TIPOS DE RED DE FIBRA ÓPTICA, TOPOLOGÍAS Y SUS CONECTORES
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Fibra Monomodo
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.
Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual
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.
Fibra Multimodo de índice escalonado
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.
Con la Fibra Óptica se puede usar Acopladores y Conectores:
Acopladores
Un 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.
Conectores
FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.
FDDI, se usa para redes de fibra óptica.
LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de
datos.
SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.
ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.
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.
2.- Sistemas con conectores BFOC/2.5 y adaptadores (Tipo ST) instalados
pueden seguir siendo utilizados en plataformas actuales y futuras.
Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se representan por el color
marfil Conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color azul.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
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.
ST conector de Fibra para Monomodo o Multimodo con uso habitual en Redes
de Datos y equipos de Networking locales en forma Multimodo.
FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o Multimodo con uso habitual en
telefonía y CATV en formato Monomodo y Monomodo Angular.-
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
SC conector de Fibra óptica para Monomodo y Multimodo con uso habitual en
telefonía en formato monomodo.
Conexión fibra óptica
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.
Ofrece las siguientes ventajas:
Alta velocidad de transmisión
No emite señales eléctricas o magnéticas, lo cual redunda en la
seguridad
Inmunidad frente a interferencias y modulación cruzada.
Mayor economía que el cable coaxial en algunas instalaciones.
Soporta mayores distancias
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.
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).
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.
El protocolo del Canal de fibra (FCP) es el protocolo de interfaz de SCSI sobre
Fibre Channel.
Topologías del Canal de fibra
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:
Punto a punto (FC-P2P)
Dos dispositivos se conectan el uno al otro directamente. Es la topología más
simple, con conectividad limitada a dos elementos.
Anillo arbitrado (FC-AL)
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.
Medio conmutado (FC-SW)
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.
CaracterísticaPunto a
puntoen Anillo Conmutada
Puertos (max.) 2 127 ~16777216 (224)
Ancho de banda
(max.)
2× velocidad
enlace2× velocidad enlace
(Número de
puertos) ×
velocidad enlace
Tamaño de
direcciónN/A 8-bit ALPA 24-bit Port ID
Asignación de
direcciónN_Port Login
Inicialización de
bucle y Login del
medio
Login del medio
Conexiones
simultáneas1 1 Puertos/2
Efecto de fallo
puertoFalla enlace
Falla anillo, excepto
si puentea
Fallo de enlace
entre switch y
puerto
Mantenimiento
simultáneoEnlace caído
Puede afectar al
anillo completo
Caída del enlace
entre switch y
puerto
Expansión
Enlaces
adicionales
P2P
Conexión de nuevo
enlace al
concentrador
Conexión de nuevo
enlace al
conmutador
Redundancia
Añadir enlace
P2P
redundante
Uso de enlaces
duales
Uso de
conmutadores
redundantes
Velocidades de
enlace soportadasTodas
Todas (todos los
dispositivos la
misma)
Todas (posibilidad
de mezcla)
Tipos de medio
soportadosTodos Todos Todos
Clases de servicio
soportadasTodas 1, 2 y 3 Todas
Entrega de tramas ordenadas ordenadasorden no
garantizado
Acceso al medio dedicado arbitrado dedicado
Coste por puertocoste de
puerto
coste de puerto +
coste del anillo
(concentrador)
Coste de puerto +
Coste de puerto en
switch
Capas del Canal de fibra
El Canal de fibra es un protocolo con 5 capas, llamadas:
FC0 La capa física, que incluye los cables, la óptica de la fibra,
conectores, etc.
FC1 La capa de enlace de datos, que implementa la codificación y
decodificación de las señales.
FC2 La capa de red, definida por el estándar FC-PI-2, que constituye el
núcleo de Fibre Channel y define los protocolos principales.
FC3 La capa de servicios comunes, una fina capa que puede
implementar funciones como el cifrado o RAID.
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.
FC0, FC1 y FC2 también se conocen como FC-PH, las capas físicas de fibre
channel.
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.
Puertos
En el Canal de fibra se definen los siguientes puertos:
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.
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.
F_port es una conexión de medios en una topología conmutada. Un
puerto F_port no se puede utilizar para un bucle de dispositivo.
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.
G_port o puerto genérico en un switch puedo operar como E_port o
F_port.
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.
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.
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.
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.
Variantes del medio óptico portador
Tipo de medioVelocidad
(Mbps)Transmisor Variante Distancia
Fibra
monomodo400
Láser de 1300nm de
longitud de onda
400-SM-
LL-I2 m - 2 km
200
Láser de 1550nm de
longitud de onda
200-SM-
LL-V
2 m - >50
km
Láser de 1300nm de
longitud de onda
200-SM-
LL-I2 m - 2 km
100 Láser de 1550nm de
longitud de onda
100-SM-
LL-V
2 m - >50
km
Láser de 1300nm de
longitud de onda
100-SM-
LL-L
2 m - 10
km
Láser de 1300nm de
longitud de onda
100-SM-
LL-I2 m - 2 km
Fibra multimodo
(50µm)
400
Láser de 850nm de
Longitud de onda
400-M5-
SN-I
0.5 m - 150
m
200200-M5-
SN-I
0.5m -
300m
100
100-M5-
SN-I
0.5 m - 500
m
100-M5-
SL-I
2 m - 500
m
Fibra multimodo
(62.5µm)
400
Láser de 850nm de
longitud de onda
400-M6-
SN-I
0.5 m - 70
m
200200-M6-
SN-I
0.5 m - 150
m
100
100-M6-
SN-I
0.5 m - 300
m
100-M6-
SL-I
2 m - 175
m
Aplicación (Interfaz de datos distribuidos en fibra FDDI)
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.
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.
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.
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.
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).
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.
Topología
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).
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.
FDDI 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».
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.
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.
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.
Los 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.
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.
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:
Ayuda en la detección de problemas.
Obtiene ventajas de las posibilidades de administración y detección de
problemas de los hubs avanzados.