En esta ocasión vamos a introducir al lector dentro de un concepto que seguro que le resulta, como mínimo familiar, y es que ¿existe alguien en el mundo que durante el boom de Internet no escuchase por ahí las palabras “fibra óptica”?

Habitualmente se atribuía este término a tecnología de interconexión que proporciona, entre otras muchas ventajas, rapidez en comunicaciones de datos. Existe un infinito número de estudios relativos a cómo sacar el máximo provecho a ese enorme ancho de banda que se podría obtener si se instala fibra óptica para satisfacer necesidades. Instituciones públicas, ayuntamientos, centros de salud, etc… son sólo algunos ejemplos de hasta dónde llegó la fiebre por tener todas las comunicaciones de una dependencia soportadas bajo canales de fibra óptica.

El objetivo de este reportaje no es otro que aportar una visión, top-level, acerca de ese concepto del que tanto hemos oído hablar pero que nunca nos hemos parado a pensar exactamente qué quería decir y qué nos proporcionaba realmente.

Empezaré dando unas definiciones básicas que se pueden encontrar en cualquier referencia especializada en la materia para introducir al lector dentro del concepto de canales de fibra óptica. La definición más extendida de canal es la siguiente: “Un canal de entrada / salida se define como un enlace de comunicaciones punto a punto directo o uno multipunto, predominantemente hardware y diseñado para conseguir altas velocidades de trasmisión en distancias muy cortas”.

El canal de fibra está diseñado para aprovechar al máximo la sencillez, y velocidad de las comunicaciones de canal, con la flexibilidad e interconectividad que caracterizan a las comunicaciones de red basadas en protocolos. Los elementos de un canal de fibra son los sistemas finales denominados nodos y la red, propiamente dicha, que consta de uno o más elementos de conmutación. El conjunto de elementos de conmutación se denomina estructura. La comunicación consistirá única y exclusivamente en la transmisión de tramas a través de los enlaces punto a punto.

La arquitectura de un canal de fibra óptica se divide, o se descompone, en cinco niveles que se detallan a continuación:

- Nivel 0: Interfaz y Medios Físicos: Este nivel tiene la principal característica de permitirnos enganchar una gran cantidad de medios físicos y velocidades de transmisión de datos con lo que ello implica, es decir, además de asegurarnos que se trata de una especificación muy potente nos permite abarcar un amplio abanico de posibilidades, tanto en medios como en velocidades, abriéndose así un contexto dentro del cual, como consumidores o proveedores de servicio, podremos consumir u ofertar múltiples configuraciones. Actualmente el rango de velocidad por fibra está entre los cien y los ochocientos Mbps y las distancias máximas entre cincuenta metros y diez kilómetros.

- Nivel 1: Protocolo de Transmisión: También conocido como Protocolo de codificación / decodificación ya que en él se define la técnica de codificación de señal empleada para la transmisión y sincronizada a través del enlace punto a punto.

- Nivel 2: Protocolo de Segmentación: Establece la trasmisión de datos entre los puertos de los nodos y las tramas. Se define dentro de este nivel el tipo de nodos, topología de la red, formato de la trama y control de flujo y errores.

- Nivel 3: Servicios Comunes: Aporta un conjunto de servicios comunes para cada uno de los puertos, los cuales son:

a) Grupos de búsqueda: asignación de un identificador a un conjunto de puertos asociados a un nodo de tal forma que, indexando por dicho identificador, seamos capaces de obtener un rendimiento más elevado en tareas de búsqueda de destinatario de una trama.
b) Transmisión Simultánea: Transferencia de datos simultánea entre varios puertos en paralelo.
c) Recepción Simultánea: Recepción de datos simultánea en varios puertos.

- Nivel 4: Transformación: Aporta un conjunto de interfaces para transformar los datos en función de un determinado protocolo de canal y de red, como pueden ser SCSI, IEEE 802, ATM, etc.

La topología más general admitida por el canal de fibra es la denominada topología en estructura o conmutada. Esta es una topología arbitraria que incluye al menos un conmutador para interconectar varios puertos. Es algo así como una topología en estrella pero con un conmutador central sobre el que van y vienen todas las tramas.

Otra de las topologías empleadas es la punto a punto que se extiende a la denominada bucle arbitrado o topología en anillo en la que mediante un estilo similar a Token Ring se van pasando tramas por el anillo enviadas desde un nodo origen a otro destino.

Pero más allá de cómo se define el protocolo de transmisión de datos mediante un canal de fibra óptica vamos a centrarnos también en el material propiamente dicho. La fibra óptica básica está compuesto de tres capas fundamentalmente:

- Núcleo: el núcleo es el principal conductor de la luz, de ahí el nombre de “óptica”

- Revestimiento: esta capa de revestimiento confina a la luz que es conducida en el núcleo en el centro.

- Buffer: principalmente su tarea es proteger al núcleo.

Así es como se transmite por el canal la luz mediante una refracción constante con el revestimiento que hace que ésta se dirija por el núcleo.

A pesar de las ventajas más que evidentes que nos aporta la fibra óptica existen también una serie de inconvenientes conocidos por todos que son los que se citan a continuación:

La fragilidad de las fibras.
La necesidad de transmisores y receptores cada vez más caros.
Empalmar fibras no es tarea fácil y es un problema cuando se rompe.
No permite transmisión de alimentación para los repetidores.

Además de las desventajas anteriormente citadas existe también el problema de que no existe de antemano ningún dispositivo de almacenamiento de datos óptico, con lo que no es posible almacenar copias de respaldo de los datos que se transmiten por la red, útil esto para entidades gubernamentales, por ejemplo, donde se registra el consumo y acceso a recursos a través de la conexión a Internet.

Así finaliza esta breve pero concisa introducción al concepto de fibra óptica. Para todos aquellos lectores de MundoInformática que se encuentren interesados en esta temática les remito a las múltiples referencias que existen por la red sobre el tema, sobre todo en formato e-book, y artículos de congresos especializados donde podrán acceder a ver todo el provecho que se le está sacando actualmente a esta tecnología de comunicación que nos permite que cada día tengamos un acceso más rápido y más fiable a los datos de la red de redes.

(4 votos, promedio: 4.25 de 5)

 Cargando ...

Compártelo

...por Ildefonso Montero

Una introducción a las redes RDSI de banda ancha: Una visión general »
Encriptado de clave pública y firmas digitales: Mecanismos de seguridad en redes »

Escribe y Enter