Fibra monomodo frente a multimodo

La fibra tiene dos tipos principales, que se diferencian sobre todo por el tamaño del núcleo y por la forma en que la luz viaja por ellos: monomodo y multimodo. La elección afecta a la distancia, la velocidad y el coste. Elegir la adecuada para un enlace es una habilidad fundamental, y el examen pregunta habitualmente cómo asociar cada tipo con sus ventajas. En esta lección se comparan claramente para que nunca los confunda.

Un modo es una trayectoria que la luz puede seguir por la fibra. Un núcleo ancho permite que la luz entre en muchos ángulos, por lo que viaja simultáneamente por muchas trayectorias o modos. Un núcleo muy estrecho obliga a la luz a seguir prácticamente una única trayectoria recta: un solo modo. El diámetro del núcleo es la diferencia clave que da nombre a cada tipo de fibra y determina su comportamiento.

La fibra monomodo (SMF) tiene un núcleo diminuto (de unos 9 micrómetros) que permite una sola trayectoria de luz. Al haber un único modo, la luz se mantiene concentrada y limpia, por lo que recorre distancias muy largas —muchos kilómetros— con un ancho de banda muy alto. La SMF utiliza fuentes de luz láser y es la opción elegida para las troncales de telecomunicaciones, los tendidos largos de campus y los enlaces de proveedores de servicios.

La fibra multimodo (MMF) tiene un núcleo más grande (de unos 50 o 62,5 micrómetros) que permite que la luz recorra muchas trayectorias a la vez. Esto hace que sea más barata de fabricar y más fácil de manipular, y que funcione bien con fuentes de luz LED o VCSEL de bajo coste. Sin embargo, las múltiples trayectorias limitan su distancia, por lo que la MMF es adecuada para tendidos más cortos, como los que se encuentran dentro de un edificio o centro de datos, normalmente de hasta unos cientos de metros.

¿Por qué la fibra multimodo alcanza distancias más cortas? Por la dispersión modal. La luz que viaja por múltiples trayectorias llega en momentos ligeramente diferentes, de modo que un pulso nítido se extiende y se difumina con la distancia, hasta que el receptor ya no puede leerlo correctamente. La fibra monomodo tiene prácticamente una sola trayectoria, por lo que sus pulsos se mantienen nítidos durante mucho más tiempo. La dispersión modal es la razón principal de la diferencia de alcance.

La fibra multimodo se clasifica en categorías OM: OM1, OM2, OM3, OM4 y OM5. Los números más altos admiten un mayor ancho de banda y distancia. OM3 y OM4 son habituales en enlaces de 10 gigabits y superiores en centros de datos, y suelen ser de color aguamarina. La fibra monomodo suele llevar una cubierta de color amarillo. La codificación por colores ayuda a los técnicos a distinguirlas de un vistazo.

Memorice las diferencias clave:

• Monomodo — núcleo diminuto, fuente láser, larga distancia, mayor coste y cubierta amarilla.
• Multimodo — núcleo más grande, fuente LED/VCSEL, menor distancia, menor coste y cubierta aguamarina o naranja.

La fibra monomodo gana en distancia y ancho de banda; la multimodo gana en coste para tendidos cortos.

De forma contraintuitiva, el cable monomodo puede costar lo mismo que el multimodo, pero los transceptores y láseres monomodo son más caros debido a su precisión. La óptica más económica de la fibra multimodo la hace rentable para los numerosos enlaces cortos dentro de un edificio. Por tanto, la decisión de coste depende realmente de la óptica y la distancia, no solo del vidrio; este es un matiz que el examen puede evaluar.

La regla general es sencilla: utilice fibra monomodo para distancias largas (entre edificios, a través de una ciudad o en telecomunicaciones) y fibra multimodo para distancias cortas (dentro de un edificio o centro de datos). Nunca conecte directamente un segmento monomodo con uno multimodo, ya que sus núcleos no coinciden y el enlace fallará o funcionará mal. Mantenga el mismo tipo de fibra, transceptor y conectores en todo el tendido.

Los dos tipos de fibra se combinan con diferentes fuentes de luz. La fibra monomodo utiliza láseres precisos y enfocados que inyectan luz en su diminuto núcleo. La fibra multimodo suele utilizar LED o VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers, láseres de emisión superficial de cavidad vertical) más económicos, adecuados para su núcleo de mayor tamaño. Esta combinación explica en parte por qué la óptica monomodo cuesta más y significa que un transceptor está diseñado para un tipo concreto de fibra: no puede cambiar libremente un módulo multimodo por uno monomodo.

En la práctica, un proveedor de Internet instala fibra monomodo por toda la región hasta su vecindario; un centro de datos utiliza fibra multimodo OM4 entre switches de racks separados por unos pocos metros; y un campus conecta dos edificios distantes mediante fibra monomodo. Reconocer estos patrones le ayuda a responder preguntas basadas en situaciones, en las que la distancia y el entorno indican claramente un tipo de fibra frente al otro.

Compruebe sus conocimientos sobre los tipos de fibra.

Ha comparado los dos tipos de fibra. La monomodo tiene un núcleo diminuto y una sola trayectoria de luz, utiliza láseres y cubre largas distancias con un gran ancho de banda, por lo que es ideal para troncales y enlaces entre edificios. La multimodo tiene un núcleo más grande con múltiples trayectorias de luz, utiliza óptica LED/VCSEL más económica y es adecuada para tendidos cortos, ya que la dispersión modal difumina sus pulsos con la distancia. La fibra multimodo se clasifica en categorías OM (OM3/OM4 son habituales); la monomodo es amarilla y la multimodo suele ser aguamarina. Asocie la distancia y el entorno con el tipo de fibra adecuado.