REDES DE FIBRA OPTICA

¿Que es fibra óptica? Componentes de fibra óptica Tipos de fibra óptica Ventajas de la fibra óptica. Desventajas de la fibra óptica.

3. Contenidos Redes de fibra óptica Redes FDDI Redes 10base F Fast Ethernet 100 base FX Giga bit Ethernet Redes SDH/Sonet Redes HFC Conclusión

4. Introducción:

A medida que ha ido pasando el tiempo, los requerimientos para las redes de comunicación han ido aumentando. Es por ello que se ha ido investigado para encontrar medios de propagación físicos que logren aumentar las capacidades de transmisión de forma segura y con baja interferencia Una de estas opciones es la fibra óptica.

5. ¿Que es la fibra óptica? Son filamentos de vidrio flexibles, del espesor de un pelo . Llevan mensajes en forma de haces de luz. Suelen hacerse de arena o sílice.

6. Componentes de la fibra óptica Tiene dos constituyentes esenciales: El núcleo: es la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz. El revestimiento: es la parte que rodea y protege al núcleo. Lo anterior está a su vez rodeado por un forro o funda que lo resguardan contra riesgos del entorno.

7. Tipos de fibra óptica Multimodo: Permite la propagación de múltiples modos de luz .Monomodo: Permite que sólo un modo de luz se propague a través de ella. La fibra monomodo puede acomodar un mayor ancho de banda y permite el tendido de cables de mayor longitud que la fibra multimodo.

8. Ventajas del uso de fibra óptica Permite la creación de redes de alta velocidad. Es inmune al ruido y las interferencias . N o pierden luz, por lo que la transmisión es segura . Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos .

9. Desventajas del uso de fibra óptica A lto costo en la conexión de fibra óptica . (cobros por cantidad de datos, no por tiempo) No se puede pinchar fácilmente para conectar un nuevo nodo de red. C ost o de instalación elevado . Las fibras son f r á gil es. Es d if í c il reparar un cable de fibras roto .

10. Redes de fibra óptica Son un modelo de red desarrollado para satisfacer las necesidades crecientes de capacidad de transmisión y seguridad, con la mayor economía posible. Los avances en la purificación de los vidrios y el concepto de multiplexión por división de longitud de onda (WDM) hicieron que la fibra óptica fuese ideal para hacer redes de comunicación.

11. Redes de fibra óptica Entre las redes existentes de fibra óptica están: Redes FDDI Redes 10base F Fastethernet 100 base FX Gigabit ethernet 1000BaseSX y 1000Base L X Redes de alta velocidad SDH/Sonet Redes HFC (red híbrida)

12. Redes FDDI (FiberDistributed Data Interface ) Surgen a mediados de los años ochenta para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad . Están implementadas mediante una física de estrella y lógica de anillo doble de token . O frece una velocidad de 100 Mbps sobre distancias de hasta 200 metros . S oporta hasta 1000 estaciones conectadas .

13. Redes FDDI El tráfico de cada anillo viaja en direcciones opuestas . Los anillos se componen por dos o más conexiones punto a punto entre estaciones adyacentes. Los dos anillos de la FDDI se conocen con el nombre de primario (transmisión de datos) y secundario (respaldo).

14. Redes FDDI En una red FDDI hay dos tipos de estaciones: Clase A, o estaciones de doble conexión (DAS), que se conectan a ambos anillos. Clase B, o estaciones de una conexión (SAS), que se conectan a un anillo .

15. Redes FDDI Utilizan un mecanismo de transmisión de tokens similar al de las redes Token Ring. Acepta la asignación en tiempo real del ancho de banda de la red, a través de dos tipos de tráfico: Tráfico Síncrono: Puede consumir una porción del ancho de banda total de 100 Mbps de una red FDDI. Sirve para estaciones que requieren una capacidad de transmisión continua Tráfico Asíncrono: Se asigna utilizando un esquema de prioridad de ocho niveles. A cada estación se asigna un nivel de prioridad asíncrono.

16. Redes FDDI Las tramas y los tokens en la tecnología FDDI poseen una estructura particular, las cuales se componen de los siguientes campos:

17. Redes 10base F Son redes a 10 Mbps. Que usan pulsos de luz para enviar sus señales. Tienen una casi nula interferencia con otros medios y una mayor seguridad en cada uno de los enlaces. Son totalmente inmunes a señales electromagnéticas. Su cableado típico está compuesto por segmentos de F.O. Multimodo. Estos necesitan 2 canales, uno para transmitir y otro para recibir datos.

18. Redes 10base F

19. Redes 10base F En estas redes existen 2 tipos de segmentos trabajando a 10 Mbps: FOIRL 10base-FL Las especificaciones de FOIRL permiten conectar segmentos de cable de F.O. De hasta 1000m., pero sólo entre interconectores.

20. Redes 10base F Debido a lo último es que surge los estándares 10base F, los cuales son: 10base FL: mantiene la compatibilidad con FOIRL. La longitud de segmentos llega hasta los 2Km. Puede conectar 2 computadores, o 2 repetidores o un equipo terminal con un repetidor. 10base FB: Describe un modo síncrono donde se puede superar el nº de repetidores de una red a 10Mbps. Conecta repetidores entre si y éstos en un entorno backbone, alcanzando grandes distancias entre ellos. Los enlaces internos entre repetidores alcanzan 2Km.

21. Redes 10base F 10base FP : sistema de fibra pasiva que ofrece un conjunto de especificaciones para mezclar segmentos de fibra óptica que unen multiples equipos sin repetidores entre ellos. Los segmentos son de hasta 500m. Una estrella de segmentos puede tener hasta 33 equipos conectados.

22. Fastethernet 100 base FX Son redes que trabajan a 100 Mbps. Mantienen la compatibilidad de acceso al medio. Junto con los segmentos TX (par trenzado) son llamados comúnmente 100base X Las tarjetas de red de las estaciones de trabajo van conectados directamente a un Hub 100base FX.

23. Fastethernet 100 base FX

24. Fastethernet 100 base FX Los segmentos de esta redes conectan punto a punto dos o más interfaces dependientes del medio (MDI) Los segmentos pueden alcanzar los 412 m. El tipo de señalización utilizado se basa en ANSI Fdi, que puede enviar señales continuamente sobre el enlace.

25. Gigabit ethernet E s una extensión del estándar IEEE 802.3. E stáconstruído sobre el mismo protocolo de Fast Ethernet pero incrementa la velocidad en 10 veces sobre Fast Ethernet. En 1999, la IEEE probó la especificación 802.3ab, también conocida como 1000BaseT, que define Gigabit Ethernet (GE) corriendo sobre cable de cobre, es decir Gigabit Ethernet puede correr sobre el cable de cobre categoriáa 5, pero también corre sobre fibra óptica monomodo y multimodo.

26. Gigabit ethernet Es más fácil de implementar y mucho más rápido que otras tecnologías ( ATM - hasta 622 Mbps - o FDDI - 100 Mbps - ). Un nuevo estándar de GE acaba de ser aprobado por la IEEE, el IEEE 802.3ae opera a 10 Gigabits. Este estándar es una actualización directa de las dorsales de GE, es especificado sólo para fibra óptica y es full duplex. Las interfaces ópticas proveen opciones para fibras monomodo de hasta 40 Km y para fibras multimodo a distancias máximas de 300 metros. Este nuevo estándar utiliza la misma arquitectura de los anteriores estándares Ethernet (arquitectura, software y cableado).

27. Gigabit ethernet Dentro de los estándares de estas redes que usan fibra óptica se tienen: 1000BaseSX = 1000 Mbps, bandabase, par de fibra óptica multimodo, 260 metros (Short Wavelenthfiber) 1000BaseLX = 1000 Mbps, bandabase, par de fibra óptica monomodo, 3-10 Km (LargeWavelenthfiber)

28. Redes SDH/Sonet Son un conjunto de estándares para la transmisión o transporte de datos síncronos a través de redes de fibra óptica. SONET significa por sus siglas en inglés, SynchronousOpticalNETwork; SDH viene de Synchronous Digital Hierarchy. Aunque ambas tecnologías sirven para lo mismo, tienen pequeñas diferencias técnicas Sonet es utilizada en Estados Unidos, Canadá, Corea, Taiwan y Hong Kong; mientras que SDH es utilizada en el resto del mundo.

29. Redes SDH/Sonet Tanto SONET como SDH convergen en el nivel base de SDH de 155 Mbps, definido como STM-1. El nivel base para SONET es STS-1 (OC-1) y es equivalente a 51.84 Mbps. Así, STM-1 de SDH es equivalente a STS-3 de SONET (3 x 51.84 Mbps = 155.52 Mbps) y así sucesivamente.

30. Redes HFC (Hybrid/FiberCoax) E s una red de telecomunicaciones de alta velocidad por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial. Se usan generalmente en televisión digital. Se compone básicamente de cuatro partes claramente diferenciadas: la cabecera, la red troncal, la red de distribución, y la red de usuarios (abonados a algún servicio) .

31. Redes HFC Esquema:

32. Redes HFC L as funciones de una red HFC son: Recoger las señales que pueden provenir desde diferentes fuentes, procesarlas y entregarlas a la siguiente etapa a través de fibra óptica o cable coaxial. S eparar los canales, modularlos, extraer información para monitoreo y combinarlos para enviarlos a una siguiente etapa. D eriva r el flujo anterior y transporta rlo hacia los clientes a través de fibras ópticas, cables coaxiales y otros equipos. Recibir y procesar señales provenientes de los clientes

MATERIALES Y CATEGORIAS DE CABLES DE RED:

A la hora de la construcción de un cableado de redes son necesarios una serie de materiales como son:

Cable de red. El más usado es el cable RJ categoría 5 (cat 5) también denominado como utp 5 o cables LAN.

Conectores. Son unas clavijas de plástico que se integran en los extremos del cable también llamadas conectores RJ-45.

Grimpadora. Es un dispositivo específico que permite unir los conectores al cable. Presenta la forma de unos alicates.

Pelacables. Es un dispositivo especial que incluye varios tipos de cuchillas y medidas que presenta la funcionalidad de poder cortar el cable y separar los hilos de la camisa plástica que los rodea. Este dispositivo puede ser sustituido por unas tijeras teniendo cuidado de no cortar los cables interiores.

Instalación de la red

A la hora de la construcción de un cable de red hay que tener en cuenta la longitud de este pues a partir de los 104 metros se produce la perdida de señal con lo que no se podría llevar a cabo la comunicación.

Para la construcción de un cable de red se seguirán los siguientes pasos:

Cortar el cable según la medida necesitada.

Pelar los extremos del cable para lo cual se retirará la camisa en 1cm desde el extremo teniendo cuidado de no cortar ni dañar los cables interiores los cuales no se pelarán dejándolos con la funda que incluyen.

Presentar el cable en el conector introduciendo los cables de colores por las ranuras correspondientes.

Crimpar el conector para que quede fijado al cable.

Tipos de cables de red

Punto a punto (norma 568A). También llamado cable de red paralelo, es el utilizado con switch o hubs y presenta la siguiente combinación de colores según los conectores en ambos extremos:

Conector 1 - Blanco/Verde

2 - Verde

3 - Blanco/Naranja

4 - Azul

5 - Blanco/Azul

6 - Naranja

7 - Blanco/Marrón

8 - Marrón

Cable cruzado. Para conexión directa entre ordenadores la combinación de colores y pines de RJ45 son los siguientes:

Extremo 1

1 - Blanco/Naranja

2 - Naranja

3 - Blanco/Verde

4 - Azul

5 - Blanco/Azul

6 - Verde

7 - Blanco/Marrón

8 - Marrón

Extremo 2

1 - Blanco/Verde

2 - Verde

3 - Blanco/Naranja

4 - Azul

5 - Blanco/Azul

6 - Naranja

7 - Blanco/Marrón

8 – Marrón

EQUIPOS PARA LA TRANSMISIÓN DE DATOS

Una red de área local se utiliza para conectar los equipos de una organización entre sí. Sin embargo, una sola organización generalmente incluye diversas redes de área local, con lo cual a veces es necesario conectar estas redes entre sí. En tal caso, se necesita equipo especializado.


Cuando se trata de dos redes del mismo tipo, lo único que se necesita hacer es enviar las tramas de datos de una red a otra. De lo contrario, es decir, cuando las redes utilizan diferentes protocolos, será necesario convertir el protocolo antes de enviar las tramas. Por esta razón, el equipo que debe instalarse varía según la configuración de que se dispone. 

Equipos de Interconexión

El hardware principal que debe instalarse en redes de área local es:

Repetidores, utilizados para regenerar una señal; 

En una línea de transmisión, la señal sufre distorsiones y se vuelve más débil a medida que la distancia entre los dos elementos activos se vuelve más grande. Dos nodos en una red de área local, generalmente, no se encuentran a más de unos cientos de metros de distancia. Es por ello que se necesita equipo adicional para ubicar esos nodos a una distancia mayor.

Un repetidor es un dispositivo sencillo utilizado para regenerar una señal entre dos nodos de una red. De esta manera, se extiende el alcance de la red. El repetidor funciona solamente en el nivel físico (capa 1 del modelo OSI), es decir que sólo actúa sobre la información binaria que viaja en la línea de transmisión y que no puede interpretar los paquetes de información.

Por otra parte, un repetidor puede utilizarse como una interfaz entre dos medios físicos de tipos diferentes, es decir que puede, por ejemplo, conectar un segmento de par trenzado a una línea de fibra óptica.

Concentradores (hubs), utilizados para conectar múltiples hosts;
Un concentrador (hub) es un elemento de hardware que permite concentrar el tráfico de red que proviene de múltiples hosts y regenerar la señal. El concentrador es una entidad que cuenta con determinada cantidad de puertos (posee tantos puertos como equipos a conectar entre sí, generalmente 4, 8, 16 ó 32). Su único objetivo es recuperar los datos binarios que ingresan a un puerto y enviarlos a los demás puertos. Al igual que un repetidor, el concentrador funciona en el nivel 1 del modelo OSI. Es por ello que a veces se lo denomina repetidor multipuertos.

El concentrador (hub) conecta diversos equipos entre sí, a veces dispuestos en forma de estrella, de donde deriva el nombre de HUB (que significa cubo de rueda en inglés; la traducción española exacta es repartidor) para ilustrar el hecho de que se trata del punto por donde se cruza la comunicación entre los diferentes equipos. 

Existen diferentes categorías de concentradores (hubs):
Concentradores "activos": Están conectados a una fuente de alimentación eléctrica y permiten regenerar la señal que se envía a los diferentes puertos.

Puertos "pasivos": Simplemente envían la señal a todos los hosts conectados, sin amplificarla.
Es posible conectar varios concentradores (hubs) entre sí para centralizar un gran número de equipos. Esto se denomina conexión en cadena margarita(daisychains en inglés). Para ello, sólo es necesario conectar los concentradores mediante un cable cruzado, es decir un cable que conecta los puertos de entrada/salida de un extremo a aquéllos del otro extremo.

Los concentradores generalmente tienen un puerto especial llamado "enlace ascendente" para conectar dos concentradores mediante un cable de conexión. Algunos concentradores también pueden cruzar o descruzar automáticamente sus puertos, en función de que se encuentren conectados a un host o a un concentrador.
Si desea conectar varios equipos a su conexión de Internet, un concentrador no será suficiente. Necesitará un router o un conmutador, o dejar el equipo conectado directamente como una pasarela (permanecerá encendido mientras los demás equipos de la red deseen acceder a Internet).

Puentes (bridges), utilizados para conectar redes de área local del mismo tipo;
Un puente es un dispositivo de hardware utilizado para conectar dos redes que funcionan con el mismo protocolo. A diferencia de un repetidor, que funciona en el nivel físico, el puente funciona en el nivel lógico (en la capa 2 del modelo OSI). 

Esto significa que puede filtrar tramas para permitir sólo el paso de aquellas cuyas direcciones de destino se correspondan con un equipo ubicado del otro lado del puente. 

El puente, de esta manera, se utiliza para segmentar una red, ya que retiene las tramas destinadas a la red de área local y transmite aquellas destinadas para otras redes. Esto reduce el tráfico (y especialmente las colisiones) en cada una de las redes y aumenta el nivel de privacidad, ya que la información destinada a una red no puede escucharse en el otro extremo.

Sin embargo, el filtrado que lleva a cabo el puente puede provocar una leve demora al ir de una red a otra, razón por la cual los puentes deben ubicarse con buen criterio dentro de una red.

La función normal de un puente

es enviar paquetes entre dos redes del mismo tipo. 

Conmutadores (switches), utilizados para conectar varios elementos mientras segmentan la red; 
Un conmutador (switch) es un puente con múltiples puertos, es decir que es un elemento activo que trabaja en el nivel 2 del modelo OSI.
El conmutador analiza las tramas que ingresan por sus puertos de entrada y filtra los datos para concentrarse solamente en los puertos correctos (esto se denomina conmutación o redes conmutadas). Por consiguiente, el conmutador puede funcionar como puerto cuando filtra los datos y como concentrador (hub) cuando administra las conexiones.


Pasarelas (gateways), utilizadas para conectar redes de área local de diferentes tipos;
Una pasarela de aplicación (gateway) es un sistema de hardware/software para conectar dos redes entre sí y para que funcionen como una interfaz entre diferentes protocolos de red.

Cuando un usuario remoto contacta la pasarela, ésta examina su solicitud. Si dicha solicitud coincide con las reglas que el administrador de red ha configurado, la pasarela crea una conexión entre las dos redes. Por lo tanto, la información no se transmite directamente, sino que se traduce para garantizar una continuidad entre los dos protocolos.


El sistema ofrece (además de una interfaz entre dos tipos de redes diferentes), seguridad adicional, dado que toda la información se inspecciona minuciosamente (lo cual puede generar demora) y en ocasiones se guarda en un registro de eventos.

La principal desventaja de este sistema es que debe haber una aplicación de este tipo disponible para cada servicio (FTP, HTTP,Telnet, etc.).

Routers, utilizados para conectar varias redes de área local y permitir que los datos viajen de manera óptima entre las redes;
Un router es un dispositivo de interconexión de redes informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la ruta que debe tomar el paquete de datos.


Cuando un usuario accede a una URL, el cliente web (navegador) consulta al servidor de nombre de dominio, el cual le indica ladirección IP del equipo deseado.La estación de trabajo envía la solicitud al router más cercano, es decir, a la pasarela predeterminada de la red en la que se encuentra. Este router determinará así el siguiente equipo al que se le enviarán los datos para poder escoger la mejor ruta posible. Para hacerlo, el router cuenta con tablas de enrutamiento actualizadas, que son verdaderos mapas de los itinerarios que pueden seguirse para llegar a la dirección.

Además de su función de enrutar, los routers también se utilizan para manipular los datos que circulan en forma de datagramas, para que puedan pasar de un tipo de red a otra. Como no todas las redes pueden manejar el mismo tamaño de paquetes de datos, los routers deben fragmentar los paquetes de datos para que puedan viajar libremente.

Puente/router, que combina las características de un router y de un puente.
Un puente/router es un elemento híbrido que reúne las características de un router y de un puente. Por lo tanto, este tipo de hardware se utiliza para transferir protocolos no enrutables de una red a otra y para enrutar otros. Más precisamente, el puente/router actúa, en primer lugar, como un puente o en su defecto, enruta los paquetes.Un puente/router, en algunas arquitecturas, puede ser más económico y compacto que un router y un puente.

Proxy,
Un servidor proxy es en principio un equipo que actúa como intermediario entre los equipos de una red de área local (a veces mediante protocolos, con excepción del protocolo TCP/IP) e Internet.
Generalmente el servidor proxy se utiliza para la Web. Se trata entonces de un proxy HTTP. Sin embargo, puede haber servidores proxy para cada protocolo de aplicación (FTP, etc.).

MULTIPLEXORES

Por definición, el multiplexor es un circuito combinacional diseñado para seleccionar la información binaria de una línea entrada de entre varias líneas de entrada y dirigida a una sola línea de salida. Las entradas y salidas que poseen estos circuitos son las siguientes:
- N entradas de información o canales (I).
- N entradas de selección o control (S).
- Una entrada de autorización/Habilitación/desinhibición o enable (E).
- Una salida de información (Y).

Por lo tanto, un multiplexor (o multiplexor de 2n a 1) es un módulo combinacional con 2n entradas y 1 salida, además de una señal de activación y n señales de control.