actualizado 27/02/2023
Las telecomunicaciones modernas ya no pueden imaginarse sin fibras ópticas. Desde 1970, cuando Corning inc. creó fibras ópticas con un coeficiente de atenuación < 20 dB/km, a una longitud de onda de 633 nm, las fibras ópticas se han ido extendiendo cada vez más gracias a la mejora constante de sus características y parámetros. Por ejemplo, las modernas fibras OPTOKON tienen una atenuación típica de 0,19 dB/km a una longitud de onda de 1550 nm.
Al estudiar información o bibliografía sobre fibras ópticas, es necesario distinguir entre los conceptos de Fibra Óptica (fibra óptica) y Guía Óptica de Luz. Así, GBN B.2.2-34620942-002:2015 "Line-cable sporudy telecomunikatsii. Diseño" da estas definiciones:
Fibra óptica (OF) - Producto técnico formado por una guía de luz óptica, revestimientos protectores y una cubierta de color de marcado.
Fibra óptica - Medio físico para el transporte de señales ópticas, consiste en el núcleo y la cubierta, que tienen diferentes valores de índices de refracción, debido al fenómeno de la reflexión interna total hace que sea posible el transporte de señales ópticas (luz) generada por el equipo al que está conectada la fibra óptica.
Optokon utiliza estos tipos más comunes de fibras ópticas multimodo (MM) y monomodo (SM) en sus soluciones:
- Fibra monomodo estándar G.652.D
- Fibra insensible a la curvatura Monomodo G.657.A&B
- Monomodo NZDS Fibra con dispersión distinta de cero
- OM1 multimodo
- OM2 multimodo
- Multimodo OM3
- Multimodo OM4
- OM5 multimodo
Cada tipo de fibra monomodo tiene sus propias características. En función de la longitud de onda de funcionamiento, la distancia y la arquitectura de la línea de transmisión (que puede incluir diversas técnicas de amplificación), hay que tener en cuenta todas estas características antes de seleccionarla.
A medida que cambia y mejora la tecnología electrónica de la fibra, incluidos moduladores, láseres, convertidores físicos, transceptores, etc. También mejorarán los cables de fibra óptica monomodo y multimodo.
Para asegurarse de que obtiene exactamente lo que necesita, le recomendamos que se ponga en contacto con nuestros expertos, que pueden ayudarle a diseñar un sistema de fibra óptica basado en sus presupuestos, número de clientes de la red y ubicación de las fuentes de datos y equipos.
Fibras ópticas: información general
Distancia de transmisión en función del tipo de fibra
| OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | OS2 | |
| 1 GbE | 275 м | 550 м | 550 м | 550 м | 550 м | 100 км |
| 10 GbE | 33 м | 82 м | 300 м | 550 м | 550 м | 40 км |
| 40 GbE | 100 м | 150 м | 150 м | 40 км | ||
| 100 GbE | 70 м | 150 м | 150 м | 10 км | ||
| 40G-SWDM4 | 240 м | 350 м | 440 м | |||
| 100G-SWDM4 | 75 м | 100 м | 150 м |
Radio de curvatura de las fibras ópticas
Diferencia entre OS1a (antes OS1) y OS2
La principal diferencia entre las categorías OS1a y OS2 es la construcción del cable. El cable SMF OS1a contiene fibras en un revestimiento secundario denso (tampón) y está destinado principalmente a instalaciones interiores. El cable SMF OS2 contiene fibras en un tubo suelto y está destinado a instalaciones exteriores de larga distancia. Las fibras G.652.A / B / C / D pueden utilizarse para la categoría OS1a, sólo las G.652.C / D pueden utilizarse para la categoría de cable OS2.
| OS1 | OS1a | OS2 | |
| Construcción de cables | Búfer denso | Búfer denso | Tubo suelto |
| Utilización | Interior | Interior | Exterior |
| Estándares de fibra | G.652.A/B/C/D | ||
| Atenuación a 1310 nm | 1,0 dB/km | 1,0 dB/km | 0,4 dB/km |
| Atenuación a 1383 nm | 1,0 dB/km | 0,4 dB/km | |
| Atenuación a 1550 nm Longitud de onda | 1,0 dB/km | 1,0 dB/km | 0,4 dB/km |
Cuadro sinóptico de las principales características técnicas de las fibras ópticas multimodo
| OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | |
| Características ópticas | |||||
| Coeficiente de atenuación del cable de tubo libre (típico / máximo) | |||||
| a 850 nm | 2,6 / 3,5 dB/km | 2,2 / 3,5 dB/km | 2,2 / 3,0 dB/km | ||
| a 1300 nm | 0,5 / 1,5 dB/km | ||||
| Coeficiente de atenuación del cable con buffer denso (Típico / Máximo) | |||||
| a 850 nm | 2,6 / 3,5 dB/km | 2,5 / 3,5 dB/km | 2,5 / 3,0 dB/km | ||
| a 1300 nm | 0,5 / 1,5 dB/km | 0,6 / 1,5 dB/km | 0,5 / 1,5 dB/km | ||
| Longitudes de onda con dispersión cero | 1320-1365 nm | 1295-1340 nm | 1297-1328 nm | ||
| Apertura numérica | 0.275 ± 0.015 | 0.200 ± 0.015 | |||
| Índice de refracción efectivo del grupo a 850 nm | 1.497 | 1.483 | |||
| Índice de refracción efectivo del grupo a 1300 nm | 1.493 | 1.478 | |||
| Características de rendimiento | |||||
| Rendimiento | |||||
| a 850 nm | ≥ 160 - ≥ 250 MHz-km | ≥ 500 MHz-km | ≥ 1500 MHz-km | ≥ 3500 MHz-km | ≥ 3500 MHz-km |
| a 953 nm | ≥ 1850 MHz-km | ||||
| a 1300 nm | ≥ 500 - ≥ 800 MHz-km | ≥ 500 MHz-km | |||
| Ancho de banda modal efectivo a 850 nm | ≥ 2000 MHz-km | ≥ 4700 MHz-km | |||
| Ancho de banda modal efectivo a 953 nm | ≥ 2470 MHz-km | ||||
| Longitud de la sección transferida a velocidad | 1 Gbps | 10 Gbps | |||
| a 850 nm | ≥ 300 - ≥ 500 m | ≥ 500 m | 300 m | 550 m | |
| a 1300 nm | ≥ 550 - ≥ 1000 m | ≥ 500 m | 300 m | 300 m | |
| Características geométricas | |||||
| Diámetro del núcleo | 62,5 ± 2,5 µm | 50 ± 2,5 µm | |||
| Núcleo uncircular | ≤ 5.0 % | ||||
| Error de concentricidad núcleo/cáscar | ≤ 1 µm | ≤ 1.5 µm | ≤ 1 µm | ||
| Diámetro del caparazón | 125,0 ± 1,0 µm | ||||
| Pérdidas por macroflexión | |||||
| 100 vueltas, radio de curva 37,5 mm a 850 nm | ≤ 0,5 dB | ||||
| 100 vueltas, radio de curva 37,5 mm a 1300 nm | ≤ 0,5 dB | ≤ 0,15 dB | |||
| 2 vueltas, radio de curva 15 mm a 850 nm | ≤ 0,1 dB | ||||
| 2 vueltas, radio de curva 15 mm a 1300 nm | ≤ 0,3 dB | ||||
| 2 vueltas, radio de curva 7,5 mm a 850 nm | ≤ 0,2 dB | ||||
| 2 vueltas, radio de la curva 7,5 mm a 1300 nm | ≤ 0,5 dB | ||||
La tabla anterior también muestra los parámetros de la fibra OM5 (Optical Multimode Category 5), de normalización relativamente reciente.
Actualmente, la norma ISO/IEC 11801 (3ª edición) ha introducido la designación OM5 para la fibra multimodo de banda ancha (WBMMF). Las características de la fibra OM5 se publican en TIA-492AAAE, IEEE 60793-2-10 edición 6 y ANSI/TIA-492AAAE.
Los cables con fibras OM5 admiten todas las aplicaciones y son totalmente compatibles e intercambiables con los cables que contienen fibras OM3 y OM4.
Sin embargo, mientras que las fibras OM3 y OM4 tienen un ancho de banda eficiente a 850 nm, las fibras OM5 permiten implantar tecnologías de densificación del espectro en fibras multimodo, ya que están diseñadas para soportar cuatro longitudes de onda en la gama de 850-950 nm, lo que ofrece un soporte óptimo para las nuevas aplicaciones de multiplexación por división de longitud de onda corta (SDWM) y abre la posibilidad de implantar de forma eficiente enlaces Ethernet de 200G, 400G y 800G basados en fibra multimodo.
Ya están disponibles dispositivos que implementan SDWM en longitudes de onda de 850, 880, 910 y 940 nm, con una separación entre canales de 30 nm, una anchura de canal de 14 nm y una distancia de guarda de canal de 16 nm:
Longitudes de onda nominales de los canales, nm | |||||||
850 | 880 | 910 | 940 | ||||
Inicio | fin | Inicio | fin | Inicio | fin | Inicio | fin |
844 | 858 | 874 | 888 | 904 | 918 | 934 | 948 |
La introducción de SDWM, cuando se utiliza OM5, ofrece la oportunidad de reducir el número de fibras paralelas en al menos un factor de cuatro, utilizando sólo dos fibras (en lugar de ocho) para la transmisión de 40G y 100G y reduciendo el número de fibras necesarias para velocidades más altas.
A medida que aumenta la cantidad de tráfico y sigue bajando el coste del cable de fibra óptica, hay que pensar en trasladar la infraestructura de red a un entorno óptico. Especialmente a medida que las nuevas tecnologías exigen mayores velocidades y una conectividad más fiable, la fibra óptica se está convirtiendo en la solución ideal para muchos proyectos de cableado. Antes de determinar que la fibra óptica es la opción adecuada para su proyecto, hay que tomar otra decisión: ¿quiere fibra monomodo o multimodo? Una no es superior a la otra: cada una tiene su lugar en las aplicaciones de red. Pero no conocer las diferencias puede hacer que elijas el tipo de cable equivocado o que utilices un cable incompatible con tus dispositivos de fibra óptica, lo que puede afectar negativamente a la señal.
Tabla resumen de las principales características técnicas de las fibras ópticas monomodo
| G.652.D | G.657.A1 | G.657.A2 | G.657.B3 | G.655.D | G.656 | |
| Características ópticas | ||||||
| Coeficiente de atenuación del tubo holgado (típico / máximo) | ||||||
| a 1310 nm | 0,32 / 0,36 dB/km | |||||
| a 1550 nm | 0,19 / 0,24 dB/km | 0,23 / 0,4 dB/km | ||||
| a 1625 nm | 0,22 / 0,26 dB/km | 0,26 / 0,4 dB/km | ||||
| Coeficiente de atenuación del búfer ajustado (típico / máximo) | ||||||
| a 1310 nm | 0,35 / 0,40 dB/km | 0,23 / 0,4 dB/km | ||||
| a 1550 nm | 0,25 / 0,40 dB/km | 0,31 / 0,4 dB/km | ||||
| Longitud de onda de corte | ≤ 1260 nm | ≤ 1450 nm | ||||
| Longitud de onda de dispersión cero | 1302-1322 nm | 1302-1324 nm | 1300-1324 nm | |||
| Dispersión cromática a 1285 ~ 1330 nm | ≤ 3,5 ps/(nm.km) | |||||
| Dispersión cromática a 1460 ~ 1550 nm | -4,2 - 6,2 ps/(nm.km) | |||||
| Dispersión cromática a 1530 ~ 1565 nm | 5,5-10,0 ps/(nm.km) | |||||
| Dispersión cromática a 1550 ~ 1625 nm | 2,8-11,2 ps/(nm.km) | |||||
| Dispersión cromática a 1565 ~ 1625 nm | 7.5–13.5 ps/(nm.km) | |||||
| Dispersión cromática a 1550 nm | ≤ 18,0 ps/(nm.km) | |||||
| Dispersión cromática a 1625 nm | ≤ 22,0 ps/(nm.km) | |||||
| Índice de refracción efectivo del grupo a 1310 nm | 1.467 | |||||
| a 1550 nm | 1.468 | |||||
| a 1625 nm | 1.468 | |||||
| Coeficiente de retrodispersión a una longitud de onda de 1310 nm | -79.2 dB | |||||
| a 1550 nm | -81.7 dB | |||||
| a 1625 nm | -82.5 dB | |||||
| Características geométricas | ||||||
| Diámetro del campo modal a 1310 nm | 9,2 ± 0,4 мкм | 8,9 ± 0,4 мкм | 8,6 ± 0,4 мкм | |||
| a 1550 nm | 10,4 ± 0,5 мкм | 9,6 ± 0,4 µm | 9,2 ± 0,5 µm | |||
| Diámetro del caparazón | 125,0 ± 0,7 µm | 125,0 ± 0,7 µm | 125,0 ± 1,0 µm | |||
| Diámetro del revestimiento primario (fibra sin teñir) | 242 ±5 µm | |||||
| Diámetro del revestimiento primario (fibra teñida) | 250 ±10 µm | |||||
| Pérdidas por macroflexión | ||||||
| 100 vueltas, radio de curva 25 mm a 1310 nm | ≤ 0,05 dB | |||||
| 100 vueltas, radio de curva 25 mm a 1550 nm | ≤ 0,05 dB | ≤ 0,05 dB | ||||
| 100 vueltas, radio de curva 30 mm a 1625 nm | ≤ 0,05 dB | ≤ 0,05 dB | ||||
| 10 vueltas, radio de curva 15 mm a 1550 nm | ≤ 0,25 dB | ≤ 0,03 dB | ||||
| 10 vueltas, radio de curva 15 mm a 1625 nm | ≤ 1,00 dB | ≤ 0,1 dB | ||||
| 1 vuelta, radio de curva 16 mm a 1550 nm | ≤ 0,05 dB | ≤ 0,5 дБ | ||||
| 1 vuelta, radio de curva 10 mm a 1550 nm | ≤ 0,75 dB | ≤ 0,1 dB | ≤ 0,03 dB | |||
| 1 vuelta, radio de curva 10 mm a 1625 nm | ≤ 1,50 dB | ≤ 0,2dB | ≤ 0,1 dB | |||
| 1 vuelta, radio de curva 7,5 mm a 1550 nm | ≤ 0,5 dB | ≤ 0,08 dB | ||||
| 1 vuelta, radio de curva 7,5 mm a 1625 nm | ≤ 1,0 dB | ≤ 0,25 dB | ||||
| 1 vuelta, radio de curva 5 mm a 1550 nm | ≤ 0,15 dB | |||||
| 1 vuelta, radio de curva 5 mm a 1625 nm | ≤ 0,45 dB | |||||
La propagación de la señal electromagnética óptica se describe detalladamente en los libros de texto de las universidades, diversas obras científicas y describe este proceso físico con el máximo detalle y precisión matemática. Consideraremos el principio de funcionamiento de dos tipos de fibra en forma de descripción, que estará al alcance de una persona que no tenga conocimientos básicos en el ámbito de la fibra óptica. Esto permitirá comprender las diferencias básicas entre estos dos medios de propagación de señales.
Diferencias estructurales
Los dos parámetros principales de una fibra óptica son el núcleo conductor de la luz y el revestimiento conductor de la luz. Para entenderlo mejor, se puede comparar una fibra con una tubería normal: las paredes de la tubería son el revestimiento que refleja la luz, el espacio interior de la tubería es el núcleo. Así, en la fibra multimodo el diámetro del espacio interior es bastante grande: 62,5 micras o 50 micras, mientras que en la unimodo es de sólo 9 micras, es decir, varias veces menos. Por tanto, en la fibra multimodo la señal se compone de muchas ondas que se propagan por un espacio bastante grande, por lo que la señal se atenúa más y tiene un alcance relativamente corto. En la fibra monomodo se aplica otro principio: el pequeño diámetro del núcleo se complementa con una onda portadora única pero bastante potente, que permite transmitir la señal a una distancia de varios cientos de kilómetros sin regeneración.
Diferencias en el alcance de la señal
Como por un cable de fibra óptica multimodo viajan múltiples haces modales/de luz, sólo proporciona un gran ancho de banda en distancias cortas. Cuando la señal recorre distancias más largas, la dispersión modal (distorsión) se convierte en un problema. Esto suele expresarse en términos de la característica "ancho de banda modal efectivo" de la fibra, que es la relación inversa entre el ancho de banda de la fibra y su distancia. A medida que aumenta el ancho de banda, disminuye el alcance -y viceversa- debido al efecto de la dispersión modal.
En la fibra monomodo, toda la luz de un pulso viaja aproximadamente a la misma velocidad y llega aproximadamente al mismo tiempo, lo que elimina los efectos de la dispersión modal que se dan en la fibra multimodo. Esto permite mayores niveles de ancho de banda con menos pérdida de señal en distancias más largas. Por tanto, la fibra monomodo es ideal para transmitir señales a largas distancias, como entre sucursales de fabricación, bajo el agua o a oficinas remotas. En esencia, no hay limitaciones de distancia para ella.
Diferencias de coste
Actualmente, la fibra monomodo suele ser más barata que la multimodo, pero también es importante tener en cuenta otros factores de coste. La mayoría de los sistemas de fibra óptica utilizan transceptores, que combinan un transmisor y un receptor en un único módulo, utilizando la tecnología de fibra óptica para enviar y recibir datos a través de una red óptica. Ahora mismo, el precio de los transceptores multimodo es de dos a tres veces inferior al de los monomodo. Sin embargo, como los precios de los transceptores están bajando, el monomodo se utiliza cada vez más en aplicaciones de corta distancia como opción rentable.