Fibra monomodo vs multimodo, ¿cuál es la diferencia?

En esta comparación detallada de fibra monomodo versus fibra multimodo, compararé esos dos cables de fibra óptica y lo ayudaré a conocer la diferencia y descubrir cuál se adapta mejor a su sistema de cableado de fibra.

En esta publicación, analizaré cómo se comparan las fibras multimodo y monomodo en términos de:

Pero primero, ¿qué son exactamente la fibra monomodo y multimodo?

¿Qué es la fibra monomodo?

La fibra monomodo, abreviada como SMF, es el cable de fibra que solo permite transmitir un modo de luz. Normalmente, esta fibra incluye un pequeño núcleo portador de luz de aproximadamente 9 µm de diámetro. Estos presentan una pequeña dispersión modal para la transmisión de señales a gran distancia.

A diferencia de la fibra multimodo, el modo único permite que la concentración de luz llegue más rápido y más lejos. Esto es crucial para las redes de alta velocidad a larga distancia.

*Figura 1: Señal de fibra multimodo versus monomodo*

¿Qué es la fibra multimodo?

A diferencia del modo único, la fibra multimodo (MMF) permite que se transmitan y pasen múltiples modos de luz. Normalmente, esta fibra incluye un gran núcleo portador de luz de aproximadamente 50 µm o 62,5 µm de diámetro. Esto facilita la fabricación y ofrece una menor relación de costes en la misma longitud.

Sin embargo, debido a la dispersión modal, esto limita la longitud más significativa de las conexiones de transmisión. Entonces, estas fibras sirven principalmente para la transmisión de señales a corta distancia.

Comúnmente, la fibra multimodo se puede dividir en cinco tipos:

OM1: tiene un diámetro de 62,5 µm y camisa naranja. Con un ancho de banda de lanzamiento sobrecargado (OFL) de 200/500 MHz*km a 850/1300 nm, es adecuado para aplicaciones Ethernet de 100 Megabits y 1G.
OM2: tiene un diámetro de 50 µm y una camisa naranja. Con un ancho de banda de lanzamiento sobrellenado (OFL) de 200/500 MHz*km a 850/1300 nm, es adecuado para aplicaciones Ethernet de 100 Megabit, 1G y 10G.
OM3: La fibra MMF optimizada por láser admite un ancho de banda modal efectivo de 2000 MHz*km. Con un diámetro de 50 µm y una chaqueta aqua.
OM4: otra fibra optimizada con láser admite un ancho de banda EMB de 4700 MHz*km. Apto para transmisiones de 10 Gb/s, 40 Gb/s y 100 Gb/s.
OM5: también conocido como WBMMF (fibra multimodo de banda ancha), utiliza dos fibras para transferir datos a velocidades que van desde 40 GB/s, 100 GB/s hasta 400 GB/s.

Fibra monomodo vs fibra multimodo, ¿cuál es la diferencia?

Ahora que hemos aprendido sus definiciones, es hora de comparar sus diferencias.

Según los diferentes factores, tomamos los siguientes puntos de referencia para compararlos.

1. Diámetro del núcleo

Las fibras monomodo y multimodo tienen diferentes dimensiones físicas del núcleo.

La siguiente figura muestra los diferentes diámetros de núcleo comparados.

*Figura 2: Comparación del diámetro del núcleo de fibra multimodo versus monomodo*

El tamaño del núcleo de las fibras monomodo es pequeño, siendo el diámetro típico más común de 9 µm, aunque hay otros tamaños disponibles. Tiene una atenuación más baja, admite anchos de banda más altos y distancias de transmisión más largas.

El tamaño del núcleo multimodo es mucho mayor, normalmente 62,5 µm o 50 µm. Dependiendo del tipo de fibra, OM1 tiene 62,5 µm de diámetro, mientras que OM2/OM3/OM4/OM5 tienen todos 50 µm de diámetro.

Aunque existe una clara diferencia de tamaño, no es fácil ver estas diferencias a simple vista. Esto se debe a que todos son más pequeños que el ancho del cabello humano. Por lo general, puede consultar el código impreso en el cable de fibra óptica para verlo.

Sin embargo, si tienen un revestimiento protector, las fibras monomodo y multimodo tienen 125 µm de diámetro.

2. Longitud de onda

La fibra multimodo suele ser adecuada para longitudes de onda cortas de 850 nm y 1300 nm. Debido a que tiene un núcleo de fibra grande, la industria puede ofrecer el transceptor con componentes de menor costo como LED (diodos emisores de luz) y VCSEL (láseres emisores de superficie de cavidad vertical).

Comparar	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Longitud de onda	850 nm, 1300 nm	850 nm, 1300 nm	850 nm, 1300 nm	850 nm, 1300 nm	850 nm, 953 nm, 1300 nm	1310 nm, 1490 nm, 1550 nm, CWDM y DWDM

Tabla 1: Comparación de longitudes de onda multimodo versus monomodo

Mientras que el modo único generalmente admite longitudes de onda largas como 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm y WDM. Un pequeño diámetro del núcleo de fibra permite un acoplamiento altamente preciso y una distancia mucho más larga. La longitud de onda suele ser creada por fuentes de luz FP, DFB y EML.

3. Ancho de banda

Estos dos tipos de fibras ofrecen diferentes anchos de banda. Hagamos una comparación sencilla.

Debido a que el cable de fibra óptica monomodo admite un modo de fuente de luz única, tiene menor atenuación y menos dispersión. Como resultado, puede proporcionar una cantidad casi ilimitada de ancho de banda. Eso lo convierte en la opción preferida para interconexiones de alta velocidad a largas distancias para telecomunicaciones.

Comparar	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Longitud mínima del ancho de banda modal sobrellenado	200MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	1500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	3500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	3500MHz-km @850nm 1850MHz-km @953nm 500MHz-km @1300nm	ESO
Longitud mínima efectiva del ancho de banda modal	No requerido	No requerido	2000 MHz-km@850nm	4700 MHz-km a 850 nm	4700 MHz-km a 850 nm	ESO

Tabla 2: longitud del ancho de banda modal monomodo versus multimodo

Sin embargo, el cable de fibra óptica multimodo puede transmitir múltiples modos ópticos. Además, la atenuación es alta y la dispersión es grande. Por eso su ancho de banda es limitado.

En este sentido, la fibra monomodo es la ganadora.

4. Atenuación

La fibra monomodo tiene normalmente una atenuación menor que la multimodo. Por el contrario, la fibra multimodo es más vulnerable a la atenuación.

La siguiente tabla enumera la comparación de atenuación.

Comparar	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Atenuación máxima	3,5 dB/km a 850 nm 1,5 dB/km a 1300 nm	3,5 dB/km a 850 nm 1,5 dB/km a 1300 nm	3,0 dB/km a 850 nm 1,5 dB/km a 1300 nm	3,0 dB/km a 850 nm 1,5 dB/km a 1300 nm	3,0 dB/km a 850 nm 2,3 dB/km a 953 nm 1,5 dB/km a 1300 nm	0,5 dB/km a 1310 nm 0,5 dB/km a 1550 nm

Tabla 3: Comparación de atenuación monomodo versus multimodo

5. Código de colores

Los diferentes colores nos hacen distinguir fácilmente los tipos de cables. TIA-598C define el código de color sugerido para la industria.

*Figura 3: Código de color del cable de fibra*

Los OM1 y OM2 multimodo suelen tener la cubierta naranja.
OM3 y OM4 suelen tener chaquetas de color Auqa.
OM5 estaba coloreado de verde.
OS1 y OS2 monomodo normalmente con avispas amarillas.

6. Distancia

Debido a la menor atenuación y dispersión del modo, el modo único proporciona una distancia de transmisión mucho más larga que el modo multimodo.

Como resultado, el cableado de fibra multimodo solo se utiliza en enlaces cortos (por ejemplo, 550 m para 1 Gbps) y ofrece un bajo costo. Sin embargo, el cableado monomodo se utiliza principalmente para transmisiones de muy largo alcance.

Comparar	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Distancia	200 m (100 Mbps) 275 m (1 Gbps)	200 m (100 Mbps) 275 m (1 Gbps) 82 m (10 Gbps)	200 m (100 Mbps) 550 m, (1 Gbps) 300 m, (10 Gbps) 100 m, (40 Gbps) 100 m, (100 Gbps) 100 m (400 Gbps)	200 m (100 Mbps) 550 m (1 Gbps) 400 m (10 Gbps) 150 m (40 Gbps) 150 m (100 Gbps) 100 m (400 Gbps)	200 m (100 Mbps) 550 m (1 Gbps) 400 m (10 Gbps ) 300 m (40 Gbps) 300 m (100 Gbps) 100 m (400 Gbps) 100 m (800 Gbps)	180 km (100 Mbps) 180 km (1 Gbps) 100 km (10 Gbps) 80 km (40 Gbps) 80 km (100 Gbps) 80 km (400 Gbps) 80 km (800 Gbps)

Tabla 4: Distancia del enlace de fibra multimodo versus monomodo

7. Costo

Al hablar de ello, consideramos el costo total en base a tres segmentos.

7A. Costo del cableado de fibra

Debido a las muchas ventajas de la fibra monomodo, muchas personas podrían pensar que el cable monomodo sería más caro que el cable multimodo.

Sin embargo, lo opuesto es verdadero. ¿No es eso extraño?

La razón es que la fibra monomodo es más eficiente de fabricar, ahorrando un promedio de 20 a 30 % en comparación con la fibra multimodo. Si considera las fibras más caras OM3/OM4/OM5, el modo único puede ahorrar alrededor del 50% o incluso más.

Sin embargo, debemos considerar otro costo crítico: el transceptor óptico.

7B. Costo del transceptor

Como segmento esencial del cableado de fibra, el transceptor óptico representa un gran porcentaje del costo compartido. En ocasiones, puede compartir el 70% del coste total.

Los transceptores monomodo suelen costar entre 1,2 y 6 veces más que los multimodo. El modo único suele utilizar un diodo láser (LD) de alta potencia, que es mucho más caro. Mientras que los dispositivos multimodo suelen utilizar el láser LED o VCSEL de menor costo.

Tomando el transceptor Optcore como ejemplo, comparamos el costo en la siguiente tabla.

Transceptor	Descripción	Precio
Modo único SFP LX	Transceptor genérico 1000BASE-LX/LH SFP 1310nm 20km	5,90 USD
SFP SX multimodo	Transceptor genérico 1000BASE-SX SFP 850 nm 550 m	5,90 USD
Modo único SFP+ LR	Transceptor genérico 10GBASE-LR SFP+ 1310 nm 10 km	15,00 USD
SR multimodo SFP+	Transceptor genérico 10GBASE-SR SFP+ 850nm 300	11,00 USD
Monomodo SFP28 LR	Transceptor genérico 25GBASE-LR SFP+ 1310 nm 10 km	37,00 USD
Multimodo SFP28 SR	Transceptor genérico 25GBASE-SR SFP+ 850nm 100	24,00 USD
Modo único QSFP28 LR4	Transceptor genérico 100GBASE-LR4 QSFP28 1310nm 10km	49,90 USD
Modo único QSFP28 SR4	Transceptor genérico 100GBASE-SR4 QSFP28 850nm 100m	329,00 USD

Tabla 5: comparación de costos de transceptor monomodo versus multimodo

7C. Costo de actualización del sistema

El espectacular crecimiento del pensamiento impulsa el sistema de cableado a actualizarse y expandirse. En términos generales, el cableado de fibra monomodo proporciona más escalabilidad, flexibilidad y elasticidad.

Debido al ancho de banda limitado y la corta distancia, la fibra multimodo dificulta satisfacer las necesidades futuras de transmisión de señales de largo volumen y larga distancia.

Además, para la fibra monomodo, puede actualizar fácilmente el sistema cambiando solo el interruptor y los transceptores, pero no necesita colocar ninguna fibra nueva.

Para fibra multimodo, debe reemplazar el OM2 con OM3 y luego 0M4 para una transmisión de mayor velocidad. Sin embargo, cambiar las fibras que se encuentran debajo del suelo costará mucho más.

En resumen, MMF proporciona un costo total más bajo para distancias cortas. La fibra monomodo es la mejor opción para distancias medias y largas.

Nota al margen: recuerde considerar el costo total del sistema al compararlos. Considere el costo de tres partes en lugar de solo una. De lo contrario, su sistema puede costar más, aunque esté ahorrando en el cableado de fibra única.

8. Solicitud

Dada la comparación anterior, el modo único es principalmente para sistemas troncales y metropolitanos de larga distancia en redes de telecomunicaciones, comunicaciones de datos y CATV.

La fibra multimodo se utiliza principalmente para aplicaciones de distancias relativamente cortas.

Por ejemplo, centros de datos, computación en la nube, sistemas de seguridad y LAN (red de área local).

Preguntas frecuentes sobre fibra monomodo versus fibra multimodo

¿Hasta dónde puede llegar la fibra monomodo?

Para la mayoría de las aplicaciones, la distancia máxima del cable monomodo admite alrededor de 160 kilómetros. Pero las fibras que compensan la dispersión soportan más de 200 kilómetros de distancia.

¿Hasta dónde puede llegar la fibra multimodo?

Varía según la velocidad de los datos y el tipo de fibra. Tomemos como ejemplo el OM2 común. Admite un máximo de 550 m a 1 Gbps y 82 m a 10 Gbps. Sin embargo, la distancia máxima será inferior a 2 km para todas las fibras multimodo.

¿Cuál es la pérdida de dB aceptable para la fibra monomodo?

Según EIA/TIA 568 , la pérdida SMF es de alrededor de 0,5 dB/km para fuentes de 1310 nm y de 0,4 dB/km para fuentes de 1550 nm.

¿Cuál es la pérdida de dB aceptable para la fibra multimodo?

Según EIA/TIA 568 , la pérdida de MMF es de alrededor de 3 dB/km para fuentes de 850 nm y de 1 dB/km para fuentes de 1300 nm.

¿Puedo utilizar fibra multimodo con monomodo?

No, no puedes. Debido a que tienen diferentes diámetros de núcleo y transmiten una cantidad diferente de modos de luz, si mezcla las dos fibras o las conecta directamente, incurrirá en una pérdida óptica significativa, lo que provocará que un enlace se mueva o se caiga.

¿Cómo se identifica la fibra monomodo y multimodo?

Para la mayoría de las fibras, identifíquelas con chaquetas de diferentes colores. El amarillo representa el modo único, mientras que el naranja o el aguamarina representan el modo multimodo.

¿Puedo utilizar fibra monomodo para una distancia corta?

Sí, puede serlo. Pero es necesario agregar la atenuación óptica adecuada para evitar sobrecargas o daños al receptor.

¿Puede la fibra multimodo admitir 10 GB?

Sí, toda la fibra multimodo admite 10 Gb, pero la distancia del enlace varía según la velocidad de los datos. OM1 solo admite un máximo de 33 m y OM2 admite 82 m. Por lo tanto, no se recomienda utilizar OM1 y OM2 para redes 10G. Es mejor utilizar OM3 u OM4 de calidad superior para redes de 10 Gb.

¿Se puede utilizar un transceptor multimodo con fibra monomodo?

En general, no. Se producirá una pérdida óptica significativa si un transceptor multimodo se conecta con una fibra monomodo. Sin embargo, lo contrario funcionará. Por ejemplo, al utilizar un cable de fibra de acondicionamiento de modo, un transceptor monomodo 1000BASE-LX puede funcionar en una fibra multimodo con una distancia reducida.

Ultimas palabras

Después de leer este post, conocemos la principal diferencia entre fibra monomodo y multimodo. Es simple decir el tamaño del núcleo, el modo de luz, la distancia, el ancho de banda y la aplicación. El cable multimodo se utiliza ampliamente en LAN, empresas, computación en la nube y centros de datos. El modo monomodo es adecuado para aplicaciones de mediano y largo alcance, como redes de telecomunicaciones, comunicaciones de datos y CATV.

Recuerde calcular el costo total del sistema y considerar las necesidades futuras de ancho de banda independientemente de la fibra que elija. Ahorra más en el futuro.

Leer más:

Referencia:

Redes ópticas