Fibra multimodo: ficha técnica

As fibras ópticas são baseadas no princípio da reflexão interna total: a luz que viaja dentro do núcleo da fibra é refletida de volta para um núcleo quando atinge o limite entre um revestimento e um núcleo.

Os sinais de luz propagam-se através do núcleo da fibra óptica, mas a maneira como eles se propagam difere dependendo do tipo de fibra.

O nome do tipo de fibra é autoexplicativo; o caminho de propagação é único (fibra monomodo) ou múltiplo (fibra multimodo).

Observação: na verdade, a fibra monomodo transporta de 8 a 10 modos, o que, em ordem de magnitude, é considerado como “único” em comparação aos 1.300 modos que uma fibra multimodo pode transportar. O modo no qual a luz viaja depende de:

• Geometria
• Perfil de índice da fibra
• Comprimento de onda da luz

O fator de geometria depende muito do tamanho do núcleo:

Este gráfico deve ajudá-lo a visualizar as diferenças físicas entre os tipos de fibra. Todos têm diâmetros externos de 125 mícrons (dimensão de revestimento). Elas diferem no tamanho e na construção de seus núcleos. O núcleo de diâmetro de 62,5 e a abertura numérica maiores a tornam a melhor escolha para sistemas baseados em LED, porque ele coleta mais luz de um padrão maior de emissão dos LEDs típicos. Um tamanho de 50 mícrons é menos eficiente para LEDs, mas o padrão da emissão mais estreita de VCSELs (diodo de laser) se encaixa igualmente bem tanto em 50, quanto em 62,5 mícrons. A menor capacidade de coleta de luz em 50 mícrons significa que são transportados menos modos e, como resultado, há banda mais larga em geral do que em 62,5. Isso é levado ao extremo com a fibra monomodo.

Quando devemos escolher um tipo em vez do outro? Isso depende, como sempre, das suas necessidades.

Ao longo da evolução tecnológica natural, cinco classes diferentes de fibra foram desenvolvidas. Como vimos na seção de história, a primeira fibra multimodo tinha um núcleo de 62,5 mícrons (OM1). Ela foi usada por muitos anos, juntamente com a versão de 50 mícrons com maior capacidade (OM2). Esses dois tipos agora são raramente usados.

A nomenclatura OMx vem do padrão ISO 11801 e varia de OM1 a OM5. Vamos agora descrever cada um e comparar sua construção e distâncias e aplicações suportadas.

OM1

Projetado originalmente para todas as aplicações multimodo usando transmissores de LED, o OM1 é baseado em um núcleo de 62,5 mícrons. Os cabos internos são identificáveis pelo tradicional revestimento laranja. O OM1 suporta 10G somente até 33 m (10GBASE-SR). No contexto das empresas de hoje, muitos consideram o OM1 utilizável apenas para expansões ou reparos de instalações antigas que exigem aplicações de menor banda larga.

OM2

Bem semelhante ao OM1, mas com um núcleo de 50 mícrons. Ele suporta 10G até 82 m, dada sua banda larga ligeiramente maior.

OM4

Como uma evolução das especificações OM3, o tipo de fibra OM4 de 50 mícrons ganhou uma popularidade substancial. OM4 — com mais do dobro da banda larga efetiva a 850 nm — introduziu o alcance estendido para aplicações existentes (aplicações de gigabits e multigigabits) e possibilitou aplicações futuras. É importante observar que o LazrSPEED 550 da CommScope foi o precursor deste padrão.

Compatível com OM3, ele suporta 10G até 550 m. A cor do revestimento também é agua-marinha. Consulte a tabela de distâncias suportadas na próxima seção para obter especificações para outras aplicações.

OM5

Para saber mais sobre a história da fibra multimodo e entender melhor as implicações da inovação do OM5, confira este artigo técnico.

Evolução do mercado
Como o mercado reagiu à evolução tecnológica? Veja o gráfico abaixo. É evidente que quanto maior a capacidade do tipo de fibra, maior o preço, portanto, isso desempenha um papel no mercado.

Para dicas que você pode achar úteis ao projetar sua rede, você pode consultar este guia de design.

O atraso de modo diferencial descreve a diferença no tempo de atraso entre os primeiros e os últimos pulsos em fibra multimodo. Esse “alastramento de pulso” limita a banda larga e é a principal razão pela qual a fibra multimodo OM1/OM2 convencional não suporta corretamente 10 Gbps.

Em fibra multimodo, a dispersão é causada pela dispersão modal e cromática. A dispersão modal existe porque os diferentes raios de luz (modos) têm um comprimento de caminho diferente; portanto, raios que entram ao mesmo tempo não deixarão a outra extremidade da fibra ao mesmo tempo. A banda larga modal é controlada pelo alargamento do pulso devido às diferenças em muitos modos de propagação (300 a 900).

As fibras multimodo modernas têm uma estrutura que reduz o efeito da dispersão modal. Essas fibras, chamadas “fibras de índice graduado”, são usadas em todos os produtos de fibra multimodo SYSTIMAX® SCS.

Com a transmissão de fibra multimodo, distâncias de até 2 km são possíveis; no entanto, à medida que as velocidades aumentam, o suporte à distância é reduzido. Adicionar conectores (que reduzem a potência do sinal) também limita a distância que as aplicações podem suportar. Mais banda larga e melhor conectividade fornecem o desempenho ideal dos sistemas de fibra multimodo.

Para sistemas monomodo, o diâmetro do núcleo de vidro foi reduzido a um tamanho onde apenas um caminho (modo) pode se propagar através da fibra. A dispersão modal não está mais presente. No entanto, a dispersão ainda existe em uma fibra monomodo. Diferentes comprimentos de onda viajam em diferentes velocidades no vidro. Essas diferenças de comprimento de onda dão origem à “dispersão cromática”. A dispersão cromática está relacionada à fonte de luz, que normalmente tem uma faixa de comprimentos de onda.

Os conectores SC e FC já foram os reis do mundo da conectividade de fibra, mas não conseguiram acompanhar os crescentes requisitos de densidade, desempenho, escalabilidade e facilidade de implantação.

Em vez disso, o setor adotou conectores LC e MPO e os usou por algum tempo, e por motivos muito bons. Veja uma perspectiva mais clara das vantagens dos conectores LC e MPO no vídeo abaixo. Os conectores serão abordados com mais detalhes como um tópico principal separado nesta página.

Além do que você leu nas seções anteriores, precisamos analisar o que o futuro pode trazer. Alguns data centers estão buscando chegar a 400G. Uma consideração fundamental é qual tecnologia óptica é a melhor. O mercado óptico para 400G está sendo impulsionado pelo custo e pelo desempenho à medida que os fabricantes tentam chegar ao ponto ideal dos data centers. Você pode encontrar mais informações aqui.

Um outro aspecto a considerar é o número de núcleos de fibra que serão necessários no futuro para suportar aplicações de alta demanda. Mesmo usando a capacidade de multiplexação do OM5, algumas aplicações como 400G ou 800G exigirão vários núcleos de fibra por link — e um data center tem um grande número de links. Assim, maiores números de fibras podem se tornar uma necessidade em data centers. Saiba mais sobre isso no artigo do nosso especialista.

A necessidade de dados e energia em toda a fibra

Os dispositivos de rede estão aparecendo em todos os lugares em edifícios e em campi — dispositivos como small cell sites, pontos de acesso Wi-Fi, câmeras IP, controles de acesso e inventário de edifícios e inúmeros outros.

Embora essas novas aplicações melhorem a conectividade do usuário, a eficiência da tecnologia operacional e a segurança e a proteção em toda a propriedade, elas também apresentam um desafio novo e crescente: obter conectividade de dados e de energia de alta banda larga para todos os dispositivos em todos os locais, em ambientes internos e externos, com o desempenho de baixa latência necessário para aproveitar a arquitetura de rede de borda.

Uma solução de fibra energizada torna relativamente simples a tarefa de enfrentar esses desafios com uma única passagem de cabo fácil de manusear e opções adequadas para implantações externas resistentes a intempéries ou instalações internas com classificação plenum.

Uma solução de fibra energizada combina conectividade de dados de fibra óptica de baixa latência e de alto desempenho com uma conexão de alimentação CC de baixa tensão de cobre. Isso ajuda a permitir a conexão de qualquer número de dispositivos remotos energizados sem a necessidade de um novo conduíte, cabos extras volumosos ou eletricistas caros. Com a solução de cabo de fibra energizada, sua rede obtém acesso a um vasto e crescente ecossistema de aplicações, incluindo:

Como meio de transmissão de dados, a fibra é mais poderosa do que o cobre. No entanto, ela vem acompanhada de uma instalação mais complexa e requer conhecimento especializado. A PartnerPRO® Network da CommScope pode ser uma ferramenta útil no seu caminho para a certificação e a experiência.

Se você ou sua equipe estão procurando aprender mais formalmente sobre fibra multimodo, temos dois cursos que permitem que os alunos aprendam em seu próprio ritmo. Ambos estão disponíveis on-line em vários idiomas.