Fibra vs cobre en Ethernet: cuándo conviene la fibra

La fibra gana donde el cobre se queda sin distancia, capta interferencias o tiene que cruzar entre dos edificios. El cobre gana dentro de un edificio, en tramos cortos, donde los puertos ya existen y el cable se puede terminar en el sitio. La decisión suele depender de tres cosas: hasta dónde llega el enlace, qué hay en cada extremo y si los dos extremos comparten la misma toma de tierra. La fibra transporta luz, no electricidad, por lo que es inmune a las interferencias eléctricas y a las diferencias de potencial de tierra y a las subidas de tensión por rayos entre edificios. El cobre transporta la señal como voltaje, así que no lo es.

Qué es realmente cada cable

El Ethernet de cobre son cuatro pares trenzados de conductores de cobre, terminados en conectores modulares 8P8C y sus tomas. La señal es diferencial: cada par lleva la misma señal invertida en dos hilos, y el receptor resta una de la otra, lo que cancela gran parte del ruido captado por el camino. Eso funciona bien, pero solo hasta cierto punto. El límite de canal de 100 m (328 ft) lo fijan la pérdida de señal y la temporización, y se aplica a todas las velocidades desde 10 Mbps hasta 10 Gbps en la categoría correspondiente. El desglose completo está en cuánto puede recorrer un cable Ethernet.

La fibra es un núcleo de vidrio rodeado de revestimiento, con un recubrimiento protector y una funda. Un transceptor convierte la señal eléctrica del switch en luz, la envía por la fibra, y un transceptor en el otro extremo la vuelve a convertir. Nada eléctrico cruza el cable. La fibra monomodo tiene un núcleo de 9 µm y un revestimiento de 125 µm (se escribe 9/125), y se usa a 1310 nm y 1550 nm. La multimodo tiene un núcleo de 50 µm o 62,5 µm con revestimiento de 125 µm, y se usa a 850 nm y 1300 nm. Los grados, los colores de funda y los tamaños de núcleo se detallan en tipos de cable de fibra óptica.

Distancia: dónde termina el cobre y empieza la fibra

Esta es la línea divisoria más clara. El cobre mantiene 100 m (328 ft) desde 10 Mbps hasta 10 Gbps en la categoría adecuada, y 10GBASE-T necesita Cat6a para los 100 m completos; en Cat6 alcanza 55 m (180 ft), y tan solo 37 m (121 ft) cuando muchos cables van agrupados. Cat8 alcanza 25 y 40 Gbps pero solo en un canal de 30 m (98 ft) con dos conectores, y está pensado para enlaces switch-servidor dentro de centros de datos.

La fibra llega mucho más lejos, y el grado determina cuánto más.

Un tramo entre dos edificios de un mismo sitio suele ser de unos cientos de metros, que la multimodo resuelve a 10 Gbps. Cualquier cosa más larga, o que tenga que salir del sitio, es territorio de la monomodo. La monomodo es también el grado que sigue funcionando cuando la velocidad sube después, porque las cifras de alcance de los enlaces de larga distancia las fijan los transceptores de cada extremo, no el vidrio.

Interferencias, rayos y tierras separadas

Dentro de un edificio, el cobre normalmente va bien. Los problemas empiezan cuando un cable sale del edificio.

Dos edificios en el mismo sitio rara vez están exactamente al mismo potencial de tierra. Un cable de cobre que los une le da a esa diferencia un camino, y circula corriente por los pares de señal y por cualquier apantallamiento. El resultado va desde errores intermitentes hasta puertos dañados. Un rayo cercano lo empeora: la subida de tensión se acopla al cable y viaja hasta lo que esté enchufado en ambos extremos. La fibra no transporta electricidad, así que rompe ese camino por completo. Este es el argumento más fuerte a favor de la fibra entre edificios, y se cumple independientemente de la velocidad.

La interferencia es el segundo problema. El cobre capta ruido de motores, balastos fluorescentes, transmisores de radio y cableado de red cercano. El NEC pide al menos 50 mm (2 in) entre el cable de comunicaciones y los conductores de alimentación, a menos que los separe una barrera, y los cables de alimentación deben cruzarse en ángulo recto. Los pares trenzados y el apantallamiento reducen el efecto, pero un sistema apantallado solo funciona si las tomas, los conectores y los paneles de parcheo están todos apantallados y el apantallamiento está puesto a tierra a través del equipo; un apantallamiento roto o sin tierra no aporta nada y puede captar ruido. La fibra es inmune a todo ello.

Margen de velocidad y qué se conecta con qué

Las velocidades del cobre van ligadas a la categoría del cable: Cat5e hace 1 Gbps a 100 m y 2,5 Gbps a 100 m según IEEE 802.3bz; Cat6 hace 10 Gbps a 55 m; Cat6a hace 10 Gbps a los 100 m completos. Subir de velocidad suele implicar cambiar el cable.

La fibra separa el cable de la velocidad. El mismo cable multimodo que hoy va a 1 Gbps puede ir mañana a 10 Gbps si se cambian los transceptores de cada extremo. El transceptor es la pieza que fija la velocidad y el alcance, y se conecta a un puerto del switch. 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, twinax) une dos puertos SFP sin transceptores separados, y los cables DAC SFP+ pasivos llegan hasta 7 m. Un AOC (active optical cable) es un cable de fibra fijo con los transceptores incorporados, para tramos más largos. Ambos se tratan en Módulos SFP y SFP+, cables DAC y AOC.

Un detalle práctico: los fabricantes de switches pueden aceptar solo módulos codificados para su equipo, y los módulos compatibles están codificados para un fabricante concreto. Un módulo que no está codificado para el switch puede que simplemente no se reconozca.

Conectores, pulido y manejo

Los conectores de fibra son más pequeños y menos tolerantes que el RJ45. 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 giro, y es más antiguo. MPO/MTP mete 12 o 24 fibras en una sola férula para óptica paralela de 40G y 100G.

El pulido importa. Los conectores UPC tienen cuerpo azul; los conectores APC tienen cuerpo verde y una cara final biselada 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.

El manejo es la otra diferencia. El cobre se puede tirar, doblar, cortar a medida y terminar en el sitio con una crimpadora. La fibra necesita una cara final limpia; el polvo y las huellas en la férula son una causa común de que un enlace no levante. Los latiguillos hechos en fábrica y los tramos preterminados evitan por completo la terminación en campo, y ese es el enfoque habitual para quien no ha manejado fibra antes.

Cuál elegir

Usa cobre cuando el tramo esté dentro de un edificio, por debajo de 100 m (328 ft), y los dispositivos ya tengan puertos RJ45. Cat6a es la opción segura para un nuevo tramo de 10 Gbps a los 100 m completos; Cat6 va bien para tramos más cortos. El cobre también es más barato de terminar y más fácil de rehacer.

Usa fibra cuando se cumpla cualquiera de estas condiciones:

• El tramo sale del edificio, por rayos y aislamiento de tierra.
• El tramo supera los 100 m (328 ft).
• La ruta pasa cerca de equipos eléctricos pesados, motores o equipos de radio.
• El enlace necesita 25, 40 o 100 Gbps, que el cobre no puede transportar a ninguna distancia útil.
• La velocidad puede subir después sin cambiar el cable.

Para una red doméstica, el cobre suele ser la respuesta correcta: los tramos son cortos, todo está en un mismo edificio y los puertos ya están ahí. La fibra para una red doméstica tiene sentido sobre todo para una dependencia separada, un tramo largo de jardín o un taller con suministro independiente, donde el aislamiento de tierra es lo importante. Un enlace corto de fibra entre dos switches, con un par de módulos en cada extremo, es un trabajo sencillo una vez que los módulos coinciden con el switch.

Qué sale mal

Empalmar APC y UPC. La cara biselada y la cara plana no se juntan. El enlace falla, y uno o ambos conectores pueden dañarse. Comprueba el color del cuerpo antes de conectar nada.

Suciedad en la férula. Una mota en la cara final bloquea o dispersa la luz. Limpia e inspecciona antes de cada conexión, y pon tapones en los puertos sin usar.

Grado equivocado para el alcance. 10GBASE-SR sobre OM1 llega a 33 m, no a 300 m. El grado fija el alcance, y el transceptor tiene que coincidir con el grado y la distancia.

Codificación de módulo equivocada. Un módulo no codificado para el switch puede que no se reconozca en absoluto, aunque la óptica y la fibra sean correctas.

Curvas cerradas. La fibra tiene un radio de curvatura mínimo, y una curva pronunciada causa pérdida o un núcleo agrietado. El cobre tiene su propio límite: para UTP de 4 pares, el radio de curvatura instalado es al menos 4 veces el diámetro exterior del cable, y la tensión máxima de tracción es 25 lbf (110 N).

Cobre donde no puede funcionar. Los conductores de aluminio con revestimiento de cobre no cumplen las normas de categoría TIA: mayor resistencia, frágiles al flexionar y más calor con PoE. El cable de categoría es de cobre macizo o trenzado. Un tramo de cobre entre edificios también transporta la diferencia de tierra y el camino de la subida de tensión, y eso no lo arregla ninguna clasificación de cable.

Suponer que la fibra necesita alimentación de red en ambos extremos. No transporta alimentación, así que cada extremo necesita su propio suministro. PoE no viaja por fibra; cuando un dispositivo remoto necesita alimentación, necesita un suministro local o un convertidor de medios con su propia fuente de alimentación. El trabajo en la red eléctrica es cosa de un electricista autorizado.