Redes Convergentes

Redes mltiples de mltiples serviciosEl telfono tradicional, la radio, la televisin y las redes de datos informticos tienen su propia versin individual de los cuatro elementos bsicos de la red. En el pasado, cada uno de estos servicios requera una tecnologa diferente para emitir su seal de comunicacin particular. Adems, cada servicio tiene su propio conjunto de reglas y estndares para garantizar la comunicacin exitosa de su seal a travs de un medio especfico.

Redes convergentesLos avances de la tecnologa nos permiten consolidar esas redes dispersas en una nica plataforma: una plataforma definida como una red convergente. El flujo de voz, vdeo y datos que viajan a travs de la misma red elimina la necesidad de crear y mantener redes separadas. En una red convergente todava hay muchos puntos de contacto y muchos dispositivos especializados (por ejemplo: computadoras personales, telfonos, televisores, asistentes personales y registradoras de puntos de venta minoristas) pero una sola infraestructura de red comn.

Redes de informacin inteligentesLa funcin de la red est evolucionando. La plataforma de comunicaciones inteligentes del futuro ofrecer mucho ms que conectividad bsica y acceso a las aplicaciones. La convergencia de los diferentes tipos de redes de comunicacin en una plataforma representa la primera fase en la creacin de la red inteligente de informacin. En la actualidad nos encontramos en esta fase de evolucin de la red. La prxima fase ser consolidar no slo los diferentes tipos de mensajes en una nica red, sino tambin consolidar las aplicaciones que generan, transmiten y aseguran los mensajesen los dispositivos de red integrados. No slo la voz y el video se transmitirn mediante la misma red, sino que los dispositivos que realizan la conmutacin de telfonos y el broadcasting de videos sern los mismos dispositivos que enrutan los mensajes en la red. La plataforma de comunicaciones resultante proporcionar funcionalidad de aplicaciones de alta calidad a un costo reducido.

Planificacin para el futuroLa velocidad a la que se desarrollan nuevas e interesantes aplicaciones de red convergentes se puede atribuir a la rpida expansin de Internet. Esta expansin cre una amplia audiencia y una base de consumo ms grande, ya que puede enviarse cualquier mensaje, producto o servicio. Los procesos y mecanismos subyacentes que llevan a este crecimiento explosivo tienen como resultado una arquitectura de red ms flexible y escalable. Como plataforma tecnolgica que se puede aplicar a la vida, al aprendizaje, al trabajo y al juego en la red humana, la arquitectura de red de Internet se debe adaptar a los constantes cambios en los requisitos de seguridad y de servicio de alta calidad.

Arquitectura de InternetArquitectura de RedLas redes deben admitir una amplia variedad de aplicaciones y servicios, como as tambin funcionar con diferentes tipos de infraestructuras fsicas. El trmino arquitectura de red, en este contexto, se refiere a las tecnologas que admiten la infraestructura y a los servicios y protocolos programados que pueden trasladar los mensajes en toda esa infraestructura. Debido a que Internet evoluciona, al igual que las redes en general, descubrimos que existen cuatro caractersticas bsicas que la arquitectura subyacente necesita para cumplir con las expectativas de los usuarios:Tolerancia a fallas, escalabilidad, calidad del servicio y seguridad.

Tolerancia a fallasLa expectativa de que Internet est siempre disponible para millones de usuarios que confan en ella requiere de una arquitectura de red diseada y creada con tolerancia a fallas. Una red tolerante a fallas es la que limita el impacto de una falla del software o hardware y puede recuperarse rpidamente cuando se produce dicha falla. Estas redes dependen de enlaces o rutas redundantes entre el origen y el destino del mensaje. Si un enlace o ruta falla, los procesos garantizan que los mensajes pueden enrutarse en forma instantnea en un enlace diferente transparente para los usuarios en cada extremo. Tanto las infraestructuras fsicas como los procesos lgicos que direccionan los mensajes a travs de la red estn diseados para adaptarse a esta redundancia. sta es la premisa bsica de la arquitectura de redes actuales.

EscalabilidadUna red escalable puede expandirse rpidamente para admitir nuevos usuarios y aplicaciones sin afectar el rendimiento del servicio enviado a los usuarios actuales. Miles de nuevos usuarios y proveedores de servicio se conectan a Internet cada semana. La capacidad de la red de admitir estas nuevas interconexiones depende de un diseo jerrquico en capas para la infraestructura fsica subyacente y la arquitectura lgica. El funcionamiento de cada capa permite a los usuarios y proveedores de servicios insertarse sin causar disrupcin en toda la red. Los desarrollos tecnolgicosaumentan constantemente las capacidades de transmitir el mensaje y el rendimiento de los componentes de la estructura fsica en cada capa. Estos desarrollos, junto con los nuevos mtodos para identificar y localizar usuarios individuales dentro de una internetwork, estan permitiendo a Internet mantenerse al ritmo de la demanda de los usuarios.

Calidad de servicio (QoS)Internet actualmente proporciona un nivel aceptable de tolerancia a fallas y escalabilidad para sus usuarios. Pero las nuevas aplicaciones disponibles para los usuarios en internetworks crean expectativas mayores para la calidad de los servicios enviados. Las transmisiones de voz y video en vivo requieren un nivel de calidad consistente y un envo ininterrumpido que no era necesario para las aplicaciones informticas tradicionales. La calidad de estos servicios se mide con la calidad de experimentar la misma presentacin de audio y video en persona. Las redes de voz y video tradicionales estn diseadas para admitir un nico tipo de transmisin y, por lo tanto, pueden producir un nivel aceptable de calidad. Los nuevos requerimientos para admitir esta calidad de servicio en una red convergente cambian la manera en que se disean e implementan las arquitecturas de red.

SeguridadInternet evolucion de una internetwork de organizaciones gubernamentales y educativas estrechamente controlada a un medio ampliamente accesible para la transmisin de comunicaciones personales y empresariales. Como resultado, cambiaron los requerimientos de seguridad de la red. Las expectativas de privacidad y seguridad que se originan del uso de internetworks para intercambiar informacin empresarial crtica y confidencial excede lo que puede enviar la arquitectura actual. La rpida expansin de las reas de comunicacin que no eran atendidas por las redes de datos tradicionales aumenta la necesidad de incorporar seguridad en la arquitectura de red. Como resultado, se est dedicando un gran esfuerzo a esta rea de investigacin y desarrollo. Mientras tanto, se estn implementando muchas herramientas y procedimientos para combatir los defectos de seguridad inherentes en la arquitectura de red.

Arquitectura de Red tolerante a fallasInternet, en sus comienzos, era el resultado de una investigacin respaldada por el Departamento de Defensa de Estados Unidos (DoD). Su objetivo principal fue tener un medio de comunicacin que pudiera soportar la destruccin de numerosos sitios e instalaciones de transmisin sin interrumpir el servicio. Esto implica que la tolerancia a fallas era el foco del esfuerzo del trabajo de diseo de internetwork inicial. Los primeros investigadores de red observaron las redes de comunicacin existentes, que en sus comienzos se utilizaban para la transmisin de trfico de voz, para determinarqu poda hacerse para mejorar el nivel de tolerancia a fallas.

Redes orientadas a la conexin conmutadas por circuitoPara comprender el desafo con el que se enfrentaron los investigadores del DoD, es necesario observar cmo funcionaban los sistemas telefnicos. Cuando una persona realiza una llamada utilizando un telfono tradicional, la llamada primero pasa por un proceso de configuracin en el cual se identifican todas las conmutaciones telefnicas entre la persona y el telfono al que est llamando. Se crea una ruta temporal o circuito a travs de las distintas ubicaciones de conmutacin a utilizar durante la duracin de la llamada telefnica. Si falla algn enlace o dispositivo que participa en elcircuito, la llamada se cae. Para volver a conectarse, se debe realizar una nueva llamada y crear un nuevo circuito entre el telfono de origen y el de destino. Este tipo de red orientada a la conexin se llama red conmutada por circuito. Las primeras redes conmutadas por circuito no recreaban en forma dinmica los circuitos descartados. Para recuperarse de una falla, se deben iniciar nuevas llamadas y crear nuevos circuitos de extremo a extremo.Muchas redes conmutadas por circuitos otorgan prioridad al mantenimiento de conexiones de circuitos existentes a expensas de nuevas solicitudes de circuitos. En este tipo de red orientada a la conexin, una vez establecido el circuito, aunque no exista comunicacin entre las personas en ningn extremo de la llamada, el circuito permanece conectado y los recursos se reservan hasta que una de las partes desconecta la llamada. Debido a que existe una determinada capacidad para crear nuevos circuitos, es posible que a veces reciba un mensaje de que todos los circuitos estn ocupados y no pueda realizar la llamada. El costo que implica crear muchas rutas alternativas con capacidad suficiente para admitir un gran nmero de circuitos simultneos y las tecnologas necesarias para recrear en forma dinmica los circuitos descartados en caso de falla, llevaron al DoD a considerar otros tipos de redes.

Redes sin conexin conmutadas por paquetesEn la bsqueda de una red que pueda soportar la prdida de una cantidad significativa de sus servicios de transmisin y conmutacin, los primeros diseadores de Internet reevaluaron las investigaciones iniciales acerca de las redes conmutadas por paquetes. La premisa para este tipo de redes es que un simple mensaje puede dividirse en mltiples bloques de mensajes. Los bloques individuales que contienen informacin de direccionamiento indican tanto su punto de origen como su destino final. Utilizando esta informacin incorporada, se pueden enviar por la red a travs de diversas rutas esos bloques de mensajes, denominados paquetes

Redes orientadas a la conexinAunque las redes sin conexin conmutadas por paquetes cubren las necesidades de los DoD y siguen siendo la infraestructura primaria de la Internet actual, hay algunos beneficios en un sistema orientado a la conexin como el sistema telefnico conmutado por circuito. Debido a que los recursos de las diferentes ubicaciones de conmutacin estn destinados a proporcionar un nmero determinado de circuitos, pueden garantizarse la calidad y consistencia de los mensajes transmitidos en una red orientada a la conexin. Otro beneficio es que el proveedor del servicio puede cargar los usuarios de la red durante el perodo de tiempo en que la conexin se encuentra activa. La capacidad de cargar los usuarios para conexiones activas a travs de la red es una premisa fundamental de la industria del servicio de telecomunicaciones.

Interconexiones entre dispositivos (sistema de cableado)Al planificar la instalacin del cableado LAN, existen cuatro reas fsicas que se deben considerar: rea de trabajo. Cuarto de telecomunicaciones, tambin denominado servicio de distribucin. Cableado backbone, tambin denominado cableado vertical. Cableado de distribucin, tambin denominado cableado horizontal.

Longitud total del cablePara las instalaciones UTP, el estndar ANSI/TIA/EIA-568-B especifica que la longitud combinada total del cable que abarca las cuatro reas enumeradas anteriormente se limita a una distancia mxima de 100 metros por canal. Este estndar establece que se pueden utilizar hasta 5 metros de patch cable para interconectar los patch panels. Pueden utilizarse hasta 5 metros de cable desde el punto de terminacin del cableado en la pared hasta el telfono o la computadora.reas de trabajoLas reas de trabajo son las ubicaciones destinadas para los dispositivos finales utilizados por los usuarios individuales.Cada rea de trabajo tiene un mnimo de dos conectores que pueden utilizarse para conectar un dispositivo individual a la red. Utilizamos patch cables para conectar dispositivos individuales a estos conectores de pared. El estndar EIA/TIA establece que los patch cords de UTP utilizados para conectar dispositivos a los conectores de pared tienen una longitud mxima de 10 metros.El cable de conexin directa es el patch cable de uso ms comn en el rea de trabajo. Este tipo de cable se utiliza para conectar dispositivos finales, como computadoras, a una red. Cuando se coloca un hub o switch en el rea de trabajo, generalmente se utiliza un cable de conexin cruzada para conectar el dispositivo al jack de pared.Cuarto de telecomunicacionesEl cuarto de telecomunicaciones es el lugar donde se realizan las conexiones a los dispositivos intermediarios. Estos cuartos contienen dispositivos intermediarios (hubs, switches, routers y unidades de servicio de datos [DSU]) que conectan la red. Estos dispositivos proporcionan transiciones entre el cableado backbone y el cableado horizontal.Dentro del cuarto de telecomunicaciones, los patch cords realizan conexiones entre los patch panels, donde terminan los cables horizontales, y los dispositivos intermediarios. Los patch cables tambin interconectan estos dispositivos intermediarios.Los estndares de la Asociacin de Industrias Electrnicas y la Asociacin de las Industrias de las Telecomunicaciones (EIA/TIA) establecen dos tipos diferentes de patch cables de UTP. Uno de los tipos es el patch cord, con una longitud de hasta 5 metros y se utiliza para interconectar el equipo y los patch panels en el cuarto de telecomunicaciones. Otro tipo de patch cable puede ser de hasta 5 metros de longitud y se utiliza para conectar dispositivos a un punto de terminacin en la pared.Estos cuartos a menudo tienen una doble finalidad. En muchas organizaciones, el cuarto de telecomunicaciones tambin incluye los servidores utilizados por la red.Cableado horizontalEl cableado horizontal se refiere a los cables que conectan los cuartos de telecomunicaciones con las reas de trabajo.La longitud mxima de cable desde el punto de terminacin en el cuarto de telecomunicaciones hasta la terminacin en la toma del rea de trabajo no puede superar los 90 metros. Esta distancia mxima de cableado horizontal de 90 metros se denomina enlace permanente porque est instalada en la estructura del edificio. Los medios horizontales se ejecutan desde un patch panel en el cuarto de telecomunicaciones a un jack de pared en cada rea de trabajo. Las conexiones alos dispositivos se realizan con patch cables.Cableado backboneEl cableado backbone se refiere al cableado utilizado para conectar los cuartos de telecomunicaciones a las salas de equipamiento donde suelen ubicarse los servidores. El cableado backbone tambin interconecta mltiples cuartos de telecomunicaciones en toda la instalacin. A menudo, estos cables se enrutan fuera del edificio a la conexin WAN o ISP.Los backbones, o cableado vertical, se utilizan para el trfico agregado, como el trfico de entrada o de salida de Internet, y para el acceso a los recursos corporativos en una ubicacin remota. Gran parte del trfico desde varias reas de trabajo utilizar el cableado backbone para acceder a los recursos externos del rea o la instalacin. Por lo tanto, los backbones generalmente requieren de medios de ancho de banda superiores como el cableado de fibra ptica.

Tipos de mediosSe deben considerar los diferentes tipos de medios al elegir los cables necesarios para realizar una conexin WAN o LAN exitosa. Como ya mencionamos, existen diferentes implementaciones de la capa Fsica que admiten mltiples tipos de medios: UTP (Categoras 5, 5e, 6 y 7). Fibra ptica. Inalmbrico.Cada tipo de medios tiene ventajas y desventajas. Algunos de los factores que se deben considerar son los siguientes: Longitud del cable: El cable debe atravesar una habitacin o extenderse desde un edificio hasta otro? Costo: El presupuesto permite que se utilice un tipo de medios ms costoso? Ancho de banda: La tecnologa utilizada con los medios ofrece un ancho de banda apropiado? Facilidad de instalacin: Tiene el equipo de implementacin la capacidad de instalar el cable o es necesario contratar a un proveedor? Susceptibilidad a EMI/RFI: Interferir con la seal el entorno en el que estamos instalando el cable?Longitud del cableLa longitud total del cable que se requiere para conectar un dispositivo incluye todos los cables desde los dispositivos finales del rea de trabajo hasta el dispositivo intermediario en el cuarto de telecomunicaciones (generalmente un switch). Esto incluye el cable desde los dispositivos hasta el enchufe de pared, el cable a travs el edificio desde el enchufe de pared hasta el punto de conexin cruzada, o patch panel, y el cable desde el patch panel hasta el switch. Si el switch se ubica en los cuartos de telecomunicaciones en diferentes pisos de un edificio o en diferentes edificios, el cable entre estos puntos debe incluirse en la longitud total.La atenuacin es la reduccin de la potencia de una seal a medida que se transmite a travs de un medio. Cuanto ms extensos sean los medios, ms la atenuacin afectar la seal. En algn punto, la seal no ser detectable. La distancia del cableado es un factor esencial en el rendimiento de la seal de datos. La atenuacin de la seal y la exposicin a una posible interferencia aumenta con la longitud del cable.Por ejemplo, cuando se utiliza un cableado UTP para Ethernet, la longitud del cableado horizontal (o fijo) necesita mantenerse a una distancia mxima recomendada de 90 metros para evitar la atenuacin de la seal. Los cables de fibra ptica pueden proporcionar una distancia de cableado mayor de hasta 500 metros o algunos kilmetros, segn el tipo de tecnologa. Sin embargo, el cable de fibra ptica tambin puede sufrir una atenuacin cuando se alcanzan estos lmites.CostoEl costo asociado con el cableado de una LAN puede variar segn el tipo de medio y es posible que el personal no pueda darse cuenta del impacto sobre el presupuesto. En un entorno ideal, el presupuesto permitira instalar un cableado de fibra ptica para cada dispositivo de la LAN. Si bien la fibra proporciona un ancho de banda superior que el UTP, los costos de la instalacin y el material son considerablemente mayores. En la prctica, generalmente no se requiere este nivel de rendimiento y no constituye una expectativa razonable en la mayora de los entornos. Los diseadores de redes deben lograr que coincidan las necesidades de rendimiento por parte de los usuarios con el costo de equipo y cableado para obtener la mejor relacin costo/rendimiento.Ancho de bandaLos dispositivos de una red presentan requisitos de ancho de banda diferentes. Al seleccionar los medios para las conexiones individuales, considere cuidadosamente los requisitos de ancho de banda.Por ejemplo, un servidor generalmente necesita mayor ancho de banda que una computadora dedicada a un nico usuario. Para la conexin del servidor, considere aquellos medios que proporcionarn un ancho de banda superior y que podrn desarrollarse para cumplir con mayores requisitos de ancho de banda y utilizar las tecnologas ms nuevas. Un cable de fibra puede ser una eleccin lgica para la conexin de un servidor.Actualmente, la tecnologa utilizada en los medios de fibra ptica ofrece el mayor ancho de banda disponible entre las opciones para los medios LAN. Teniendo en cuenta el ancho de banda aparentemente ilimitado disponible en los cables de fibra, se esperan velocidades mayores para las LAN. El medio inalmbrico tambin admite aumentos considerables en el ancho de banda, pero tiene limitaciones en cuanto al consumo de la potencia y la distancia.

Facilidad de instalacinLa facilidad al instalar un cableado vara segn los tipos de cables y la estructura del edificio. El acceso al piso y a sus espacios, adems de las propiedades y el tamao fsico del cable, influyen en la facilidad de instalacin de un cable en distintos edificios. Los cables de los edificios generalmente se instalan en canales para conductores elctricos.Como se muestra en la figura, un canal para conductores elctricos es un recinto o tubo que se adjunta al cable y lo protege. Un canal tambin mantiene la prolijidad del cableado y facilita el paso de los cables.El cable UTP es relativamente liviano, flexible y tiene un dimetro pequeo, lo que permite introducirlo en espacios pequeos. Los conectores, enchufes RJ-45, son relativamente fciles de instalar y representan un estndar para todos los dispositivos Ethernet.Muchos cables de fibra ptica contienen una fibra de vidrio delgada. Esta caracterstica genera problemas para el radio de curvatura del cable. La fibra puede romperse al enroscarla o doblarla fuertemente. La terminacin de los conectores del cable (ST, SC, MT-RJ) son mucho ms difciles de instalar y requieren de un equipo especial.En algn punto, las redes inalmbricas requieren de cableado para conectar dispositivos, como puntos de acceso, a la LAN instalada. Los medios inalmbricos a menudo son ms fciles de instalar que un cable de fibra o UTP, ya que se necesitan menos cables en una red inalmbrica. Sin embargo, una LAN inalmbrica requiere de una prueba y planificacin ms detalladas. Adems, varios factores externos, como otros dispositivos de radiofrecuencia o las construcciones edilicias, pueden afectar su funcionamiento.

Interferencia electromagntica/Interferencia de radiofrecuenciaLa Interferencia electromagntica (EMI) y la Interferencia de radiofrecuencia (RFI) deben tenerse en cuenta al elegir un tipo de medios para una LAN. La EMI/RFI en un entorno industrial puede producir un impacto significativo sobre las comunicaciones de datos si se utiliza un cable incorrecto.La interferencia puede provenir de mquinas elctricas, rayos y otros dispositivos de comunicacin, incluyendo computadoras y equipos de radio.A modo de ejemplo, piense en una instalacin donde los dispositivos de dos edificios distintos se encuentran interconectados. Los medios utilizados para interconectar estos edificios estarn expuestos a la posible descarga de los rayos. Adems, es posible que exista una gran distancia entre estos dos edificios. La fibra ptica es la mejor eleccin para esta instalacin.Los medios inalmbricos son los ms susceptibles a la RFI. Antes de utilizar una tecnologa inalmbrica, se deben identificar las posibles fuentes de interferencia y reducirlas en lo posible.