Conhecimento

A fibra óptica é a base das redes de comunicações modernas, mas não é um produto único. Os dois principais tipos de fibra óptica sãofibra-monomodo(SMF) efibra multimodo(MMF). Compreender a diferença entre esses dois tipos de cabos de fibra óptica - e saber quando usar cada um deles - é essencial para qualquer pessoa que esteja planejando uma implantação de rede, atualizando a infraestrutura existente ou especificando fibra para um data center, campus ou projeto de telecomunicações.

Este guia explica como a fibra óptica é classificada, detalha os principais subtipos e padrões dentro de cada categoria e fornece orientação prática para escolher a fibra certa para sua rede.

Como a fibra óptica é classificada

Um dos motivos pelos quais os tipos de fibra podem parecer confusos é que existem várias maneiras válidas de classificar a fibra óptica. Os métodos mais comuns são:

• Por propagação de luz (modo):fibra-monomodo versus fibra multimodo - o ponto de partida mais prático para a maioria dos compradores.
• Por perfil de índice de refração:passo-fibra de índice versus fibra de índice-graduada - descreve como o índice de refração do núcleo é estruturado.
• Por materiais:fibra de vidro vs.fibra óptica plástica- define do que a fibra é feita.
• Por padrões:Classes OM (OM1–OM5) para multimodo; G.652, G.657 e outrosRecomendações da ITU-T G.65xpara modo-único.

Para engenheiros, planejadores de rede e equipes de compras, a abordagem mais útil é começar com a decisão de modo-único versus multimodo e, em seguida, restringir por cenário padrão e de implantação. Os outros métodos de classificação - perfil de índice de refração, material - fornecem informações úteis, mas raramente orientam a decisão de compra primária em projetos de rede convencionais.

Fibra-monomodo versus fibra multimodo: principais diferenças

Fibra-monomodotem um núcleo pequeno (normalmente em torno de 8–10 µm) que permite a propagação de apenas um modo de luz. Isso elimina a dispersão modal e permite que os sinais viajem longas distâncias com degradação mínima - tornando-os a escolha padrão para backbones de telecomunicações, redes metropolitanas, redes de acesso e links-de longa distância.

Fibra multimodotem um núcleo maior (50 µm ou 62,5 µm) que suporta vários modos de luz simultaneamente. Ele é amplamente implantado para links de{3}}alcance mais curto em prédios corporativos, backbones de campus ecentros de dados, onde as distâncias dos links são normalmente inferiores a algumas centenas de metros.

Um equívoco comum é que apenas o preço do cabo determina qual fibra é mais barata. Na prática, o custo total do sistema depende muito dos transceptores, conectores e mão de obra de instalação. Para ambientes corporativos e de data center de curto{2}}alcance, a fibra multimodo geralmente oferece menor custo total do sistema porque transceptores e conectores compatíveis-com base em VCSEL são mais baratos que a óptica-de modo único. À medida que a distância do link aumenta, no entanto, o modo-único torna-se necessário, independentemente do custo, porque a fibra multimodo não consegue manter a qualidade do sinal em extensões estendidas.

Tipos de fibra multimodo: OM1, OM2, OM3, OM4 e OM5

A fibra multimodo é ainda dividida em classes definidas peloTIAe padrões ISO/IEC. Essas classes - OM1 a OM5 - diferem principalmente na largura de banda modal, que determina até que ponto eles podem transmitir dados em uma determinada velocidade.

OM1 e OM2: fibra multimodo legada

A fibra OM1 usa um núcleo de 62,5 µm e foi originalmente projetada para fontes de luz-baseadas em LED. OM2 usa um núcleo de 50 µm e também foi inicialmente projetado para transmissão de LED. Ambas as classes têm largura de banda limitada pelos padrões modernos e são classificadas como tipos de fibra legados. A TIA recomenda quenovas instalações usam OM3, OM4 ou OM5em vez de OM1 ou OM2.

Se você encontrar OM1 ou OM2 em um edifício existente, ele ainda poderá transportar tráfego Ethernet de 1 Gigabit em distâncias curtas. Mas para qualquer novo projeto de cabeamento, a especificação de OM1 ou OM2 limita as opções de atualização futuras e geralmente deve ser evitada.

OM3: multimodo-otimizado para laser para 10G e além

OM3 foi o primeiro tipo de fibra multimodo projetado especificamente para fontes de laser VCSEL em 850 nm. Possui uma largura de banda modal efetiva (EMB) de 2.000 MHz·km a 850 nm, que suporta Ethernet de 10 Gigabit até 300 metros. OM3 continua sendo uma opção viável para redes empresariais onde os links 10G dominam e as distâncias são moderadas.

OM4: Maior largura de banda para links de data centers e campus

OM4 oferece um EMB de 4700 MHz·km a 850 nm - mais que o dobro do OM3. Isso permite que ele suporte Ethernet de 10 Gigabit até 400 metros e Ethernet de 100 Gigabit (100GBASE-SR4) até 100 metros. Para muitos projetos de atualização de data centers e implantações de backbone de novos campus, o OM4 atinge o equilíbrio certo entre desempenho, alcance e custo.

OM5: Multimodo de banda larga para transmissão de múltiplos-comprimentos de onda

OM5, também conhecida como fibra multimodo de banda larga (WBMMF), é especificada em 850 nm e 953 nm. Ele foi projetado para suportar multiplexação por divisão de comprimento de onda curto (SWDM), que transmite vários comprimentos de onda (normalmente 850, 880, 910 e 940 nm) em um único par de fibras. Isso torna o OM5 relevante quando seu roteiro inclui transceptores baseados em SWDM-para transmissão de 40G, 100G ou 400G.

No entanto, o OM5 não é automaticamente necessário para todas as redes multimodo modernas. Se a sua implantação usar transceptores padrão de 850 nm sem SWDM, o OM4 fornecerá o mesmo desempenho com menor custo de cabo. Avalie o OM5 quando estratégias de vários-comprimentos de onda fizerem parte do seu plano de atualização real - e não como padrão.

OM3 vs OM4 vs OM5: Guia de decisão rápida

Tipos de fibra-de modo único: G.652 vs G.657

Os padrões de fibra-monomodo são definidos peloUIT-T(União Internacional de Telecomunicações – Setor de Normalização de Telecomunicações). Embora existam diversas recomendações do G.65x, duas são as mais importantes para a maioria das decisões de implantação: G.652 e G.657.

G.652: fibra de modo único-padrão

ITU-T G.652 é a fibra monomodo-mais instalada no mundo. Padronizado pela primeira vez em 1984, ele especifica uma fibra com comprimento de onda de dispersão zero próximo a 1310 nm, otimizada para operação na banda de 1310 nm e também utilizável na banda de 1550 nm. A subcategoria mais atual, G.652.D, elimina o pico de água para operação-de espectro total e oferece desempenho de dispersão no modo de polarização (PMD) mais rígido - tornando-a adequada para sistemas CWDM e DWDM.

G.652 continua sendo a escolha padrão para uso-geralfibra-monomodoem redes de backbone, metropolitanas e de transporte onde os requisitos de raio de curvatura-são padrão (raio de curvatura mínimo de 30 mm).

G.657: Fibra de modo único-insensível à curvatura-

O ITU{0}}T G.657 foi criado para enfrentar os desafios de flexão que surgem em redes de acesso, cabeamento interno e ambientes com espaço-com restrição de espaço, como data centers. As fibras G.657 toleram raios de curvatura mais estreitos com perda de sinal significativamente menor em comparação com G.652.

Existem duas categorias principais no G.657:

• Categoria A (G.657.A1, G.657.A2):Totalmente compatível com G.652.D, o que significa que eles podem ser implantados em qualquer lugar onde G.652.D for especificado, ao mesmo tempo em que proporcionam melhor desempenho de dobra. G.657.A1 suporta raio de curvatura mínimo de 10 mm; G.657.A2 suporta 7,5 mm.
• Categoria B (G.657.B2, G.657.B3):Otimizado para curvas muito estreitas em acessos de curto{0}}alcance e ambientes internos, com B3 suportando um raio de curvatura mínimo de 5 mm. As fibras da categoria B podem não estar em total conformidade com as especificações de dispersão cromática G.652.D, mas são-compatíveis com o sistema para uso em rede de acesso.

Em implantações de acesso onde a fibra deve passar por risers estreitos, gabinetes pequenos ou em torno de cantos afiados, as fibras G.657 reduzem o risco de perda excessiva por flexão. Em ambientes de data center com alta-densidadecabo de manobraroteamento, a fibra compatível com G.657.A-oferece uma vantagem significativa em relação ao padrão G.652.

G.652 vs G.657: quando escolher cada um

Etapa-Índice vs Graduado-Fibra de índice

Outra forma de classificar a fibra óptica é pelo seu perfil de índice de refração. Em umíndice-de etapafibra, o índice de refração é uniforme em todo o núcleo e cai acentuadamente no limite-do revestimento do núcleo. Em umíndice-classificadofibra, o índice de refração diminui gradualmente do centro do núcleo para o revestimento.

Esta distinção é importante porque o perfil do índice de refração afeta diretamente a dispersão modal. Na fibra multimodo de índice passo-, diferentes modos de luz viajam em velocidades diferentes através de um núcleo uniforme, fazendo com que os sinais cheguem em momentos diferentes e limitando a largura de banda. Na fibra multimodo de índice-graduado, o índice de refração variável faz com que os raios de luz mais distantes do centro do núcleo viajem mais rápido, compensando parcialmente seu caminho mais longo. Este efeito de equalização reduz significativamente a dispersão modal e permite maior largura de banda em distâncias mais longas.

Praticamente toda fibra multimodo moderna usada em comunicações de dados - OM2, OM3, OM4 e OM5 - é classificada no-índice. A fibra multimodo de índice-escalado está associada principalmente a designs mais antigos e aplicações especiais, como fibra óptica plástica (POF). A fibra-de modo único, por outro lado, usa um perfil de índice-de etapa por padrão, mas como apenas um modo se propaga, a dispersão modal não se aplica.

Fibra de vidro vs fibra óptica de plástico

A maior parte da fibra óptica usada em telecomunicações e redes de dados é feita de vidro de sílica. A fibra de vidro oferece baixa atenuação, alta largura de banda e adequação para transmissão-de longa distância. Todos os padrões OM e G.65x discutidos acima se aplicam à fibra de vidro.

Fibra óptica plástica(POF) usa um núcleo de polímero, normalmente com um design de índice-de etapas grande. É mais fácil de terminar e mais flexível que a fibra de vidro, mas possui atenuação muito maior e largura de banda menor. O POF é usado em aplicações de-links curtos, como redes automotivas, conexões domésticas de áudio/vídeo e detecção industrial - e não em redes de comunicação convencionais de alta-capacidade.

Como escolher a fibra certa para sua rede

Em vez de tratar a seleção de fibras como um exercício didático, aborde-a como uma decisão prática baseada em sua implantação específica. Aqui estão os principais fatores, aplicados a cenários comuns:

1. Determine seus requisitos de distância

Se seus links excederem algumas centenas de metros, a fibra-monomodo normalmente é a única opção viável. Para ligações abaixo de 300–400 metros - comuns dentro de edifícios, entre edifícios em um campus ou dentro de umcentro de dadosA fibra multimodo - pode fornecer o desempenho necessário a um custo total mais baixo.

2. Avalie o custo total do sistema, não apenas o preço do cabo

O cabo de fibra multimodo pode ser um pouco mais caro por metro do que o modo-único em alguns mercados, mas o cabo multimodotransceptorese os conectores são normalmente muito mais baratos. Para links-de curto alcance em data centers e ambientes corporativos, a economia do transceptor geralmente supera qualquer diferença no custo do cabo. À medida que os requisitos de alcance aumentam, a economia muda para o modo-único.

3. Avalie o ambiente físico da instalação

Em redes de acesso, instalações de risers e cenários de gerenciamento de cabos de alta{0}densidade, curvas fechadas são inevitáveis. Se você estiver implantando fibra-de modo único nessas condições, especifiqueFibra-insensível à curvatura G.657reduz o risco de atenuação excessiva nas curvas. Para ambientes internos ecabo internoaplicações onde o roteamento é restrito, isso é especialmente importante.

4. Planeje velocidade e caminho de atualização

Se você estiver construindo uma nova infraestrutura multimodo, evite especificar OM1 ou OM2. Para requisitos de 10G a 100G, o OM4 é a escolha mais comum. Se o roteiro da sua organização incluir transceptores-baseados em SWDM, avalie o OM5. Para modo-único, a fibra compatível com G.657.A-oferece compatibilidade retroativa com G.652.D e fornece melhor tolerância à curvatura -, tornando-a um padrão sensato para novas instalações-de modo único.

5. Considere a construção de cabos e o meio ambiente

O tipo de fibra óptica dentro de um cabo é independente da construção do cabo. A mesma fibra monomodo-ou multimodo pode ser empacotada emcabos subterrâneos, cabos aéreos, cabos internos-com buffer apertado, oucabos externos-tubulares soltosdependendo de onde será instalado. Certifique-se de especificar o tipo de fibra e a construção do cabo apropriada para o seu ambiente.

Erros comuns ao selecionar fibra óptica

Vários erros recorrentes levam a escolhas de fibra abaixo do ideal:

• Especificando OM1 ou OM2 para novas instalações.Essas classes legadas limitam a largura de banda e a capacidade de atualização futura. A TIA recomenda OM3, OM4 ou OM5 para todas as novas implantações multimodo.
• Comparando apenas o custo do cabo.Ignorar os custos do transceptor, do conector e da instalação fornece uma imagem incompleta. O custo total do link - e não apenas o custo do cabo - deve orientar a decisão.
• Confundir tipo de fibra com construção de cabo.A capa, armadura eprojeto estruturalsão escolhidos com base no ambiente de instalação. A fibra interna é escolhida com base nos requisitos de transmissão. Estas são duas decisões distintas.
• Padrão para OM5 sem um roteiro SWDM.OM5 agrega valor quando a transmissão de vários{1}comprimentos de onda é planejada. Sem transceptores SWDM, o OM4 oferece o mesmo desempenho de{4}comprimento de onda único a um custo menor.
• Usando o padrão G.652 em ambientes-curvados.Onde o roteamento passa por gabinetes pequenos ou cantos estreitos, a fibra G.657-insensível à curvatura evita perda desnecessária de sinal.

Aplicações típicas por tipo de fibra