ECUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

Nombre: Cristian Bravo Fecha: 23 de abril del 2010

Materia: Computación básica 1° D pre politécnico

REDES CON FIBRA OPTICA

Características

La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.

Núcleo y revestimiento de la fibra óptica.

Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y

germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar

con un índice de refracción ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie que

limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la

diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión

interna total.

En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos

muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se

pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.

A lo largo de toda la creación y desarrollo de la fibra óptica, algunas de sus

características han ido cambiando para mejorarla. Las características más destacables de

la fibra óptica en la actualidad son:

Cobertura más resistente: La cubierta contiene un 25% más material que las

cubiertas convencionales.

Uso dual(interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta, la

cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra óptica

contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra.

Mayor protección en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la humedad

en el interior de la fibra con múltiples capas de protección alrededor de ésta, lo

que proporciona a la fibra, una mayor vida útil y confiabilidad en lugares

húmedos.

Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor

diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el

cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a

conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa cuyo diámetro es

un 50% menor al de los cables convencionales.

Ventajas

Fibre Channel, una norma ANSI de gran alcance, económica y prácticamente se reúne

el desafío con las siguientes ventajas:

Precio de rendimiento Liderazgo - Fibre Channel ofrece soluciones rentables de

almacenamiento y redes.

Soluciones de Liderazgo - Fibre Channel proporciona conectividad versátil, con

un rendimiento escalable.

Confiable - Fibre Channel, una forma más fiable de las comunicaciones,

mantener una empresa con la entrega de información segura.

Gigabit de ancho de banda Ahora - soluciones Gigabit están en su lugar hoy! En

la 4-gig/sec horizonte se perfila como la tecnología SAN dominante para la

próxima generación de discos y sistemas de almacenamiento en cinta. De cuatro

canales de fibra Gigabit es altamente rentable y garantiza la compatibilidad con

versiones anteriores, permitiendo a los usuarios de preservar existe 2-Gigabit y

1-Gigabit Fibra Canal de las inversiones.

Topologías múltiples - exclusivo punto a punto, los bucles compartidos, y escala

topologías de conmutación cumplir los requisitos de aplicación.

Múltiples protocolos - Fibre Channel de entrega de datos. SCSI, TCP / IP, video

o datos en bruto pueden tomar ventaja de alto rendimiento, fiable la tecnología

Fibre Channel.

Escalable - Desde un punto único de enlaces punto a Gigabit integrada a las

empresas con cientos de servidores, de canal de fibra proporciona un

rendimiento inigualable.

Congestión de Libre - Fibre Channel de crédito, basado en el control de flujo

proporciona datos tan rápido como el búfer de destino es capaz de recibirlo.

Alta eficiencia - Real comportamiento de los precios está directamente

relacionada con la eficiencia de la tecnología. Fibre Channel ha aéreos de

transmisión muy poco. Lo más importante es el protocolo de canal de fibra, está

específicamente diseñado para una operación altamente eficiente utilizando el

hardware.

Su ancho de banda es muy grande, gracias a técnicas de multiplexación por

división de frecuencias (X-WDM), que permiten enviar hasta 100 haces de luz

(cada uno con una longitud de onda diferente) a una velocidad de 10 Gb/s cada

uno por una misma fibra, se llegan a obtener velocidades de transmisión totales

de 1 Tb/s.

Es inmune totalmente a las interferencias electromagnéticas.

Es segura. Al permanecer el haz de luz confinado en el núcleo, no es posible

acceder a los datos trasmitidos por métodos no destructivos.

Es segura, ya que se puede instalar en lugares donde puedan haber sustancias

peligrosas o inflamables, ya que no transmite electricidad.

Es ligera. El peso de un carrete no es ni la décima parte de uno de cable coaxial.

Libre de Corrosión. Son pocos los agentes que atacan al cristal de silicio.

Baja Atenuación. La fibra óptica alcanza atenuaciones del orden de 0.15 dB/Km.

Desventajas

A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de

desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las

siguientes:

La alta fragilidad de las fibras.

Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.

Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo,

lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.

No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.

La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-

óptica.

La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.1

No existen memorias ópticas.

Así mismo, el costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de

banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una

solución mucho más costosa que el conductor de cobre.

La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal

de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse

por conductores separados.

Tipos

Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se

denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos

tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.

Para las comunicaciones se emplean fibras multimodo y monomodo, usando las

multimodo para distancias cortas (hasta 5000 m) y las monomodo para acoplamientos

de larga distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los

empalmes, soldaduras y conectores, las fibras y los componentes de éstas son de mayor

costo que los de las fibras multimodo.

Fibra multimodo

Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un

modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede

tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan

comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 1 km; es simple de diseñar y

económico.

Su distancia máxima es de 2 km y usan diodos láser de baja intensidad.

El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo

orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra

multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de

menor precisión.

Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra

multimodo:

Índice escalonado: en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción

constante en toda la sección cilíndrica, tiene alta dispersión modal.

Índice gradual: mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante,

tiene menor dispersión modal y el núcleo se constituye de distintos materiales.

Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo según su

ancho de banda las fibras pueden ser OM1, OM2 u OM3.

OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED

como emisores

OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED

como emisores

OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet(300 m), usan láser

como emisores.

Fibra monomodo

Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se

logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones)

que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra.

A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes

distancias (hasta 300 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir

elevadas tasas de información (decenas de Gb/s)..

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE LA FIBRA ÓPTICA

Los tipos de estructuras de la fibra óptica son dos: la estructura del tipo cerrada o Tight

Buffer, y la del tipo abierta o Loose Tube.

Con la primera se puede realizar el conectorizado directo, es decir, armar un conector

directamente sobre la fibra. Para el segundo caso, como la fibra es muy frágil, es

conveniente realizar el conectorizado con “pig tail” empalmados al extremo de la fibra,

“spider” o “fan out”.

El “pig tail” es un patchcord de fibra óptica cortado al medio, que posee un conector

prepulido en fábrica, el cual se empalma al extremo de la fibra. En tanto el “spider” o

“fan out” es un conjunto de varios “pig tail” prearmado, que se conectan mediante

empalme al extremo de la fibra.

La fibra óptica del tipo cerrada, está constituida por un núcleo de sílice o vidrio molido

y compactado, de un diámetro de 9, 50 o 62,5 micrones; el cladding o cubierta de

silicona o polímeros, con un diámetro exterior de 125 micrones y, finalmente el coating

o revestimiento, de nylon o PVC, con un diámetro exterior de 250 o 900 micrones.

Las normas internacionales han determinado los colores de la fibra óptica, así por

ejemplo, la norma ANSI/EIA/TIA 598 A dispone el ordenamiento de los colores para

cada hilo de la fibra óptica, que es:

1. Azul 7. Rojo

2. Naranja 8. Negro

3. Verde 9. Amarillo

4. Marrón 10. Violeta

5. Gris 11. Rosa

6. Blanco 12. Agua

Para la cobertura exterior se determinaron los siguientes colores y usos:

Naranja Multimodo

Amarillo Monomodo

Verde o Azul LS0H o LSZH (coberturas libres de halógenos)

Los conectores de fibra óptica más usuales comercialmente son:

ST, metálico, con ferrule de cerámica, sujeción a bayoneta, usado en multimodo,

con pulido convexo PC. Pude e conectarse por crispado mecánico, soldadura por

material epoxi.

SC, plástico, con ferrule de cerámica, sujeción push-pull, simple o dúplex, usado

tanto en multimodo como en monomodo, con pulido convexo PC y APC, en tres

colores diferenciados: azul, para monomodo; beige para multimodo y verde para

larga distancia.

FC, similar al ST pero roscado.

FDDI

D4

Biconic

SMA

ESCON

Si bien todos los cables se pueden empalmar, el cable UTP, por ejemplo, empalmado no

puede certificar ni está incluido en las normas. En cambio si se contempla el empalme

de fibra óptica, y hay dos tipos: el empalme mecánico y el empalme por fusión.

Los empalmes mecánicos son fabricados por 3M, Siecor y AMP, se utilizan en trabajos

de campo, son muy simples de utilizar, y tienen influencia directa en el costo y en los

niveles de atenuación.

Los empalmes por fusión deben realizarse con el horno de fusión o “fusionadora”, un

equipo que pocos pueden tener por su alto costo, que permite realizar empalmes de muy

baja atenuación.

CONECIONES INALAMBRICAS

El término red inalámbrica (Wireless network) en inglés es un término que se utiliza

en informática para designar la conexión de nodos sin necesidad de una conexión física

(cables), ésta se da por medio de ondas electromagneticas. La transmisión y la recepción

se realizan a través de puertos.

Una de sus principales ventajas es notable en los costos, ya que se elimina todo el cable

ethernet y conexiones físicas entre nodos, pero también tiene una desventaja

considerable ya que para este tipo de red se debe de tener una seguridad mucho mas

exigente y robusta para evitar a los intrusos.

En la actualidad las redes inalámbricas son una de las tecnologías más prometedoras.

Existen dos categorías de las redes inalámbricas.

1. Larga distancia: estas son utilizadas para distancias grandes como puede ser otra

ciudad u otro país.

2. Corta distancia: son utilizadas para un mismo edificio o en varios edificios

cercanos no muy retirados.

Tipos

Según su cobertura, se pueden clasificar en diferentes tipos:

Wireless Personal Area Network

WPAN

En este tipo de red de cobertura personal, existen tecnologías basadas en HomeRF

(estándar para conectar todos los teléfonos móviles de la casa y los ordenadores

mediante un aparato central); Bluetooth (protocolo que sigue la especificación IEEE

802.15.1); ZigBee (basado en la especificación IEEE 802.15.4 y utilizado en

aplicaciones como la domótica, que requieren comunicaciones seguras con tasas bajas

de transmisión de datos y maximización de la vida útil de sus baterías, bajo consumo);

RFID (sistema remoto de almacenamiento y recuperación de datos con el propósito de

transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas

de radio.

Wireless Local Area Network

WLAN

En las redes de área local podemos encontrar tecnologías inalámbricas basadas en

HiperLAN (del inglés, High Performance Radio LAN), un estándar del grupo ETSI, o

tecnologías basadas en Wi-Fi, que siguen el estándar IEEE 802.11 con diferentes

variantes.

Wireless Metropolitan Area Network

Red de área metropolitana

Para redes de área metropolitana se encuentran tecnologías basadas en WiMAX

(Worldwide Interoperability for Microwave Access, es decir, Interoperabilidad Mundial

para Acceso con Microondas), un estándar de comunicación inalámbrica basado en la

norma IEEE 802.16. WiMAX es un protocolo parecido a Wi-Fi, pero con más cobertura

y ancho de banda. También podemos encontrar otros sistemas de comunicación como

LMDS (Local Multipoint Distribution Service).

Wireless Wide Area Network

WAN

En estas redes encontramos tecnologías como UMTS (Universal Mobile

Telecommunications System), utilizada con los teléfonos móviles de tercera generación

(3G) y sucesora de la tecnología GSM (para móviles 2G), o también la tecnología

digital para móviles GPRS (General Packet Radio Service).