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-Jesús Escudero
Gerente de Ingeniería de Diseño-Datos de Alcatel
-Armando Castro
Director de Ingeniería de Diseño y Mercadotecnia de Alcatel
Aportación de: Revista RED,
La comunidad de expertos en redes
Agosto, 2001.
Antecedentes
Cuando la Arpanet sólo llevaba unos meses en funcionamiento en
1970, un equipo de la Universidad de Hawaii, dirigido Norman Abramson,
quería poner en marcha una red para interconectar terminales ubicadas
en las islas de Kauai, Maui y Hawaii, con una computadora central situada
en Honolulú, en las islas de Oahu.
El canal de Oahu no representaba problemas pues tenía un sólo
emisor. Sin embargo, el canal de retorno era compartido por tres emisores
(Kauai, Maui y Hawaii), por lo que se requería un protocolo de
control de acceso al medio (MAC; Media Access Control). Esta red
se llamó ALOHANET y el protocolo utilizado se llamó ALOHA.
El funcionamiento de ALOHA es muy simple: cuando un emisor quiere transmitir
una trama, simplemente la emite sin preocuparse si el canal está
libre. Una vez que termina, se pone a la escucha en espera de recibir
la confirmación de que la información ha sido recibida correctamente
por el destinatario. Si la confirmación no llega en un tiempo razonable,
el emisor supone que ha ocurrido una colisión, en cuyo caso espera
un tiempo aleatorio y reenvía la trama.
Debido a la constante colisión de las estaciones, dos años
más tarde se propuso una mejora al protocolo ALOHA. A esta mejora
en el protocolo se le denominó ALOHA Ranurado porque utilizaba
tiempo ranurado (a intervalos).
En 1972 Metcalfe comenzó a trabajar en el Centro de Investigación
de Xerox en Palo Alto, Califomia. Se le encomendó la tarea de conectar
computadoras e impresoras entre sí para compartir archivos e imprimir.
La comunicación tenía que ser de muy alta velocidad, ya
que la cantidad de información era enorme.
Esta red, que inicialmente denominaron como Alto Aloha Network, fue mejorando
gradualmente, hasta que en 1973 cambió su nombre por el de Ethernet,
en referencia a la teoría física según la cual
las ondas electromagnéticas viajaban por un fluido denominado éter,
que supuestamente llenaba todo el espacio (Metcalfe llamaba éter
al cable coaxial por el que se transmitían los bits a todas las
estaciones).
En 1976 Xerox creó una división para el desarrollo de la
red Ethemet, la cual cambió de nombre por X-wired por
cuestiones de mercadotecnia. En esta red cada usuario disponía
de una computadora conectada directamente a la red local, integrando en
ella las funciones en general.
Aunque la red de Xerox parecía ir en el camino correcto, la empresa
no era lo suficientemente grande para imponerse frente a sus competidores
y la tecnología no dejaba de ser propietaria, por lo que debía
desarrollarse como un estándar abierto y en cooperación
con otros fabricantes. Entonces Xerox formó una alianza con Digítal
Equipment Corporation e Intel para darle a la red el impulso tecnológico
y comercial que necesitaba.
Nuevamente con el nombre de Ethemet, la alianza decidió
aumentar la velocidad de la red al 10 Mbps. Actualmente, la Ethernt
original de 2.94 Mbps se conoce como Ethemet Experimental para
distinguirla de la red de 10 Mbps, que apareció como producto comercial.
Cuando Ethernet salió al mercado a principios de los 80,
muchos consideraban que 10 Mbps era una velocidad excesiva. Sin embargo,
las mejoras en hardware y software empezaron a saturar las
redes Ethemet. Con la finalidad de cubrir esta demanda, en 1995
fue aprobada una versión de Ethemet que funcionaba a 100
Mbps, y que actualmente conocemos como Fast Ethernet.
Las redes Fast Ethernet se difundieron con gran rapidez -su uso
se ha extendido hasta el usuario final, inclusive y, como consecuencia,
los precios bajaron. Esto generó un requerimiento de velocidades
superiores en el backbone; por ello, en 1995 los expertos comenzaron
a estudiar un nuevo aumento en la velocidad sobre un factor de diez, y
crearon lo que hoy denominamos Gigabit Ethernet.
ATM: Protocolo no nativo para redes LAN
ATM (Asynchronous Transfer Mode; Modo de transferencia asíncrona)
tuvo su origen en la estandarización, por parte de CCITT, del protocolo
de transmisión de capa de la red digital de servicios integrados
de gran ancho de banda o B-ISDN. Su principal objetivo es lograr la transmisión
de cualquier tipo de tráfico digital de la manera más eficiente
posible.
El secreto de la tecnología ATM para transmitir cualquier tipo
de tráfico es la descomposición de los paquetes de las capas
superiores en celdas de tamaño pequeño y fijo.
Debido a estas características, ATM puede transferir virtualmente
cualquier tipo de tráfico digital o digitaliza do datos, voz, video,
video comprimido, tráfico isócrono etcétera.
Gigabit Ethernet y ATM
Se podría pensar que con 1 GB hay suficiente capacidad para enviar
video sin ningún problema, pero recordemos que para las señales
de voz y video la más importante no es el ancho de banda disponible
sino la latencia, el retardo. Ethernet, ahora escalable de 10 a
100 ya 1000 Mbps, puede ser desarrollado en el backbone para una
conexión de alta velocidad a grupos de servidores, grupos de trabajo
robustos, o simplemente clientes normales o regulares en el escritorio.
Gigabit Ethernet es una tecnología que permite a Ethernet
tener una red dorsal nativa por primera vez y le permite ir de un
escritorio a una red dorsal con absoluta facilidad.
ATM es ideal para ser utilizado en conexiones WAN (Wide Area Network;
Red de área amplia), en donde la necesidad de soporte de servicios
integrados (voz, video, imagen, datos y texto) y las aplicaciones en tiempo
real son especialmente fuertes y robustas. ATM puede también ser
usado dentro de una LAN (Local Area Network; Red de área
local) donde la integración a una WAN es crucial y el costo y complejidad
están garantizados.
Gigabit Ethernet complementa a Ethernet proveyendo conexiones
de alta velocidad para servidores y una extensión natural de la
red dorsal por la total base de Ethernet y Fast Ethernet ya instalada.
Por su parte ATM, es una de las tecnologías que por sus características
se toma sumamente atractiva, pues soporta velocidades de 1.54,6.3,25.6,51.8,
100, 1 55.5y 622 Mbps. Estos anchos de banda permiten manejar sin problema
alguno cualquier tipo de aplicación que sea incluso sensible al
tiempo (como el video y el audio), además de que a excepción
de la velocidad de 622 Mbps, todos pueden llevarse a cabo con base en
un cableado de par trenzado, lo que representa una gran ventaja, ya que
la mayoría de las redes locales están basadas en este tipo
de cable. Indudablemente esta es una solución en pocos casos real
y en muchos otros una promesa, pues debido a sus altos costos de implementación
muy pocas organizaciones han logrado hacerlo.
No obstante lo anterior, ATM ha tenido una excelente aceptación
entre los operadores de redes públicas para conformar sus redes
dorsales. La mayoría de los fabricantes de grandes conmutadores
de ATM mercadean a los mismos como los pilares de una plataforma única
a través de la cual se pueden ofrecer múltiples servicios:
Frame Relay, SDMS, TCP/IP, líneas privadas para voz o video.
Por lo pronto, el futuro de ATM en la WAN el mercado lo decidirá.
10 Gigabit Ethernet: La tecnología del futuro para redes WAN
y LAN
En el IEEE 802 aún no ha concluido la estandarización
del Gigabit Ethernet, por lo tanto, cuando los delegados
comienzan a debatir nuevas normas para una tecnología 10 Gigabit
Ethernet, las discusiones que se desatan han sido de las más
populares en las últimas reuniones del Grupo de Estudio de Alta
Velocidad.
En contraste con las otras Ethernet, 10 Gigabit Ethernet no será
una tecnología solamente para redes LAN, sino también abarcará
redes MAN (Metropolitan Area Network; Red de área metropolitana)
y WAN. Esto significa que en poco tiempo veremos compitiendo a 10 Gigabit
Ethernet con ATM y Sonetl SDH (Synchronous Optical Network; Red
óptica sincrónica /Synchronous Digital Hierarchy; Jerarquía
digital síncrona.)
Con el objetivo de desarrollar una tecnología más barata
que Sonet/SDH, basada en las tecnologías de Ethernet, el
IEEE ha presentado la opción de 10 Gigabit Ethernet, argumentando
que con esta propuesta tecnológica se pueden unir dos redes LAN
corporativas o, en el mejor de los casos, construir su propio sistema
MAN sin reemplazar la tecnología Ethernet ya existente.
Asimismo, para los proveedores de servicio de Internet (ISP, Internet
Service Providers), quienes principalmente utilizan el protocolo TCP/IP
(Transmission Control Protocol; Protocolo de control de transmisiones/Internet
Protocol; Protocolo de Internet), será mucho más barato
ejecutar una red 10 Gigabit Ethernet en lugar de una basada en
Sonet/SDH, con la cual podrán establecer enlaces de alta velocidad
a bajo costo entre conmutadores y enrutadores portadores de clase.
Por su parte, las compañías Telcos se encuentran escépticas
ante la utilización de 10 Gigabit Ethernet, debido a que
históricamente Ethernet ha sido un sistema orientado a los
paquetes, de ahí que, estas firmas analicen si deben cambiar de
ATM a 10 Gigabit Ethernet. Hay que recordar que ese cambio dependerá
de la calidad de servicio (Quality ofService; QoS) que ofrezca
10 Gigabit Ethernet y de la aceptación del sistema de QoS
IP en el mercado.
Se indica que 10 Gigabit Ethernet se desarrollará para sistemas
MAN y WAN a distancias cortas y no para conexiones trasatlánticas.
Asimismo, debido a las restricciones de longitud, no se puede cruzar toda
la fibra instalada para 10 Gigabit Ethernet.
Se espera que hasta a mediados del 2001 se introduzcan todos los cambios
técnicos al dibujo y finalmente se ratifiquen las normas de 10
Gigabit Ethernet en la primavera del 2002.
Para acelerar este procedimiento, siete proveedores de la talla de Cisco
Systems, 3Com, Extreme Networks, Intel, Nortel Networks, Sun Microsystems
y World Wide Packets, fundaron la " Alianza 10 Gigabit Ethernet" con
el objetivo promover el empleo de 10 Gigabit Ethernet y lograr
un despliegue rápido de la técnica, así como reducciones
de precio.
Se estima que lO Gigabit Ethernet probablemente costará
tres o cuatro veces más que Gigabit Ethernet. Asimismo,
el conjunto de enlaces con ocho o más enlaces Gigabit Ethernet
será más costoso que un enlace 10 Gigabit Ethernet.
FDDI: Una red de fibra óptica
FDDI (Fiber Distributed Data Interface; Interfaz de datos distribuidos
por fibra) es un estándar para transmisión de datos en LAN que opera sobre
fibra óptica a 100 Mbps. Fue definido en los años 80 por la ANSI (America
National Standards Institute; Instituto de Estándares Nacionales de
América) ante la necesidad de contar con una tecnología para LAN de gran
ancho de banda.
Para alcanzar este objetivo fue necesaria la adopción de la fibra
óptica como medio físico, a pesar de que se elevaran demasiado
los costos de instalación.
La topología de la red es de anillo similar al Token Ring.
El cableado de la FDDI está constituido por dos anillos de
fibras, uno transmitiendo en el sentido de las agujas del reloj y el otro
en dirección contraria. El primero funciona como anillo principal
y el segundo como respaldo o back up. El hecho de poseer dos anillos
hace que la red FDDI sea altamente tolerante a fallas. El control de la
red es distribuido, razón por la cual si falla un nodo real, el
resto recompone la red automáticamente.
Si bien los costos de FDDI aún son altos, es muy utilizada como
red de backbone (red dorsal). Une las diferentes redes de un edificio
o planta para conectar estaciones de alto desempeño. Sin embargo,
la irrupción de ATM ha hecho que FDDI se considere la "hermana
pequeña" de las redes de comunicación.
FDDI ofrece transmisión de datos a alta velocidad, en tiempo real
o no, entre un número de estaciones alto y separadas a una distancia
elevada. También puede servir como red de conexión entre
LAN que están funcionando previamente.
Frame Relay
Frame Relay constituye una alternativa flexible frente a las soluciones
de red privada basadas en líneas dedicadas. Al basarse en la multiplexación
estadística, permite la compartición y asignación
dinámica de recursos de transmisión (equipos, líneas
de acceso, red) a múltiples comunicaciones.
Es especialmente adecuado para redes malladas con alta conectividad entre
sus sedes, sin ocasionar los gastos elevados inherentes a la instalación
de múltiples líneas dedicadas y sus respectivas interfaces
en el equipo del cliente.
El hecho de operar en la subcapa de nivel dos de OSI hace que el servicio
Frame Relay no requiera complicados procedimientos de control y
retransmisiones. Concretamente, Frame Relay desplaza hacia los
equipos terminales del cliente funcionalidad que en X.25 corresponde a
la red. Se adecua mejor a altas velocidades de transmisión, minimiza
el retardo en red y representa un elevado rendimiento.
Frame Relay está diseñado fundamentalmente para
aplicaciones de entorno de red de área local, es decir, transporte
de datos a alta velocidad, bajo retardo, transporte conjunto de diferentes
tipos de tráfico y múltiples protocolos; también
permite el transporte de voz.
Redes locales inalámbricas
Dentro del panorama de las comunicaciones aparecen las redes locales
inalámbricas como una tecnología madura y robusta que permite
resolver problemas derivados de utilizar un punto de contacto en las redes
locales convencionales.
Las redes inalámbricas prestan inicialmente el mismo servicio
que una red cableada tradicional. Sin embargo, en algunas ocasiones la
carencia de un cableado hace a la red inalámbrica mucho más
flexible: la relocalización de un nodo es inmediata a diferencia
del trabajo que implica mover un nodo en una red convencional.
Una red inalámbrica también es una ventaja cuando la disposición
física del edificio haga imposible la instalación del cableado.
Estas redes son particularmente apropiadas para la utilización
de computadoras portátiles o dispositivos de telemetría,
lo cual permite movilidad sin sacrificar las ventajas de estar conectados
a una red. Las técnicas de transmisión empleadas en las
redes inalámbricas son: espectro disperso y microondas de banda
estrecha.
La tecnología espectro disperso fue desarrollada en los años
40 en vísperas de la Segunda Guerra Mundial, para proteger comunicaciones
militares. El espectro disperso es una tecnología inalámbrica
que trabaja en la frecuencia de 902- 928 MHz, 2450-2483.5 MHz y transmite
información en bandas que no requieren autorización para
su uso. (Las llamadas aplicaciones industriales, científicas y
médicas.) La técnica de espectro disperso es actualmente
la más utilizada en las redes LAN inalámbricas.
Las principales ventajas de esta tecnología nos permiten conectar
múltiples sitios hasta distancias de 40 Km y con una velocidad
de hasta 11 Mbps. Asimismo, trabaja con todos los sistemas operativos
de redes tradicionales, es compatible con redes Ethernet y es de
fácil uso e instalación.
La tecnología de microondas no es realmente una tecnologías
de LAN. Su papel principal es el de interactuar con LAN vecinas, lo que
requiere antenas de microondas en ambos extremos del enlace y visibilidad
entre dichas antenas. La tecnología microondas es usualmente empleada
para evitar el tendido de un cable entre edificios. Una desventaja de
su uso es que utiliza una determinada banda de frecuencias requiere la
autorización del organismo regulador local.
Las aplicaciones comunes de las redes inalámbricas las encontramos
en almacenes, bancos, universidades, restaurantes, fábricas, hospitales
y centros de distribución. Asimismo, dichas redes se desarrollan
en lugares de difícil instalación de una red alámbrica,
como pueden ser museos y edificios históricos.
Características de Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet es una extensión a las
normas de 10 Mbpsy 100-Mbps IEEE 802.3. Aunque ofrece un ancho de banda
de1000 Mbps (ó 1 Gbps), Gigabit Ethernet mantiene compatibilidad
completa con la base instalada de nodos Ethernet.
Gigabit Ethernet fue estandarizado en
junio de 1998 y actualmente resulta una solución sumamente atractiva
para la entrega de video y tráfico multimedia, acceso a Internet
y groupware, aplicaciones que podrían congestionar el backbone
de una red de área local.
Gigabit Ethernet soporta nuevos modos de
operación full duplex para conexiones conmutador-conmutador
y conmutador-estación, y modos de operación half duplex
para conexiones compartidas que usan repetidores y los métodos
de acceso CSMA/CD.
El medio fisico está definido en la especificación
IEEE 802.3ab 1OOOBASE-T, la cual determina la operación de Gigabit
Ethernet sobre cuatro pares trenzados de hilos de cobre categoría
5 UTP corriendo a 1000 Mbps. Gigabit Ethernet también trabaja
sobre cables de fibra óptica para interconectar estaciones de trabajo,supercomputadoras,
dispositivos de almacenamiento y periféricos a velocidades de Gigabits.
Características del FAST ETHERNET
Algunas aplicaciones multimedia, groupware
o imaging pueden provocar que las redes que utilizan 10 Mbps,
como Ethernet, se vuelvan lentas.
Fast Ethernet (IOOBASE-T) ofrece a los usuarios
un gran número de ventajas respecto de otras tecnologías
de conexión de redes de alta velocidad, y proporciona el sistema
más sencillo de migración de 10BASE-T a 100 Mbps.
Las especificaciones de Fast Ethernet incluyen
mecanismos para la autonegociación de la velocidad del medio. Esto
hace posible proveer interfaces Ethernet de doble velocidad que
pueden correr a 10 Mbps ó 100 Mbps automáticamente.
100BASE-T está dirigida a los tipos de cableado
más comunes (par trenzado de cobre y fibra óptica), por
lo que los usuarios pueden tener la tranquilidad de que funcionará
en cualquier lugar.
En muchos casos, las instalaciones pueden actualizarse
a 1OOBASE- T sin reemplazar el cableado ya existente.
Fast Ethernet es una opción costo efectiva
para el backbone y conectividad del servidor, y mantiene una total
compatibilidad e interoperabilidad con Ethernet. Los datos pueden
moverse entre Ethernet y Fast Ethernet sin traducción protocolar.
Además, usa las mismas aplicaciones y los mismos drivers usados
por Ethernet tradicional y está basado en un esquema de
cableado en estrella, topología fiable y de fácil detección
de problemas.
Desventajas
- Si el cableado existente no se encuentra dentro de
los estándares, puede haber un costo sustancial al volver a cablear.
- Fast Ethernet puede ser más rápido
que las necesidades de las estaciones de trabajo individuales y más
lento que las necesidades de la red entera.
- La tecnología no es escalable más allá
de 100 Mbps, por lo que un perfeccionamiento tecnológico puede
requerir una inversión mayor.
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