| Artículos | 01 OCT 2006

Redes de 10 gigas

Tags: Histórico
Autopistas sin límite de velocidad
Juan Blázquez.
El pistoletazo de salida para implementar redes 10 veces más rápidas que las actuales se dio el pasado 8 de junio, con la ratificación del nuevo estándar Ethernet 10GBASET, una tecnología que posibilitará aplicaciones que no se han podido desplegar plenamente por las limitaciones que imponían los canales de conexión actuales.

Cualquier profesional informático seguro que mirará condescendientemente a quien le plantee la posibilidad de transferir un disco duro de 10 GB en 8 segundos, transmitir por el mismo cable cientos de señales de vídeo simultáneamente, o tener una ventana de backup de Terabytes en menos de media hora. Estas tasas de conexión, más propias de un guionista cinematográfico desconcertado, ya son reales gracias a las nuevas especificaciones para redes Ethernet. Y, lo más sorprendente y atractivo, posibles en cable de cobre.
La principal preocupación en la gestión de la red no es conseguir que el ordenador de los usuarios conecte con los recursos de la red. Lo que realmente importa, lo que los usuarios exigen, es que la respuesta de su ordenador sea inmediata. Un afán de los responsables de cualquier red por mantener una buena velocidad de acceso, que se desenvuelve en un ambiente en continuo cambio, donde el tráfico de voz aumenta un 10 por ciento anualmente, el de datos un 35 por ciento y, como no podía ser de otra manera, el tráfico de Internet se duplica cada 3 meses.
Hasta ahora el colapso en el canal de conexión al que se ve abocada cualquier red se capea, con mejor o peor acierto, recurriendo a técnicas de gestión y optimización del tráfico, junto con dispositivos de interconexión cada vez más potentes. Técnicas y mecanismos que, sin embargo, no consiguen ser el alivio definitivo, debido a la cada vez más frecuente presencia de programas y servicios de formatos complejos con grandes necesidades de ancho de banda para funcionar según las expectativas de los usuarios, cada vez más exigentes con su ordenador. Así, tecnologías basadas en vídeo, audio y telefonía, listas para ser utilizadas y desarrolladas sobre IP, ven frenado su despliegue y utilización al no encontrar las condiciones necesarias de caudal. Y la principal causa de esta situación se encuentra en el tipo de red de ordenador que se utiliza en la actualidad de forma masiva, Ethernet.

Ubicuo Ethernet
El primer estándar Ethernet fue ratificado hace dos décadas para conectar ordenadores en redes de área local, LAN, a 10 Mbps. El éxito de estas redes ha sido rápido como consecuencia de su bajo coste, facilidad de instalación y mantenimiento, unido a una gran fiabilidad, unas condiciones que le ha permitido imponerse sin oposición al resto de estándares de red que se han ido proponiendo. Ethernet es, en esencia, un conjunto de especificaciones que definen cómo los ordenadores pueden acceder al medio de transmisión utilizado. Para cada tipo de medio, cable u otros soportes más etéreos, para cada topología de conexión, existen unas especificaciones concretas, agrupadas todas ellas bajo la denominación común de IEEE 802.3. Así, las especificaciones Ethernet, en general, definen la conexión de ordenadores que enlazan al medio de manera simultánea, utilizando como único canal, banda base, una topología en bus y utilizando como método de acceso al canal de transmisión el protocolo de contención CSMA/CD. Es decir, Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones. Dicho de otro modo, todos los ordenadores compiten por transmitir y para ello escuchan el canal para comprobar si el medio está libre. Si es así, transmiten. De otro modo, esperan para intentarlo nuevamente pasado un tiempo. En el caso de que dos ordenadores obtengan acceso al medio simultáneamente, se produce una colisión, por lo que se envía una señal de control para que todos los ordenadores conectados se abstengan de transmitir durante algún tiempo, mientras se elimina la señal malograda. Un método de acceso al medio que genera muchos inconvenientes que se ven incrementados según crece el número de ordenadores conectados en la misma red. Las especificaciones Ethernet también definen el tamaño de las tramas que intercambian los ordenadores, así como la longitud de los distintos campos que las conforman.
Estas condiciones generales de funcionamiento se delimitan para distintas configuraciones de conexión en función del medio y los elementos de interconexión utilizados, dando lugar a especificaciones concretas que se conocen bajo la nomenclatura de [XX]Base[YY], donde [XX] representa la velocidad de transmisión, Base indica la forma en la que se utiliza el medio, banda base, y las siglas finales [YY] hacen referencia al tipo de medio utilizado y su disposición. De este modo, 100BaseT, indica especificaciones para velocidades de 100 Mbps, para cable de cobre de par trenzado de 8 hilos para conectar los ordenadores mediante concentradores o conmutadores. Por su parte, 100BaseFX define las propiedades para 100 Mbps sobre fibra óptica.
El nuevo estándar, 10GbaseT, nombra las especificaciones para redes de 10.000 Mbps, 10 Gbps, que utilizan el medio en banda base, utilizando cable de cobre de par trenzado que se conectará a través de hub o switch. Lógicamente, para conseguir alcanzar una mayor velocidad, las especificaciones generales se deben modificar para lograr un mejor aprovechamiento de los elementos implicados en la red, siempre tratando de mantener la compatibilidad con las directrices anteriores, una de las claves de la pervivencia en el tiempo de este tipo de redes. En el caso de este nuevo estándar, los trabajos se han centrado en desarrollar las propiedades de las especificaciones que definen la capa física de los componentes a conectar, para conseguir la mejora de la transmisión de la señal, manteniendo en esencia el modo de funcionamiento propio de Ethernet.

Componentes físicos
El principal reto al que se enfrenta la tecnología Ethernet para su evolución es la problemática que plantea el medio utilizado masivamente en la actualidad para su conexionado, cable de cobre de par trenzado. Las especificaciones de este protocolo de acceso al medio para cable trenzado, definen dos clases posibles. UTP, cable de par trenzado sin blindar, y STP, cable de par trenzado blindado. La diferencia entre ambos está en que el segundo, entre el recubrimiento externo del cable y los hilos de pares internos, inserta una capa de material aislante. Aunque el cable blindado ofrece mejores prestaciones que el cable UTP, es este último el más utilizado, por coste, tendido y prestaciones. Sin embargo, la presencia de los pares de cobre sin apantallamiento, implica la aparición de problemas de interferencias electromagnéticas generadas por la propia transmisión de la señal, eco y diafonía, que se unen a la atenuación y distorsión inherente a toda conducción eléctrica por hilo. Problemas que dificultan la correcta recepción de la señal entre los extremos, provocando unos inconvenientes de comunicación que aumentan en proporción directa al incremento de la frecuencia de transmisión, incremento inevitable para poder alcanzar mayor velocidad. Por esta razón, para incrementar la velocidad de transmisión, desde los 10 Mbps iniciales, se han ido definido nuevas categorías de cables UTP que presentan mejores condiciones para reducir estos inconvenientes. Así, del cable categoría 3 inicial, se ha pa

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