Tipi di cavo in fibra ottica: monomodale e multimodale

Il cavo in fibra ottica trasporta i dati come luce anziché come impulsi elettrici, ed è per questo che copre distanze molto maggiori del rame ed è immune alle interferenze elettriche. Le due famiglie sono monomodale e multimodale. La monomodale ha un nucleo di 9 µm e un mantello di 125 µm (scritto 9/125), utilizza luce a 1310 nm e 1550 nm ed è disponibile nei gradi OS1 e OS2. La multimodale ha un nucleo di 50 µm o 62,5 µm con mantello di 125 µm, utilizza 850 nm (e 1300 nm) ed è disponibile da OM1 a OM5. La monomodale raggiunge i chilometri; la multimodale raggiunge le centinaia di metri. La scelta tra le due riguarda principalmente la distanza, la velocità e il costo dell’elettronica alle due estremità.

Monomodale vs multimodale: la differenza nel nucleo

La fibra monomodale ha un nucleo così piccolo che la luce viaggia essenzialmente su un unico percorso. Questo elimina la dispersione modale, cioè l’allargamento dell’impulso dovuto al fatto che percorsi di luce diversi arrivano con tempi leggermente diversi, mantenendo il segnale pulito su lunghe distanze. La monomodale è usata per collegamenti tra edifici, backbone di campus e reti di operatori.

La fibra multimodale ha un nucleo più grande che consente a molti percorsi di luce di viaggiare contemporaneamente. È più economica da attivare perché i ricetrasmettitori utilizzano sorgenti luminose a basso costo, ma l’impulso si allarga prima, quindi la portata è più breve. La multimodale è usata all’interno degli edifici: da piano a piano, da rack a rack e all’interno di un data center.

I gradi multimodali e i colori della guaina

La multimodale è classificata in base alla larghezza di banda e a quanto bene funziona con sorgenti laser. Il grado è stampato sulla guaina e il colore della guaina è un rapido indizio visivo.

• OM1: nucleo 62,5 µm, guaina arancione. Installazioni più vecchie.
• OM2: nucleo 50 µm, guaina arancione.
• OM3: 50 µm ottimizzata per laser, guaina acquamarina.
• OM4: 50 µm, guaina acquamarina (a volte viola).
• OM5: 50 µm wideband (850-953 nm), guaina verde lime.

La monomodale è gialla. Se stai guardando un cavo sconosciuto, il colore ti dice la famiglia e spesso il grado. Per un confronto completo dei gradi multimodali, vedi OM1, OM2, OM3, OM4 e OM5 fibra multimodale a confronto.

Portata alle velocità comuni

La distanza che un collegamento in fibra può coprire dipende dal grado, dalla lunghezza d’onda e dal ricetrasmettitore. Le cifre seguenti sono le portate standard per i tipi Ethernet comuni.

Per una tratta all’interno di un edificio, OM3 o OM4 di solito coprono la distanza a 10G e oltre. Per un collegamento tra edifici, la monomodale è la scelta normale perché copre la distanza senza ripetitori e non è influenzata dalle differenze di potenziale di terra o dai picchi da fulmini tra gli edifici.

Connettori e lucidatura

I connettori in fibra si scelgono in base alla porta e al patch panel. LC ha un ferrule da 1,25 mm ed è il connettore usuale sui moduli SFP. SC ha un ferrule da 2,5 mm e un corpo push-pull. ST ha un ferrule da 2,5 mm e un blocco a baionetta, ed è più vecchio. MPO/MTP contiene 12 o 24 fibre in un unico ferrule per ottiche parallele a 40G e 100G.

La lucidatura è importante. I connettori UPC hanno un corpo blu e una faccia terminale piatta. I connettori APC hanno un corpo verde e una faccia terminale angolata di 8 gradi. Non accoppiare mai un connettore APC con uno UPC: le facce non si incontrano e il collegamento fallisce o i connettori si danneggiano. Per maggiori informazioni sui tipi di connettore e sulla lucidatura, vedi tipi di connettore in fibra: LC, SC, ST e MPO, UPC vs APC.

Scegliere la fibra per un edificio, un campus e tra edifici

All’interno di un singolo edificio, la multimodale è di solito la scelta pratica. OM3 o OM4 supportano 10G fino a 300 m o 400 m e 40G/100G su tratte più brevi, e i ricetrasmettitori costano meno degli equivalenti monomodali. Usa OM3 o OM4 acquamarina per i nuovi lavori in-building; OM1 e OM2 sono più vecchie e limitano 10G a 33 m o 82 m.

Per un campus, dove i collegamenti corrono tra edifici, la monomodale è lo standard. OS2 è il grado per le tratte esterne più lunghe. I ricetrasmettitori monomodali raggiungono 10 km a 10GBASE-LR e 40 km a 10GBASE-ER, quindi un anello di campus o un collegamento verso un edificio distante è coperto senza apparecchiature intermedie.

Tra edifici, il cavo stesso deve essere per esterni. Il cavo per interni non è idoneo all’esposizione ai raggi UV o alla posa interrata diretta. Il cavo per esterni necessita di una guaina resistente ai raggi UV, e il cavo per posa interrata è riempito di gel o allagato per tenere fuori l’acqua. Se la tratta entra in un edificio, il cavo deve passare a un tipo idoneo per interni nel punto di ingresso.

Alle estremità del collegamento, il ricetrasmettitore deve corrispondere alla fibra e alla velocità. SFP è 1 Gbps, SFP+ è 10 Gbps, SFP28 è 25 Gbps, QSFP+ è 40 Gbps e QSFP28 è 100 Gbps. Per collegamenti brevi all’interno di un rack, un cavo DAC (direct attach copper) unisce due porte SFP senza ottiche separate; i cavi DAC SFP+ passivi arrivano fino a 7 m. Un AOC (active optical cable) è un cavo in fibra fisso con ricetrasmettitori integrati, per tratte più lunghe. Per maggiori informazioni su moduli e cavi, vedi Moduli SFP e SFP+, cavi DAC e AOC.

Cosa va storto

Gli errori più comuni con la fibra sono incompatibilità di grado e lucidatura, connettori sporchi e piegature troppo strette del cavo.

• APC accoppiato con UPC. La faccia angolata e la faccia piatta non si incontrano. Il collegamento fallisce o i connettori si danneggiano. Controlla il colore del corpo del connettore: blu è UPC, verde è APC.
• Grado sbagliato per la distanza. OM1 a 10GBASE-SR raggiunge 33 m, OM2 raggiunge 82 m. Una tratta pianificata per 100 m su OM1 non funzionerà. Controlla il grado stampato sulla guaina prima di ordinare i ricetrasmettitori.
• Facciate terminali sporche. Un granello di polvere sulla faccia terminale di una fibra blocca o disperde la luce. Pulisci e ispeziona ogni connettore prima di accoppiarlo.
• Piegature strette. La fibra ha un raggio di curvatura minimo. Una piega netta causa perdita o una crepa. Segui il raggio di curvatura del produttore del cavo.
• Ricetrasmettitore e fibra non corrispondenti. Un ricetrasmettitore monomodale necessita di fibra monomodale; un ricetrasmettitore multimodale necessita di fibra multimodale. I due non sono intercambiabili.
• Cavo per interni usato all’esterno. Il cavo per interni non è resistente ai raggi UV e non è allagato per la posa interrata diretta. Si degraderà o assorbirà acqua.
• Connettore sbagliato per la porta. LC, SC e ST non si accoppiano tra loro. MPO/MTP è per ottiche parallele e non è un sostituto di LC.

La fibra non trasporta elettricità, quindi è immune alle interferenze elettriche e alle differenze di potenziale di terra e ai picchi da fulmini tra gli edifici. Questo è in gran parte il motivo per cui viene usata per i collegamenti tra edifici anziché il rame.

Una nota sui test

Un tester di continuità mostrerà che la luce passa, ma non proverà che un collegamento soddisfa uno standard. I tester di certificazione misurano il collegamento rispetto ai limiti per il tipo di fibra, inclusa la perdita di inserzione e la perdita di ritorno. Un TDR o OTDR mostra la distanza da un guasto. Per una nuova installazione, testa e documenta ogni collegamento; etichetta entrambe le estremità di ogni cavo.