Tipos de cable de fibra óptica: monomodo y multimodo

El cable de fibra óptica transporta datos como luz en lugar de pulsos eléctricos, por eso alcanza distancias mucho mayores que el cobre y es inmune a las interferencias electromagnéticas. Las dos familias son monomodo y multimodo. La monomodo tiene un núcleo de 9 µm y revestimiento de 125 µm (se escribe 9/125), usa luz de 1310 nm y 1550 nm, y existe en grados OS1 y OS2. La multimodo tiene un núcleo de 50 µm o 62,5 µm con revestimiento de 125 µm, usa 850 nm (y 1300 nm), y existe en OM1 a OM5. La monomodo alcanza kilómetros; la multimodo alcanza cientos de metros. La elección entre ambas depende sobre todo de la distancia, la velocidad y el coste de la electrónica en cada extremo.

Monomodo vs multimodo: la diferencia del núcleo

La fibra monomodo tiene un núcleo tan pequeño que la luz viaja esencialmente por un solo camino. Eso elimina la dispersión modal, la dispersión de un pulso cuando los distintos caminos de luz llegan en momentos ligeramente diferentes, por lo que la señal se mantiene limpia a largas distancias. La monomodo se usa para enlaces entre edificios, dorsales de campus y redes de operadores.

La fibra multimodo tiene un núcleo más grande que permite que muchos caminos de luz viajen a la vez. Es más barata de iluminar porque los transceptores usan fuentes de luz de menor coste, pero el pulso se dispersa antes, por lo que el alcance es más corto. La multimodo se usa dentro de los edificios: de planta a planta, de rack a rack y dentro de un centro de datos.

Los grados multimodo y sus colores de cubierta

La multimodo se clasifica por ancho de banda y por su comportamiento con fuentes láser. El grado está impreso en la cubierta, y el color de la cubierta es una pista visual rápida.

• OM1: núcleo de 62,5 µm, cubierta naranja. Instalaciones antiguas.
• OM2: núcleo de 50 µm, cubierta naranja.
• OM3: 50 µm optimizada para láser, cubierta aqua.
• OM4: 50 µm, cubierta aqua (a veces violeta).
• OM5: 50 µm de banda ancha (850-953 nm), cubierta verde lima.

La monomodo es amarilla. Si estás mirando un cable desconocido, el color te dice la familia y a menudo el grado. Para una comparación completa de los grados multimodo, consulta OM1, OM2, OM3, OM4 y OM5 fibra multimodo comparadas.

Alcance a velocidades comunes

La distancia que transportará un enlace de fibra depende del grado, la longitud de onda y el transceptor. Las cifras siguientes son los alcances estándar para los tipos de Ethernet comunes.

Para un tramo dentro de un edificio, OM3 u OM4 normalmente cubre la distancia a 10G y más. Para un enlace entre edificios, la monomodo es la elección habitual porque cubre la distancia sin repetidores y no se ve afectada por diferencias de potencial de tierra ni por subidas de tensión por rayos entre edificios.

Conectores y pulido

Los conectores de fibra se eligen para el puerto y el panel de parcheo. LC tiene una férula de 1,25 mm y es el conector habitual en los módulos SFP. SC tiene una férula de 2,5 mm y un cuerpo de push-pull. ST tiene una férula de 2,5 mm y un bayoneta de bloqueo por giro, y es más antiguo. MPO/MTP aloja 12 o 24 fibras en una férula para óptica paralela de 40G y 100G.

El pulido importa. Los conectores UPC tienen un cuerpo azul y una cara frontal plana. Los conectores APC tienen un cuerpo verde y una cara frontal angulada a 8 grados. Nunca empalmes un conector APC con uno UPC: las caras no se juntan, y el enlace falla o los conectores se dañan. Para más información sobre tipos de conectores y pulido, consulta tipos de conectores de fibra: LC, SC, ST y MPO, UPC vs APC.

Elegir fibra para un edificio, un campus y entre edificios

Dentro de un mismo edificio, la multimodo suele ser la elección práctica. OM3 u OM4 soporta 10G a 300 m o 400 m y 40G/100G en tramos más cortos, y los transceptores cuestan menos que los equivalentes monomodo. Usa OM3 u OM4 aqua para nuevas instalaciones en el interior de edificios; OM1 y OM2 son más antiguas y limitan 10G a 33 m u 82 m.

Para un campus, donde los enlaces van entre edificios, la monomodo es el estándar. OS2 es el grado para tramos exteriores más largos. Los transceptores monomodo alcanzan 10 km a 10GBASE-LR y 40 km a 10GBASE-ER, por lo que un anillo de campus o un enlace a un edificio distante queda cubierto sin equipos intermedios.

Entre edificios, el propio cable debe ser apto para exterior. El cable de interior no está clasificado para exposición a UV ni para enterramiento directo. El cable de exterior necesita una cubierta resistente a los UV, y el cable para enterramiento directo está relleno de gel o inundado para evitar la entrada de agua. Si el tramo entra en un edificio, el cable debe transicionar a un tipo apto para interior en el punto de entrada.

En los extremos del enlace, el transceptor debe coincidir con la fibra y la velocidad. SFP es 1 Gbps, SFP+ es 10 Gbps, SFP28 es 25 Gbps, QSFP+ es 40 Gbps y QSFP28 es 100 Gbps. Para enlaces cortos dentro de un rack, un cable DAC (direct attach copper) une dos puertos SFP sin ópticas separadas; los cables DAC SFP+ pasivos alcanzan hasta 7 m. Un AOC (active optical cable) es un cable de fibra fijo con transceptores incorporados, para tramos más largos. Para más información sobre módulos y cables, consulta módulos SFP y SFP+, cables DAC y AOC.

Qué sale mal

Los errores más comunes con la fibra son desajustes de grado y pulido, conectores sucios y doblar el cable demasiado.

• APC empalmado con UPC. La cara angulada y la cara plana no se juntan. El enlace falla o los conectores se dañan. Comprueba el color del cuerpo del conector: azul es UPC, verde es APC.
• Grado incorrecto para la distancia. OM1 a 10GBASE-SR alcanza 33 m, OM2 alcanza 82 m. Un tramo planificado para 100 m en OM1 no funcionará. Comprueba el grado impreso en la cubierta antes de pedir transceptores.
• Caras frontales sucias. Una mota de polvo en una cara frontal de fibra bloquea o dispersa la luz. Limpia e inspecciona cada conector antes de empalmarlo.
• Curvas cerradas. La fibra tiene un radio de curvatura mínimo. Una curva pronunciada causa pérdida o una grieta. Sigue el radio de curvatura del fabricante del cable.
• Transceptor y fibra desajustados. Un transceptor monomodo necesita fibra monomodo; un transceptor multimodo necesita fibra multimodo. Los dos no son intercambiables.
• Cable de interior usado en exterior. El cable de interior no es resistente a los UV ni está inundado para enterramiento directo. Se degradará o absorberá agua.
• Conector incorrecto para el puerto. LC, SC y ST no se empalman entre sí. MPO/MTP es para óptica paralela y no es un sustituto de LC.

La fibra no transporta electricidad, por lo que es inmune a las interferencias electromagnéticas y a las diferencias de potencial de tierra y a las subidas de tensión por rayos entre edificios. Esa es una gran parte de por qué se usa para enlaces entre edificios en lugar de cobre.

Una nota sobre pruebas

Un comprobador de continuidad mostrará que la luz pasa, pero no demostrará que un enlace cumple una norma. Los comprobadores de certificación miden el enlace contra los límites para el tipo de fibra, incluida la pérdida de inserción y la pérdida de retorno. Un TDR o OTDR muestra la distancia hasta un fallo. Para una instalación nueva, prueba y documenta cada enlace; etiqueta ambos extremos de cada cable.