Topologías y arquitecturas de redes de fibra

Dos transceptores y una fibra forman un enlace; una red es lo que se hace con cientos de ellos. La forma en que se disponen los enlaces —punto a punto, anillo, árbol, malla, estrella— determina cuántas fibras necesita una ruta, qué ocurre cuando se corta un cable, qué óptica lleva cada extremo y cómo se documenta la infraestructura. Esta página recorre las topologías utilizadas en centros de datos, campus, redes de acceso y transporte, la jerarquía de cableado estructurado que prescriben las normas, las arquitecturas FTTx, la planificación del número de fibras y los esquemas de protección, junto con la óptica que implica cada una.

Topologías de redes de fibra: punto a punto, anillo protegido, árbol PON, WDM en un par

Topologías básicas

Topología	Estructura	Fibras por enlace	Protección	Óptica típica	Dónde
Punto a punto, dúplex	A ↔ B en dos fibras	2	ninguna (o un segundo par diverso)	SR/LR/ER, DAC/AOC	en todas partes
Punto a punto, BiDi de fibra única	una fibra, dos longitudes de onda	1	ninguna	pares BiDi (1310/1490, 1270/1330)	rutas con escasez de fibra, FTTx
WDM punto a punto	N canales en un par mediante mux/demux	2 para N servicios	según el sistema	módulos CWDM/DWDM (CWDM, DWDM)	metro, interconexión de campus
Estrella / hub-and-spoke	cada sitio hacia un nodo central	2 por radio	dual-homing a dos hubs	LR/ER según la distancia	campus, WAN empresarial
Anillo	nodos en un bucle, tráfico en ambos sentidos	2 (anillo simple) o 4 (doble)	inherente: segunda ruta	LR/ER, DWDM con OADM	metro, acceso de operador, servicios públicos
Árbol (PON)	una fibra de OLT dividida 1:32–1:128 hacia las ONU	1 de alimentación, 1 por abonado	protección tipo B/C opcional	clases de óptica PON (Cómo funciona PON)	FTTH
Malla	muchos a muchos	muchas	reencaminamiento	ROADM/coherente	transporte troncal
Leaf–spine (Clos plegada)	cada leaf hacia cada spine	2 por enlace	multirruta por diseño	SR4/DR4/AOC (Roles y topologías)	centro de datos
Bus / add-drop lineal	nodos a lo largo de una ruta	2	ninguna	OADM	oleoductos, ferrocarriles

Jerarquía de cableado estructurado (TIA-568 / ISO 11801)

Elemento	Función	Elección de fibra	Notas
Instalación de entrada	donde entran los cables del operador; transición exterior → interior	según el operador	el cable exterior puede recorrer ≤ 15 m en interior salvo que esté clasificado (NEC 770)
Sala de equipos / cross-connect principal (MC)	conmutadores del núcleo, ODF	OS2	todos los backbones terminan aquí
Backbone (vertical / campus)	MC ↔ intermedio (IC) ↔ cross-connects horizontales (HC)	OS2 (OM4 para tramos cortos dentro del edificio)	≤ 2 000 m SMF de campus; típicamente 12–48 fibras por armario
Sala de telecomunicaciones (TR/HC)	distribución por planta	—	conmutadores de acceso
Cableado horizontal	TR → toma del área de trabajo, ≤ 90 m	principalmente cobre; fibra en cableado centralizado (≤ 300 m OM3/OM4)	fibra hasta el puesto es rara pero existe
Centro de datos (TIA-942)	MDA → IDA → HDA → EDA (ZDA opcional)	troncales OM4/OS2 con MPO	patrones ToR, EoR, MoR más abajo

Patrones de cableado en el centro de datos

Patrón	Cableado	Óptica
Top-of-rack (ToR)	servidores a un conmutador en el mismo rack mediante DAC; los uplinks del conmutador hacia los spines van por fibra estructurada	DAC ≤ 3 m; uplinks SR4/DR4/AOC
End-of-row / middle-of-row (EoR/MoR)	servidores cableados a lo largo de la fila hacia un conmutador en el extremo/medio	óptica AOC o SR de 10–30 m; más fibra, menos conmutadores
Troncales MPO estructurados + casetes	troncales de 12/24 fibras entre MDA y HDA/EDA, breakout LC en casetes	cualquier óptica dúplex; método de polaridad A/B/C (Breakout y MPO)
MPO punto a punto directo	troncal directo entre puertos QSFP (SR4/DR4)	óptica paralela; menos conectores
Optimizado por rail (IA)	cada NIC de GPU hacia un leaf distinto	principalmente AOC/DR4 (Cableado de un clúster de IA)

Arquitecturas FTTx

Arquitectura	La fibra llega hasta	Último tramo	Equipo activo	Óptica
FTTH — PON	el hogar	1 fibra desde el splitter	OLT + ONU	clases GPON/XGS-PON; splitters 1:32–1:64
FTTH — Ethernet P2P (AON)	el hogar	fibra dedicada por hogar	conmutador Ethernet + CPE	BiDi de fibra única 1G/10G
FTTB	el edificio	cobre (Ethernet/VDSL/G.fast) en el interior	conmutador del edificio/DSLAM	uplink LR 1G/10G
FTTC / FTTN	armario / nodo	VDSL sobre cobre	DSLAM de calle	LR 1G/10G, CWDM
FTTA	la antena	fibra hasta la RRU	RRU/AAU	óptica de fronthaul 10/25G (Fronthaul)
FTTx con WDM-PON / TWDM	el hogar	1 fibra, longitud de onda por usuario/grupo	NG-PON2	óptica ONU sintonizable

Arquitectura de división en PON: centralizada (un splitter 1:64 en el armario: flexible, un único punto de empalme) frente a en cascada/distribuida (1:4 y después 1:16 a lo largo de la calle: menos fibra de alimentación, más cierres, ~0,5 dB adicionales) (Clases de ODN).

Planificación del número de fibras

Regla	Justificación
2 fibras por servicio dúplex, 1 por abonado BiDi/PON	línea base
Añadir un 50–100 % de reserva en las rutas troncales	el coste de obra civil supera con creces al de la fibra; tender más tarde cuesta más
Nunca menos de 12 fibras en ningún cable exterior; 24–48 entre edificios; 96–288 en troncales metro; 864+ en conductos que alimentan centros de datos	granularidad del empalme y de los recuentos de cintas
Planificar WDM en lugar de fibras cuando el espacio en conductos es la limitación	8–96 servicios en un par
Fibras (o cables) separados para las rutas de protección	un segundo par en el mismo cable no sobrevive a una excavación
Reservar fibras para monitorización (RFTS) y futuros splitters PON	—
Alquiler de fibra oscura frente a servicio de longitud de onda/Ethernet	fibra oscura: usted elige la óptica, usted gestiona la infraestructura; longitud de onda gestionada: la óptica la determina el proveedor

Protección y diversidad

Esquema	Cómo	Tiempo de conmutación	Coste en fibra
Sin protección	una ruta	—	1×
1+1	el tráfico se envía por dos rutas diversas, el receptor elige	< 50 ms	2×
1:1 / 1:N	ruta de reserva activada ante un fallo	50 ms–segundos	2× o compartido
Anillo (ERPS G.8032, MPLS-TP, OTN, SNCP)	reencaminamiento por el otro lado del anillo	< 50 ms	fibras del anillo
Restauración en malla	el plano de control encuentra una nueva ruta	segundos	capacidad de reserva compartida
PON tipo B / C	puerto de OLT / troncal redundante / duplicación completa	segundos	+1 fibra de alimentación
Dual-homing (LAG/MLAG/ECMP a dos nodos)	multirruta L2/L3	menos de un segundo	2× enlaces de acceso (Fundamentos de forwarding)

Diversidad significa rutas físicamente separadas: conductos distintos, entradas de edificio distintas, lados de calle distintos. Dos cables en la misma zanja comparten la excavadora.

Latencia

Medio	Retardo	Nota
Fibra estándar	≈ 4,9 µs/km (n ≈ 1,47)	100 km ≈ 0,5 ms en un sentido
Fibra de núcleo hueco	≈ 3,3 µs/km	trading, HPC (Tipos de fibra)
Cobre / microondas / espacio libre	≈ 3,3 µs/km	las microondas superan a la fibra en rutas rectas
Añadir por salto	conmutadores 1–10 µs, routers 10–100 µs, FEC/DSP en óptica 400G+ 100–300 ns, DSP coherente µs	equipo, no vidrio

Documentación de una topología

Toda red de fibra necesita: un mapa de rutas (GIS), numeración de cables y fibras, diagramas de empalme por cierre, mapas de puertos del ODF, registros de cross-connect, resultados de pruebas por fibra y un registro de cambios, mantenidos al día (Mantenimiento y restauración, Instalación y rutas).

En CodingBox

La topología determina la lista de óptica: pares BiDi para radios de fibra única, clases PON para árboles, canales CWDM/DWDM para pares compartidos, óptica paralela SR4/DR4 para troncales MPO. CodingBox verifica cada módulo entregado contra esa lista —longitud de onda, canal, PMD, clase de potencia— antes de que salga hacia el sitio (Check transceiver, Code database).

Mantener la topología reconocible: esquemas de identificación, etiquetas, planes de empalme, GIS y registros: Documentación y etiquetado; los equipos en los nodos de estas topologías: transpondedores, ROADM, OLT, conmutadores de protección, conversores de medios: Equipos de transporte y acceso.

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