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.