¿Cómo convertir fibra multimodo a fibra monomodo o viceversa?

Una onda luminosa con una determinada frecuencia, estado de polarización y dirección de transmisión se denomina modo de transmisión de onda luminosa. La fibra multimodo (MMF) y la fibra monomodo (SMF) son dos tipos de cable de fibra óptica clasificados por modo de transmisión. Una diferencia en su función es la distancia de transmisión. La red de área local (LAN) suele desplegar MMF y equipos MMF para conexiones de corto alcance dentro de edificios. Por lo tanto, el enlace entre edificios desde la LAN a la red de área amplia (WAN) debe utilizar fibra monomodo para ampliar la distancia de transmisión. Este artículo presenta los antecedentes de la conversión de modo de fibra y tres métodos de conversión entre monomodo y multimodo.

Conceptos básicos de fibra multimodo frente a fibra monomodo

Se puede distinguir SMF de MMF por el color de la cubierta exterior — la fibra monomodo tiene una cubierta de cable amarilla, mientras que las fibras con cubiertas de cable naranja, azul agua, rojo rosado o verde son fibras multimodo. 

La luz viaja en línea recta a través del núcleo sin que se produzca ninguna reflexión desde la pared entre el núcleo y el revestimiento de la fibra en la fibra monomodo. En la fibra multimodo, un pulso de luz se separa en varios haces y se refleja constantemente a lo largo de la pared interior, lo que genera mucha dispersión y pérdida de señal. 

Fig. 1: modo de transmisión de fibra monomodo vs multimodo

Por consiguiente, la fibra multimodo tiene restricciones de transmisión. La capacidad máxima de transmisión de MMF es de aproximadamente 300m a 400m. Sin embargo, la fibra monomodo sin pérdida de potencia puede transmitir la luz durante distancias mucho más largas, 10km, 20km, 40km, 80km e incluso más.

Otra diferencia entre los dos es el diámetro del núcleo. El núcleo de fibra monomodo tiene un diámetro muy estrecho, normalmente 5µm, 7µm y 9µm. El diámetro del núcleo de fibra multimodo es varias veces el de la fibra monomodo; 62.5µm o 50µm son comunes. 

Fig. 2: Diámetro del núcleo de fibra monomodo vs multimodo

Cuando los usuarios quieren usar fibra monomodo junto con fibra multimodo, la primera idea que les viene a la mente es conectarlas directamente. Debido a la diferencia significativa entre SMF y MMF en el tamaño del diámetro del núcleo de la fibra, empalmar o acoplar pasivamente fibra multimodo a fibra monomodo provocará un fallo del enlace. La conversión de modo de fibra consiste en encontrar formas de resolver este problema.

¿Qué impulsa la demanda de conversión de multimodo a monomodo o viceversa?

Entonces, ¿cuál es la causa de mezclar el uso de fibra multimodo y monomodo? Como vemos, las ópticas aplicadas en la interconexión punto a punto son simétricas. Por ejemplo, el extremo A con un puerto 10G SFP+ alberga un módulo 10GBASE-SR SFP+. Para realizar la conexión directa de corto alcance al switch del extremo B con el mismo puerto, se debe conectar el mismo módulo 10GBASE-SR SFP+ al puerto del switch del extremo B. Luego use una fibra multimodo para conectar los dos extremos. Este es el escenario de aplicación más ideal y simple. 

¿Qué ocurre si el extremo B está ubicado en otro edificio, a decenas de kilómetros del extremo A? ¿O si el equipo del extremo B es monomodo o debe usar una conexión de fibra monomodo? En el primer caso, debe utilizar fibra monomodo porque la fibra multimodo no puede llegar tan lejos. El problema es cómo lograr que la SMF se conecte a los módulos multimodo del equipo final. En el segundo caso, el problema es cómo lograr la conexión entre un extremo multimodo y el otro extremo monomodo.

En diferentes entornos de cableado, la comunicación por fibra óptica puede requerir conversión de multimodo a monomodo o conversión de monomodo a multimodo. Pero la aplicación más típica es la conversión de multimodo a monomodo para aumentar la distancia de transmisión de la red.

Las 3 mejores soluciones para convertir fibra multimodo a monomodo o viceversa

A continuación, presentaré tres métodos de conversión de modo de fibra; lo que tienen en común es que se basan en productos de conversión de monomodo a multimodo.

Solución 1: Uso de conversores de medios de fibra a fibra para la conversión de multimodo a monomodo

El convertidor de medios de fibra a fibra proporciona múltiples funciones de conversión, es decir, conversión de multimodo a monomodo, conversión de dúplex a símplex y conversión de longitud de onda estándar a WDM. Para entender cómo el convertidor de medios de fibra transfiere de multimodo a monomodo, tome el convertidor de fibra multimodo a monomodo de QSFPTEK como ejemplo. El producto tiene dos ranuras SFP/SFP+, que pueden alojar dos módulos SFP/SFP+. Para convertir MMF a SMF, conecte una de las ranuras con un transceptor SFP+ 10GBASE-SR para la conexión de fibra multimodo y la otra ranura con un transceptor SFP+ 10GBASE-LR para el enlace de fibra monomodo. Así, un enlace MMF local dentro de 400m puede ampliarse hasta al menos 10km y hasta 140km al combinar ópticas diferentes.

En el siguiente escenario de aplicación, es necesario conectar dos switches Ethernet ubicados en dos edificios. Ambos switches están equipados con módulos de fibra multimodo, pero la distancia entre los edificios es de unos 6km. Implementamos un par de convertidores de medios de fibra a fibra 10G y dos SFP+ 10G-SR para conectar los switches Ethernet a través de MMF OM3. Luego conecte el otro puerto del convertidor de medios en ambos extremos con SFP 10G-LR a través de una SMF OS2.

Fig 3: Convertidor multimodo a monomodo con convertidor de medios multimodo a monomodo

Solución 2: Uso de un transpondedor WDM para la conversión de multimodo a monomodo

El transpondedor WDM también se conoce como óptico-eléctrico-óptico (OEO). Los sistemas WDM adoptan ampliamente el transpondedor WDM (OEO) para convertir longitudes de onda heredadas a longitudes de onda CWDM o DWDM. Además, OEO también funciona para la conversión de MMF a SMF, que se logra convirtiendo MMF de 850nm a SMF de 1310nm.

En el ejemplo siguiente, los dos puertos de este transpondedor WDM tienen un SFP monomodo y un SFP multimodo, respectivamente. Como en la solución anterior, use una MMF OM3 para conectar el puerto multimodo del OEO y el puerto multimodo del switch. Luego conecte los puertos SFP SMF del transpondedor WDM mediante una fibra monomodo OS2 para ampliar el alcance entre edificios.

Fig. 4: Convertidor multimodo a monomodo con transpondedor WDM

Solución 3: Uso de cables de conexión de acondicionamiento de modo para conversión de monomodo a multimodo

En estructura, un cable de conexión de acondicionamiento de modo (MCP) es un cable de conexión de fibra dúplex compuesto por dos hebras de fibra. Un extremo de una de las fibras termina en un conector monomodo y un tramo corto de SMF. Los otros tres terminales son conectores multimodo y MMF. La única rama SMF amarilla del cable MCP sirve para conectar 1000BASE-LX y otros módulos compatibles en equipos de transmisión. El requisito de MCP limita estrictamente los tipos de módulos. Para Gigabit Ethernet, el requisito de MCP se especifica únicamente para SFP 1G 1000BASE-LX/LH en la ventana de longitud de onda de 1310 nm. Para Ethernet de 10 gigabits, se estipula únicamente para ópticas 10GBASE-LX4 y 10GBASE-LRM en la ventana de longitud de onda de 1310 nm. El tramo MMF en naranja sirve para conectar el lado receptor. Algo que conviene señalar es que la fibra MCP solo puede transferir de monomodo a multimodo, no al revés.

Fig. 5: Convertidor de monomodo a multimodo con cable patch de acondicionamiento de modo

Soluciones de conversión de modo de fibra QSFPTEK

El conversor de medios de fibra QSFPTEK proporciona conversión de MMF a SMF y conversión de fibra dual a fibra única. Las soluciones de conectividad de red se muestran en las figuras siguientes.

En los siguientes casos, dos switches de fibra se colocan en dos edificios. La red dentro del edificio se basa en fibras multimodo y SFP multimodo rentables. La distancia entre los edificios es de 10km o incluso más. El problema aquí es lograr la conexión switch a switch entre los dos edificios.

Conversión de MMF a SMF

Esta solución implementa convertidores de medios de fibra a fibra para convertir multimodo a monomodo. Luego inserte módulos SFP+ 10GBASE-LR/ER/ZR según el alcance del enlace y fibra monomodo para un enlace de largo alcance. 

Fig. 6: solución de convertidor de fibra multimodo a monomodo QSFPTEK

Cartera de productos de la solución:

Conversión de fibra dual a fibra única

Usar un par de convertidores de medios de fibra para convertir la fibra dual en una fibra única. Luego conecte módulos BIDi SFP+ y fibra simplex para un enlace de largo alcance. 

Fig. 7: Solución de conversor de fibra dúplex a simplex de QSFPTEK

Cartera de productos de la solución:

Conclusión

En resumen, la conversión entre fibra monomodo y multimodo es necesaria en los siguientes casos:

• La red MMF actual no puede satisfacer las necesidades de transmisión a larga distancia

• La conectividad SMF es imprescindible para el equipo basado en conexión multimodo

El conversor de medios de multimodo a monomodo y el transpondedor WDM son dos soluciones para lograr la conversión de MMF a SMF o la conversión de SMF a MMF. Para redes no WDM, elegir un conversor de medios de fibra es más rentable, ya que un transpondedor WDM es caro. Los cables de conexión de fibra con acondicionamiento de modo son solo para conversión de SMF a MMF. El precio de MCP en el mercado también es asequible.

Si busca soluciones de conversión de modo de fibra, ya sea de multimodo a monomodo o de monomodo a multimodo, QSFPTEK estará encantado de ayudarle. Nuestros expertos cuentan con decenas de años de experiencia en I+D. Para solicitar una cotización de producto, chatee en vivo con nuestro equipo de ventas o envíenos un correo electrónico a través de [email protected].