alternarão seu padrão de funcionamento para 10/100 Mbps.

Conectores

Os conectores podem representar outro problema comum que deve ser evitado ao fazer upgrade de sua rede 10/100 para uma rede gigabit. Conectores baratos de baixa qualidade devem ser evitados, pois podem reduzir, e muito, a performance de sua rede. O ideal é "crimpar" todos os pontos de rede novamente com contectores de melhor qualidade, de preferência banhados a ouro. Atualmente, é possível encontrar tais conectores a uma média de R$ 1,00 a unidade.

Limitações de Topologia e Distância

Assim como no padrão que lhe antecedeu, o 1000Base-T está limitado a uma distância de 100 metros entre os pontos de rede. Em geral, a topologia de rede também segue às mesmas regras, exceto que somente é permitido um repetidor de sinal por segmento LAN. Basicamente, se sua rede está trabalhando com 100Base-T, não há muito o que rearranjar para uma operação no modo gigabit. 

Para instalações novas, no entanto, recomenda-se usar cabos categoria 5e, mais recentes. Basicamente, os cabos categoria 5 e 5e são iguais, mas este último incorpora algumas características que ajudam a manter a eficiência da freqüência dos sinais de dados.

Cabos categoria 6 e 7 Caso você esteja montando uma nova rede, esqueça qualquer recomendação a cabos categoria 6 para uma instalação gigabit. Esta categoria foi adicionada ao padrão TIA-568 em junho de 2002 e pode operar à 200 MHz. A não ser que você pretenda rodar uma rede de 10 gigabits, estes cabos caros são totalmente dispensáveis. E se ouvir algo sobre cabos categoria 7, simplesmente ignore! Apesar de podermos usar os cabos categoria 5 para a configuração de uma rede gigabit, todo o resto deve atender a especificação: placas de rede, hubs e switches. De nada adianta utilizar conectores de ouro e comprar as placas de rede se seus hubs e switches limitam o funcionamento de sua Lan. Infelizmente, você terá que gastar um pouco de dinheiro e substituir todos.

Quanto ao computadorUm pequeno segredo em relação a redes gigabit: se você estiver rodando máquinas antigas com sistemas operacionais defasados como, por exemplo, uma máquina Windows 98, provavelmente você não obterá os benefícios do seu investimento em uma rede gigabit. 

O problema ocorre por que a pilha TCP/IP deste sistema operacional não foi desenvolvida pensando-se em uma rede tão veloz. Recomenda-se, portanto, a utilização do Windows 2000 ou superior no caso de implementação de soluções Microsoft. 

Um outro ponto que deve ser observado é que talvez seja necessário investir um pouco nos computadores. Há fabricantes de placas de rede gigabit que dizem que 1 Hertz de velocidade de processamento de uma CPU moderna corresponde a 1 bit por segundo (bps) transferido no tráfego de rede através do protocolo TCP/IP. Isso leva os fabricantes a afirmar que, qualquer computador operando abaixo de 700 MHz não consegue manter o trafego de dados num bom nível numa rede gigabit.