INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ZACATENCO”
“TELEFONÍA CON FIBRA ÓPTICA”
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
P R E S E N T A:
EVELYN ADRIANA GARCÍA VICTORINO
ASESORES:
ING. ARTURO PÉREZ MARTÍNEZ
ING. RAÚL R. BRIBRIESCA CORREA
INDICE
INDICE. . . 1
OBJETIVO. . . 3
INTRODUCCION. . . 4
CAPITULO 1 INTRODUCCION A LAS TELECOMUNICASIONES. . . 6
1.1. OBJETIVO DE LAS TEECOMUNICACIONES. . . 7
1.2. TRANSMISION ANALOGICA. . . 7
1.3. FIBRA OPTICA. . . 13
1.3.1. DESCRIPCION FISICA. . . 13
1.3.2. PARAMETROS DE LA FIBRA OPTICA. . . 14
1.4. TIPOS DE FIBRA OPTICA. . . 15
1.4.1. FIBRA MULTIMODO. . . 15
1.4.2. FIBRA MULTIMODO CON INDICE GRADUADO. . . 15
1.4.3. FIBRA MONOMODAL. . . 16
1.5. TOPOLOGIA DE RED. . . 17
1.5.1. PRINCIPALES TIPOS DE REDES. . . 21
1.6. TRANSMISION DE LA FIBRA OPTICA. . . 24
1.6.1. TRANSMISORES DE MICROONDAS. . . 27
1.6.2. TRANSMISORES INFRARROJO Y LASER. . . 28
CAPITULO 2. CONTRATACION, INSTALACION Y GESTION DE ACOMETIDA DE FIBRA OPTICA PARA BRINDAR SERVICIO DE BANDA ANCHA. 2.1. DIFERENCIA ENTRE CABLE PAR TRENZADO, CABLE COAXIAL Y FIBRA OPTICA PARA LA INSTALACION. . . 30
2.1.1. CABLE PAR TRENZADO. . . .30
2.1.2. CABLE COAXIAL. . . 31
2.1.3. FIBRA OPTICA. . . .32
2.2. CABLES OPTICOS. . . 33
2.2.1. SEGURIDAD EN EL SISTEMA DE FIBRA OPTICA. . . 35
2.2.2. PLANEACION E INSTALACION DE LA FIBRA OPTICA. . . .35
2.2.3. MANTENIMIENTO. . . 37
2.2.4. PROGRAMAS DE CERTIFICACION. . . 37
2.2.5. ACCESIBILIDAD ECONOMICA. . . 39
2.2.6. FABRICANTES. . . .39
2.2.7. DISTRIBUIDORES. . . 39
2.2.8. INSTALACION Y MANTENIMIENTO. . . 39
2.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA OPTICA. . . 40
2.4. COMPONENTES DE LA FIBRA OPTICA. . . .41
2.5. TIPOS DE CONECTORES QUE USA LA FIBRA OPTICA. . .42
2.5.1. ACOPLADORES. . . .42
CAPITULO 3
FUNCIONAMIENTO Y GESTION DE ANILLOS DE FIBRA OPTICA .
3.1. TIPOS DE REDES. . . 45
3.2. ANALISIS GENARACIONAL DE LAS REDES OPTICAS. . . 46
3.2.1. PRIMERA GENERACION DE LAS REDES OPTICAS. . . 46
3.2.2. SEGUNDA GENERACION DE LAS REDES OPTICAS. . . . .47
3.2.3. TERCERA GENERACION DE LAS REDES OPTICAS. . . . .48
CAPITULO 4 ENLACES DE FIBRA OPTICA LARGA DISTANCIA Y CABLE SUBMARINO. 4.1. ENLACES DE RADIO PUNTO A PUNTO. . . .49
4.2. ENLACES DE FIBRA OPTICA CABLES SUBMARINOS. . . .49
4.3. CABLES DE LA CENTRAL. . . .54
4.4. ENLACES DE FIBRA. . . 55
CAPITULO 5. TECNOLOGIAS DE TRANSMISION DIGITAL Xdsl. 5.1. ARQUITECTURA. . . .61
5.2. ATM SOBRE ENLACES ADSL. . . 66
5.3. FAMILIAS XDSL. . . 68
5.3.1. ADSL. . . 68
5.3.2. ADSL2. . . 74
5.3.3. ADSL2+.. . . 78
5.3.4. VDSL. . . 85
5.3.5. HDSL. . . 96
5.3.6. SDSL. . . 99
5.4. VOZ SOBRE IP. . . 106
5.5. VENTAJAS DE LA TECNOLOGIA DE VOZ SOBRE IP. . . 109
CONCLUSIONES. . . 110
REFERENCIA. . . 112
OBJETIVO
INTRODUCCION
Para navegar por la red mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan un computador, un módem y algunos programas, sino también una gran dosis de paciencia. El ciberespacio es un mundo lento hasta el desespero. Un usuario puede pasar varios minutos esperando a que se cargue una página o varias horas tratando de bajar un programa de la Red a su PC.
Esto se debe a que las líneas telefónicas, el medio que utiliza la mayoría de los 50 millones de usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para transportar vídeos, gráficas, textos y todos los demás elementos que viajan de un lado a otro en la Red.
Pero las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.
Origen y Evolución
La Historia de la comunicación por la fibra óptica es relativamente corta. En 1977, se instaló un sistema de prueba en Inglaterra; dos años después, se producían ya cantidades importantes de pedidos de este material.
Antes, en 1959, como derivación de los estudios en física enfocados a la óptica, se descubrió una nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo láser, que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia cobertura.
Fue entonces cuando los científicos y técnicos especializados en óptica dirigieron sus esfuerzos a la producción de un ducto o canal, conocido hoy como la fibra óptica. En 1966 surgió la propuesta de utilizar una guía óptica para la comunicación.
Esta forma de usar la luz como portadora de información se puede explicar de la siguiente manera: Se trata en realidad de una onda electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, con la única diferencia que la longitud de las ondas es del orden de micrómetros en lugar de metros o centímetros.
El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos años. Sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que se publicaron los resultados del trabajo teórico. Estos indicaban que era posible confiar un haz luminoso en una fibra transparente flexible y proveer así un análogo óptico de la señalización por alambres electrónicamente.
Capitulo I. Introducción a las telecomunicaciones
1.1. Objetivo de la telecomunicación
El objetivo de las telecomunicaciones es llevar la información generada por algo o alguien en un sitio a otro lugar distante, donde se entregará a su destino con la fidelidad suficiente para que la pueda entender o ver perfectamente.
• Llevamos la imagen de personas o paisajes a nuestro receptos de TV.
• Llevamos la musica o la voz del locutor a nuestro aparato de radio.
• Mantenemos una conversación entre dos personas.
• Hablamos con un ordenador(computadora) para que no informe de algo.
El ejemplo de una comunicación entre personas nos introduce los primeros bloques funcionales:
FIG. 1.1. Bloques funcionales básicos
Emisor: Conjunto de elementos que transforman la información de la fuente -la voz en la figura- en señales que a su vez se modifican para transmitirlas a través del canal.
Receptor: Toma las señales recibidas que le interesan y las transforma para que el destinatario oiga al que habla.
Canal: Medio a través del cual viajan las señales del emisor al receptor. Es en él donde la señal sufre mayor deformación debido a dos fenómenos:
• Atenuación: la potencia inicial de la señal se va disipando a medida que viaja por el.
• Ruido: el canal capta señales radioeléctricas de diversa procedencia. Su nivel se reparte mas o menos por igual en toda nuestra banda. Cuando la señal procede de otro canal cercano al fenómeno se le llama diafonía.
• El canal no se comporta por igual en toda la banda de frecuencias que enviamos.
1.2. Transmisión analógica: sus bloques funcionales
Adaptador: Un adaptador telefónico analógico (ATA), también conocido como el adaptador de telefonía analógica, es un dispositivo electrónico utilizado para permitir que uno o más teléfonos analógicos o máquinas de facsímil para Voz sobre Protocolo de Internet (VoIP) llamadas y faxes. Un adaptador telefónico analógico, básicamente, crea una conexión física mediante el uso de cables de teléfono y de Internet entre un teléfono convencional o fax y un ordenador o una Ethernet de puerta de enlace. El ATA por lo general viene con un teléfono digital y de Internet el proveedor del plan, pero también puede ser comprado independientemente. El adaptador telefónico analógico hace llamadas de voz y envío de faxes a través de Internet es posible sin que el usuario la necesidad de actualizar los sistemas tradicionales de telefonía.
Ventajas de utilizar un adaptador telefónico analógico
Hacer las llamadas de voz y envío de faxes a través de Internet es significativamente más barato que hacerlo en líneas de teléfono tradicionales. No hay ninguna pérdida de funcionalidad como el desvío de llamadas, llamada de conferencia, y otras características pueden ser incluidas en planes de suscripción de VoIP.
VoIP teléfonos que son capaces de dirigir el puerto USB o Ethernet pasarela conectividad.
Amplificador: Aumenta la potencia de la señal. La energía necesaria la obtiene de la fuente de alimentación.
Suele llevar asociado un atenuador a su entrada para ajustar el nivel de potencia de la señal.
Un amplificador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía, magnifica la amplitud de un fenómeno. Aunque el término se aplica principalmente al ámbito de los amplificadores electrónicos, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos, e hidráulicos, como los gatos mecánicos y los boosters usados en los frenos de potencia de los automóviles.
Un módem es un dispositivo que sirve para modular y desmodular (en amplitud, frecuencia, fase u otro sistema) una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usado modems desde los años 60 o antes del siglo XX, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems de red conmutada la facilidad de respuesta y marcación automática, que les permiten conectarse cuando reciben una llamada de la RTC (Red Telefónica Conmutada) y proceder a la marcación de cualquier número previamente grabado por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar automáticamente todas las operaciones de establecimiento de la comunicación. De-modulador: Mezclando la señal modulada con la portadora obtiene la señal moduladora original.
Filtro: Selecciona la banda de frecuencias que se desea y se descarta el resto del espectro. Tipos
Filtro paso bajo: Un filtro paso bajo corresponde a un filtro caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas. El filtro requiere de dos terminales de entrada y dos de salida, de una caja negra, también denominada cuadripolo o bipuerto, así todas las frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida solo estarán presentes las que permita pasar el filtro. De la teoría se obtiene que los filtros están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo.
Deja pasar todo el espectro por debajo de un valor de frecuencia.
Filtro pasó banda: Un filtro paso alto (HPF) es un tipo de filtro electrónico en cuya respuesta en frecuencia se atenúan las componentes de baja frecuencia pero no las de alta frecuencia, éstas incluso pueden amplificarse en los filtros activos. La alta o baja frecuencia es un término relativo que dependerá del diseño y de la aplicación.
Deja pasar una banda de frecuencias entre dos valores.
Filtro paso alto: Deja pasar todo el espectro por encima de un valor de frecuencia.
Filtro banda eliminada: Elimina una banda de frecuencias entre dos valores y deja pasar el resto.
Modulador: Mezclando la señal moduladora de la banda base con la portadora, traslada en el espectro de frecuencias de la fuente en torno a la frecuencia portadora.
Oscilador: Generador de una señal sinusoidal, con una frecuencia única y estable que se usa como portadora.
Transductores: Transforman la energía de una naturaleza en otro tipo de energía.
En el caso del teléfono el micrófono transforma las variaciones de presión de las ondas sonoras en señales eléctricas. su banda de frecuencias, llamada banda base, coincide con la de la fuente.
El auricular transforma las señales eléctricas en variaciones de presión en el aire produciendo ondas sonoras. El altavoz tiene la misma función que el auricular, aunque su potencia sonora sea mayor.
[image:12.595.77.546.505.720.2]La cámara de video es el transductor, si es la imagen lo que queremos transmitir. La pantalla del televisor es el transductor que nos transforma las señales eléctricas en luz.
FIG 1.2.1 Emisor analógico: esquema general Señal eléctrica débil
banda base amplia.
Señal eléctrica amplificada banda base seleccionada..
Banda de frecuencias adecuada al canal. Sonido
Señal moduladora
FIG 1.2.2. Receptor analógico: esquema general
La transmisión la usamos porque la distorsión es suficientemente pequeña porque es la que hemos diseñado y se mantiene hasta el receptor mientras no haya errores, al contrario de la analógica que se va degradando más y más.
Bloques funcionales de la transmisión:
Codificación: A cada muestra de la señal se le asigna un valor discreto y se codifica en binario.
Los infinitos valores distintos que puede tener una señal analógica en un instante se asocian a un número finito de valores. En el caso de la voz se usa un Byte con 256 valores posibles.
Conversor digital-analógico: A cada valor obtenido saca un nivel de señal. La señal sigue sin ser analógica pues sigue tomando sólo el mismo conjunto de valores. Podríamos decir que va a "saltitos"
Decodificador: Reconstruye los valores de la señal a partir de el tren de bits. Realiza el proceso inverso al codificador.
Señal eléctrica atenuada y distorsionada.
Banda base seleccionada. Señal eléctrica amplificada y sin distorsión.
Señal potente. Portadora
Muestreo: es el proceso por el que se toman muestras periódicas de la señal. Para poder reconstruir la señal es necesario que se tomen muestras con una frecuencia superior al doble de la frecuencia máxima de la banda base.
[image:14.595.86.519.319.506.2]Regenerador de impulsos: Compara la señal distorsionada que llega con un valor umbral. Si está por encima le asigna un uno y si por debajo un cero. Así obtenemos un tren de impulsos equivalente al que envió el emisor.
FIG 1.2.3 Emisor digital: esquema general Señal eléctrica banda base seleccionada
Adaptador. Filtro.
Sonido Amplificador.
Amplificador.
Señal potente Transductor Señal eléctrica débil
banda base amplia.
FIG 1. 2. 4. Receptor digital: esquema general
1.3 Fibra óptica.
1.3.1Descripción Física
Es un medio fino (entre 2 y125µm), transporta rayos de luz. El material con el que esta construido puede ser de plástico, vidrio o silicio. Existen dos tipos: monomodo y multimodo.
El espectro de la frecuencia electromagnética total se extiende de las frecuencias subsónicas a los rayos cósmicos;
El espectro de frecuencia de luz se puede dividir en tres zonas generales: 1. Infrarroja
2. Visible 3. Ultravioleta
Los bloques principales de un enlace de comunicaciones de fibra óptica son:
• Transmisor
• Receptor
• Guía de fibra
Adaptador Señal electrica atenuada y distorsionada.
Filtro Amplificador
Señal potente.
Banda base seleccionada.
Transductor
El transmisor consiste de una interfase analógica o digital, un conversor de voltaje a corriente, una fuente de luz y un adaptador de fuente de luz a fibra.
La guía de fibra es un vidrio ultra puro o un cable plástico.
El receptor incluye un dispositivo conector, un foto detector, un conversor de corriente a voltaje un amplificador de voltaje y una interfase analógica o digital.
La fibra óptica consiste de un núcleo de fibra de vidrio o plástico, una cubierta y una capa protectora. El dispositivo de acoplamiento del receptor también es un acoplador mecánico.
El detector de luz generalmente es un diodo PIN o un APD (fotodiodo de avalancha). Ambos convierten la energía de luz en corriente. En consecuencia, se requiere un conversor corriente a voltaje que transforme los cambios en la corriente del detector a cambios de voltaje en la señal de salida.
1.3.2. Parámetros de fibra óptica.
Longitud de onda: es la distancia entre puntos similares de cualquier onda. Por ejemplo, entre cresta y cresta o entre valle y valle.
Ventanas de operación: es el rango de longitudes de onda con los que una fibra óptica opera mejor.
Frecuencia: se mide en Hertz y es el número de ondas por segundo.
Ancho de banda: sirve para estimar la cantidad de información que un sistema puede transportar, de forma que cada pulso de luz pueda ser distinguido de los otros por el reflector.
Atenuación: es la pérdida de energía óptica en un determinado trayecto.
1.4 Tipos básicos de fibras ópticas.
• Multimodales• Multimodales con índice graduado
• Monomodales
1.4.1 Fibra multimodo.
[image:17.595.83.530.253.428.2]En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose a diferentes ángulos como se muestra en la figura. 1.4.1.1
FIG.1.4.1.1 Fibra Multimodo.
rayos ópticos recorren diferentes distancias y se desfasan al viajar dentro de la fibra. Por esta razón, la distancia a la que se puede trasmitir esta limitada.
1.4.2 Fibra multimodo con índice graduado.
En este tipo de fibra óptica el núcleo esta hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. La propagación de los rayos en este caso siguen un patrón similar mostrado en la figura.1.4.2.1.
Recubrimiento Nucleo
FIG.1.4.2.1 Fibra Multimodo con índice graduado.
En estas fibras él numero de rayos ópticos diferentes que viajan es menor y, por lo tanto, sufren menos el severo problema de las multimodales.
1.4.3 Fibra monomodal.
Esta fibra óptica es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo óptico central. No sufre del efecto de las otras dos pero es más difícil de construir y manipular. Es también más costosa pero permite distancias de transmisión mayores.
FIG. 1.4.3.1. Fibra Monomodo.
La fibra óptica ha venido a revolucionar la comunicación de datos ya que tiene las siguientes ventajas:
• Gran ancho de banda (alrededor de 14Hz)
• Muy pequeña y ligera
Para transmitir señales por fibra óptica se utiliza modulación de amplitud sobre un rayo óptico, la ausencia de señal indica un cero y la presencia un uno. La transmisión de fibra óptica es unidireccional. Actualmente se utilizan velocidades de transmisión de 50, 100 y 200 Mbps, pero experimentalmente se han transmitido hasta Gbps sobre una distancia de 110 Kms.
1.5. Topología de red .
Por topología de una red se entiende la forma en la que se conectan electrónicamente los puntos de dicha red. Las topologías existentes son: bus, árbol y estrella.
Se han de tener en cuenta una serie de factores al seleccionar como más adecuada una topología, se describen seguidamente:
Complejidad. Este factor afecta a la instalación y mantenimiento de todo el cableado
Respuesta. El tráfico que puede soportar el sistema
Vulnerabilidad. La susceptibilidad de la topología a fallos o averías
Aplicación. El tipo de instalación en el que es más apropiada la topología
Expansión. La facilidad de ampliar la red y añadir dispositivos para cubrir grandes distancias.
• Topología en BUS
FIG 1.5.1 Red Bus.
Los factores de evaluación respecto a esta red son: Aplicación. Se usan en pequeñas redes y de poco tráfico Complejidad. Suelen ser relativamente sencillas
Respuesta. Al aumentar la carga la respuesta se deteriora rápidamente.
Vulnerabilidad. El fallo de una estación no afecta a la red. Los problemas en el bus son difíciles de localizar, aunque fáciles de subsanar.
Expansión. Es muy sencilla. Análisis comparativo
Ventajas
El medio de transmisión es totalmente pasivo Es sencillo conectar nuevos dispositivos
Se puede utilizar toda la capacidad de transmisión disponible Es fácil de instalar
Inconvenientes
El interfaz con el medio de transmisión ha de hacerse con dispositivos inteligentes
A veces los mensajes interfieren entre sí
El sistema no reparte equitativamente los recursos
La longitud del medio de transmisión no supera habitualmente los dos kilómetros
• Topología en Anillo
FIG 1.5.2 Red en anillo.
Los factores de evaluación respecto a esta red son:
Aplicación. Es útil cuando se ha de asignar la capacidad de la red de forma equitativa, o cuando se precisen velocidades muy altas a distancias cortas, para un pequeño número de estaciones.
Complejidad. La parte física suele ser complicada.
Respuesta. Con tráfico muy elevado la respuesta permanece bastante estable, sin embargo el tiempo de espera medio es bastante elevado.
Vulnerabilidad. El fallo de una sola estación o de un canal puede hacer que no sea operativo el sistema completo. Un fallo es difícil de localizar y no es posible la reparación inmediata.
Expansión. Es bastante sencillo el añadir o suprimir estaciones. Análisis comparativo
Ventajas
La capacidad de transmisión se reparte equitativamente La red no depende de un nodo central
Se simplifica al máximo la transmisión de mensajes
Es sencillo enviar un mismo mensaje a todas las estaciones El tiempo de acceso es aceptable, incluso con mucho tráfico El índice de errores es muy pequeño.
Se pueden alcanzar velocidades de transmisión elevadas.
Inconvenientes
• Topología en Estrella
[image:22.595.203.392.158.275.2]En la fig. 1.5.3 se muestran todas las estaciones que están conectadas por separado a un nodo central, no estando conectadas directamente entre sí.
FIG 1.5.3 Red en estrella.
Los factores de evaluación respecto a esta red son:
Aplicación. Es la mejor forma de integrar servicios de datos y voz
Complejidad. Puede ser una configuración bastante complicada. Cada estación a su vez puede actuar como nodo de otras.
Respuesta. Es bastante buena para una carga moderada del sistema. Afecta mucho la potencia del nodo central.
Vulnerabilidad. Si falla el servidor central, se detiene la actividad de la red.. El fallo de una sola estación no afecta al funcionamiento del sistema
Expansión. Es muy restringida. Es lógico, pues se ha de proteger el nodo central de sobrecargas.
Ventajas
Es ideal si hay que conectar muchas estaciones a una Se pueden conectar terminales no inteligentes
Las estaciones pueden tener velocidades de transmisión diferentes Permite utilizar distintos medios de transmisión
Se puede obtener un elevado nivel de seguridad Es fácil la detección de averías
Inconvenientes
Es susceptible de averías en el nodo central Es elevada en precio
La actividad que ha de soportar el servidor, hace que las velocidades de transmisión sean inferiores a las de las otras topologías.
1.5.1 Principales tipos de redes
Las redes se distinguen primeramente por la distancia existente entre sus terminales, clasificándose en:
WAN: Redes de Área Remota que interconexionan sistemas geográficamente dispersos.
LAN: Redes de Área Local que conectan sistemas próximos.
PAN: Redes de Área Personal, que conectan sistemas muy próximos.
Como medio físico o canal de comunicación se usan el aire o cables (par trenzado, coaxial y fibra óptica). No se puede hablar de uno mejor que otro, sino de cuál es el más adecuado a cada necesidad y dependerá de las prestaciones, coste, fiabilidad de instalación y capacidad de integración con otros sistemas.
Se diferencian también por la velocidad de transmisión. Esta se mide en bits por segundo frecuentemente confundida con baudios. El baudio es una unidad de velocidad de señalización, o de modulación, igual al número de condiciones discretas o símbolos que se suceden en la línea, por segundo. La velocidad de transmisión en baudios coincide con la velocidad de transmisión en bits, sólo si cada símbolo representa un bit. Un baudio es el inverso del intervalo del pulso más corto de señalización medido en segundos.
Un modem a una velocidad de 2400 bits, mediante un sistema de modulación cuaternario por modulación de fase, transmite 1200 símbolos por segundo, y por lo tanto la velocidad de modulación es de 1200 baudios. Un sistema que no emplee bit de parada ni de arranque tiene una velocidad de transmisión en bits igual a la velocidad de modulación en baudios.
El intercambio de información entre los distintos dispositivos tiene que estar regido por unos PROTOCOLOS, o lenguajes de diálogo que lo regulen. Consisten en un conjunto de normas comunes para establecer la comunicación tanto para el receptor como para el emisor. En el inicio de la industria informática, cada fabricante intentaba idear una serie de procedimientos, con los cuales podía controlar la información y así monopolizar el mercado de las ventas de los distintos elementos que componen la informática. Con el paso del tiempo esta industria se ha extendido tanto, que surgió la necesidad de compatibilizar los procedimientos de la información. Actualmente existen asociaciones de fabricantes de ordenadores, y organizaciones internacionales como por ejemplo ISO, que establecen unas recomendaciones sobre los procedimientos normalizados de comunicación, que van a gobernar ese intercambio de información. Un protocolo es pues, un conjunto de procedimientos normalizados o estandarizados que gobiernan el intercambio de comunicaciones, acuerdos o convenios que se adoptan para poder establecer una comunicación correcta; afectan a las frecuencias de las señales, reconocimiento de la conexión, código de recepción y emisión, control de errores, control de la sincronía, inicio de las operaciones, establecimiento de los caminos por lo que irán los mensajes, asegurar que los datos han sido recibidos, etc.
Al hablar de "hardware" de red no hay más remedio que hablar de los desarrollos que existen en el mercado de ciertas normas creadas por el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Cada una de estas normas engloba toda una serie de características entre las que destacan la topología, velocidad de transferencia y tipos de cable. Para no entrar en temas excesivamente técnicos se describen dos: Ethernet y Token Ring.
ETHERNET
recomendable estudiar el tipo de aplicaciones que se van a utilizar en la red. Fue el primer hardware de red presentado en el mercado, siendo ahora el más popular. La mayoría de fabricantes de ordenadores tienen implementaciones sobre Ethernet y gracias a ello, la conectividad con esta red es muy fácil. Utiliza cable coaxial de dos tipos y en su versión más moderna (10 Base T), cable UTP. Recomendada para entornos en los que deba convivir con equipos Digital o comunicaciones TCP/IP .
TOKEN RING
[image:25.595.157.438.365.491.2]Hasta hace poco tiempo fue la red IBM por excelencia. Cuenta con versiones de 4 y 16 Mbits lo que la hacía hasta hace poco tiempo una de las más utilizada en redes grandes. Utiliza topología en anilloaunque en realidad el cable se hace en estrella. Ideal para conectividad con IBM. Actualmente cada vez se usa menos.
FIG 1.5.1.1. Sistemas Operativos de red.
Multitarea: Para atender las peticiones de muchos usuarios a la vez deben ser capaces de realizar varias tareas simultáneamente. De esta forma pueden realizar una lectura en disco al mismo tiempo que reciben otra petición a través de la red o imprimen un texto enviado por una estación de trabajo.
Control de acceso: Si desea que los datos de todos los usuarios no dañados por error de una de ellos, el sistema operativo de red deberá incorporar un sistema que permita a los usuarios acceder sólo a los datos imprescindibles para su trabajo en la red.
Seguridad de datos: El disco duro de un servidor de ficheros almacena muchos datos, muchos más que el de un PC aislado. Preservarlos justifica tener un sistema de seguridad que evite que un fallo de los componentes cause su perdida. Por ello los sistemas operativos de red tienen sistema de tolerancia de fallos que funcionan de forma automática y transparente para los usuarios.
Interfase de usuario: Los usuarios deben seguir teniendo en su pantalla la misma apariencia que les ofrecía el entorno local. El acceso a los periféricos de la red debe ser transparente y de la misma forma que si estuviera conectado en su estación. Sólo con ello se conseguirá facilidad de uso en la red.
1.6 Transmisión por Fibra Óptica
En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en luminosa, por ello se le considera el componente activo de este proceso. Una vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro extremo del circuito se encuentra un tercer componente al que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada, amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor, amplificador y señal de salida (tercer tramo).
Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para la transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para manejarlos son características atractivas.
Un filamento de vidrio sumamente delgado y flexible (de 2 a 125 micrones) capaz de conducir rayo ópticos (señales en base a la transmisión de luz). Las fibras ópticas poseen capacidades de transmisión enormes, del orden de miles de millones de bits por segundo. Se utilizan varias clases de vidrios y plásticos para su construcción.
Una fibra es un conductor óptico de forma cilíndrica que consta del núcleo (core), un recubrimiento (clading) que tienen propiedades ópticas diferentes de las del núcleo y la cubierta exterior (jacket) que absorbe los rayos ópticos y sirve para proteger al conductor del medio ambiente así como darle resistencia mecánica.
Además, y a diferencia de los pulsos electrónicos, los impulsos luminosos no son afectados por interferencias causadas por la radiación aleatoria del ambiente.
Capacidad de transmisión: La idea de que la velocidad de transmisión depende principalmente del medio utilizado, se conservo hasta el advenimiento de las fibras ópticas, ya que ellas pueden transmitir a velocidades mucho más altas de lo que los emisores y transmisores actuales lo permiten, por lo tanto, son estos dos elementos los que limitan la velocidad de transmisión.
1. Mayor capacidad debido al ancho de banda mayor disponible en frecuencias ópticas.
2. Inmunidad a transmisiones cruzadas entre cables, causadas por inducción magnética.
4. Resistencia a extremos ambientales. Son menos afectadas por líquidos corrosivos, gases y variaciones de temperatura.
5. La seguridad en cuanto a instalación y mantenimiento. Las fibras de vidrio y los plásticos no son conductores de electricidad, se pueden usar cerca de líquidos y gases volátiles.
La fibra es el soporte ideal por todas las ventajas que brinda, tales como:
1. Supresión de ruidos en las transmisiones. 2. Red redundante.
3. Conexión directa desde centrales hasta su empresa.
4. Alta confiabilidad y privacidad en sus comunicaciones telefónicas. 5. Posibilidad de daño casi nula.
6. Tiempos de respuesta mínimos en la reparación de daños.
7. Mayor número y rapidez en la solicitud y entrega de nuevos servicios. 8. Gran ancho de banda
También la fibra óptica es una plataforma para la prestación de otros servicios, como:
1. Transmisión de datos de Alta Velocidad 2. Enlaces E1 (2Mb/s) para conexión de PABX
3. La posibilidad en el futuro de conexión de nuevos servicios como multimedia o sistemas de televisión por cable.
1.6.1Transmisores de microondas
Los transmisores y receptores de microondas, especialmente satélites, se usan para transmitir señales a grandes distancias a través de la atmósfera.
Líneas aéreas, se trata del medio mas sencillo y antiguo que consiste en la utilización de hilos de cobre de aluminio recubierto de cobre, mediante las que se configuran circuitos compuestos por un par de cables. Se han heredado las líneas ya existentes en telegrafía y telefonía.
Microondas, es un sistema que se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud. Pueden diseccionarse múltiples canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o puede establecer enlaces punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que interconectan la antena con la cuales sean, terminal del usuario.
Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud. Tiene como características que su ancho de banda varia en los 300 a 3000Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3.5 GHz y 26 GHz. Es usado como enlaces de una empresa y un centro que funcione como centro de conmutación del operador, o como un enlace entre redes LAN.
Para la comunicación de microondas terrestre se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas a tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a malas condiciones atmosféricas
Microondas terrestre, suele utilizarse antenas parabólicas. Para conexiones a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.
Microondas por satélite: El satélite recibe las señales y las amplifica o
retransmite en la dirección adecuada. Para mantener la alineación del satelite con los receptores y emisores de la tierra, el satelite debe ser geoestacionario.
Se suele utilizar este sistema para:
• Difusión de televisión.
• Transmisión telefónica a alarga distancia.
• Redes privadas.
1.6.2 Transmisores infrarrojos y láser
Son análogos a los de microondas. También usan la atmósfera como medio, sin embargo sólo son válidos para distancias cortas, ya que la humedad, niebla, obstáculos y otros fenómenos ambientales pueden causar problemas de transmisión.
Conectividad en distancias cortas
Las redes de área personal (PAN) como tecnología de tercera generación, significan un impulso al proceso de convergencia entre las industrias informática y de comunicaciones. Desde el momento en que los teléfonos móviles se empiecen a utilizar masivamente como ordenadores (como ejemplo el Nokia N96) se producirá una reestructuración del mercado.
Modems
Un MODEM convierte señales digitales a analógicas (audio) y viceversa, mediante la modulación y demodulación de una frecuencia portadora. Se usan para transmitir las señales a través de líneas telefónicas. Las prestaciones de velocidad se han ido mejorando paulatinamente, hasta los actuales 56 kbaudios. Una tecnología que soporta velocidades superiores y gran calidad es la denominada ISDN o RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), que como su nombre indica usa líneas telefónicas digitales. La desventaja es su precio más elevado. Este sistema consta de dos líneas de 64 k de velocidad que se pueden, mediante software, usar como una de 128 k, aunque como es lógico se paga la transmisión por las dos líneas (es decir cuesta el doble). Es una tecnología que cada vez se usa menos.
Capitulo 2 - Contratación, Instalación y Gestión de
Acometida de Fibra Óptica para brindar servicio de
Banda Ancha.
Con motivo de la normalización de interfaces existentes, se dispone de los sistemas de transmisión por fibra óptica para los niveles de la red de telecomunicaciones públicas en una amplia aplicación, contrariamente para sistemas de la red de abonado (línea de abonado), hay ante todo una serie de consideraciones.
Para la conexión de un teléfono es completamente suficiente con los conductores de cobre existentes. Precisamente con la implantación de los servicios en banda ancha como la videoconferencia, la videotelefonía, etc, la fibra óptica se hará imprescindible para el abonado. Con el BIGFON (red urbana integrada de telecomunicaciones en banda ancha por fibra óptica) se han recopilado amplias experiencias en este aspecto.
2.1. Diferencia entre cable par trenzado, cable coaxial y fibra
óptica para la instalación.
2.1.1. Cable par trenzado.
La utilización del par trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética. Este tipo de medio es el mas utilizado debido a su coste (se utiliza mucho en telefonía) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance. Se utilizan con velocidad inferiores al MHz (de aproximadamente 250 KHz). Se consiguen velocidades de hasta 16 Mbps. Con estos cables, se pueden transmitir señales analógicas Digitales.
Existen dos tipos de cables par trenzado: cable de par trenzado sin apantallar (UTP) Y par trenzado apantallado (STP).
• La LAN tiene una limitación de presupuesto.
• Se desea una instalación relativamente sencilla, donde las conexiones de los equipos sea simple.
No se utiliza el cable de para trenzado si:
• La LAN necesita un gran nivel de seguridad y se debe estar absolutamente seguro de la integridad de los datos.
• Los datos se deben transmitir a largas distancias y a altas velocidades.
Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos interferencias y permite conectar mas estaciones. Se suele utilizar para televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local, conexión de periféricos a corta distancia, etc. Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales. Sus inconvenientes principales son: atenuación, ruido térmico, ruido de intermodulación.
Para señales analógicas se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y para señales digitales un repetidor a cada kilómetro.
2.1.2. Cable Coaxial
El cable coaxial es mas resistente a interferencias y atenuación que el cable de par trenzado.
Tipos de cable coaxial.
• Cable fino (Tinnet).
• Cable grueso (Thicknet).
El tipo de cable coaxial mas apropiado depende de las necesidades de la red en particular.
Utilice el cable coaxial si necesita un medio que pueda:
• Transmisión voz, video y datos.
• Transmisión datos a distancias mayores de los que es posible con cableado mas caro.
2.1.3. Fibra óptica.
Es el medio de transmisión novedoso que esta reemplazando el par trenzado y el cable coaxial en casi todos los campos. En estos días lo podemos encontrar en televisión por cable y telefonía.
En este medio los datos se transfieren mediante un haz confinado de naturaleza óptica, de ahí su nombre, es mucho mas caro y difícil de manejar pero sus ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una buena elección al momento de observar rendimiento y calidad de transmisión.
En el cable de fibra óptica las señales que transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz. Esta es una forma relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar.
El cable de fibra óptica es apropiado para transmitir datos a velocidades muy altas y con grandes capacidades debido a la carencia de atenuación de la señal y a su pureza.
Las transmisiones del cable de fibra óptica no están sujetas a intermodulaciones eléctricas y son extremadamente rápidas, conmumente transmiten a unos 100 Mbps, con velocidades demostradas de hasta 1 Gbps. Pueden transportar una señal (el pulso de luz) varios kilómetros.
El cable de fibra óptica se utiliza si:
• Necesita transmitir datos a velocidades muy altas y a grandes distancias en un medio muy seguro.
El cable de fibra óptica no se utiliza si:
• Tiene un presupuesto limitado.
TABLA 2.1.1 Comparación de los medios de comunicación.
Características Fibra Óptica Coaxial
Longitud de la Bobina (mts) 2000 230
Peso (kgs/km) 190 7900
Diámetro (mm) 14 58
Radio de Curvatura (cms) 14 55
Distancia entre repetidores (Kms) 40 1.5
Atenuación (dB / km) para un Sistema de 56
Mbps 0.4 40
2.2. Cables Ópticos.
FIG.2.2.1. Representación de la fibra optica
El propósito básico de la construcción del cable de fibra óptica es el mismo; mantener estables la transmisión y las propiedades de rigidez mecánica durante el proceso de manufactura, instalación y operación. Las propiedades esenciales en el diseño del cable son la flexibilidad, identificación de fibras, peso, torsión, vibración, límite de tensión, facilidad de pelado, facilidad de cortado, facilidad de alineación del cable y la fibra, resistencia al fuego, atenuación estable, etc. Los parámetros para formar un cable especial son:
1. Esfuerzo máximo permitido en la fibra durante su fabricación, instalación y servicio; determina la fuerza mínima de ruptura de la fibra y la fuerza requerida para el miembro de tensión.
2. Fuerza lateral dinámica y estática máxima ejercida sobre la fibra, para determinar la configuración del cable y el límite de tolerancia de micro curvaturas.
3. Flexibilidad.
4. Rango de temperatura y medio ambiente en donde el cable va a operar, paralela elección del tipo de materiales a utilizar tomando en cuenta su coeficiente de expansión térmica y su cambio de dimensiones en presencia de agua.
1. Evitar cargas o esfuerzos mecánicos sobre las fibras. 2. Aislar la fibra de los demás componentes del cable.
3. Mantener las fibras cerca del eje central y proporcionar espacio a las fibras para su mantenimiento.
4. Escoger los materiales de los elementos del cable con mínimas diferencias en sus coeficientes de expansión térmica.
2.2.1. Seguridad en el sistema de la fibra óptica.
Es necesario que cada técnico o instalador conozca a fondo y se adhiera a las pautas de seguridad definidas por su compañía o cualquier puata fijada por el fabricante o autoridad local o nacional que sea aplicable.
2.2.2. Planeación e instalación de la fibra.
En términos generales primero se planea la red, se proyecta, se desarrolla y finalmente se implementa.
Antes de la instalación de la fibra óptica las empresas encargadas de llevar a cabo el cableado estructurado realizan una completa programación del proyecto para su aprobación. Se asigna a un líder del proyecto y a un equipo de técnicos experimentados en el tipo de trabajo a realizar.
Las actividades de instalación se encuentran bajo las normas o exceden las normas de todos los códigos federales y estatales de comunicaciones. Componente de categoría menor. Generalmente la empresa que la instala provee todos los medios de transmisión y componentes que se requieren en el proyecto (Rack, Patch panel, Organizadores, Jack RJ45, Adaptadores del duplex, Bobinas UTP, etc).
Requisitos para la instalación de cables:
• La chaqueta exterior del cable no debe removerse más de una pulgada a partir del punto de terminación.
• Los pares no deben destrenzarse más de media pulgada
• Los pares del cable no deben apretarse hasta el punto en que distorsionen la chaqueta exterior sino que deben apretarse a mano.
• El radio de curvatura mínimo deberá ser cuatro veces mayor a la circunferencia del cable.
• Deben evitarse lazos (KINKS) durante el tendido del cable.
• Evitar muescas o cortaduras
• No empalmes
• La máxima tensión de halado es de 25 libras.
Posibles causas de fallas para atenuación:
• Mucha longitud
• Problemas de terminaciones
• Algunos de los componentes del enlace no cumple con las normas, o que sea de una categoría menor.
• Alta temperatura.
Posibles causas para fallas NEXT (diafonía):
• Problemas de terminación en el conector.
• Cable muy corto o corto con terminación defectuosa.
• Pares divididos.
• Fuentes de ruido externas.
Hay diferentes maneras de instalar la fibra óptica, es decir por medio de un cable tensor (colgar), enterrar la fibra (subterráneo), por medio de tubería y por microondas o antenas.
donde se requiere cables de longitud del cable se anexa un listado de la longitud de cada segmento de cable
2.2.3. Mantenimiento.
Definitivamente la fibra óptica es una tecnología que no requiere de mantenimiento ya que solo recibe esto debido a que ocurra un desperfecto total. Sin embargo en el momento en que se instala la fibra óptica es bajo el certificado de ciertos estándares de cableado que garantizan el buen funcionamiento de la tecnología. Dentro de las organizaciones que certifican el cableado estructurado están ANSI (American National Standards Institute) .
Por ejemplo los siguientes estándares están enfocados a distintas funciones:
ANSI/TIA/EIA- 568A: Cableado en edificios comerciales. ANSI/TIA/EIA- 569: Vías y espacio dentro de edificios. ANSI/TIA/EIA- 606: Administración de sistema de cableado. ANSI/TIA/EIA- 607: Puesta a tierra.
Para estos estándares se utilizan los siguientes conceptos: “podría”, “debería”, “deseable”.
2.2.4. Programas de certificacion.
Los programas de certificación se encargan de ofrecer garantía tanto del producto como de las aplicaciones, es decir se dedican a la calidad, soporte de usuario final y sus servicios de valor agregado.
Las ventajas que ofrecen estos programas son las siguientes:
• Da la seguridad de que el instalador esta capacitado para seguir los últimos procedimientos y directivas para cableado estructurado.
fabricante. El usuario final tiene la seguridad de que todos los productos de cableado estructurado utilizados en la instalación satisfacen o exceden las estándares operativos del fabricante del sistema.
• El usuario final tiene la seguridad de que sus productos se han diseñado, instalado y comprobado por técnicos de telecomunicaciones calificados y capacitados y que finalmente fusionarán sin problemas para las aplicaciones para las que se han diseñado.
Para que un instalador pueda trabajar bajo los estándares de garantía de alguna empresa que se dedica a la certificación de los trabajos es necesario que éste solo instale productos de la empresa o aprobados por ésta.
La fibra óptica se encuentra posicionada dentro de las tecnologías innovadoras ya que a nivel general e industrial alrededor del 30% al 40% de las empresas en Jalisco cuentan con la instalación de la fibra. En cambio dentro de las empresas maquiladoras el 100% están usándola debido al tamaño que tienen.
Es por ello que se considera una tecnología innovadora a nivel local, ya que no todas las empresas la tienen instalada.
2.2.5. Accesibilidad económica
Definitivamente el cable de cobre es más barato que la fibra óptica, sin embargo si se trata de obtener un mayor ancho de banda y de fidelidad, así como acortar distancias, y contar con un medio de transmisión amplio y más seguro, realmente la fibra óptica justifica sus precios por los beneficios que ofrece frente a los del cable de cobre (UTP).
2.2.6. Fabricantes
Dentro de los fabricantes de la fibra óptica a nivel internacional se encuentran Siecor, Lucent, Belden, Mohawk, Siemens, Bertek, Mitsubishi, Alcatel, AMP, Optical cable, GYCOM y Prestolite. Mientras que a nivel nacional encontramos a Condumex.
2.2.7. Distribuidores
En Guadalajara se reúnen los siguientes distribuidores de fibra óptica: Anixter de México (internacional), Graybar (internacional), Grupo Dice (nacional), TIC cables (nacional), y Viper (nacional). Estos son distribuidores directos de fabrica en Guadalajara. Estos distribuidores surten la fibra óptica directamente a las empresas que la instalan, es decir no se comercializa a cualquier persona sino que si alguien quiere comprarla e instalarla directamente sin tener que pagar por eso, la única opción que tienen es conseguirla a partir de ésta empresas, como podría ser con SANDOR, es decir, ésta compañía le puede vender a alguien sin tener forzosamente que instalársela. Sin embargo en estos casos no se certifica la implementación de ésta tecnología.
2.2.8. Instalación y mantenimiento
ambientales y la compatibilidad del sistema con las necesidades futuras de expansión. De hecho se hace una plano físico de la estrategia de instalación de la fibra, después se presenta el proyecto y si es aprobado se instala. Sin embargo muchas veces se cambian los rumbos de la instalación es por eso que se elige un líder del proyecto quien se responsabilizará de todas las actividades que se realicen en la obra y tendrá la autoridad para tomar algún acuerdo o decisión con la finalidad de que el proyecto no se detenga y pueda llevarse al final con éxito.
2.3 Ventajas y desventajas de la fibra óptica.
Ventajas
• La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones
o de bps.
• Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin congestiones.
• Video y sonido en tiempo ireal.
• Es inmune al ruido y a las interferencias.
• Las fibras no pierden luz, por lo que la transmisión es también segura y no puede ser perturbada.
• Carencia de señales eléctricas en la fibra.
• Presenta dimensiones más reducidas que los medios pre-existentes.
• El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos.
• La materia prima para fabricarla es abundante en la naturaleza.
• Compatibilidad con la tecnología digital.
Desventajas
• Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la ciudad por las cuales ya esté instalada la red de fibra óptica.
• El coste de instalación es elevado.
• Fragilidad de las fibras.
• Disponibilidad limitada de conectores.
• Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el campo.
2.4. Componentes de la Fibra Óptica.
El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico (en el cual se propagan las ondas ópticas).
Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo.
La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.
El revestimiento de protección: por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra.
[image:43.595.163.430.477.658.2]
2.5. Tipos de conectores que usa la Fibra Óptica.
2.5.1. 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.
[image:44.595.91.508.311.477.2]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. Este tipo de conectores se muestra en la fig.2.5.1.1
FIG. 2.5.1.1 Tipos de acopladores.
2.5.2. Conectores
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.
Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se representan por el color marfil ,conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color azul.
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.
[image:45.595.221.376.305.458.2]ST conector de Fibra para Monomodo o Multimodo con uso habitual en Redes de Datos y equipos de Networking locales en forma Multimodo.
FIG 2.5.2.1 Conector ST
FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o Multimodo con uso habitual en telefonía y CATV en formato Monomodo y Monomodo Angular.
FIG 2.5.2.2. Conector FC
[image:45.595.218.378.530.682.2]Capitulo 3– Gestión de Anillos de Fibra Óptica para
atender a un grupo de clientes.
3.1 Tipos de redes.
Las redes ópticas pueden tener un buen número de clasificaciones, para motivo del presente trabajo hemos tomado estos tipos de redes como representativas.
• Redes urbanas Troncales.
• Redes suburbanas.
• Redes larga distancia.
• Redes de redundancia.
REDES URBANAS TRONCALES (Redes de acceso)
En el otro extremo del espectro están las redes de acceso. Estas redes son las más cercanas a los usuarios finales y están en los extremos de la MAN. Se caracterizan por sus distintos protocolos y estructuras y tiene un amplio abanico de velocidades. Los usuarios son desde usuarios residenciales a grandes empresas e instituciones. El predominio del tráfico IP, con su funcionamiento en ráfagas, asimétrico y de naturaleza impredecible, presenta muchos retos especialmente con las nuevas aplicaciones en tiempo real. Al mismo tiempo estas redes requieren continuar soportando las redes antiguas y sus protocolos.
MANs
disponibilidad del ancho de banda siempre creciente en las redes de transporte de larga distancia y por otro lado, debe cumplir con los requerimientos de conectividad y ser compatible con las tecnologías de las redes de acceso.
REDES SUBURBANAS.
Son igual que las redes urbanas pero se encuentra geográficamente ubicada “fuera de la ciudad”.
REDES DE LARGA DISTANCIA.
Son el corazón de la red global de Telecomunicaciones. Las redes de larga distancia son las que conectan a las redes metropolitanas. Su aplicación es transportar, por lo que su primera preocupación es la capacidad. En muchos casos estas redes, que se han basado tradicionalmente en la tecnología SONET o SDH están al límite de capacidad como resultado de la demanda actual. Estas redes pueden ser terrestres o submarinas.
3.2 Análisis Generacional de las redes Ópticas
3.2.1 Primera generación de redes ópticas
La necesidad de incrementar la velocidad de los servicios y la capacidad de tener canales libres de ruido para la comunicación hicieron que las redes ópticas fueran atractivas para las empresas de telecomunicaciones. La fibra se hizo necesaria para la transmisión de datos con velocidades de unas cuantas decenas de Mbps sobre distancia que excedían el Kilómetro. Las características básicas de la primera generación de redes Ópticas son: (a) La fibra óptica solo es visto como un medio más de transmisión. (b) es usado con una longitud de onda simple, y (c) todos los conmutadores y procesadores son manejados por la electrónica. Estas redes son muy populares y las mas conocidas son las redes SONET/SDH y empezaron a usarse ampliamente en los años 80.
de longitud de onda (DWDM). En estos tipos de redes todo el procesamiento e inteligencia reside en los componentes electrónicos existentes, tales como las Redes ópticas Síncronas (SONET/SDH), los Switches de Modo de Transferencia Asíncrona (ATM), y ruteadores IP. Estas soluciones cumplieron con sus objetivos, y en verdad, a la fecha muchas de estas redes aún están operando.
3.2.2 Segunda Generación de Redes Ópticas
Muchas veces en la industria de las Telecomunicaciones, aprendemos de las debilidades y errores de las primeras tecnologías para mejorar. Teniendo esto en mente examinemos las características de la Segunda generación de redes ópticas. Primero, en esta generación se podrá notar que se incorporan muchas de las funciones de ruteo y conmutación que previamente estuvieron en manos de la electrónica en la parte óptica de la red. En otras palabras las redes ópticas fueron por mucho tiempo un medio de transmisión poco eficiente, pero fueron capaces de desarrollar las necesidades de los servicios de red bastante bien.
La segunda generación de redes ópticas ha sido introducida para vencer los obstáculos básicos de la conectividad. Estos dispositivos expanden la capacidad de los sistemas de primera generación con la introducción de los conceptos de topologías básicas incluyendo anillos y mallas simples. Este tipo de redes encuentra aceptación en las redes Metro donde la fibra es usualmente desplegada en anillos y la DWDM permite el uso múltiples flujos OC-48/STM-16 (2.5 Gbits/seg.) que pueden ser ruteado sobre longitudes de onda individual.
Sin embargo, de manera similar a los dispositivos de la primera generación, las restricciones tecnológicas relegan estos elementos a funciones elementales de transporte. La segunda generación de redes ópticas también delegan en los dispositivos electrónicos existentes todos los procesos del nivel de servicio.
estáticos, permitiendo que los proveedores de servicio proporcionen servicios basados en longitud de onda. Adicionalmente, las arquitecturas de red que emplean DWDM de segunda generación soportan interfaces multiservicio protegidos, tales como Gigabit Ethernet, ESCON y SDH/SONET. Si bien estas mejoras son enormes en comparación con las redes SDH/SONET convencionales, la segunda generación de redes posee limitaciones en cuanto a capacidad, coste, escalabilidad y gestión de red. La conmutación entre múltiples anillos metropolitanos se realiza de forma centralizada y las longitudes de onda se demultiplexan antes de ser conmutadas/enrutadas de forma individual. Esto da lugar a conmutadores con un gran número de puertos (por ejemplo, 1024 x 1024) para poder gestionar el tráfico entre anillos, lo cual da por resultado costes elevados. Adicionalmente, la mayoría de OXCs existentes realizan conversiones optoelectrónicas a la entrada y a la salida del conmutador debido a la falta de estándares de interconexión de longitudes de onda en entornos donde existen equipos de múltiples fabricantes.
3.2.3 Tercera generación de red redes ópticas.
Capitulo 4 – Enlaces de Fibra Óptica Larga Distancia y
Cables Submarinos.
Los enlaces de fibra óptica para telecomunicaciones distinguen métodos de conectorización y empalme de una fibra óptica. Emplean criterios de instalación en edificios y en exteriores.
Los métodos del divisor o del acoplador consisten en doblar vidrio de un cable de fibra óptica. Al doblar la fibra a cierto grado, una pequeña cantidad de señal fluirá, con los receptores modernos, se necesita una pequeña parte de la señal (O.1dB del rango óptico) para extraer el dato de un enlace de fibra óptica.
Un canal de gestión dentro de banda permite al usuario monitorear, controlar y configurar la unidad remota, utilizando los mismos enlaces de fibra óptica que se emplean para transmitir datos, sin que se produzca interferencia entre los mismos.
4.1 Enlaces de radio punto a punto
Este tipo de sistemas consisten en un enlace de radio frecuencia que se puede establecer en las bandas de 400, 900 ó 1400 MHz. Esto se realiza con los radios punto a punto MDS LEDR. Por las características de estos radios el enlace se puede realizar a distintas modulaciones: 32-QAM ó QPSK; para la primera se puede realizar un enlace con un ancho de banda máximo de 768 Kbps y con la modulación de QPSK se pueden lograr anchos de banda de 256 Kbps, con la ventaja de que en ésta modulación podemos lograr enlaces mas lejanos que con la 32-QAM, debido a la posibilidad de amplificar la potencia de 1 Watt de estos radios.
4.2 Enlaces de fibra óptica cables submarinos.
de un continente y con otras ubicadas en otros continentes. Normalmente la conectividad global mundial se consigue a través de la interconexión de anillos de menor envergadura.
Un enlace submarino de fibra óptica se compone de dos grandes partes: La Planta seca en tierra y la Planta húmeda o bajo el mar.
La Planta húmeda está compuesta por los elementos que se encuentran bajo el mar y que son principalmente el cable que transportan las señales luminosas de información de una estación a otra, los repetidores que permiten amplificar la señal luminosa a medida que se desgasta y las unidades de derivación, que posibilitan integrar estaciones secundarias a la troncal sin arriesgar la confiabilidad del sistema.
En la Red Seca se encuentran los componentes que permiten transmitir, recibir y controlar las comunicaciones que se envían a través de los segmentos de enlaces submarinos. Estos componentes son el Equipo terminal de línea para transmitir y recibir la información, el equipo de generador de potencia para alimentar con corriente eléctrica a los repetidores, el cable terrestre para unir la Estación de tierra con el Cable submarino y el Cable de tierra que permite cerrar el circuito eléctrico a través del mar.
Para instalar los cables submarinos bajo el mar, se realiza primero un levantamiento topográfico del fondo marino que permita elegir la ruta del cable más adecuada que evite las fosas, montañas y otras dificultades que imponen el medio ambiente en que será instalado, por ejemplo faenas de pesca, anclas y ataque de peces. En zonas en las cuales sea necesario, el cable puede ser enterrado y/o fijado para evitar movimientos que pudiesen afectar su integridad física.
conectividad global mundial se consigue a través de la interconexión de anillos de menor envergadura.
Para conseguir la confiabilidad de las redes submarinas de fibra óptica; dado que hoy en día existe una gran conectividad mundial a través de cables submarinos formando anillos, las redes submarinas de fibra óptica cuentan normalmente con protecciones en caso de falla de equipos o corte de un cable; sin embargo debido a la gran cantidad de información que transportan se hace vital restablecer lo antes posible el equipo o cable dañado, dado que mientras no haya sido solucionada la falla el sistema permanecerá sin respaldo, produciéndose una crisis de proporciones en caso de producirse una nueva falla en otro lugar del anillo.
Para cumplir con el propósito anterior las estaciones de cable submarino se conectan utilizando un anillo de “trabajo” y uno de “respaldo”, En caso normal, sin falla, el tráfico prioritario es llevado por el anillo de trabajo, mientras que por el anillo de protección se lleva tráfico de baja prioridad. En caso de falla, existirá una conmutación de segmento (sólo entre dos estaciones y por falla de equipos), o conmutación de anillo, que implica una re-configuración total del anillo en forma de “banana” (cuando se trata de un corte de cable). Cuando se realiza una conmutación que utiliza el anillo de protección, el tráfico no prioritario se pierde.
La tecnología de anillos aprovecha además lo explicado antes en el sentido que es posible enviar por una misma fibra óptica varias señales de alta velocidad en diferentes “colores” de la luz en forma simultánea, por lo que si se usan 16 “colores” y considerando que se disponen de 4 pares de fibras, se podrán construir un total de 64 anillos independientes. (Posteriormente esa cantidad podría ser ampliada agregando nuevos “colores” o sea nuevas longitudes de onda).
En las redes de submarinas de fibra óptica normalmente existe un centro remoto de operación que tiene por función supervisar la red las 24 horas del día y los 365 días del año. Todo tipo de actividad de mantenimiento correctivo, debe contar con la autorización y dirección del Centro de operación de red de manera que nada sea hecho sin un adecuado registro y supervisión.
Las comunicaciones de servicio (mantenimiento) entre los computadores de las diferentes estaciones de cable submarino, se realizan a través de canales de transmisión de datos mediante routers bajo protocolo TCP-IP. Dichos canales de datos se envían dentro de la misma señal de alta velocidad que sale por el Terminal de línea respectivo.
Es interesante destacar que para fines de mantenimiento preventivo y correctivo es necesario realizar mediciones y enviar órdenes a los repetidores que están bajo el mar. Esto se realiza variando levemente (sobre-modulando) la señal luminosa de acuerdo a la señal de datos de baja velocidad que contiene los mensajes enviados o recibidos hacia o desde los repetidores.
Para la rápida localización de un punto de corte del cable se utiliza un instrumento (reflectómetro óptico coherente) que envía pulsos de luz y mide el tiempo de retorno de dichos pulsos al reflejarse en el corte, presentando errores que pueden ser tan bajos como un 0,1% y un alcance de hasta 15.000 kilómetros.
En algunos casos se producen fallas eléctricas de aislación en el cable submarino y no pueden usarse métodos de reflectometría óptica como el explicado antes; en ese caso existen métodos eléctricos de localización, pero dado que dependen de muchos parámetros variables y particulares de cada enlace pueden presentar un error tan grande como 1%.
