Análisis de las codificaciones y medios en un escenario de fibra y cobre
Fecha: 16 de abril / 29
de mayo del 2023
Escenario
Este laboratorio analiza las necesidades de
convertir el medio físico entre equipos y las diferencias entre ambos al
momento de transmitir.
En ocasiones tenemos varios medios físicos
disponibles para transmitir y en algunos casos tenemos el medio (fibra o cobre)
pero no los
adaptadores necesarios en los equipos instalados
y debemos convertirlos, por ejemplo, con un media converter.
1.- Codificaciones utilizadas:
1.1.- Por fibra:
NRZ-M / NRZI: Non
Return-to-Zero (Mark)or Non Return-to-Zero Inverted. At the start of each bit
time, the signal level changes if the bit is 1
Las
señales NRZI pueden tener una transición si están
transfiriendo un 1 lógico y no tienen si lo que transmiten un 0
lógico.
- Si el bit es 0 la señal se mantiene como está.
- Si el bit es 1 la señal varía, es decir, si está a nivel bajo pasa a ser
de nivel alto, y viceversa.
1.2.- Por cobre:
Bipolar-RZ / Bipolar Return-to-Zero: The signal level is normally low.
At the start of each bit time, the signal level goes high if the bit is
1, then returns to normal in the middle of the bit time.
On alternate pulses, the signal level goes negative if the bit is 1, then
returns to normal in the middle of the bit time.
Retorno a Cero (RZ) es un sistema de codificación
usado en telecomunicaciones en el cual la señal que representa a
cada bit retorna a cero en algún instante dentro
del tiempo del intervalo de bit. Por tanto, las secuencias largas de
“unos” o de “ceros” ya no plantean problemas para
la recuperación del reloj en el receptor.
No es necesario enviar una señal de reloj
adicional a los datos. Esta codificación tiene el problema de utilizar el doble
de ancho de banda para conseguir transmitir la
misma información que los Códigos NRZ.
2.- Tipos de adaptadores SFP
que podemos encontrar más comunmente:
Switch#sh int status
Port Name Status Vlan Duplex
Speed Type
Gi1/0/1
connected trunk a-full a-1000 10/100/1000BaseT
(norma
802.3ab 1000BASE-T Ethernet de 1 Gbit/s sobre par trenzado no blindado)
Gi1/0/2 connected trunk full 1000
100BaseFXMM
(norma
802.3u 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast Ethernet a 100 Mbit/s con auto-negociación
de velocidad)
Gi1/0/3 connected trunk
full 1000 1000BaseSX
(norma
802.3z 1000BASE-SX Fibra Multimodo (MMF) Láser 850 nm Distancia < 550 m)
Gi1/0/4 connected trunk full 1000
1000BaseBX10U
(norma
802.3z 1000BASE-BX-U de hasta 10 km en un solo hilo de fibra monomodo (SMF)
Gi1/0/5
connected trunk full 1000
1000BaseZX
(norma
802.3z 1000BASE-ZX Fibra SMF Láser 1550 nm Distancia < 80 km)
Gi1/0/6
connected trunk
full 1000 unapproved
(non-Cisco
transceivers, tiene que ser un SFP muy (muy)
genérico, generalmente marca X-PRO monohilo)
Gi1/0/7 connected trunk full 1000
1000BaseLX
(norma
802.3z 1000BASE-LX Fibra Multimodo (MMF) y Fibra Monomodo (SMF) Distancia <
10 km)
Gi1/0/8 connected trunk full 1000
100BaseLX10 (detalle: aquí hay un curioso error ya que debería ser
1000BaseLX10)
(norma
802.3z 100BASE-LX10 SFP operates on ordinary single-mode fiber-optic (SMF) link
spans up to 10 km long)
Gi1/0/9
connected trunk full 1000
1000BaseLH
(norma
IEEE 802.3z compliant 1000BaseSX, 1000BaseLX/LH, or 1000BaseZX)
Te1/1/1
connected trunk full 10G
10Gbase-LR
(norma
802.3ae Ethernet a 10 Gbit/s ; 10GBASE-SR, 10GBASE-LR)
3.- Verificación:
Switch#sh int gi1/0/3
GigabitEthernet1/0/3 is up, line protocol is up (connected)
Hardware is C6k 1000Mb 802.3,
address is cc46.d6be.e30d (bia cc46.d6be.e30d)
Description:
MTU 1500 bytes, BW 1000000
Kbit/sec, DLY 10 usec,
reliability 255/255, txload 2/255, rxload 1/255
Encapsulation ARPA, loopback not
set
Keepalive set (10 sec)
Full-duplex, 1000Mb/s, media type is 1000BaseSX
input flow-control is off, output
flow-control is off
Clock mode is auto
ARP type: ARPA, ARP Timeout
04:00:00
Last input never, output never,
output hang never
Last clearing of "show
interface" counters 5y16w
Input queue: 0/2000/0/0
(size/max/drops/flushes); Total output drops: 1754
Queueing strategy: fifo
Output queue: 0/40 (size/max)
5 minute input rate 1052000
bits/sec, 597 packets/sec
5 minute output rate 11624000
bits/sec, 1391 packets/sec
52941609292 packets input,
8895814959051 bytes, 0 no buffer
Received 453982773 broadcasts
(220960943 multicasts)
0 runts, 0 giants, 0 throttles
0 input errors, 0 CRC, 0
frame, 0 overrun, 0 ignored
0 watchdog, 0 multicast, 0
pause input
0 input packets with dribble
condition detected
97189691666 packets output,
110073274918530 bytes, 0 underruns
0 output errors, 0 collisions,
0 interface resets
0 unknown protocol drops
0 babbles, 0 late collision, 0
deferred
0 lost carrier, 0 no carrier,
0 pause output
0 output buffer failures, 0
output buffers swapped out
Switch#
4.- Situaciones con un
media-converter (MC):
4.1- Media converter DOWN:
En el caso que el media converter
(MC) por algún motivo se apague, ambos extremos (cobre y fibra) quedarán en down.
Al centro de la placa se pueden ver los DIP
switch para LLCF o modo “inteligente”.
4.2.- Media converter con un solo link DOWN:
Para no tener un caso de agujero negro (black hole) es necesario activar
el LLCF (Link Loss Carry
Forward), y si es que el
media converter lo soporta.
En este ejemplo, el puerto de cobre (el único de la VLAN 20) sigue UP, por lo
tanto la interface
VLAN 20 también, publicando la red 20 en el OSPF
y haciendo que los otros routers envíen tráfico hacia
él pero si llegar a
destino, causando lo que se suele llamar un agujero
negro (black hole).
Pero si ambos extremos quedaran DOWN de alguna
manera, el switch SW2 no publicaría la red 20 y el tráfico sería reenviado
vía SW3, aunque con peor métrica, pero llegaría a
destino.
4.2.1.- Configuramos el
media converter con LLCF:
Cuando LLCF está habilitado, los puertos no
transmiten una señal de link hasta que reciben una señal de link del puerto
opuesto.
La pérdida de un link se "transfiere"
al switch y este queda con el puerto en DOWN.
4.2.2.- Pérdida de link del cobre:
En este
caso, con el LLCF activo el link de fibra también quedará en DOWN para no
“engañar” al switch con un puerto UP pero sin nada del otro lado.
4.2.3.- Pérdida de link de la fibra:
En este
caso, con el LLCF activo el link de cobre también quedará en DOWN para no
“engañar” al switch con un puerto UP,
pero sin
continuidad hasta el otro extremo.
5.- Otros laboratorios
realizados con fibra:
5.1.- Implementando
UDLD (Uni Directional Link Detection) : www.vilarrasa.com.ar/pruebas_udld.htm
5.2- Caso raro de un
link que levanta “a medias”: www.vilarrasa.com.ar/6500_link_down.htm
(2023) Tales for lonely
nights
Rosario, Argentina