TIPOS DE RED DE FIBRA ÓPTICA, TOPOLOGÍAS Y SUS CONECTORES<br />El cable de fibra óptica utiliza fibras ópticas para transp...
Jimenez Barrera _ 1D (fibra optica)
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Tipos de red, topologías y sus conectores

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Jimenez Barrera _ 1D (fibra optica)

  1. 1. TIPOS DE RED DE FIBRA ÓPTICA, TOPOLOGÍAS Y SUS CONECTORES<br />El cable de fibra óptica utiliza fibras ópticas para transportar señales de datos digitales en forma de pulsos modulados de luz. Como el cable de fibra óptica no transporta impulsos eléctricos, la señal no puede ser intervenida y sus datos no pueden ser robados. El cable de fibra óptica es adecuado para transmisiones de datos de gran velocidad y capacidad ya que la señal se transmite muy rápidamente y con muy poca interferencia. Un inconveniente del cable de fibra óptica es que se rompe fácilmente si la instalación no se hace cuidadosamente. Es más difícil de cortar que otros cables y requiere un equipo especial para cortarlo.<br />La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia.<br />En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra óptica. Hoy funcionan muchas redes de fibra para comunicación a larga distancia, que proporcionan conexiones transcontinentales y transoceánicas. Una ventaja de los sistemas de fibra óptica es la gran distancia que puede recorrer una señal antes de necesitar un repetidor para recuperar su intensidad. <br />En la actualidad, los repetidores de fibra óptica están separados entre sí unos 100 km, frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas eléctricos. Los amplificadores de fibra óptica recientemente desarrollados pueden aumentar todavía más esta distancia.<br />Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electroópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra.<br />Red de área local o LAN, conjunto de ordenadores que pueden compartir datos, aplicaciones y recursos (por ejemplo impresoras). Las computadoras de una red de área local (LAN, Local Area Network) están separadas por distancias de hasta unos pocos kilómetros, y suelen usarse en oficinas o campus universitarios. Una LAN permite la transferencia rápida y eficaz de información en el seno de un grupo de usuarios y reduce los costes de explotación.<br />Otros recursos informáticos conectados son las redes de área amplia (WAN, Wide Area Network) o las centralitas particulares (PBX). Las WAN son similares a las LAN, pero conectan entre sí ordenadores separados por distancias mayores, situados en distintos lugares de un país o en diferentes países; emplean equipo físico especializado y costoso y arriendan los servicios de comunicaciones. Las PBX proporcionan conexiones informáticas continuas para la transferencia de datos especializados como transmisiones telefónicas, pero no resultan adecuadas para emitir y recibir los picos de datos de corta duración empleados por la mayoría de las aplicaciones informáticas.<br />Las redes de comunicación públicas están divididas en diferentes niveles; conforme al funcionamiento, a la capacidad de transmisión, así como al alcance que definen. Por ejemplo, si está aproximándose desde el exterior hacia el interior de una gran ciudad, se tiene primeramente la red interurbana y red provisional, a continuación las líneas prolongadas apartadoras de tráfico de más baja capacidad procedente de áreas alejadas (red rural), hacia el centro la red urbana y finalmente las líneas de abonado. Los parámetros dictados por la práctica son el tramo de transmisión que es posible cubrir y la velocidad binaria específica así como el tipo de fibra óptica apropiado, es decir, cables con fibras monomodo ó multimodo. <br />Fibra Monomodo<br />Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. <br />Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual<br />Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.<br />Fibra Multimodo de índice escalonado<br />Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado.<br />Con la Fibra Óptica se puede usar Acopladores y Conectores:<br />AcopladoresUn acoplador es básicamente la transición mecánica necesaria para poder dar continuidad al paso de luz del extremo conectorizado de un cable de fibra óptica a otro. Pueden ser provistos también acopladores de tipo " Híbridos" , que permiten acoplar dos diseños distintos de conector, uno de cada lado, condicionado a la coincidencia del perfil del pulido.<br />Conectores<br />FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones. <br />FDDI, se usa para redes de fibra óptica. <br />LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos. <br />SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos. <br />ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad. <br />1.- Se recomienda el conector 568SC pues este mantiene la polaridad. La posición correspondiente a los dos conectores del 568SC en su adaptador, se denominan como A y B. Esto ayuda a mantener la polaridad correcta en el sistema de cableado y permite al adaptador a implementar polaridad inversa acertada de pares entre los conectores.<br />2.- Sistemas con conectores BFOC/2.5 y adaptadores (Tipo ST) instalados pueden seguir siendo utilizados en plataformas actuales y futuras.<br />Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se representan por el color marfil Conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color azul.<br />Para ver el gráfico seleccione la opción " Descargar" del menú superior<br />Para la terminación de una fibra óptica es necesario utilizar conectores o empalmar Pigtails (cables armados con conector) por medio de fusión. Para el caso de conectorización se encuentran distintos tipos de conectores dependiendo el uso y l normativa mundial usada y sus características.<br />ST conector de Fibra para Monomodo o Multimodo con uso habitual en Redes de Datos y equipos de Networking locales en forma Multimodo.<br />FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o Multimodo con uso habitual en telefonía y CATV en formato Monomodo y Monomodo Angular.-<br />Para ver el gráfico seleccione la opción " Descargar" del menú superior<br />SC conector de Fibra óptica para Monomodo y Multimodo con uso habitual en telefonía en formato monomodo.<br />Conexión fibra óptica<br />Esta conexión es cara, pero permite transmitir la información a gran velocidad e impide la intervención de las líneas. Como la señal es transmitida a través de luz, existen muy pocas posibilidades de interferencias eléctricas o emisión de señal. El cable consta de dos núcleos ópticos, uno interno y otro externo, que refractan la luz de forma distinta. La fibra está encapsulada en un cable protector.<br />Ofrece las siguientes ventajas:<br />Alta velocidad de transmisión <br />No emite señales eléctricas o magnéticas, lo cual redunda en la seguridad <br />Inmunidad frente a interferencias y modulación cruzada. <br />Mayor economía que el cable coaxial en algunas instalaciones. <br />Soporta mayores distancias <br />El Canal de fibra, del inglés Fibre Channel, es una tecnología de red utilizada principalmente para redes de almacenamiento, disponible primero a la velocidad de 1 Gbps y posteriormente a 2, 4 y 8 Gbps.<br />El Canal de fibra está estandarizado por el Comité Técnico T11 del Comité Internacional para estándares de Tecnologías de la Información, comité acreditado por el Instituto de Estándares Nacional Americano (ANSI).<br />Nació para ser utilizado principalmente en el campo de la supercomputación, pero se ha convertido en el tipo de conexión estándar para redes de almacenamiento en el ámbito empresarial. A pesar de su nombre, la señalización del Canal de Fibra puede funcionar tanto sobre pares de cobre, como sobre cables de fibra óptica.<br />El protocolo del Canal de fibra (FCP) es el protocolo de interfaz de SCSI sobre Fibre Channel.<br />Topologías del Canal de fibra <br />Un enlace en el Canal de Fibra consiste en dos fibras unidireccionales que transmiten en direcciones opuestas. Cada fibra está unida a un puerto transmisor (TX) y a un puerto receptor (RX). Dependiendo de las conexiones entre los diferentes elementos, podemos distinguir tres topologías de Canal de fibra principales:<br />Punto a punto (FC-P2P) <br />Dos dispositivos se conectan el uno al otro directamente. Es la topología más simple, con conectividad limitada a dos elementos.<br />Anillo arbitrado (FC-AL) <br />En este diseño, todos los dispositivos están en un bucle o anillo, similar a una red token ring. El añadir o quitar un elemento del anillo hace que se interrumpa la actividad en el mismo. El fallo de un dispositivo hace que se interrumpa el anillo. Existen concentradores de Fibre Channel que conectan múltiples dispositivos entre sí y que pueden puentear los dispositivos que han fallado. Un anillo también se puede hacer conectando cada puerto al siguiente elemento formando el anillo. A menudo, un anillo arbitrado entre dos dispositivos negociará para funcionar como conexión P2P, pero ese comportamiento no es requerido por el standard.<br />Medio conmutado (FC-SW) <br />Todos los dispositivos o bucles de dispositivos se conectan a conmutadores (switches) de Canal de fibra, conceptualmente similares a las modernas implementaciones Ethernet. Los conmutadores controlan el estado del medio físico, proporcionando interconexiones optimizadas.<br />CaracterísticaPunto a puntoen AnilloConmutadaPuertos (max.)2127~16777216 (224)Ancho de banda (max.)2× velocidad enlace2× velocidad enlace(Número de puertos) × velocidad enlaceTamaño de direcciónN/A8-bit ALPA24-bit Port IDAsignación de direcciónN_Port LoginInicialización de bucle y Login del medioLogin del medioConexiones simultáneas11Puertos/2Efecto de fallo puertoFalla enlaceFalla anillo, excepto si puenteaFallo de enlace entre switch y puertoMantenimiento simultáneoEnlace caídoPuede afectar al anillo completoCaída del enlace entre switch y puertoExpansiónEnlaces adicionales P2PConexión de nuevo enlace al concentradorConexión de nuevo enlace al conmutadorRedundanciaAñadir enlace P2P redundanteUso de enlaces dualesUso de conmutadores redundantesVelocidades de enlace soportadasTodasTodas (todos los dispositivos la misma)Todas (posibilidad de mezcla)Tipos de medio soportadosTodosTodosTodosClases de servicio soportadasTodas1, 2 y 3TodasEntrega de tramasordenadasordenadasorden no garantizadoAcceso al mediodedicadoarbitradodedicadoCoste por puertocoste de puertocoste de puerto + coste del anillo (concentrador)Coste de puerto + Coste de puerto en switch<br />Capas del Canal de fibra <br />El Canal de fibra es un protocolo con 5 capas, llamadas:<br />FC0 La capa física, que incluye los cables, la óptica de la fibra, conectores, etc. <br />FC1 La capa de enlace de datos, que implementa la codificación y decodificación de las señales. <br />FC2 La capa de red, definida por el estándar FC-PI-2, que constituye el núcleo de Fibre Channel y define los protocolos principales. <br />FC3 La capa de servicios comunes, una fina capa que puede implementar funciones como el cifrado o RAID. <br />FC4 La capa de mapeo de protocolo, en la que otros protocolos, como SCSI, se encapsulan en unidades de información que se entregan a la capa FC2. <br />FC0, FC1 y FC2 también se conocen como FC-PH, las capas físicas de fibre channel.<br />Las implementaciones del Canal de fibra están disponibles a 1 Gbps, 2 Gbps y 4 Gbps. Un estándar a 8 Gbps está en desarrollo. Un desarrollo a 10 Gbps ha sido ratificado, pero en este momento sólo se usa para interconectar switches. No existen todavía iniciadores ni dispositivos de destino a 10 Gbps basados en el estándar. Los productos basados en los estándares a 1, 2, 4 y 8 Gbps deben ser interoperables, y compatibles hacia atrás; el estándar a 10 Gbps, sin embargo, no será compatible hacia atrás con ninguna de las implementaciones más lentas.<br />Puertos<br />En el Canal de fibra se definen los siguientes puertos:<br />E_port es la conexión entre dos switches fibre channel. También conocida como puerto de expansión, cuando dos E_ports entre dos switches forman un enlace, ese enlace se denomina enlace de InterSwitch o ISL. <br />EX_port es la conexión entre un router de Canal de fibra y un switch de Canal de fibra. En el extremo del switch, el puerto es como el de un E_port, pero en el extremo del router es un EX_port. <br />F_port es una conexión de medios en una topología conmutada. Un puerto F_port no se puede utilizar para un bucle de dispositivo. <br />FL_port es la conexión de medios en un bucle público en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle. Nótese que un puerto de switch pude convertirse automáticamente en un F_port o un FL_port dependiendo de qué se esté conectando. <br />G_port o puerto genérico en un switch puedo operar como E_port o F_port. <br />L_port es el término genérico utilizado para cualquier tipo de puerto de bucle, NL_port o FL_port. También conocido como puerto de bucle. <br />N_port es la conexión de nodo de los servidores o dispositivos de almacenamiento en una topología conmutada. También se conoce como puerto de nodo. <br />NL_port es la conexión de nodo de los servidores o dispositivos de almacenamiento en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle de nodo. <br />TE_port es un término utilizado para múltiples puertos E_ports unidos juntos para crear un ancho de banda mayor entre switches. También conocidos como puertos de expansión trunking. <br />Variantes del medio óptico portador<br />Tipo de medioVelocidad (Mbps)TransmisorVarianteDistanciaFibra monomodo400Láser de 1300nm de longitud de onda400-SM-LL-I2 m - 2 km200Láser de 1550nm de longitud de onda200-SM-LL-V2 m - >50 kmLáser de 1300nm de longitud de onda200-SM-LL-I2 m - 2 km100Láser de 1550nm de longitud de onda100-SM-LL-V2 m - >50 kmLáser de 1300nm de longitud de onda100-SM-LL-L2 m - 10 kmLáser de 1300nm de longitud de onda100-SM-LL-I2 m - 2 kmFibra multimodo (50µm)400Láser de 850nm de Longitud de onda400-M5-SN-I0.5 m - 150 m200200-M5-SN-I0.5m - 300m100100-M5-SN-I0.5 m - 500 m100-M5-SL-I2 m - 500 mFibra multimodo (62.5µm)400Láser de 850nm de longitud de onda400-M6-SN-I0.5 m - 70 m200200-M6-SN-I0.5 m - 150 m100100-M6-SN-I0.5 m - 300 m100-M6-SL-I2 m - 175 m<br />Aplicación (Interfaz de datos distribuidos en fibra FDDI)<br />La interfaz de datos distribuidos en fibra (FDDI) es una especificación que describe una red de pase de testigo de alta velocidad (100 Mbps) que utiliza como medio la fibra óptica. Fue diseñada por el comité X3T9.5 del Instituto Nacional Americano de Estándares (ANSI) y distribuida en 1986. FDDI se diseñó para su utilización con grandes equipos de destino que requerían anchos de banda superiores a los 10 Mbps de Ethernet o 4 Mbps de las arquitecturas Token Ring existentes.<br />FDDI se utiliza para proporcionar conexiones de alta velocidad a varios tipos de red. FDDI se puede utilizar para redes de área metropolitana (MAN) que permiten conectar redes en la misma ciudad con una conexión de fibra óptica de alta velocidad. Está limitada a una longitud máxima de anillo de 100 kilómetros (62 millas) y, por tanto, FDDI no está diseñada realmente para utilizarse como tecnología WAN.<br />Las redes en entornos de altos destinos utilizan FDDI para conectar componentes, como pueden ser mini equipos grandes o pequeños, en una tradicional habitación de equipos. A veces se denominan «redes de destino de vuelta». Normalmente, estas redes manejan la transferencia de archivos más allá de la comunicación interactiva. Cuando se establece la comunicación con un gran sistema o mainframe, los mini equipos u equipos personales, a menudo, requieren uso constante en tiempo real del medio. Incluso podrían necesitar, de forma exclusiva, utilizar el medio durante amplios períodos de tiempo.<br />FDDI funciona con redes de enlace central (backbone) a las que se pueden conectar LAN de baja capacidad. No resulta prudente conectar todo el equipamiento de procesamiento de datos de una empresa a una única LAN, puesto que el tráfico puede sobrecargar la red y un fallo podría provocar que se detengan todas las operaciones de procesamiento de datos en la empresa.<br />Las LAN que requieren altas velocidades de datos y amplios anchos de banda pueden utilizar conexiones FDDI. Son redes formadas por equipos que desempeñan trabajos relativos a ingeniería u otros equipos que deben admitir aplicaciones de ancho de banda amplio como vídeo, diseño asistido por PC (CAD) y fabricación asistida por PC (CAM).<br />Cualquier oficina que requiera operaciones de red de alta velocidad podría considerar la utilización de FDDI. Incluso en las oficinas de las empresas, el hecho de necesitar generar gráficos para presentaciones y otra documentación puede saturar y ralentizar una red.<br />Topología<br />FDDI opera a 100 Mbps sobre una topología de doble anillo que admite 500 equipos en una distancia de hasta 1.000 kilómetros (62 millas).<br />FDDI utiliza una tecnología de red compartida. Esto significa que puede transmitir más de un equipo al mismo tiempo. Aunque FDDI puede proporcionar servicio de 100 Mbps, el enfoque compartido puede saturarse. Por ejemplo, si 10 equipos transmiten a 10 Mbps, la transmisión total será igual a 100 Mbps En la transmisión de vídeo o multimedia, incluso la tasa de transmisión de 100 Mbps puede generar un cuello de botella.<br />left0FDDI utiliza el sistema de pase de testigo en una configuración de doble anillo. El tráfico en una red FDDI está formado por dos flujos similares que circulan en direcciones opuestas alrededor de dos anillos que giran en sentido contrario. Un anillo se denomina «anillo principal» y el otro «anillo secundario».<br />Normalmente, el tráfico sólo circula por el anillo principal. Si el anillo principal falla, automáticamente FDDI reconfigura la red, de forma que los datos circulen por el anillo secundario en la dirección opuesta.<br />Una de las ventajas de la topología de anillo doble es la redundancia. Uno de los anillos se utiliza para la transmisión y el otro actúa como anillo de seguridad o reserva. Si aparece un problema, como un fallo en el anillo o una ruptura del cable, se reconfigura el anillo y continúa la transmisión.<br />La longitud total del cable de ambos anillos no debe exceder los 200 kilómetros (124 millas) y no puede admitir más de 100 equipos. No obstante, por el segundo anillo, que protege frente a fallos, se debe dividir por la mitad la capacidad total. Por tanto, cada red FDDI estará limitada a 500 equipos y 100 kilómetros (62 millas) de cable. Además, debe aparecer un repetidor cada dos kilómetros (1,24 millas) o menos.<br />right0Los equipos pueden conectarse a uno o a ambos cables FDDI en un anillo. Aquellos que se conectan a ambos anillos se denominan estaciones Clase A y aquellos que se conectan sólo a un anillo se denominan estaciones Clase B.<br />Si se produce un fallo en la red, las estaciones de Clase A pueden ayudar a reconfigurar la red mientras que las estaciones de Clase B no pueden.<br />FDDI en estrella. Los equipos FDDI pueden admitir enlaces punto a punto a un hub. Esto implica que se puede implementar FDDI con una topología de anillo en estrella. Esto constituye una ventaja puesto que:<br />Ayuda en la detección de problemas. <br />Obtiene ventajas de las posibilidades de administración y detección de problemas de los hubs avanzados. <br />

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