Conceptos de Red de Comunicacionesy Conversores de Medio Ethernet

Tempel S.A.

Miki Perez

Indice

• Introducción a los dispositivos de red• Niveles OSI• Nivel Físico ; • Cobre • Fibra• Conversores de Medio Cobre a Fibra

Introducción a los dispositivos de red

• Todo equipo capaz de comunicarse lo hace a través de un medio, que puede ser par de cobre, varios pares, fibra óptica o aire.-> CANAL

• La información que se transmite será en forma de ONDA ELÉCTRICA DE GRAN DINÁMICA que circula por ese canal. SEÑAL.

• A menudo llamamos BUS a la parte física de comunicaciones de un dispositivo. No es más que el conector de entrada y salida de los aparatos generadores/receptores de esas señales EMISOR/RECEPTOR.

Todo esto es aplicable tanto a equipos de buses de campo como a aparatos de telecomunicaciones. ¿Cuál es la diferencia?

Introducción a los dispositivos de red

• Cualquier equipo que comunica , ¿es un dispositivo de red?

• Es más, ¿qué es una red?

• ¿Sabemos cómo clasificar equipos industriales de los que no lo son?

• ¿Sabemos distinguir entre los buses de campo y los buses de comunicación?

Introducción a los dispositivos de red

Más aun :• ¿Qué es una topología?• ¿Hay alguna forma de entender qué función

realiza cada tipo de aparato de red? Niveles OSI

• ¿Porqué un Router es de capa 3 y un Switch es de capa 2? ¿Y qué quiere decir ‘que sean de nivel/capa “n”’ ??

Introducción a los dispositivos de red• Bus de Campo :

> nacen de la necesidad de los sistemas industriales que existen en una planta de producción.

> Su base es la lógica combinacional para generar procesos industriales. >> Entradas dan lugar a salidas.

> Posteriormente se les añadió lógica secuencial para poder gestionar procesos a lo largo del tiempo. Ahora es un control estricto del tiempo. PTP IEEE-1588, Hart. >> Entradas dan lugar a salidas que se realimentan.

> Lo usan los equipos industriales : PLC, HMI, PC Industrial. Usan estructuras jerarquizadas como los de las empresas donde están implementados . Tal red, tal planta de producción, tal es la empresa.

>> Estructura de red en estrella o árbol mayoritariamente.

>> Implementación: Maestro Pregunta, Esclavos Responden, apropiación total del medio de comunicación. Exclusividad al comunicar.

>> Formato de información ( tramas) basado en una dirección final y un código de lectura de registro o de modificación de registro – comunicación muy sencilla.

>> Los buses actuales son más complejos e implementan estructuras de datos basados en tres tipos de datos : DATOS , SINCRONIZACION, CONTROL DE BUS

Introducción a los dispositivos de red

• Bus de Telecomunicaciones :

> Nacen de la necesidad de intercomunicar sistemas que contengan/generen información de cualquier tipo, no solamente de gestión de planta de producción.

> Lo usan PC’s de tipo tipo, Routers, Switches, Servidores, Dispositivos de Almacenamiento, Modems, etc.

>> Pueden formar estructuras de equipos en anillo, cadena, en árbol, a veces estrella.

>> Implementación : Paso de mensajes Testigo que los equipos recogen si les pertenece, Protocolos de Acceso al medio compartido.

>> Formato de información complejo, en una misma trama enviada se transporta más que datos, hay unas “cabeceras” que los equipos miran y según lo que haya en ellas, pues los equipos realizan unas u otras funciones.

Relación Bus de Campo- Bus Telecos

• ¿Cómo es que hay buses de campo industriales que usan el nivel 1, el nivel 2 e incluso nivel 3 de los buses de telecomunicaciones?

• La razón es muy simple : CONVERGENCIA

• Si no se tiende a un medio común, el problema es que se pierde el estándar y de cara a los fabricantes es mucho mejor que sus protocolos sean propietarios a niveles de aplicación pero sin embargo sean compatibles con los niveles bajos por 2 razones :

1) Compatibilidad con equipos de otros fabricantes VIPA con SIEMENS por ejemplo inusual en Profinet.

2) Compatibilidad con equipos de telecomunicaciones Por eso puedes usar LevelOne con Nports o con PLC’s de ABB.

Topologías

• Una Topología es la figura ideal que describen los nodos o equipos con una o varias salidas de red. Para hacer algunas estructuras se necesita que el equipo tenga más de una boca de red, para continuar la figura.

• Os tenéis que imaginar que los

puntos significan equipos y que las líneas representan enlaces, de cable de cobre, de cable de fibra o via radioenlace entre 2 equipos.

• He insistido en otras presentaciones en las estructuras que describen las redes, aquí incidiré que Ethernet como estándar de red de comunicaciones puede abarcar cualquier topología conocida.

Niveles OSI• Son una forma ideal de representar las

funcionalidades obligatorias que debería cumplir un equipo de Telecomunicaciones

• Nace para poder estandarizar la fabricación de equipos de Telecos.

• Tempel vende equipos que se quedan en el Nivel Físico y en el Nivel de Enlace.

• Tipos de redes hay muchas y que cumplan (o no) aún más. Nosotros trabajamos con las que cumplen!

Pero lo más importante, un switch debe cumplir con el NIVEL FISICO Y EL NIVEL DE ENLACE

Nivel Físico ; Cobre • Cobre:

Se trata de 4 pares de cobre de un calibre determinado, contemplado en los estándares de la UIT, y la OSI.

Los clientes se refieren al cable como Cat. 5, 5e, 6 o 7 según el ancho de banda que soportan respectivamente ( 10, 10/100, Gigabit o 10-Gigabit )

Existen cables sólo con una envoltura de plástico ( UTP ), y otros apantallados (FTP ) contra fenómenos de diafonía. ( canales cruzados )

Nivel Físico ; Cobre

• Los conectores son RJ-45 parecidos a los de Teléfono ( RJ-11 ) pero más grandes y de 8 hilos en lugar de 4.

• En versión Rugged son conectores redondos M-12 de 4 hilos. Sector Ferroviario. Son anti vibraciones y anti humedad.

Nivel Físico ; Fibra•Fibra :

Se trata de SiO2, material sólido flexible que transmite muy bien la luz modulada. Se requieren láseres y fotoreceptores.

> Multimodo : transmite varias ondas a la vez y como contrapartida se atenúa y mezcla más la señal. El ancho de banda depende de la distancia. 2 tipos: -- 62,5/125 µm ; de salto de índice, fueron las primeras que se fabricaron llegan a 500 metros de distancia máximo. ( 850 nm ) -- 50/125 µm ; o de gradiente de índice, es lo que se lleva ahora, la luz va rotando en su interior y eso hace que se guie mejor, así que llegan a 2.000 metros. ( 1300, 1310 nm )

> Monomodo : transmite una onda, pero a una frecuencia más alta ( más energía ) perfil de 9/125 µm. Se guía una sola onda pero el ancho de banda es mucho mayor, teóricamente de Tera hercios ( 1000 Gbps!! ) pero comercialmente se obtienen anchos de 100, 1000 y 10.000 Mbps. Debido a los protocolos.

Nivel Físico ; FibraPero lo que os he dibujado antes es 10 veces más fino que un pelo. Es la parte interna, el compuesto que transmite la luz y la primera parte de envoltura que la hace rebotar o la guía según los casos.

El tema es que un cable de fibra es mucho más que eso. Es Fibra con revestimientos a medida.

Existen cable para casi todos los casos de instalación. Una buena referencia está en los cables de OPTRAL ( Españoles ) o los de Telnet Redes Inteligentes. En Portugal también hay un buen fabricante de cable, CABELTE.

Pero todos ellos compran rodillos gigantes de fibra óptica de un estándar ITU determinado y luego fabrican las capas exteriores.

Cables de Fibra ÓpticaComo referencia os diré que existen Cables de Estructura :

• Directamente enterrados ( Direct Buried )• Para ductos y tubos ( Duct Installation )• Para soplar en tubos especiales ( Blown Fiber )• Aéreos ( Aerial Cable )

Las capas internas de Protección ( opcionales , eh!) :

1.- Externa LSZH ( Libre de halógenos, no propagador de llama )2.- Interna Anti roedores – Carbon Kevlar es la óptima, Fleje de Acero.3.- Interna Antihumedad – es un microtubo que alberga las fibras finitas tintadas de color en una solución tipo GEL. -- Fibra holgada. Cuando los cables no tienen esta capa se llaman de Fibra ajustada.

Nivel Físico; Fibra : Conectores

En Tempel nuestros switches tienen en placa :

•SC doble ( el cuadrado )•ST doble ( el redondo )

Los mini-GBIC tienen :

* LC doble ( parecido a SC doble pero más pequeño )

Nivel Físico; Fibra : Latiguillos

Latiguillo SC doble

Latiguillo ST doble

Latiguillo LC doble

Latiguillo SC a LC doble

Latiguillo SC s ST doble

Latiguillo SC a LC doble

Nivel Físico; Fibra : Adaptadores

Adaptador SC-SC doble

Adaptador ST a ST simple

Adaptador LC doble

Adaptador SC a ST doble

No todas las combinaciones de adaptación son posibles así que a veces habrá que elegir entre un latiguillo acabado en unos determinados conectores y este conjunto de adaptadores pasa muros

Conversores de Medio¿Para qué sirven ?

Son equipos que cambian de medio a nivel físico ( Nivel 1 ) en una red. Estudiaremos los de Ethernet. ( son los que vendemos )

-Ethernet sobre coaxial a Ethernet sobre cobre

-Ethernet sobre fibra multimodo a Ethernet sobre cobre > Fast Ethernet > Gigabit Ethernet

-Ethernet sobre fibra monomodo a Ethernet sobre cobre > Fast Ethernet > Gigabit Ethernet

-Ethernet sobre cobre a par modulado VDSL ( línea telefónica ) .

Conversores de Medio : 10Base-T

Ethernet sobre Coaxial a Cobre : 10-Base-2 a 10-Base-T ( nombre del IEEE )

* Son sólo de 10 Mbps – muy antiguos

* Equipos de UTC Fire & Rescue -- General Electric – Consultar a Ivan Ruiz.

MCR200-1T/1CX

Conversores de Medio Fast Ethernet: Grado Industrial

-Fast Ethernet sobre fibra multimodo a FastEthernet sobre cobre: 10/100 Base-T a 10/100 Base FX ( FX versión SX = Multimodo, LX= Monomodo )

MOXA :

IMC-101 – Versión más Industrial

IMC-21 – Versión Básica ( + baratos )

IMC-P101 – Versión con PoE

PTC-101-M12

Conversores de Medio Fast Ethernet: Grado Industrial

-Fast Ethernet sobre fibra multimodo a FastEthernet sobre cobre: 10/100 Base-T a 10/100 Base SX ( FX versiones Multimodo = SX y Monomodo = LX )

RMC-1000 + Módulos RMC-111 o 121

DE RACK:De CARRIL DIN:

IMC-111FB y IMC-121FB ( 2 puertos RJ-45 )IPMC-111PB

PoE:

Conversores de Medio Fast Ethernet : Grado Oficina e Interiores

-Fast Ethernet sobre fibra multimodo a FastEthernet sobre cobre: 10/100 Base-T a 10/100 Base SX ( FX versiones Multimodo = SX y Monomodo = LX )

KC-300D : Todas las versiones en el mismo datasheet.

KC-1300 : Rack para poner varios conversores a la vez concentrados en un punto.

FVT-4001 ,SC, FVT-4002 , ST: MMF = MultimodoFVT-4301, SC : SMF = Monomodo

FVT-4000 : Rack para alojar 10 unidades FVT-5000 : Rack para alojar 16 unidades

Conversores de Medio Gigabit Ethernet : Grado Industrial

-Gigabit Ethernet sobre fibra monomodo a Gigabit Ethernet sobre cobre: 10/100/1000 Base-T a 1000 Base LX/LZ/LH

DE RACK: TRC-190DE CARRIL DIN: IMC-G101

Lleva miniGBICDebe revisarse bien los módulos porque hay variados, desde Gigabit, hasta conversor de serie. Es caro.

Conversores de Medio Gigabit Ethernet : Grado Industrial

-Gigabit Ethernet sobre fibra monomodo a Gigabit Ethernet sobre cobre: 10/100/1000 Base-T a 1000 Base LX/LZ/LH

IGMC-1011GF

IGMC-111GPB

P.S.E ( PoE ) y miniGBICCARRIL DIN

DelgadosCARRIL DIN

DE RACK:

RMC-1000 + RGMC-111GPB

Conversores de Medio Gigabit Ethernet: Grado Oficina e Interiores

-Gigabit Ethernet sobre fibra monomodo a Gigabit Ethernet sobre cobre: 10/100/1000 Base-T a 1000 Base LX/LZ/LH

KGC-300 KGC-352

Base Con PoEConversor de Monomodo a Multimodo !!!

Único en todo Tempel!!!

KGC-311

GVT-4001, GVT-4002

RACK: FVT-4000 y FVT-5000

GVT-4000 : Con miniGBIC