Tipos de Cabo de Fibra Óptica: Monomodo e Multimodo

O cabo de fibra óptica transmite dados como luz, e não como pulsos elétricos, e é por isso que ele vai muito mais longe que o cobre e é imune a interferência elétrica. As duas famílias são monomodo e multimodo. A monomodo tem núcleo de 9 µm e casca de 125 µm (escrito 9/125), usa luz de 1310 nm e 1550 nm, e vem nos graus OS1 e OS2. A multimodo tem núcleo de 50 µm ou 62,5 µm com casca de 125 µm, usa 850 nm (e 1300 nm), e vem nos graus OM1 a OM5. A monomodo alcança quilômetros; a multimodo alcança centenas de metros. A escolha entre elas é principalmente sobre distância, velocidade e o custo da eletrônica em cada extremidade.

Monomodo vs multimodo: a diferença do núcleo

A fibra monomodo tem um núcleo tão pequeno que a luz viaja essencialmente em um único caminho. Isso elimina a dispersão modal, o alargamento do pulso conforme diferentes caminhos de luz chegam em tempos ligeiramente diferentes, então o sinal permanece limpo em longas distâncias. A monomodo é usada para links entre prédios, backbones de campus e redes de operadoras.

A fibra multimodo tem um núcleo maior que permite que muitos caminhos de luz viajem ao mesmo tempo. É mais barata de iluminar porque os transceptores usam fontes de luz de menor custo, mas o pulso se espalha mais cedo, então o alcance é menor. A multimodo é usada dentro de prédios: de andar para andar, de rack para rack, e dentro de um data center.

Os graus multimodo e suas cores de capa

A multimodo é classificada por largura de banda e por quão bem funciona com fontes laser. O grau é impresso na capa, e a cor da capa é uma pista visual rápida.

• OM1: núcleo de 62,5 µm, capa laranja. Instalações mais antigas.
• OM2: núcleo de 50 µm, capa laranja.
• OM3: 50 µm otimizada para laser, capa azul-piscina.
• OM4: 50 µm, capa azul-piscina (às vezes violeta).
• OM5: 50 µm banda larga (850-953 nm), capa verde-limão.

A monomodo é amarela. Se você está olhando para um cabo desconhecido, a cor indica a família e frequentemente o grau. Para uma comparação completa dos graus multimodo, veja OM1, OM2, OM3, OM4 e OM5 fibra multimodo comparadas.

Alcance em velocidades comuns

A distância que um link de fibra percorre depende do grau, do comprimento de onda e do transceptor. Os números abaixo são os alcances padrão para os tipos Ethernet comuns.

Para um lance dentro de um prédio, OM3 ou OM4 geralmente cobre a distância em 10G e além. Para um link entre prédios, a monomodo é a escolha normal porque cobre a distância sem repetidores e não é afetada por diferenças de potencial de terra ou surtos de raios entre prédios.

Conectores e polimento

Os conectores de fibra são escolhidos para a porta e o patch panel. LC tem ferrule de 1,25 mm e é o conector usual em módulos SFP. SC tem ferrule de 2,5 mm e corpo push-pull. ST tem ferrule de 2,5 mm e baioneta de travamento por rotação, e é mais antigo. MPO/MTP mantém 12 ou 24 fibras em uma ferrule para óptica paralela de 40G e 100G.

O polimento importa. Conectores UPC têm corpo azul e face final plana. Conectores APC têm corpo verde e face final angulada em 8 graus. Nunca conecte um conector APC com um UPC: as faces não se encontram, e o link falha ou os conectores são danificados. Para mais sobre tipos de conectores e polimento, veja tipos de conector de fibra: LC, SC, ST e MPO, UPC vs APC.

Escolhendo fibra para um prédio, um campus e entre prédios

Dentro de um único prédio, a multimodo é geralmente a escolha prática. OM3 ou OM4 suporta 10G a 300 m ou 400 m e 40G/100G em distâncias mais curtas, e os transceptores custam menos que equivalentes monomodo. Use OM3 ou OM4 azul-piscina para novas instalações intraprédio; OM1 e OM2 são mais antigas e limitam 10G a 33 m ou 82 m.

Para um campus, onde os links correm entre prédios, a monomodo é o padrão. OS2 é o grau para lances externos mais longos. Transceptores monomodo alcançam 10 km em 10GBASE-LR e 40 km em 10GBASE-ER, então um anel de campus ou um link para um prédio distante é coberto sem equipamento intermediário.

Entre prédios, o próprio cabo deve ser classificado para uso externo. Cabo interno não é classificado para exposição a UV ou para enterramento direto. Cabo externo precisa de capa resistente a UV, e cabo para enterramento direto é preenchido com gel ou flooding para manter a água fora. Se o lance entra em um prédio, o cabo deve fazer a transição para um tipo classificado para uso interno no ponto de entrada.

Nas extremidades do link, o transceptor deve corresponder à fibra e à velocidade. SFP é 1 Gbps, SFP+ é 10 Gbps, SFP28 é 25 Gbps, QSFP+ é 40 Gbps e QSFP28 é 100 Gbps. Para links curtos dentro de um rack, um cabo DAC (direct attach copper) une duas portas SFP sem ópticas separadas; cabos DAC SFP+ passivos vão até 7 m. Um AOC (active optical cable) é um cabo de fibra fixo com transceptores embutidos, para lances mais longos. Para mais sobre módulos e cabos, veja módulos SFP e SFP+, cabos DAC e AOC.

O que dá errado

Os erros mais comuns com fibra são incompatibilidade de grau e polimento, conectores sujos e dobrar o cabo com muita força.

• APC conectado com UPC. A face angulada e a face plana não se encontram. O link falha ou os conectores são danificados. Verifique a cor do corpo do conector: azul é UPC, verde é APC.
• Grau errado para a distância. OM1 em 10GBASE-SR alcança 33 m, OM2 alcança 82 m. Um lance planejado para 100 m em OM1 não vai funcionar. Verifique o grau impresso na capa antes de encomendar transceptores.
• Faces finais sujas. Um grão de poeira na face final da fibra bloqueia ou espalha a luz. Limpe e inspecione cada conector antes de conectá-lo.
• Dobras apertadas. A fibra tem um raio mínimo de curvatura. Uma dobra acentuada causa perda ou trinca. Siga o raio de curvatura do fabricante do cabo.
• Transceptor e fibra incompatíveis. Um transceptor monomodo precisa de fibra monomodo; um transceptor multimodo precisa de fibra multimodo. Os dois não são intercambiáveis.
• Cabo interno usado externamente. Cabo interno não é resistente a UV e não é preenchido para enterramento direto. Ele vai se degradar ou absorver água.
• Conector errado para a porta. LC, SC e ST não se conectam entre si. MPO/MTP é para óptica paralela e não é um substituto do LC.

A fibra não conduz eletricidade, então é imune a interferência elétrica e a diferenças de potencial de terra e surtos de raios entre prédios. Isso é grande parte do motivo pelo qual ela é usada para links entre prédios em vez de cobre.

Uma nota sobre testes

Um testador de continuidade mostrará que a luz passa, mas não provará que um link atende a um padrão. Testadores de certificação medem o link contra os limites para o tipo de fibra, incluindo perda de inserção e perda de retorno. Um TDR ou OTDR mostra a distância até uma falha. Para uma nova instalação, teste e documente cada link; etiquete ambas as extremidades de cada cabo.