Estendi la tua LAN con le fibre

Area Culturale
Estendi la tua LAN con le fibre
La tecnologia a fibre ottiche apre i confini delle LAN (Local Area Network), non limitandole più a un unico
edificio, ma consentendo la loro espansione in un campus o area metropolitana. Leggi in che modo la
selezione dei componenti delle fibre ottiche incide sulla distanza di trasmissione senza ripetitore e come un
distretto scolastico ha utilizzato le fibre per creare una rete ad alta velocità più affidabile ed economica per
l'intero distretto. Nell’approfondimento leggiamo inoltre come la gestione di una rete MAN (Metropolitan
Area Network) può richiedere un'auto-verifica delle prestazioni della rete stessa.
Introduzione
Durante i primi tempi delle reti aziendali, prima del 1980, i confini delle reti LAN e WAN erano ben chiari.
Una rete LAN era una rete aziendale privata, limitata geograficamente dalle pareti di un unico edificio. Se si
desiderava collegare diverse LAN in edifici distanti centinaia di metri o in diversi punti dello stesso Paese,
era necessario ricorrere a un service provider o a un carrier. Si pagava il service provider per trasportare il
traffico locale LAN attraverso la WAN pubblica alla propria LAN distante. La diffusa implementazione dei
cavi in fibre ottiche ha modificato questo scenario. Non più ostacolata dai limiti imposti dai cavi a doppino
ritorto, la LAN è libera di estendersi attraverso campus ed aree metropolitane. Una rete LAN poco estesa è
costituita principalmente da cavi a doppino ritorto, connettori, pannelli di connessione, hub, switch e server
(cfr. figura 1). Le caratteristiche di trasmissione dei cavi a doppino ritorto UTP limitano la distanza effettiva
a 100 metri. Ciò non costituisce solitamente un problema nelle applicazioni orizzontali, dove tutti i
dispositivi di rete si trovano sullo stesso piano di un edificio, dato che la distanza dalla presa nell'area di
lavoro allo switch più vicino è solitamente inferiore a 100 metri. Può tuttavia rivelarsi un problema in edifici
più grandi, come industrie, magazzini, negozi al dettaglio ed edifici di uffici su più piani. Ed è certamente un
problema quando si desidera collegare delle LAN tra diversi edifici distribuiti in diversi punti di un campus o
di una città. I cavi in fibre ottiche vengono utilizzati solitamente per superare i limiti in termini di distanza
dei cavi a doppino ritorto non schermati (UTP) in queste applicazioni.
Determinazione delle distanze di trasmissione delle fibre
È possibile trasmettere dati a 2.000 metri o a distanze superiori sui cavi in fibra ottica senza usare ripetitori,
e ciò rende le fibre un'ottima scelta per le applicazioni a lunga distanza. Con la fibra monomodale e i
componenti optoelettronici adatti, è possibile aumentare questa distanza senza ripetitore fino a 80.000
metri e oltre. Esiste una semplice formula per stabilire la distanza di trasmissione massima.
lunghezza dei collegamenti (km) =
(potenza disponibile - perdita del collegamento)
perdita del collegamento in base alla lunghezza
Luogo
potenza disponibile (dB) = (potenza di trasmissione min (dBm) - sensibilità di ricezione min (dBm))
perdita del collegamento (dB) = (perdita del connettore (dB) + margine di sicurezza (dB))
perdita del collegamento in base alla lunghezza (dB / km) = (attenuazione del cavo maxdB / km) +
attenuazione connessione max (dB / km))
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Queste informazioni sono facilmente disponibili presso i fornitori di componenti optoelettronici e di cavi in
fibra. La seguente tabella riporta le lunghezze massime per alcuni tipi di applicazioni in fibre ottiche che
utilizzano ricetrasmettitori, cavi e connettori disponibili in commercio.
LAN nei campus
La tecnologia delle fibre ottiche ha liberato le reti LAN, consentendone l'uscita dagli edifici per estendersi in
ambienti come i campus. Mediante la selezione di dispositivi optoelettronici (switch, media converter), cavi
(multimodali, monomodali), connessioni (meccaniche, tramite fusione) adatti e garantendo che ogni
componente sia installato correttamente, è possibile creare senza difficoltà delle LAN estese che collegano
diversi edifici di un campus.
È possibile inoltre utilizzare la tecnologia delle fibre per le applicazioni verticali all'interno di un edificio. A
causa dei costi dei ricetrasmettitori ottici, solitamente non si collegano le fibre al desktop. I cavi UTP
vengono installati normalmente in applicazioni orizzontali rispetto all'area di lavoro e al desktop (cfr. fig. 2).
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LAN di aree metropolitane
Agli inizi degli anni '80, i servizi municipali, statali e regionali (ad es. di erogazione di elettricità, gas e acqua)
hanno aggiornato i loro impianti mediante l'installazione di cavi in fibra su tutti i loro tracciati. Hanno
installato più fibra di quanta fosse allora necessaria, lasciandone una parte inutilizzata per un impiego
successivo. Oggi, un gestore di rete aziendale è in grado di dedicare questa fibra inutilizzata
all'ampliamento della propria LAN in un'area metropolitana. Può trasformare la sua LAN in una rete MAN,
con fibre che collegano edifici distanti più di 80 chilometri tra loro (cfr. fig. 3).
Per numerose grandi imprese, la costruzione e la manutenzione di una rete MAN è più conveniente rispetto
all'impiego di un carrier WAN o di un service provider per il collegamento delle LAN. Una rete MAN facilita
inoltre la comunicazione tra gli switch mediante 100 Mbps o Gigabit Ethernet ad alta velocità senza la
conversione di protocollo LAN/WAN.
Controllo e risoluzione dei problemi dei collegamenti in fibra
Un gestore di rete aziendale che crea una rete MAN in fibra per uso privato dovrà occuparsi di alcune
attività di manutenzione della rete solitamente eseguite dal service provider WAN. Una di queste attività è
il controllo e la risoluzione dei problemi dei collegamenti in fibra. Un service provider stabilisce le
prestazioni del collegamento in un SLA. Un SLA specifica, in termini misurabili, i servizi che il service
provider di rete fornirà, comprese le prestazioni previste. Le rilevazioni delle prestazioni
quantificano le percezioni degli utenti finali in relazione alla prestazioni di servizio. Delle misurazioni di
prestazioni tipiche includono il throughput, la latenza e la perdita di frame. In assenza di un service provider
WAN, il gestore di rete aziendale dovrà redigere un SLA interno e accedere personalmente alle prestazioni
di rete. Sono disponibili soluzioni per test e monitoraggio che possono aiutare nello svolgimento di queste
attività.
Sintesi
I gestori delle reti aziendali si stanno avvalendo della tecnologia delle fibre ottiche per ampliare le proprie
LAN da aree geografiche relativamente limitate a reti estese su interi campus. Con il noleggio della fibra
inutilizzata e la selezione dei componenti optoelettronici adatti, i gestori di rete possono ampliare
ulteriormente queste reti per coprire un'area metropolitana con edifici distanti tra loro più di 80.000 metri.
In questi casi, è possibile che le aziende debbano incaricarsi delle operazioni di monitoraggio e risoluzione
dei problemi normalmente svolte dai carrier o dai service provider WAN. Anche con queste maggiori
responsabilità, numerosi gestori di rete aziendale preferiscono le reti MAN Ethernet in fibra ottica alle
tradizionali architetture LAN/WAN.
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Esempio pratico
Il distretto scolastico Academy School District 20 è costituito da più di trenta siti sparsi nell'area
settentrionale di Colorado Springs, in Colorado. Questo distretto scolastico pubblico include edifici
amministrativi, scuole elementari, medie e superiori. Alcune delle scuole si trovano sul suolo
dell'Accademia. Aeronautica degli Stati Uniti d'America. Ogni sito gestisce la propria LAN Ethernet 10/100. Il
numero totale di nodi in tutto il distretto è quasi pari a 10.000. Prima del 2002, il distretto collegava ogni
LAN locale al centro dati principale mediante collegamenti wireless point-to-point a 11 Mbps e connessioni
T-1. Alla ricerca di maggiori prestazioni e di una rete più affidabile e conveniente, nel 2002 il distretto ha
installato una rete in fibra ottica. Attualmente il distretto ha connesso praticamente ogni sito al centro dati
principale mediante uno dei tre anelli in fibra ottica monomodale 1000BASE-LX. L'architettura ad anello
auto-rigenerante garantisce la ridondanza in caso di rottura di un cavo. Uno switch Gigabit di livello 3
collega ogni sito all'anello adeguato. Il distretto possiede e mantiene la fibra monomodale utilizzata
all'interno degli anelli. La fibra viene utilizzata attualmente per la trasmissione dati e verrà utilizzata in
futuro per il servizio telefonico. Grazie alla drastica riduzione dei costi del servizio telefonico pagati al
carrier della centrale telefonica locale, il distretto prevede un risparmio annuo di oltre $250.000 solo per il
servizio telefonico, che costituirà un ottimo ritorno sull'investimento iniziale di $500.000. Il distretto è stato
molto soddisfatto delle prestazioni della rete. "L'infrastruttura in fibra è molto più stabile rispetto al
collegamento wireless point-to-point", ha affermato Abe Lomax, uno dei quattro tecnici responsabili
dell'installazione
e della gestione della rete. "Il servizio non si è interrotto nemmeno nell'unico caso in cui il cavo in fibra è
stato tagliato". La rete distrettuale ad alta velocità consente l'uso di servizi IT centralizzati, inclusi il
controllo di accesso alla rete, il servizio e-mail, l'accesso a Internet, la distribuzione software, la gestione
delle patch e molto altro. Le applicazioni future potrebbero includere funzioni di videoconferenza e
l'amministrazione di test on-line. Mediante l'uso di anelli in fibra ottica monomodale a lunga distanza, la
LAN estesa è pronta ad aiutare l'Academy School District 20 a raggiungere i suoi obiettivi IT, oggi e in
futuro.
Soluzione per la misurazione delle prestazioni dei collegamenti
EtherScope™ Series II Network Assistant di Fluke Networks offre funzionalità di test basate su RFC 2544 per
la misurazione delle prestazioni dei collegamenti Ethernet e la convalida della conformità SLA. Le
raccomandazioni IETF RFC 2544 forniscono una metodologia di test standard per la misurazione delle
prestazioni dei collegamenti, sia per verificare un funzionamento corretto del servizio sia per monitorare e
risolvere i problemi dei collegamenti dopo l'installazione. Il dispositivo portatile EtherScope Series II può
eseguire test dal vivo di collegamenti LAN, MAN e WAN a velocità che possono raggiungere 1000 Mbps. È in
grado di eseguire test sia sui cavi a doppino ritorto che sui collegamenti in fibre ottiche grazie a una porta
integrata RJ-45 10/100/Gig e a una porta SFP inseribile per fibra Gig 1000BASE-X. EtherScope Series II è
perfetto per la risoluzione dei problemi LAN, anche delle reti Wi-Fi 802.11.