Estándares IEEE 802.8 e IEEE 802.9 para Redes de Fibra Óptica

Principios Físicos

Refracción: Es el cambio de dirección que toman las ondas cuando pasan de un medio a otro. Un ejemplo sencillo de esto se observa al introducir una cuchara en un vaso con agua, donde parece que la cuchara se desplaza dentro del líquido.
Reflexión: También implica un cambio en la dirección de la onda, pero en este caso, la onda regresa hacia su origen. Gracias a la reflexión podemos vernos en un espejo; sin ella, sería imposible peinarse o afeitarse frente a uno.

Tipos de Fibra

Monomodo: Transmite un único haz de luz a través de su núcleo. Utilizan láseres como fuente de luz y pueden alcanzar distancias de transmisión de hasta 300 km en condiciones ideales.
Multimodo: Permiten la transmisión de múltiples haces de luz simultáneamente. Generalmente, emplean LEDs de baja intensidad como fuente de luz, lo que limita su alcance de propagación a distancias cortas (2 o 3 km). Sin embargo, su bajo costo y facilidad de instalación las hacen atractivas para ciertas aplicaciones.

Tipos de Conectores de Fibra Óptica

Estos conectores se encuentran en los extremos de los cables de fibra óptica:

FC: Utilizado en transmisiones de datos y telecomunicaciones.
FDDI: Diseñado para redes de fibra óptica.
LC y MT-Array: Empleados en transmisiones de alta densidad de datos, principalmente en servidores o clusters de almacenamiento.
SC y SC Dúplex: Utilizados para la transmisión de datos.
ST o BFOC: Común en redes de edificios y sistemas de seguridad.

Una vez conectados, las placas transmiten luz mediante diferentes dispositivos:

Láser: El más potente, utilizado en cables monomodo.
LED: Económicos y de menor potencia, se usan en cables multimodo.

Ventajas de la Fibra Óptica

Alto ancho de banda: Permite la transmisión de grandes cantidades de datos a altas velocidades.
Multiprotocolo: Soporta diversos protocolos de comunicación como TCP/IP, SCSI, entre otros.
Escalable: Permite ampliar fácilmente la capacidad de la red.
Seguridad: La información transmitida es muy segura, ya que es extremadamente difícil acceder a los datos sin dañar físicamente la fibra.
Ligereza y resistencia a la corrosión: Facilita la instalación y el mantenimiento.
Baja pérdida de señal: Permite transmisiones a larga distancia con mínima degradación.

Desventajas de la Fibra Óptica

Costo elevado: Los componentes necesarios para una red de fibra óptica, como conectores, cables, placas y dispositivos, son costosos, especialmente para uso no comercial. Por esta razón, su uso se limita a infraestructuras de backbone donde se requiere transmitir grandes volúmenes de información a altas velocidades.
Fragilidad: La fibra óptica es delicada y requiere cuidado durante la instalación.
Complejidad en los empalmes: La unión de fibras ópticas es un proceso complejo que puede requerir la contratación de personal especializado.
Necesidad de conversores: Se requiere un conversor óptico-eléctrico para conectar la red de fibra óptica con los dispositivos electrónicos, lo que aumenta el costo total.

IEEE 802.8

Objetivos

Establecer un repositorio de información sobre el uso de la fibra óptica en aplicaciones LAN.
Evaluar el desarrollo futuro y determinar los objetivos y productos necesarios.
Definir las capacidades de la fibra óptica en comparación con otros medios y tecnologías.
Proporcionar plataformas para la retroalimentación de las partes interesadas.
Asesorar a otros subcomités sobre los avances en la tecnología de fibra óptica y su impacto en los estándares 802.

IEEE 802.9 – Estándar de Red de Área Local de Servicios Integrados

La interfaz 802.9 (Redes Integradas de Voz y Datos) debe soportar una variedad de servicios, adaptándose a la aplicación del usuario y al canal utilizado. Por ello, se incluyen varios protocolos compatibles con la capa de enlace de datos del modelo OSI:

Canal-P: Un canal de datos de paquetes que utiliza un esquema MAC y un formato de trama específicos del estándar 802.9. Al igual que otras LAN IEEE 802 (y FDDI ANSI), el Control de Enlace Lógico (LLC) IEEE 802.2 actúa como protocolo de la subcapa superior de la capa de enlace de datos en el canal P.
Canal D 802.9: Esencialmente idéntico al canal D ISDN. La unidad de acceso 802.9 utiliza el mismo protocolo de enlace de datos que ISDN, es decir, los procedimientos de acceso de enlace para el canal D (LAPD). El control de los servicios de los canales B y C se realiza mediante los procedimientos básicos de control de llamadas RDSI, descritos en la ITU-TSS Q.930.
Canales B y C: Transportan flujos de bits relacionados con los servicios portadores solicitados. Al igual que en ISDN, no se especifica ninguna capa de enlace de datos para los canales portadores, por lo que se puede utilizar cualquier protocolo de extremo a extremo. El canal B se diseñó inicialmente para servicios isócronos de 64 kbps, como la voz digital, pero su alcance se ha ampliado para incluir otros servicios de modo circuito, como la conmutación de datos digitales de 56 y 64 kbps. El canal C, al igual que el canal H de ISDN, son canales de banda ancha isócronos o de paquetes de alta velocidad, como las transferencias.

Descripción de la Capa Física IVDLAN

Medio y conectores: La interfaz IVDLAN (Integrated Voice and Data Local Area Network) conecta cada IVDT con la Unidad de Acceso. Esta conexión es punto a punto y utiliza cable de par trenzado no blindado, común en circuitos telefónicos analógicos. Esto permite aprovechar el cableado existente en edificios con pares de repuesto, lo que reduce costos y tiempo de instalación.
Velocidad de datos, longitud del bucle y código de línea: La velocidad de transferencia de datos (incluyendo los canales C, P, D, B y OH en la interfaz PS-PMD) a través de la interfaz IVDLAN puede alcanzar los 4.096 Mbps. La longitud máxima del bucle (distancia entre AU y TA) es de 450 metros. El código de línea puede ser AMI, HDB3, PR-4 o 2B1Q.
Estructura de trama TDM: Cada par de hilos trenzados tiene una estructura de trama TDM (Time Division Multiplex). Esta trama se repite cada 125 microsegundos (frecuencia de 8 kHz) para generar una señal de trama síncrona (para muestreo de voz y digitalización).

Arquitectura

El estándar IEEE 802.9 se basa en el modelo OSI de siete capas. La arquitectura de un terminal integrado de voz y datos (IVDT) y el estándar de interfaz IVDLAN solo especifican la capa física y la operación de la subcapa MAC. La interfaz IVDLAN debe admitir tráfico isócrono (por ejemplo, telefonía) y asíncrono (por ejemplo, datos informáticos). Los canales isócronos garantizan el ancho de banda y minimizan el retardo, mientras que los canales asincrónicos se comparten entre varios usuarios.

Objetivos del IEEE 802.9

Desarrollar un sistema integrado de voz/datos y una interfaz entre el control de acceso al medio (MAC) y las capas físicas, compatible con otros estándares IEEE 802 y RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).
Desarrollar una interfaz independiente de la red troncal.
Centrarse en el uso de par trenzado no blindado (UTP) como medio de transmisión principal. Este punto es crucial debido a la susceptibilidad del UTP a las interferencias, el ancho de banda y la capacidad excedente presente en aplicaciones de voz.

Implementación Exitosa

Para una implementación exitosa, el estándar 802.9 debe:

Ser atractivo para fabricantes y usuarios en términos de costo, instalación y operación.
Mantener la calidad de servicio de voz actual y permitir futuras mejoras.
Permitir la implementación de aplicaciones centralizadas (por ejemplo, conexión a la red telefónica a través de una centralita privada) y distribuidas (por ejemplo, acceso a bases de datos compartidas a través de LAN por servidores y equipos).

A finales de 1990, el estándar IVDLAN estaba casi finalizado, pero la falta de apoyo de la industria provocó su cancelación. Sin embargo, con la creciente disponibilidad de RDSI y aplicaciones multimedia, el proyecto resurgió con el nombre de Servicios Integrados en LAN (ISLAN). El estándar 802.9 se aprobó en 1993 y la participación de los proveedores en su desarrollo sugiere que los productos estarán disponibles en 1995.