Fibra multimodo: ficha técnica

Las fibras ópticas se basan en el principio de reflexión interna total: la luz que viaja dentro del núcleo de la fibra se refleja de nuevo en un núcleo cuando alcanza el límite entre un revestimiento y un núcleo.

Las señales de luz se propagan a través del núcleo de la fibra óptica, pero la forma en que se propagan difiere en función del tipo de fibra.

El nombre del tipo de fibra se explica por sí solo; la ruta de propagación es única (fibra monomodo) o múltiple (fibra multimodo).

Nota: La realidad es que la fibra monomodo realmente transporta de 8 a 10 modos, que, en orden de magnitud, se considera “mono” (único) en comparación con los 1.300 modos que una fibra multimodo puede transportar. El modo en el que viaja la luz depende de lo siguiente:

• Geometría
• El perfil de índice de la fibra
• La longitud de onda de la luz

El factor de geometría depende, en gran medida, del tamaño del núcleo:

Este gráfico le ayudará a visualizar las diferencias físicas entre los tipos de fibra. Todos tienen diámetros exteriores de 125 micrones (la dimensión del revestimiento). Se diferencian en el tamaño y la construcción de sus núcleos. El núcleo de mayor diámetro de 62,5 y su mayor apertura numérica (NA) la convierten en la mejor opción para los sistemas basados en LED, ya que capta más luz del patrón de emisión más grande de los LED típicos. Un tamaño de 50 micrones es menos eficiente para los LED, pero el patrón de emisión más estrecho de los VCSEL (diodo láser) se acopla igualmente bien en los 50 y 62,5 micrones. La menor capacidad para captar luz de 50 micrones implica que transporta menos modos y, como resultado, tiene un ancho de banda total mayor que 62,5. Esto se lleva al extremo con la fibra monomodo.

¿Cuándo deberíamos elegir un tipo en lugar del otro? Como siempre, depende de sus requisitos.

A lo largo de la evolución tecnológica natural, se han desarrollado cinco clases de fibra diferentes. Como hemos visto en la sección sobre la historia, la primera fibra multimodo tenía un núcleo de 62.5 micrones (OM1). Se utilizó durante muchos años, junto con la versión de 50 micrones con más capacidad (OM2). Esos dos tipos ahora se utilizan con poca frecuencia.

La nomenclatura OMx proviene de la norma ISO 11801 y abarca desde OM1 hasta OM5. Ahora, describiremos cada uno de los tipos y compararemos su construcción, las distancias y aplicaciones compatibles.

OM1

OM1, que se diseñó originalmente para todas las aplicaciones multimodo con transmisores LED, se basa en un núcleo de 62.5 micrones. Los cables interiores se pueden identificar por la cubierta tradicional de color naranja. OM1 solo admite 10G a una distancia de hasta 33 m (10GBASE-SR). En el contexto actual de las empresas, muchas consideran que OM1 se puede utilizar solo para expansiones o reparaciones de instalaciones antiguas que requieren aplicaciones de bajo ancho de banda.

OM2

Muy similar a OM1 pero con un núcleo de 50 micrones. Admite 10G a una distancia de hasta 82 m gracias a su ancho de banda ligeramente mayor.

OM4

Como evolución de las especificaciones de OM3, el tipo de fibra OM4 de 50 micrones ha ganado una popularidad considerable. OM4, con más del doble de ancho de banda efectivo a 850 nm, introdujo una ampliación del alcance para las aplicaciones existentes (aplicaciones gigabit y multigigabit) y permitió aplicaciones futuras. Cabe destacar que LazrSPEED 550 de CommScope fue el precursor de esta norma.

Esta fibra, compatible con versiones anteriores de OM3, admite 10G a una distancia de hasta 550 m. El color de la cobertura también es aguamarina. En la siguiente sección, consulte el gráfico de distancias compatibles a fin de obtener especificaciones para otras aplicaciones.

OM5

Para obtener más información sobre la historia de MMF y comprender mejor las implicaciones de la innovación de OM5, consulte este documento técnico.

Evolución del mercado
¿Cómo ha reaccionado el mercado ante la evolución de la tecnología? Consulte el siguiente gráfico. Es cierto que cuanto más capacidad tiene el tipo de fibra, mayor es el precio, por lo que esto influye en el mercado.

Si desea obtener consejos útiles para diseñar su red, consulte esta guía de diseño.

El retraso diferencial por modo (DMD) describe la diferencia en el tiempo de retraso entre los últimos y los primeros pulsos de llegada en la fibra multimodo. Esta “propagación de pulsos” limita el ancho de banda y es la razón principal por la que la fibra multimodo OM1/OM2 convencional no puede admitir, de manera correcta, 10Gbps.

En la fibra multimodo, la dispersión es causada por la dispersión modal y cromática. La dispersión modal existe porque los diferentes rayos de luz (modos) tienen una longitud de ruta diferente; por lo tanto, los rayos que entran al mismo tiempo no saldrán del otro extremo de la fibra al mismo tiempo. El ancho de banda modal se controla mediante la ampliación del pulso debido a las diferencias en muchos modos de propagación (de 300 a 900).

Las fibras multimodo modernas cuentan con una estructura que reduce el efecto de la dispersión modal. Estas fibras, que se denominan “fibras de índice graduado”, se utilizan en todos los productos de fibra multimodo SYSTIMAX® SCS.

Con la transmisión de la fibra multimodo, es posible recorrer distancias de hasta 2 km; sin embargo, a medida que aumentan las velocidades, se reduce la compatibilidad de distancia. Agregar conectores (que reducen la potencia de la señal) también limita la distancia que las aplicaciones pueden admitir. El mayor ancho de banda y la mejor conectividad proporcionan un rendimiento óptimo de los sistemas de MMF.

Para los sistemas monomodo, el diámetro del núcleo de vidrio se ha reducido a un tamaño en el que solo una ruta (modo) puede propagarse a través de la fibra. La dispersión modal ya no está presente. Sin embargo, la dispersión sigue existiendo en una fibra monomodo. Las diferentes longitudes de onda viajan a diferentes velocidades en el vidrio. Estas diferencias de longitud de onda producen una “dispersión cromática”. La dispersión cromática se relaciona con la fuente de luz, que con frecuencia, tiene un rango de longitudes de onda.

En algún momento, los conectores SC y FC fueron los reyes en el ámbito de la conectividad de fibra, pero no han podido mantenerse al día con los requisitos cada vez mayores en relación a la densidad, el rendimiento, la escalabilidad y la facilidad de implementación.

En su lugar, el sector adoptó conectores LC y MPO, y los ha utilizado durante algún tiempo, y por muy buenas razones. Obtenga una perspectiva más clara de las ventajas de los conectores LC y MPO en el siguiente video. Los conectores se tratarán con más detalle como un tema principal separado en esta página.

Además de lo que ha leído en las secciones anteriores, necesitamos echar un vistazo a lo que puede deparar el futuro. Algunos data centers buscan el salto a 400G. Una consideración clave es qué tecnología óptica es la mejor. El mercado óptico para 400G es impulsado por el costo y el rendimiento, ya que los OEM intentan alcanzar al punto óptimo de los data centers (DC). Puede encontrar más información aquí.

Otro aspecto para tener en cuenta es el número de núcleos de fibra que se necesitarán en el futuro para admitir aplicaciones con alta demanda. Incluso con la capacidad de multiplexación de OM5, algunas aplicaciones, como 400G u 800G, exigirán múltiples núcleos de fibra por enlace, y un DC tiene un gran número de enlaces. Por lo tanto, un mayor número de fibras puede convertirse en un elemento imprescindible en los DC. Obtenga más información sobre este tema en nuestro artículo de experto.

La necesidad de datos y energía a través de la fibra

Los dispositivos de red están apareciendo por todas partes en los edificios y en los campus: dispositivos como small cells, puntos de acceso Wi-Fi, cámaras IP, controles de acceso e inventario del edificio y muchos otros.

Si bien estas nuevas aplicaciones mejoran la conectividad de los usuarios, la eficiencia de la tecnología operativa y la seguridad de toda la propiedad, también plantean un nuevo y creciente desafío: conseguir una conectividad de datos y energía de gran ancho de banda para cada dispositivo en cada lugar, dentro y fuera, con el rendimiento de baja latencia necesario para aprovechar la arquitectura de red hasta el borde.

Una solución de fibra energizada permite que sea relativamente fácil superar esos retos en un único tramo de cable fácil de manejar, con opciones adecuadas para despliegues exteriores protegidos de la intemperie o instalaciones interiores con clasificación plenum.

Una solución de fibra energizada combina conectividad de datos de fibra óptica de baja latencia y alto rendimiento con una conexión de alimentación de CC de cobre de bajo voltaje. Esto permite la conexión de muchos dispositivos remotos alimentados sin necesidad de un conducto nuevo, una voluminosa tanda de cables adicionales o electricistas caros. Con la solución de cable de fibra energizada, su red puede obtener acceso a un amplio y creciente ecosistema de aplicaciones conectadas a la red, entre ellas:

Como medio para transmitir datos, la fibra es más potente que el cobre. Sin embargo, como resultado, la instalación es más compleja y se requiere experiencia especializada. La comunidad PartnerPRO® de CommScope puede ser una herramienta útil en su camino hacia la certificación y la experiencia.

Si usted o su equipo desean obtener más información formalmente sobre la fibra multimodo, ofrecemos dos cursos que les permiten a los estudiantes aprender a su propio ritmo. Ambos están disponibles en línea en varios idiomas.