Redes de
Área Local (LAN)
Redes
de Área Metropolitana (MAN)
Redes
de Área Extensa (WAN)
REDES DE AREA METROPOLITANA
Definición
Una red de área metropolitana es una red de alta velocidad (banda ancha)
que dando cobertura en un área geográfica extensa, proporciona
capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión
de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como
fibra óptica y par trenzado de cobre a velocidades que van desde los
2 Mbits/s hasta 155 Mbits/s.
El concepto de red de área metropolitana representa una evolución
del concepto de red de área local a un ámbito más amplio,
cubriendo áreas de una cobertura superior que en algunos casos no se
limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional
e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área
metropolitana.
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Aplicaciones
- Interconexión
de redes de área local.
- Interconexión
de centralitas telefónicas digitales.
- Interconexión
ordenador a ordenador.
- Transmisión de
vídeo e imágenes.
- Pasarelas para redes
de área extensa.
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Ejemplos
Una red de área metropolitana puede ser pública o privada. Un
ejemplo de MAN privada sería un gran departamento o administración
con edificios distribuidos por la ciudad, transportando todo el tráfico
de voz y datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la información
externa por medio de los operadores públicos. Los datos podrían
ser transportados entre los diferentes edificios, bien en forma de paquetes
o sobre canales de ancho de banda fijos. Aplicaciones de vídeo pueden
enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de
proyectos.
Un ejemplo de MAN pública es la infraestructura que un operador de telecomunicaciones
instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda ancha a sus clientes
localizados en este área geográfica.
Las razones por las cuales
se hace necesaria la instalación de una red de área metropolitana
a nivel corporativo o el acceso a una red pública de las mismas características
se resumen a continuación:
- Ancho de banda: El elevado
ancho de banda requerido por grandes ordenadores y aplicaciones compartidas
en red es la principal razón para usar redes de área metropolitana
en lugar de redes de área local.
- Nodos de red: Las redes
de área metropolitana permiten superar los 500 nodos de acceso a la
red, por lo que se hace muy eficaz para entornos públicos y privados
con un gran número de puestos de trabajo.
- Extensión de
red: Las redes de área metropolitana permiten alcanzar un diámetro
entorno a los 50 kms, dependiendo el alcance entre nodos de red del tipo de
cable utilizado, así como de la tecnología empleada. Este diámetro
se considera suficiente para abarcar un área metropolitana.
- Distancia entre nodos:
Las redes de área metropolitana permiten distancias entre nodos de
acceso de varios kilómetros, dependiendo del tipo de cable. Esta distancias
se consideran suficientes para conectar diferentes edificios en un área
metropolitana o campus privado.
- Tráfico en tiempo
real: Las redes de área metropolitana garantizan unos tiempos de acceso
a la red mínimos, lo cual permite la inclusión de servicios
síncronos necesarios para aplicaciones en tiempo real, donde es importante
que ciertos mensajes atraviesen la red sin retraso incluso cuando la carga
de red es elevada.
- Integración voz/datos/vídeo:
Adicionalmente a los tiempos mínimos de acceso, los servicios síncronos
requieren una reserva de ancho de banda; tal es el caso del tráfico
de voz y vídeo. Por este motivo las redes de área metropolitana
son redes óptimas para entornos de tráfico multimedia, si bien
no todas las redes metropolitanas soportan tráficos isócronos
(transmisión de información a intervalos constantes).
- Alta disponibilidad:
Disponibilidad referida al porcentaje de tiempo en el cual la red trabaja
sin fallos. Las redes de área metropolitana tienen mecanismos automáticos
de recuperación frente a fallos, lo cual permite a la red recuperar
la operación normal después de uno. Cualquier fallo en un nodo
de acceso o cable es detectado rápidamente y aislado. Las redes MAN
son apropiadas para entornos como control de tráfico aéreo,
aprovisionamiento de almacenes, bancos y otras aplicaciones comerciales donde
la indisponibilidad de la red tiene graves consecuencias.
- Alta fiabilidad: Fiabilidad
referida a la tasa de error de la red mientras se encuentra en operación.
Se entiende por tasa de error el número de bits erróneos que
se transmiten por la red. En general la tasa de error para fibra óptica
es menor que la del cable de cobre a igualdad de longitud. La tasa de error
no detectada por los mecanismos de detección de errores es del orden
de 10-20. Esta característica permite a la redes de área metropolitana
trabajar en entornos donde los errores pueden resultar desastrosos como es
el caso del control de tráfico aéreo.
- Alta seguridad: La fibra
óptica ofrece un medio seguro porque no es posible leer o cambiar la
señal óptica sin interrumpir físicamente el enlace. La
rotura de un cable y la inserción de mecanismos ajenos a la red implica
una caída del enlace de forma temporal.
- Inmunidad al ruido:
En lugares críticos donde la red sufre interferencias electromagnéticas
considerables la fibra óptica ofrece un medio de comunicación
libre de ruidos.
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Componentes
Los componentes de una red de área metropolitana son:
- Puestos de trabajo:
Son los sistemas desde los cuales el usuario demanda las aplicaciones y servicios
proporcionados por la red. Estaciones de trabajo, ordenadores centrales, PCs
o compatibles.
- Nodos de red: Son dispositivos
encargados de proporcionar servicio a los puestos de trabajo que forman parte
de la red. Sus principales funciones son:
- Almacenamiento temporal
de información a transmitir hasta que el canal de transmisión
se libere.
- Filtrado de la información
circulante por la red, aceptando sólo la propia.
- Conversión
de la información de la red, en serie, a información del
puesto de trabajo, octetos.
- Obtención
de los derechos de acceso al medio de transmisión.
- Sistema de cableado:
Está constituido por el cable utilizado para conectar entre sí
los nodos de red y los puestos de trabajo.
- Protocolos de comunicación:
Son las reglas y procedimientos utilizados en una red para establecer la comunicación
entre nodos. En los protocolos se definen distintos niveles de comunicación.
Así, las redes de área metropolitana soportan el nivel 1 y parte
del nivel 2, dando servicio a los protocolos de nivel superior que siguen
la jerarquía OSI para sistemas abiertos.
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Servicios
- Servicios "No orientados
a Conexión" : Permite el transporte de datos sin establecer conexión
previa.
- Servicios "Orientados
a Conexión" : Es necesario establecer una conexión previa
al transporte de los datos del usuario.
- Servicios Isócronos
: Se utilizan cuando se tienen unos requisitos estrictos de ancho de banda
como son los casos de transmisión de determinados servicios de audio
y vídeo. Determinadas aplicaciones requieren la transferencia constante
de información a intervalos definidos (isócronos). En este caso
no todas las tecnologías soportan dichas aplicaciones, tal es el caso
de FDDI, si bien exise una nueva norma FDDI-II que soporta el tráfico
isócrono.
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Funcionalidad
FDDI: El Interfaz de Datos Distribuida por Fibra (FDDI) es una red de
fibra óptica a 100 Mbits/s, con topología en anillo doble, utilizando
técnicas de conmutación de paquetes con protocolo de paso de testigo
como método de acceso.
- Topología funcional:
La infraestructura física es un anillo de fibra óptica de doble
canal. Uno de estos canales es el camino principal de comunicaciones, mientras
que el otro se utiliza para funciones de gestión de la red y como alternativa
de seguridad, para el caso de que se produzcan anomalías en el camino
principal. No obstante, para abaratar los costes de conexión a una
red FDDI, la norma contempla, también, la posibilidad de conectarse
solamente al camino principal.
- Método de acceso:
FDDI utiliza un método de acceso por paso de testigo (Token) con tiempo
de transmisión restringido. Los canales que forman un anillo tienen
sentidos de rotación diferentes, con lo cual los datos y los testigos
circulan simultáneamente en direcciones opuestas, por cada uno de los
canales independientes.
El anillo doble está formado por una serie de nodos conectados a un
medio de transmisión de fibra óptica de tal forma que constituyen
un doble bucle cerrado. Cuando una estación conectada al anillo desea
enviar un paquete de información a otra estación, la primera
operación que debe realizar es capturar el testigo, que es una secuencia
de símbolos que forman un paquete especial que está circulando
por la red y que ofrece la oportunidad de trasmitir paquetes a la estación
que lo posea.
Cada paquete consta de una secuencia de símbolos organizados según
unos campos que indican, por ejemplo, el comienzo del paquete, la dirección
de la estación destino y origen, campos de control, y, por supuesto,
el campo principal que contiene la información que desea enviarse.
- Transmisión de
datos: Una vez que la estación emisora está en posesión
del testigo, que previamente ha retirado de la red, podrá enviar sus
datos debidamente empaquetados, pudiendo enviar más de un paquete en
función del tiempo asignado para transmisión. Este mecanismo
controla el tiempo máximo que una estación puede retener el
testigo. Una vez enviado el último paquete, la estación "libera"
el testigo para que pueda ser usado por la estación siguiente.
El paquete enviado es repetido de una estación a otra hasta que llega
a la estación destino. Esta reconoce que el paquete le pertenece ya
que analiza el campo de dirección destino y lo compara con el suyo.
Una vez reconocida su dirección, la estación copia el paquete
y lo vuelve a retransmitir pero indicando en el campo de control que ha sido
recibido (correcta o incorrectamente). El paquete seguirá circulando
por el anillo hasta que llega a la estación origen que es la encargada
de retirar el paquete de la red, ya que en caso contrario el paquete estaría
dando vueltas indefinidamente.
En el caso de que el paquete llegue con la indicación de que fue recibido
incorrectamente por el destino, la estación origen deberá retransmitirlo
de nuevo.
- Medio de transmisión:
La fibra óptica ofrece las ventajas de una anchura de banda prácticamente
ilimitada, inmunidad al ruido, un alto nivel de seguridad y opera a una velocidad
diez veces mayor que una red de área local convencional.
- Extensión: Con
estas elecciones técnicas, se pueden configurar redes de hasta 50 km
de diámetro, en donde la distancia máxima entre nodos de conexión
es de 2 km. Pueden conectarse a la red hasta 500 nodos; puesto que estos nodos
pueden ser puentes de acceso hacia redes Ethernet y Token Ring, el número
de ordenadores usuarios de una red FDDI puede alcanzar varios miles de unidades.
SMDS: El Servicio de Datos Conmutados Multimegabit (SMDS) es un servicio definido
en EE.UU. capaz de proporcionar un transporte de datos trasparente "no
orientado a conexión" entre locales de abonado utilizando accesos
de alta velocidad a redes públicas dorsales. Se trata pues de la definición
de un servicio más la especificación de interfaces de acceso.
SMDS permite implementar servicios de interconexión de redes de
área local utilizando una red dorsal compartida en un ámbito de
cobertura nacional, sin detrimento en las prestaciones de velocidad que siguen
siendo las propias de las RALs.
El SMDS ofrece distintas velocidades de acceso desde 1, 2, 4, 10, 16, 25 y hasta
34 Mbits/s. La velocidad entre nodos de la red dorsal comienza en 45 Mbits/s
y llegará a 155 Mbits/s.
SMDS ofrece un servicio de Red Metropolitana con un acceso desde el punto de
vista del abonado idéntico al 802.6, con la particularidad de que no
especifica la tecnología interna de la red pública, pudiéndose
utilizar tanto técnicas de conmutación ATM como otras.
Es apropiado para la TV por cable, Internet, telefonía, etc.
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