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