Hubs passivos e splitters

Muitos livros antigos sobre redes comentam e até discutem as vantagens e desvantagens dos “hubs ativos” em comparação com os “hubs passivos”. Hoje em dia, todos os hubs são ativos, por isso a discussão não vem mais ao caso, mas ainda assim é interessante entender do que se trata, mesmo que apenas para simples referência histórica. 🙂

Um hub ativo é um hub que utiliza alimentação elétrica para retransmitir os frames recebidos, reenviando-os em todas as outras portas. Com isso, o sinal já enfraquecido recebido dos micros é reforçado e pode percorrer mais 100 metros até o destinatário final, permitindo que a rede se estenda a uma distância de até 200 metros, sendo 100 metros entre o micro A e o hub, e mais 100 metros do hub até o micro B. Basicamente, todos os hubs que são ligados na tomada são hubs ativos, enquanto os hubs passivos são capazes de funcionar sem alimentação elétrica.

No caso dos switchs e roteadores, a discussão de passivo e ativo não vem mais ao caso, pois todos são, por definição, ativos. Um “switch” que não utilizasse alimentação elétrica, não processasse e não retransmitisse os frames, não seria um switch em primeiro lugar.

O maior problema com os hubs passivos é que eles são previstos apenas no padrão 10BaseT, ou seja, o padrão para redes de 10 megabits utilizando cabos de par trançado. Eles não podem ser utilizados em redes de 100 ou 1000 megabits, pois, ao detectarem a ausência de um hub ativo ou switch, as placas automaticamente chaveiam para o modo 10BaseT e a rede passa a trabalhar a 10 megabits de qualquer forma.

Outra limitação é que os hubs passivos podem ter um máximo de 4 portas, já que, com um número maior do que este, o sinal emitido por cada micros não tem potência suficiente para chegar até todos os demais.

Finalmente, temos a questão da distância, já que ao utilizar um hub passivo o sinal precisa percorrer todo o caminho de um micro a outro sem ajuda. Desta forma, a rede pode se estender a no máximo 100 metros (somando o comprimento dos dois segmentos de cabo). Ou seja, você poderia usar um cabo de 50 metros do primeiro micro até o hub, e mais 50 metros do hub até o segundo.

Com todas estas desvantagens, não é de se estranhar que os hubs passivos não sejam mais utilizados, afinal, hoje em dia um hub/switch de 8 portas custa menos de 70 reais, de forma que, por mais baratos que fossem, os hubs passivos seriam uma péssima opção.

Os dispositivos mais próximos de um hub passivo que você pode eventualmente encontrar hoje em dia são adaptadores para ligar 3 micros entre si, sem necessidade de usar um hub, como o das fotos a seguir. Note que os 8 fios recebidos na primeira porta são duplicados e ligados nas outras duas:

Esses adaptadores na verdade são destinados a serem usados em instalações telefônicas que utilizam cabos de 8 fios, como em muitas instalações de PABX e não em redes. Internamente, eles não possuem nenhum componente eletrônico, são apenas emendas.

Se você tem uma veia de inventor, deve estar se perguntando se não é possível fazer um “hub passivo” simplesmente juntando 4 pedaços de cabo (ou usando adaptadores como o da foto anterior, que na prática faz a mesma coisa). Afinal, esta seria uma forma muito barata de fazer uma rede entre até 4 micros e poderia ser usada em situações onde 10 megabits fossem suficientes, certo?

Bem, na prática as coisas não funcionam bem assim :). Sair emendando cabos de rede seria uma gambiarra horrível. Na prática até funciona, mas você vai perceber que a velocidade da rede ficará realmente muito baixa, muito menor do que 10 megabits, devido a um brutal número de colisões de pacotes. Os micros passam a simplesmente receber “ecos” dos pacotes de acabaram de transmitir, o que faz com que a transmissão seja abortada. Após um período aleatório de tempo, tentam transmitir novamente e novamente recebem seus próprios pacotes de volta, fazendo com que o volume de dados efetivamente transmitido acabe sendo realmente muito pequeno.

Um hub passivo precisa ter, no mínimo, um conjunto de diodos, instalados nos fios 1, 2, 3 e 6 (os pares verde e laranja) de cada conector. Os diodos permitem o fluxo da corrente elétrica num único sentido, fazendo com que os sinais de cada micro saiam e cheguem até os demais, mas impedindo que eles retornem até o emissor.

Se você gosta de eletrônica, aqui está o esquema de um hub passivo de três portas. Como você pode ver, são necessários 2 diodos para cada um dos 4 fios. As letras (A, B e C) indicam os conectores, enquanto os números indicam os fios dentro de cada um. O “A1” seria o primeiro fio do conector A (branco com laranja) e A6 seria o sexto (laranja). Note também, que o hub só funcionaria com micros ligados nas três portas:

Este é um projeto interessante para mostrar para os amigos, mas na prática é mais fácil caminhar até a loja mais próxima e comprar um hub/switch “de verdade”, que hoje em dia são muito baratos.

Outro dispositivo de rede que lembra um pouco um hub passivo, mas que é baseado em uma idéia diferente são os splitters. Eles se aproveitam do fato dos padrões 10BaseT e 100BaseTX utilizarem apenas dois dois pares do cabo para dividirem o cabo de rede em dois, cada um com dois dos pares. Para que funcione, é necessário usar dois splitters, um de cada lado do cabo:

Como você pode ver pela ilustração, eles são destinados a serem usados em sistemas de cabeamento estruturado, onde o switch é ligado a um patch panel, da onde um novo cabo leva o sinal até as tomadas onde são plugados os micros. Você usaria um dos splitters para ligar dois cabos do switch a uma única porta no patch panel e o segundo splitter para ligar dois micros à mesma tomada. Com isso, os pares laranja e verde de cada uma das portas do switch são unidos no mesmo cabo de 4 pares e em seguida separados e distribuídos para os dois micros.

Não funciona usando apenas um splitter, pois ao usá-lo para ligar dois micros diretamente ao switch, apenas um deles vai acessar a rede. Eles também não servem para ligar diretamente 3 micros, como pode parecer à primeira vista.

Diferente da emenda de 5 reais que mostrei na foto anterior, estes splitters custam por volta de 20 reais cada um, de forma que é muito mais fácil (e em alguns casos até mais barato) simplesmente usar outro switch para conectar os dois micros no mesmo cabo, deixando as outras portas disponíveis para expansões futuras do que apelar para gambiarras como esta.