RED MAN
MAN: Metropolitan Area Network. Este termino describe a una red que provee una
conectividad digital de una área regional a una metropolitana. La MAN
realiza el enlace entre las LANs Y WANs.
Una red de área metropolitana es un sistema de
interconexión de equipos informáticos distribuidos en una zona
que abarca diversos edificios, por medios pertenecientes a la misma organización
propietaria de los equipos.
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.
Las redes de área metropolitana tienen muchas
aplicaciones, las principales son:
· Interconexión de redes de área local (RAL)
· Interconexión de centralitas telefónicas digitales (PBX
y PABX)
· Interconexión ordenador a ordenador
· Transmisión de vídeo e imágenes
· Transmisión CAD/CAM
· Pasarelas para redes de área extensa (WANs)
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.
El ámbito de aplicación más importante
de las redes de área metropolitana es la interconexión de redes
de área local sobre un área urbana, pero otros usos han
sido identificados, como la interconexión de redes de área local
sobre un complejo privado de múltiples edificios y redes de alta velocidad
que eliminan las barreras tecnológicas. A continuación se describen
en mayor detalle estos escenarios de aplicación:
a) Interconexión de RALs en un área urbana
La situación más extendida para el uso de una MAN describe un gran número de usuarios localizados en diferentes departamentos y administraciones dentro de un área urbana, requeriendo un sistema para interconectar las redes de área local ubicadas en estos lugares.
El objetivo de las redes de área metropolitana es ofrecer sobre el área
urbana el nivel de ancho de banda requerido para tareas tales como: aplicaciones
cliente-servidor, intercambio de documentos, transferencia de mensajes, acceso
a base de datos y transferencia de imágenes.
Cuando las RALs que han de ser conectadas están
dispersas por un área urbana, la red de área metropolitana está
bajo el control de un operador público mientras no se liberalicen las
infraestructuras. Por el contrario, por razones legales, el cliente no puede
comprar, instalar y hacer propias las facilidades de transmisión (cableado
entre edificios) necesarias para construir una red de área metropolitana.
Estas guías técnicas siguen el proceso liberalizador en la Unión
Europea y en futuras actualizaciones los resultados de la liberalización
serán tenidos en cuenta.
No se está hablando en esta variante de una red
privada, sino de una red de área metropolitana pública propiedad
de un operador, el cual ofrece un servicio sobre toda la ciudad. Hay clientes
que quiere conectar su equipo en diferentes lugares (RALs, Ordenadores, Servidores)
de la red de área metropolitana para obtener el nivel de ancho de banda
requerido extendiendo el entorno típico de aplicaciones de RAL a un área
urbana.
En este caso, el cliente ha de tener en cuenta que diferentes
instituciones podrían estar conectadas a la misma red de área
metropolitana pública, en consecuencia ciertos requisitos adicionales
de seguridad, privacidad y gestión de red que deben ser satisfechos por
el operador público. Los usuarios finales son conectados a la red de
área metropolitana a través de nodos de acceso públicos,
con lo cual los datos de una organización llegan evitando pasar a través
de dispositivos de otras empresas.Estos mecanismos
permiten que las redes de área metropolitana públicas ofrezcan
seguridad en la transmisión de datos desde el punto de vista de la privacidad.
Las redes de área metropolitana públicas
en diferentes ciudades son usualmente interconectadas por elementos de conmutación
para formar una red de área extensa y, por lo tanto, no es necesario
que el cliente instale nodos de acceso independientes para MAN y WAN. Las redes
públicas de área metropolitana no pueden ser comparadas con redes
de área local ya que éstas últimas están sujetas
a limitaciones legales que sólo aplican a las redes privadas.
En contraste con una RAL, muchos tipos de MAN permiten
la transmisión no sólo de datos, sino también de voz y
vídeo. Un red MAN será recomendada cuando haya una necesidad para
transportar simultáneamente diferentes tipos de tráfico tales
como datos, voz y vídeo sobre un área no mayor de 150 kms de diámetro
para entornos públicos o privados.
Los objetivos son reducir el coste y al mismo tiempo
mejorar el servicio al usuario. La reducción del coste se alcanza minimizando
el coste de la transmisión, posible por la integración de voz
y datos, por la reducción del papel y por la mejora en la eficiencia
de los sistemas. El servicio al cliente se alcanza a través de facilidades
de información disponibles para los clientes. Adicionalmente, el cliente
puede investigar nuevas aplicaciones tales como transmisión de imágenes
y videoconferencia.
En este escenario las RAL y ciertos tipos de WAN (X.25
y Frame Relay) no son soluciones válidas porque tienen limitaciones de
trasmisión para voz y vídeo. El acceso a la Red Digital de Servicios
Integrados a través de redes MAN ofrece grandes capacidades necesarias
para transferencia de tráfico multimedia. En este escenario la solución
tecnológica esDQDB (Dual Queue Distributed Bus, Bus Dual con Colas Distribuidas).
A continuación se incluye un esquema de redes
metropolitanas unidas mediante dispositivos de interconexión (puentes
o encaminadores).
b) Interconexión de RALs en un entorno privado de múltiples edificios
Este escenario describe una organización consistente en varios cientos de personas ubicadas en diferentes edificios en una gran zona privada (campus, administración, etc.), requiriendo un sistema para interconectar las redes de área local ubicadas en estos lugares.
El objetivo de la red es ofrecer sobre dicha área el nivel de ancho de
banda requerido para tareas como: aplicaciones cliente-servidor, intercambio
de documentos, trasferencia de mensajes, acceso a base de datos y transferencia
de imágenes. En resumen, poder extender las ventajas de las redes de
área local a grandes redes privadas sobre entornos de múltiples
edificios.
En este escenario, una red de área metropolitana permite al comprador
construir una estructura dorsal de RALs en un área que cubre zonas privadas.
Las ventajas que ofrece una red privada de área metropolitana sobre
redes WAN son:
Una vez comprada, los gastos de explotación de una red privada de área
metropolitana, así como el coste de una RAL, es inferior que el de una
WAN, debido a la técnica soportada y la independencia con respecto al
tráfico demandado.
· Una MAN privada es más segura que una WAN.
· Una MAN es más adecuada para la transmisión de tráfico
que no requiere asignación de ancho de banda fijo.
· Una MAN ofrece un ancho de banda superior que redes WAN tales como
X.25 o Red Digital de Servicios Integrados de Banda Estrecha (RDSI-BE).
Las posibles desventajas son:
· Limitaciones legales y políticas podrían desestimar al
comprador la instalación de una red privada de área metropolitana.
En esta situación, se podría usar una red pública de área
metropolitana.
· La red de área metropolitana no puede cubrir grandes áreas
superiores a los 50 kms de diámetro.
· La tecnología más extendida para la interconexión
de redes privadas de múltiples edificios es FDDI (Fiber Distributed DataInterface;
Interface de Datos Distribuidos por Fibra). FDDI es una tecnología para
RAL que es extensible a redes metropolitanas gracias a las características
de la fibra óptica que ofrece el ancho de banda y las distancias necesarias
en este entorno.
A continuación se incluye un esquema de red troncal para interconexión de RALs.
c) Redes de alta velocidad
Las redes de alta velocidad, en particular ATM (Asynchronous Transfer Mode, Modo de Transferencia Asíncrono) atraen gran interés de todo el mundo. ATM espera proveer capacidad técnica para manejar cualquier clase de información: voz, datos, imágenes, texto y vídeo de manera integrada, y a cualquier distancia (área local, área metropolitana o área extensa).
Es reconocido que las redes públicas ATM podrán eventualmente
contener todos los requisitos citados en los escenarios anteriores y podrán
pronto reemplazar las presentes tecnologías RAL, MAN y defglosario.html.
De cualquier modo, la previsión de tiempo y el avance de nuevas tecnologías
(especialmente para la conmutación) puede dificultar el completo desarrollo
de ATM en una escala de tiempo aceptable para las urgentes necesidades de los
operadores públicos. Un futuro módulo EPHOS en redes de alta velocidad
proporcionará guía y consejo sobre esta nueva tecnología.
Una red de tipo MAN puede ser usada con solución transitoria y permitir
el uso simultáneo de diferentes tipos de tráfico: datos, voz y
vídeo.
El estándar DQDB para MAN ha sido diseñado en paralelo con el trabajo de la UIT-T sobre ATM. Este paralelismo permite a las redes DQDB estar tan avanzados como es posible en la línea de las especificaciones ATM y, por tanto, facilitando sus futuras interconexiones. DQDB constituye una red transitoria que hoy ofrece soluciones a problemas que serán resueltos en un futuro próximo por la RDSI-BA (Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha). Cuando la RDSI-BA llegue a estar disponible, las redes DQDB estarán conectadas y los usuarios de estas redes accederán a la tecnología ATM beneficiándose de sus ventajas, sin tener que cambiar sus equipos.
COMPONENTES DE UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA
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.
Dentro de los puestos de trabajo se incluyen:
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.
Aplicaciones
Como Sistemas de Tratamiento de Mensajes (MHS), Gestión, Acceso y Transferencia
de Ficheros (FTAM) y EDI puede ser posibles aplicaciones de la red.
SERVICIOS DE UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA
A continuación se presenta una clasificación de los posibles servicios
que ofrecen las redes de área metropolitana:
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.
Concentradores (Hubs)
El término concentrador o hub describe la manera en que las conexiones
de cableado de cada nodo de una red se centralizan y conectan en un único
dispositivo. Se suele aplicar a concentradores Ethernet, Token Ring, y FDDI(Fiber
Distributed Data Interface) soportando módulos individuales que concentran
múltiples tipos de funciones en un solo dispositivo. Normalmente los
concentradores incluyen ranuras para aceptar varios módulos y un panel
trasero común para funciones de encaminamiento, filtrado y conexión
a diferentes medios de transmisión (por ejemplo Ethernet y TokenRing).
Los primeros hubs o de "primera generación" son cajas de cableado
avanzadas que ofrecen un punto central de conexión conectado a varios
puntos. Sus principales beneficios son la conversión de medio (por ejemplo
de coaxial a fibra óptica), y algunas funciones de gestión bastante
primitivas como particionamiento automático cuando se detecta un problema
en un segmento determinado.
Los hubs inteligentes de "segunda generación" basan su potencial
en las posibilidades de gestión ofrecidas por las topologías radiales
(TokenRing y Ethernet). Tiene la capacidad de gestión, supervisión
y control remoto, dando a los gestores de la red la oportunidad de ofrecer un
período mayor de funcionamiento de la red gracias a la aceleración
del diagnóstico y solución de problemas. Sin embargo tienen limitaciones
cuando se intentan emplear como herramienta universal de configuración
y gestión de arquitecturas complejas y heterogéneas.
Los nuevos hubs de "tercera generación" ofrecen proceso basado
en arquitectura RISC (Reduced Instructions Set Computer) junto con múltiples
placas de alta velocidad. Estas placas están formadas por varios buses
independientes Ethernet, TokenRing, FDDI y de gestión, lo que elimina
la saturación de tráfico de los actuales productos de segunda
generación.
A un hub Ethernet se le denomina "repetidor multipuerta". El dispositivo
repite simultáneamente la señal a múltiples cables conectados
en cada uno de los puertos del hub. En el otro extremo de cada cable está
un nodo de la red, por ejemplo un ordenador personal. Un hub Ethernet se convierte
en un hub inteligente (smart hub) cuando puede soportar inteligencia añadida
para realizar monitorización y funciones de control.
Los concentradores inteligentes (smart hub) permiten a los usuarios dividir
la red en segmentos de fácil detección de errores a la vez que
proporcionan una estructura de crecimiento ordenado de la red. La capacidad
de gestión remota de los hubs inteligentes hace posible el diagnóstico
remoto de un problema y aísla un punto con problemas del resto de la
RAL, con lo que otros usuarios no se ven afectados.
El tipo de hub Ethernet más popular es el hub 10BaseT. En este sistema
la señal llega a través de cables de par trenzado a una de las
puertas, siendo regenerada eléctricamente y enviada a las demás
salidas. Este elemento también se encarga de desconectar las salidas
cuando se produce una situación de error.
A un hub TokenRing se le denomina Unidad de Acceso Multiestación (MAU)
Multiestation Access Unit). Las MAUs se diferencian de los hubs Ethernet porque
las primeras repiten la señal de datos únicamente a la siguiente
estación en el anillo y no a todos los nodos conectados a ella como hace
un hub Ethernet. Las MAUs pasivas no tienen inteligencia, son simplemente retransmisores.
Las MAUs activas no sólo repiten la señal, además la amplifican
y regeneran. Las MAUs inteligentes detectan errores y activan procedimientos
para recuperarse de ellos.
Repetidores
El repetidor es un elemento que permite la conexión de dos tramos de
red, teniendo como función principal regenerar eléctricamente
la señal, para permitir alcanzar distancias mayores manteniendo el mismo
nivel de la señal a lo largo de la red. De esta forma se puede extender,
teóricamente, la longitud de la red hasta el infinito.
Un repetidor interconecta múltiples segmentos de red en el nivel físico
del modelo de referencia OSI. Por esto sólo se pueden utilizar para unir
dos redes que tengan los mismos protocolos de nivel físico.
Los repetidores no discriminan entre los paquetes generados en un segmento y
los que son generados en otro segmento, por lo que los paquetes llegan a todos
los nodos de la red. Debido a esto existen más riesgos de colisión
y más posibilidades de congestión de la red.
Se pueden clasificar en dos tipos:
" Locales: cuando enlazan redes próximas.
Remotos: cuando las redes están alejadas y se necesita un medio
intermedio de comunicación.
En la siguiente figura se muestra un ejemplo de utilización de un repetidor.
Normalmente la utilización de repetidores está limitada por la
distancia máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno
de los segmentos de red conectados. En las redes Ethernet, por problemas de
gestión de tráfico en la red, no deben existir más de dos
repetidores entre dos equipos terminales de datos, lo que limita la distancia
máxima entre los nodos más lejanos de la red a 1.500 m. (enlazando
con dos repetidores tres segmentos de máxima longitud, 500 m).
Ventajas:
" Incrementa la distancia cubierta por la RAL.
" Retransmite los datos sin retardos.
" Es transparente a los niveles superiores al físico.
Desventajas:
" Incrementa la carga en los segmentos que interconecta.
Los repetidores son utilizados para interconectar RALs que estén muy
próximas, cuando se quiere una extensión física de la red.
La tendencia actual es dotar de más inteligencia y flexibilidad a los
repetidores, de tal forma que ofrezcan capacidad de gestión y soporte
de múltiples medios físicos, como Ethernet sobre par trenzado
(10BaseT), ThickEthernet (10Base5), ThinEthernet (10Base2), TokenRing, fibra
óptica, etc.
