CLASES PRACTICAS Y TEÓRICAS INTERDEPARTAMENTALES
FIBRA ÓPTICA (Principios básicos)
Este es un manual de principios básicos del uso o funcionamiento de la fibra óptica y sus componentes directos, para poder diagnosticar en una primera comprobación los posibles fallos de una red de fibra óptica. Por lo tanto en el supuesto caso de que el técnico informático (SERGES) pueda determinar que la causa del fallo radica en el trazado físico de la fibra óptica, deberá avisar a los técnicos de cableado de redes (INFRAESTRUCTURAS), para con los equipos adecuados podamos ir a diagnosticar con exactitud y reparar dicha fibra inoperativa.
La fibra óptica resulta interesante porque toma un concepto muy antiguo que es la manipulación de la luz, no es otra cosa más que eso, la manipulación controlada de la luz. Si nos remontamos a la historia, los mismos egipcios controlaban la luz por medio de espejos para iluminar dentro de las increíbles pirámides, por lo tanto se podría afirmar que fueron los precursores del uso y la manipulación de la luz.
Hoy la manipulación de la luz está controlada dentro de un cable, con terminaciones especiales y en placas especiales que hacen que la transmisión sea posible y que detallaré a lo largo de esta pequeña nota.
Al ver con detenimiento cómo está compuesta la fibra óptica, vamos a comprender sus ventajas y desventajas, así también, tendremos una visión global de este medio. Este ejemplo es sobre un cable compuesto de muchas partes, hay que entender que hay muchos tipos de cables que se adaptan a distintos medios ambientales (interior, exterior, etc.) pero tomé este como referencia porque se pueden ver con detalle que elementos puede contener un cable. Esto servirá porque comúnmente en los catálogos de cables de fibra óptica, se especifican de que están compuestos, por lo tanto, conociendo los componentes y para que funcionan, podremos elegir al mejor cable para nuestras necesidades.
Estructura de una fibra óptica
1- Elemento central dieléctrico: este elemento central que no está disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no conduce la electricidad (dieléctrico) y que ayuda a la consistencia del cable entre otras cosas.
2- Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de él, dejando al resto de los filamentos libres de humedad.
3- Fibras: esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aquí se producen los fenómenos físicos de reflexión y refracción. La pureza de este material es lo que marca la diferencia para saber si es buena para transmitir o no. Una simple impureza puede desviar el haz de luz, haciendo que este se pierda o no llegue a destino. Básicamente los hilos de fibra (micrones de ancho) se obtienen al exponer tubos de vidrio al calor extremo y por medio del goteo que se producen al derretirse, se obtienen cada una de ellos.
4- Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra.
5- Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muchos años se usaba para transmitir programas a PC, pero en este caso solo cumple el rol de aislante.
6- Cinta antillama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor y las llamas.
7- Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y protección del cable, teniendo en cuenta que el Kevlar es un muy buen ignífugo, además de soportar el estiramiento de sus hilos.
8- Hilo de desgarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable.
9- Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior.
Ahora que sabemos cómo está compuesto un cable, vamos a ver cómo funciona. No voy a detallar matemáticamente el funcionamiento porque no es la idea, solamente voy a hablar de los dos fenómenos de la óptica que permiten la transmisión y que en definitiva son el fundamento especial de este invento.
Los dos principios físicos por los que la fibra funciona son la Reflexión y la Refracción:
Ellos son los culpables de llevar esto adelante.
· Refracción: es el cambio de dirección que llevan las ondas cuando pasan de un medio a otro. Sencillamente y para mejor comprensión, esto se experimenta cuando metemos una cuchara en un vaso con agua y pareciera que se desplaza dentro de este.
· Reflexión: también es el cambio de dirección de la onda, pero hacia el origen. Esto sería lo que sucede cuando nos miramos en el espejo, sin la reflexión no podríamos peinarnos o afeitarnos frente al espejo.
Ahora que sabemos cuáles son los principios físicos que ocurren dentro de la fibra óptica, vamos a una figura que detalla estos fenómenos en acción:
Ya sabemos cómo funciona, así que vamos a hablar un poco de que tipos de fibra hay y para qué sirve cada una. Para hacer esto vamos a agruparlas de dos maneras. Una es la fibra monomodo y la otra es multimodo y este agrupamiento se debe en la forma en que transmiten la luz por dentro de la fibra.
· Monomodo: se transmite un solo haz de luz por el interior de la fibra. Tienen un alcance de transmisión de 300 km en condiciones ideales, siendo la fuente de luz un láser.
· Multimodo: se pueden transmitir varios haces de luz por el interior de la fibra. Generalmente su fuente de luz son IODOS de baja intensidad, teniendo distancias cortas de propagación (2 o 3 Km), pero son más baratas y más fáciles de instalar.
Llegamos al punto en que sabemos cómo es una fibra óptica, que materiales las componen y que tipos hay. Es el momento de conocer como conectarlas entre los dispositivos y cómo son las placas de red que tienen como misión “transformar” la luz en código binario (fotosensores) para que el dispositivo pueda interpretar.
Tipos de conectores de fibra óptica que van en las puntas de los cables.
· 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, más que nada usado en servers o clusters storage.
· 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.
Una vez que los tenemos conectados, las placas emiten luz por medio de distintos dispositivos:
· Láser: el más potente y usado en el cable monomodo
· LED: son baratos, no tienen mucha potencia y se usan en los cables multimodo.
Las placas de red, además de darnos la interfaz de conexión, son las encargadas de “convertir” los impulsos de luz en binarios para la comprensión de la PC. Básicamente toman los impulsos de esta manera: Impulso de Luz = 1, oscuridad = 0. Así es como forma el binario.
Por último voy a dar, a mi forma de ver y entender, las ventajas y desventajas que valen la pena saber sobre la fibra óptica:
Ventajas:
Alto ancho de banda (pruebas dieron casi 1 TB/s), haciendo que la transmisión dependa de la capacidad de procesamiento de emisor-receptor más que del medio (que obviamente es rapidísimo)
· Multiprotocolo (TCP/IP, SCSI, etc.)
· Escalable
· Muy segura ya que no hay manera de acceder a los datos transmitidos sin romper la fibra
· El cable es muy liviano y se corroe poco
· La señal se pierde muy poco a lo largo del cable
Desventajas:
· El conjunto de conectores, cable, placas, dispositivos para fibra, etc., son caros para el uso no comercial, por eso se utiliza como backbone donde se debe transmitir un gran volumen de información a grandes velocidades.
· La fibra es frágil, lo que complica un poco la instalación.
· Los empalmes entre fibra son complejos, con lo cual deberemos tener siempre al menos dos técnicos especializados para realizar las reparaciones como es nuestro caso.
· Siempre se va a necesitar un conversor óptico-eléctrico, ya que es casi imposible tener toda una red de fibra, pues el coste sobre todo de la electrónica de red sería mucho más caro.
Conversores de Ethernet a fibra
Administrados y No Administrados
Los conversores de Ethernet a fibra permiten establecer conexiones de equipos UTP Ethernet de cobre a través de un enlace de fibra óptica para aprovechar las ventajas de la fibra, entre las que figuran las siguientes:
Ampliación de los enlaces para cubrir distancias mayores mediante cable de fibra óptica.
Protección de datos frente al ruido y las interferencias.
Preparación de la red para el futuro con capacidad de ancho de banda adicional.
Las conexiones Ethernet de cobre presentan una limitación de transmisión de datos de tan solo 90 metros de enlace permanente cuando se utiliza cable UTP (par trenzado no blindado) o SFTP/STP (pares tranzados brindados/apantallados) Mediante el uso de una solución de conversión de Ethernet a fibra es posible utilizar cable de fibra óptica para ampliar este enlace y cubrir una mayor distancia.
También se puede utilizar un conversor de Ethernet a fibra cuando existe un alto nivel de interferencias electromagnéticas o EMI, un fenómeno bastante habitual en plantas industriales. Estas interferencias pueden provocar interrupciones en los enlaces Ethernet de cobre. Sin embargo, los datos transmitidos a través de cable de fibra son completamente inmunes a este tipo de ruido. En consecuencia, un conversor de Ethernet a fibra le permite interconectar sus dispositivos Ethernet de cobre a través de fibra, lo que garantiza una transmisión de datos óptima en toda la planta.
Gracias al uso de conversores de medio de Ethernet a fibra, ahora es posible disfrutar de las ventajas del cableado de fibra óptica en infraestructuras Ethernet de cobre.
Ventajas de los conversores de Ethernet a fibra
Protegen su actual inversión en hardware Ethernet de cobre
Le proporcionan flexibilidad para incorporar fibra puerto por puerto
Le permiten disfrutar de las ventajas de la fibra sin tener que emprender cambios globales
Fast Ethernet o Gigabit Ethernet a multimodo o monomodo
Enlaces de Ethernet a fibra y de fibra a Ethernet
Creación de conexiones de cobre-fibra con conmutadores de fibra
Conversores de medio para enlaces de Ethernet a fibra
El transceptor de cobre que utiliza un conversor Ethernet-fibra transforma la señal de un enlace Ethernet UTP / RJ45 a un enlace que puede utilizar un transceptor de fibra óptica. Los conversores de medio pueden conectarse con diversos cables de fibra óptica, ya sea cable de fibra multimodo, monomodo o de una sola línea. Existen opciones para muy diversas distancias que se adaptan a las necesidades de cada aplicación de conversión de Ethernet a fibra. Asimismo, los conectores de interfaz de fibra pueden ser de tipo ST dual, SC dual, LC dual o SC simple.
Los modelos de conversores de medio de Ethernet a fibra más adecuados para aplicaciones de grandes empresas y de proveedores de servicios ofrecen un procesador incorporado que supervisa continuamente que tanto las conexiones de cobre como las de fibra funcionen correctamente. Esta funcionalidad, generalmente conocida como "Link Pass-Through" (o de paso de enlace), supervisa el estado del enlace hasta los dispositivos finales para garantizar que todos los puntos de extremo conozcan si el enlace completo está en funcionamiento o no lo está. Algunos productos conversores de medio carecen de esta sofisticación y simplemente muestran el enlace como activo aunque el dispositivo de cobre remoto esté caído o el enlace de fibra esté roto. Gracias a la funcionalidad Link Pass-Through disponible en todos los conversores de Ethernet a fibra óptica de Perle, es posible alertar al sistema de administración SNMP de la red cuando se produce un fallo para que pueda adoptarse la medida correctora.
El tipo más común de conversor Ethernet-fibra es un dispositivo independiente (administrado y no administrado) con adaptador de alimentación propio. Éstos convierten enlaces Fast Ethernet o Gigabit de velocidad fija o enlaces UTP 10/100/1000/2500/10000 en conexiones de fibra 100Base-FX o 1000Base-X. Para aquellos casos en los que es necesaria una gran densidad de conversores de medio, también hay disponibles sistemas con chasis. Estas unidades instalables en rack pueden albergar hasta 19 conversores de medio de tarjeta administrados y no administrados que proporcionan alimentación redundante para entornos de CA y de CC de 48v. Conversores de Medios PoE suministran energía PoE PSE mediante UTP Ethernet. Otras opciones de conversores de medios de fibra a Ethernet son:
Conversores de Medios SFP con puertos de fibra óptica conectables para uso con SFPs compatibles con MSA.
Transceptores ópticos SFP para utilizarse con equipos compatibles con SFP que cumplan el acuerdo MSA
Conversores de Medios PoE suministran energía PoE PSE mediante UTP Ethernet.
Conversores de Medios de Temperatura Industrial para equipos con temperaturas operativas de -40ºC hasta +75ºC.
Conversores de Medios PoE
Conversores Ethernet a Fibra PoE / PoE+
Los Conversores de Medios PoE conectan de manera transparente cobre a fibra mientras suministran energía a través del cable Ethernet (Power over Ethernet / PoE) a dispositivos que cumplen con las normas PoE y PoE+ como por ejemplo cámaras IP, teléfono VoIP y puntos de acceso inalámbricos.
Un solo dispositivo que convierte fibra a cobre y además suministra PoE
Ampliación de las distancias de red hasta los 160 km
Suministro de energía PSE a dispositivos compatibles con PoE y PoE+
Provisión de 15.4 a 30 Watts de energía PoE
Cumplimiento de estándares IEEE 802.3af y IEEE802.3at
Conversor de Medios de Temperatura Industrial para equipos con temperaturas operativas de -40ºC hasta +75ºC.
Tipos de conversores
Conversores de Medios PoE 10/100
