La fibra multimodo gana terreno para uso de alta velocidad a corta distancia

A medida que la demanda de transmisión de datos sigue aumentando, la necesidad de soluciones de comunicación de corto alcance económicas y eficientes nunca ha sido mayor. La fibra multimodo (MMF) se ha convertido en la opción preferida para las redes empresariales, los centros de datos y los entornos de campus, ofreciendo ventajas únicas que reducen los costos de los equipos al tiempo que amplían los límites de las aplicaciones a través de la innovación tecnológica continua.

La fibra multimodo sirve como piedra angular para la transmisión de datos a corta distancia, soportando aplicaciones dentro de edificios o redes de campus. Capaz de ofrecer velocidades de datos de hasta 800 Gbit/s, la MMF satisface los requisitos de red modernos para un alto ancho de banda. A diferencia de la fibra monomodo (SMF), la MMF presenta un diámetro de núcleo mayor que permite que múltiples modos de luz se propaguen simultáneamente. Sin embargo, este diseño introduce la dispersión modal, que limita las distancias de transmisión.

A pesar de esta limitación, la MMF sigue siendo popular debido a su rentabilidad. El equipo para la comunicación MMF suele costar significativamente menos que los sistemas SMF. En términos de rendimiento, la MMF puede lograr:

• 100 Mbit/s a más de 2 km (utilizando el estándar 100BASE-FX)
• 1 Gbit/s a más de 1.000 metros
• 10 Gbit/s a más de 550 metros

Con su alta capacidad y fiabilidad, la MMF sirve comúnmente como columna vertebral para las redes de edificios. Cada vez más, los usuarios están extendiendo la fibra a los escritorios o áreas de trabajo para aprovechar al máximo las ventajas ópticas. Las arquitecturas estandarizadas como el cableado centralizado y la fibra al armario de telecomunicaciones permiten concentrar los equipos electrónicos en las salas de telecomunicaciones, reduciendo la electrónica activa en cada planta.

Más allá de las redes, la MMF desempeña un papel fundamental en:

• Transmisión de señales ópticas para equipos espectroscópicos de fibra óptica en miniatura
• Desarrollo de espectrómetros portátiles
• Transmisión de señales ópticas de alta potencia para aplicaciones como la soldadura láser

La diferencia fundamental entre MMF y SMF radica en el diámetro del núcleo. El núcleo más grande de la MMF (típicamente 50–100 μm) permite que se propaguen múltiples modos de luz, simplificando la alineación y la instalación al tiempo que reduce los costos. Esto hace que la MMF sea ideal para la transmisión de datos de corto a mediano alcance en redes empresariales, centros de datos y entornos de campus, soportando velocidades de datos de hasta 100 Gbps a distancias que suelen oscilar entre 300 y 550 metros (dependiendo del tipo de fibra: OM3, OM4, OM5).

Los sistemas MMF pueden utilizar fuentes de luz de menor costo, como LED y láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL), lo que reduce aún más los costos del sistema al tiempo que mantiene un rendimiento fiable. Estos operan a longitudes de onda de 850 nm y 1300 nm, en comparación con las longitudes de onda de telecomunicaciones de 1310 nm o 1550 nm de la SMF. Sin embargo, el producto ancho de banda-distancia de la MMF sigue siendo inferior al de la SMF.

El tamaño de núcleo más grande hace que la MMF sea susceptible a la dispersión modal, donde diferentes modos de luz viajan a velocidades variables. Además, las fuentes LED producen múltiples longitudes de onda que se propagan a diferentes velocidades, causando dispersión cromática, otro factor que limita la longitud del cable MMF. Por el contrario, los láseres SMF generan luz coherente de una sola longitud de onda.

Los estándares de la industria diferencian la MMF y la SMF a través de los colores de la cubierta: amarillo para la SMF, naranja o aguamarina para la MMF (dependiendo del tipo), con púrpura que a veces indica fibra OM4 de mayor rendimiento.

La MMF se caracteriza por los diámetros del núcleo y el revestimiento (por ejemplo, 62,5/125 μm) y puede presentar perfiles refractivos de índice escalonado o de índice graduado, cada uno con distintas propiedades de dispersión que afectan a la distancia de propagación. El estándar ISO 11801 clasifica la MMF como OM1, OM2, OM3, OM4 u OM5 en función del ancho de banda modal.

Las fibras tradicionales de 62,5/125 μm (OM1) y 50/125 μm (OM2) han servido en interiores de edificios durante años, soportando aplicaciones desde Ethernet de 10 Mbit/s hasta Gigabit Ethernet de 1 Gbit/s. Las implementaciones más recientes suelen utilizar MMF de 50/125 μm optimizada para láser (OM3), que admite Ethernet de 10 Gigabit hasta 300 metros. Desde entonces, los fabricantes han mejorado los procesos para permitir la compatibilidad con 10 GbE a 400 metros.

La transición a MMF optimizada para láser (LOMMF)/OM3 se ha acelerado a medida que los usuarios se actualizan a redes de mayor velocidad. Mientras que los LED alcanzan un máximo de 622 Mbit/s de velocidad de modulación, los VCSEL admiten más de 10 Gbit/s y alimentan muchas redes de alta velocidad.

Los desarrollos recientes incluyen la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) en MMF para Ethernet de 200/400 Gigabit, lo que llevó a la estandarización de 2017 de la fibra OM5 que admite longitudes de onda de 850-953 nm.

Los colores de la cubierta ayudan a identificar los tipos de MMF: naranja para OM1/OM2, aguamarina para OM3/OM4, verde lima para OM5, y algunos proveedores utilizan púrpura para las variantes "OM4+".

La dispersión modal, medida a través del retardo de modo diferencial (DMD), sigue siendo un desafío clave. Las técnicas de fabricación de LOMMF ahora minimizan las variaciones de la fibra que afectan a la propagación del pulso de luz, mejorando los perfiles de índice de refracción para mantener la integridad de la señal a distancias más largas.

La siguiente tabla resume las distancias mínimas de transmisión de las variantes de Ethernet sobre varios tipos de MMF:

*Se requiere un cable de conexión de acondicionamiento de modo