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¿Cuál es la diferencia entre fibra monomodo y multimodo?

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Worton

Traductor Don Juan
27 de agosto de 2018
2020-10-01 11:10:16
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La creciente demanda de conexiones de mayor ancho de banda y mayor velocidad ha mejorado significativamente el crecimiento del mercado de ensambles de cables de fibra óptica, especialmente el cable de fibra monomodo (SMF) y el cable de fibra multimodo (MMF). Aunque estos dos tipos de cables de fibra óptica se usan ampliamente en diversas aplicaciones, el problema (fibra monomodo versus fibra multimodo: cuál es la diferencia) sigue siendo confuso. El siguiente artículo se centrará en la construcción básica, la distancia de la fibra, el costo y el color de la fibra, para hacer una comparación en profundidad entre fibra monomodo y la fibra multimodo.

Definición de fibra monomodo y fibra multimodo

Fibra monomodo significa que la fibra permite propagar un tipo de modo de luz a la vez. Mientras que multimodo significa que la fibra puede propagar múltiples modos. La diferencia entre fibra monomodo y la fibra multimodo radica principalmente en el diámetro del núcleo de la fibra, la longitud de onda, la fuente de luz y el ancho de banda.

Diámetro del núcleo

El diámetro del núcleo de fibra monomodo es mucho más pequeño que la fibra multimodo. El diámetro típico del núcleo es de 9 µm, incluso si hay otros disponibles. Y el diámetro del núcleo de fibra multimodo es de 50 µm y 62.5 µm típicamente, lo que le permite tener una mayor capacidad de “recolección de luz” y simplificar las conexiones. El diámetro del revestimiento de fibra monomodo y multimodo es de 125 µm.

Diámetro del núcleo de fibra optica

Longitud de onda y fuente de luz

Debido al gran tamaño del núcleo si la fibra multimodo, algunas fuentes de luz de bajo costo como LED (diodos emisores de luz) y VCSEL (láseres emisores de superficie de cavidad vertical) que funcionan en la longitud de onda de 850 nm y 1310 nm se utilizan en multimodo cables de fibra Mientras que fibra monomodo a menudo usa un láser o diodos láser para producir luz inyectada en el cable. Y la longitud de onda de fibra monomodo comúnmente utilizada es 1310 nm y 1550 nm.

Ancho de banda

El ancho de banda de fibra multimodo está limitado por su modo de luz y el ancho de banda máximo actualmente es de 28000MHz * km de fibra OM5. Si bien el ancho de banda de fibra monomodo es ilimitado teóricamente debido a que permite que pase una luz de modo a la vez.

Color de cubierta

De acuerdo con la definición estándar TIA-598C, para aplicaciones no militares, el cable monomodo está recubierto con una cubierta exterior amarilla y la fibra multimodo está cubierta con una cubierta naranja o aguamarina. Encuentre más detalles sobre el código de color del cable de fibra óptica aquí.

Figure 2 Color Sheath of SMF and MMF.jpg

Distancia

Se sabe que la fibra monomodo es adecuada para aplicaciones de larga distancia, mientras que la fibra óptica multimodo está diseñada para recorridos de corta distancia. Entonces, cuando se trata de un solo modo vs distancia de fibra multimodo, ¿cuáles son las diferencias cuantificables?

Tipos de fibra óptica Distancia de fibra óptica

Fast Ethernet 100BA SE-FX 1Gb Ethernet 1000BASE-SX 1Gb Ethernet 1000BA SE-LX 10Gb Base SE-SR 25Gb Base SR-S 40Gb Base SR4 100Gb Base SR10
Fibra monomodo OS2 200m 5,000m 5,000m 10km / / /
Fibra multimodo OM1 200m 275m 550m / / / /
OM2 200m 550m / / / /
OM3 200m 550m 300m 70m 100m 100m
OM4 200m 550m 400m 100m 150m 150m
OM5 200m 550m 300m 100m 400m 400m

En el gráfico, podemos ver que la distancia de fibra monomodo es mucho más larga que la de los cables de fibra multimodo a una velocidad de datos de 1G a 10G, pero la fibra multimodo OM3/OM4/OM5 admite una velocidad de datos más alta. Debido a que la fibra óptica multimodo tiene un gran tamaño de núcleo y admite más de un modo de luz, su distancia de fibra está limitada por la dispersión del modelo, que es un fenómeno común en la fibra multimodo de índice escalonado. Mientras que la fibra monomodo no lo es. Esa es la diferencia esencial entre ellos.

Costo de fibra

"Precio fibra monomodo vs multimodo" es un tema candente en algunos foros. Numerosas personas han expresado sus propias opiniones. Sus puntos de vista se centran principalmente en el costo del transceptor óptico, el costo del sistema y el costo de instalación.

Costo del transceptor óptico

En comparación con los transceptores monomodo, el precio de los transceptores multimodo es casi dos o tres veces menor. La siguiente tabla toma como ejemplo los transceptores monomodo y los transceptores multimodo FS.COM compatibles con Cisco.

Velocidad Transceptor Descripción Precio Diferencia de precio
1G SFP fibra monomodo Transceptor SFP Compatible con Cisco GLC-LH-SMD, 1000BASE-LX/LH 1310nm 10km DOM US$ 7.00 US$ 1.00
SFP fibra multimodo Transceptor SFP Compatible con Cisco GLC-SX-MMD, 1000BASE-SX 850nm 550m DOM US$ 6.00
10G SFP+ fibra monomodo Transceptor SFP Compatible con Cisco SFP-10G-LR, 10GBASE-LR 1310nm 10km DOM US$ 24.00 US$ 6.00
SFP+ fibra multimodo Transceptor SFP+ Compatible con Cisco SFP-10G-SR 10GBASE-SR 850nm 300m DOM US$ 24.00
25G SFP28 fibra monomodo Transceptor SFP28 Compatible con Cisco SFP-25G-LR-S 1310nm 10km US$ 59.00 US$ 20.00
SFP28 fibra multimodo Transceptor SFP28 Cisco SFP-25G-SR-S 850nm 100m US$ 39.00
40G QSFP+ fibra monomodo Transceptor QSFP+ Cisco QSFP-40G-LR4 40GBASE-LR4 y OTU3 1310nm 10km LC DOM US$ 279.00 US$ 240.00
QSFP+ fibra multimodo Transceptor QSFP+ Cisco QSFP-40G-SR4 40GBASE-SR4 850nm 150m MTP/MPO DOM US$ 39.00
100G QSFP28 fibra monomodo Transceptor QSFP28 Cisco QSFP-100G-LR4-S 100GBASE-LR4 1310nm 10km US$ 499.00 US$ 400.00
QSFP28 fibra multimodo Transceptor QSFP28 Cisco QSFP-100G-SR4-S 100GBASE-SR4 850nm 100m US$ 99.00

En la tabla, podemos ver que la diferencia de precio aumenta enormemente con el aumento de la velocidad.

Costo del sistema

Las fibras monomodo generalmente están orientadas a aplicaciones de mayor distancia, lo que requiere transceptores de fibra con láseres que operan a longitudes de onda más largas con un tamaño de punto más pequeño y un ancho espectral generalmente más estrecho. Estas características del transceptor combinadas con la necesidad de una alineación de mayor precisión y tolerancias de conector más ajustadas a diámetros de núcleo más pequeños dan como resultado costos de transceptor significativamente más altos y costos de interconexión más altos en general para interconexiones de fibra monomodo.

Figure 3 System Cost.png

Los métodos de fabricación para transceptores basados en VCSEL que están optimizados para su uso con fibras multimodo se fabrican más fácilmente en dispositivos de matriz y tienen un costo menor que los transceptores equivalentes de fibra monomodo. A pesar del uso de múltiples líneas de fibra y matrices de múltiples transceptores, hay un ahorro significativo de costos con respecto a la tecnología de fibra monomodo que emplea la operación de un solo canal o multicanal sobre la conectividad simplex-duplex.

Costo de instalación

La fibra óptica monomodo a menudo cuesta menos que la fibra multimodo. Cuando se construye una red de fibra óptica 1G a la que desea poder llegar a 10G o más rápido, los ahorros en el costo de la fibra para fibra monomodo ahorran aproximadamente la mitad del precio. Mientras que las fibras multimodo OM3 u OM4 aumentan un 35% el costo de los módulos SFP. La óptica monomodo es más costosa, pero los costos de mano de obra para reemplazar el multimodo son significativamente más altos, especialmente si se siguieron OM1 — OM2 — OM3 — OM4.

Pregunta frecuente sobre fibra monomodo frente a la fibra multimodo

P: ¿Qué es mejor fibra monomodo o multimodo?

R: Como se mencionó anteriormente, la fibra monomodo y el cable de fibra multimodo tienen sus propias ventajas en cuanto a costos y aplicaciones. No existe tal cosa que las fibras ópticas monomodo sean mejores que las multimodo. Simplemente elegir el que mejor se adapte a sus aplicaciones está bien.

P: ¿Puedo mezclar fibra monomodo y multimodo?

R: En general, la respuesta es "no". Se producirá una gran pérdida óptica si se conecta un transceptor multimodo con fibra monomodo. Sin embargo, lo contrario funcionará. Por ejemplo, 1000BASE-LX monomodo SFP puede funcionar en cable de fibra multimodo mediante el uso de cable de fibra de acondicionamiento de modo. A veces, los convertidores de medios de fibra también pueden usarse para resolver tales problemas entre los transceptores monomodo y los transceptores multimodo.

P: ¿Puedo usar un transceptor multimodo en fibra monomodo?

R: En general, la respuesta es "no". Se producirá una gran pérdida óptica si se conecta un transceptor multimodo con fibra monomodo. Sin embargo, lo contrario funcionará. Por ejemplo, 1000BASE-LX monomodo SFP puede funcionar en cable de fibra multimodo mediante el uso de cable de fibra de acondicionamiento de modo. A veces, los convertidores de medios de fibra también pueden usarse para resolver tales problemas entre los transceptores monomodo y los transceptores multimodo.

P: Fibra monomodo frente a fibra multimodo: ¿cuál debo elegir?

R: Al tomar una decisión entre los cables de fibra monomodo y multimodo, el primer factor a considerar es la distancia de fibra que realmente necesita. Por ejemplo, en un centro de datos, los cables de fibra multimodo son suficientes para la distancia de 300-400 metros. Mientras que en aplicaciones que requieren una distancia de hasta varios miles de metros, la fibra monomodo es la mejor opción. Y en las aplicaciones que pueden usar fibra monomodo y multimodo, se deben tener en cuenta otros factores como el costo y los requisitos de actualización futura para su elección.

Resumen

El sistema de cableado de fibra monomodo es adecuado para aplicaciones de transmisión de datos de largo alcance y se implementa ampliamente en redes de operadores, MAN y PON. El sistema de cableado de fibra multimodo tiene un alcance más corto y se implementa ampliamente en empresas, centros de datos y LAN. No importa cuál elija, en función del costo total de la fibra, elegir la que mejor se adapte a las demandas de su red es una tarea importante para todos los diseñadores de redes.