Como converter fibra multimodo para monomodo ou vice-versa?

Uma onda de luz com certa frequência, estado de polarização e direção de transmissão é chamada de modo de transmissão de onda de luz. Fibra multimodo (MMF) e fibra monomodo (SMF) são dois tipos de cabo de fibra óptica classificados por modo de transmissão. Uma distinção funcional é a distância de transmissão. A rede local (LAN) frequentemente implanta MMFs e equipamentos MMF para conexões de curto alcance dentro de edifícios. Portanto, o enlace entre edifícios da LAN para a rede de longa distância (WAN) precisa usar fibra monomodo para estender a distância de transmissão. Este artigo apresenta o contexto da conversão de modo de fibra e três métodos de conversão entre monomodo e multimodo.

Base de conhecimento sobre fibra multimodo vs monomodo

É possível distinguir SMF de MMF pela cor da capa externa — a fibra monomodo tem uma capa de cabo amarela, enquanto fibras com capas de cabo laranja, azul aqua, vermelho rosado ou verde são fibras multimodo. 

A luz viaja em linha reta pelo núcleo sem que ocorra qualquer reflexão na parede entre o núcleo e o revestimento da fibra em fibra monomodo. Em fibra multimodo, um pulso de luz se separa em vários feixes e reflete constantemente ao longo da parede interna, o que causa muita dispersão e perda de sinal. 

Fig 1: Modo de transmissão de fibra monomodo vs multimodo

Consequentemente, a fibra multimodo tem restrições de transmissão. A capacidade máxima de transmissão da MMF é de cerca de 300m a 400m. No entanto, a fibra monomodo sem perda de potência pode transportar a luz por muito mais tempo, 10km, 20km, 40km, 80km e até mais longe.

Outra diferença entre os dois é o diâmetro do núcleo. O núcleo da fibra monomodo tem um diâmetro muito estreito, normalmente 5µm, 7µm e 9µm. O diâmetro do núcleo da fibra multimodo é várias vezes maior que o da fibra monomodo; 62,5µm ou 50µm são comuns. 

Fig. 2: Diâmetro do núcleo de fibra monomodo vs multimodo

Quando os usuários querem usar fibra monomodo junto com fibra multimodo, a primeira ideia que vem à mente é conectá-las diretamente. Devido à diferença significativa entre SMF e MMF no tamanho do diâmetro do núcleo da fibra, emendar ou acoplar passivamente fibra multimodo à fibra monomodo causará falha no link. A conversão de modo da fibra é encontrar maneiras de resolver o problema.

O que impulsiona a demanda por conversão de multimodo para monomodo ou vice-versa?

Então, qual é a causa do uso misto de fibra multimodo e monomodo? Como vemos, os transceptores ópticos aplicados na interconexão ponto a ponto são simétricos. Por exemplo, a extremidade A com uma porta 10G SFP+ abriga um módulo 10GBASE-SR SFP+. Para realizar a conexão direta de curto alcance ao switch da extremidade B com a mesma porta, o mesmo módulo 10GBASE-SR SFP+ deve ser conectado à porta do switch da extremidade B. Em seguida, use uma fibra multimodo para conectar as duas extremidades. Este é o cenário de aplicação mais ideal e simples. 

E se a extremidade B estiver localizada em outro edifício, a dezenas de quilômetros de distância da extremidade A? Ou se o equipamento da extremidade B for monomodo ou precisar usar uma conexão de fibra monomodo? No primeiro caso, você precisa usar fibra monomodo porque a fibra multimodo não consegue alcançar essa distância. O problema é como fazer com que a SMF se conecte aos módulos multimodo do equipamento da extremidade. No segundo caso, o problema é como realizar a conexão entre uma extremidade multimodo e a outra extremidade monomodo.

Em diferentes ambientes de cabeamento, a comunicação por fibra óptica pode exigir conversão de multimodo para monomodo ou conversão de monomodo para multimodo. Mas a aplicação mais típica é a conversão de multimodo para monomodo para aumentar a distância de transmissão da rede.

As 3 principais soluções para converter fibra multimodo em monomodo ou vice-versa

A seguir, apresentarei três métodos de conversão de modo de fibra; o que eles têm em comum é depender de produtos de conversão de monomodo para multimodo.

Solução 1: Uso de conversores de mídia de fibra para fibra para conversão de multimodo para monomodo

O conversor de mídia de fibra para fibra oferece várias funções de conversão, ou seja, conversão de multimodo para monomodo, conversão de duplex para simplex e conversão de padrão para comprimento de onda WDM. Para entender como o conversor de mídia de fibra transfere de multimodo para monomodo, veja o conversor de fibra multimodo para monomodo pela QSFPTEK como exemplo. O produto tem dois slots SFP/SFP+, que podem acomodar dois módulos SFP/SFP+. Para converter MMF em SMF, conecte um dos slots com um transceptor SFP+ 10GBASE-SR para conexão de fibra multimodo e o outro slot com um transceptor SFP+ 10GBASE-LR para enlace de fibra monomodo. Assim, um enlace MMF local dentro de 400m pode ser ampliado para pelo menos 10km e até 140km ao combinar ópticas diferentes.

No cenário de aplicação abaixo, dois switches Ethernet localizados em dois edifícios precisam ser conectados. Ambos os switches estão equipados com módulos de fibra multimodo, mas a distância entre os edifícios é de cerca de 6km. Implantamos um par de conversores de mídia fibra-para-fibra 10G e dois SFP+ 10G-SR para conectar os switches Ethernet por OM3 MMFs. Em seguida, conectamos a outra porta do conversor de mídia em ambas as extremidades com SFPs 10G-LR por uma OS2 SMF.

Fig 3: Conversor multimodo para monomodo com conversor de mídia multimodo para monomodo

Solução 2: Usando transponder WDM para conversão de multimodo para monomodo

O transponder WDM também é conhecido como óptico para elétrico para óptico (OEO). Os sistemas WDM adotam amplamente o transponder WDM (OEO) para converter comprimento de onda legado em comprimento de onda CWDM ou DWDM. Além disso, o OEO também funciona para conversão de MMF para SMF, que é obtida convertendo MMF de 850nm em SMF de 1310nm.

No exemplo abaixo, as duas portas deste transponder WDM têm, respectivamente, um SFP monomodo e um SFP multimodo. Como na solução anterior, use uma MMF OM3 para conectar a porta multimodo do OEO e a porta multimodo do switch. Em seguida, conecte as portas SFP SMF do transponder WDM por meio de uma fibra monomodo OS2 para estender o alcance entre edifícios.

Fig. 4: Conversor multimodo para monomodo com transponder WDM

Solução 3: Uso de cabos patch de condicionamento de modo para conversão de monomodo para multimodo

Na estrutura, um cabo de patch de condicionamento de modo (MCP) é um cabo patch de fibra duplex composto por dois filamentos de fibras. Uma extremidade de uma das fibras termina em um conector monomodo e em um pequeno trecho de SMF. Os outros três terminais são conectores multimodo e MMFs. O único trecho SMF em amarelo do cabo MCP é para conectar o 1000BASE-LX e outros módulos compatíveis em equipamentos de transmissão. O requisito para MCP limita estritamente os tipos de módulos. Para Ethernet gigabit, o requisito para MCP é especificado apenas para SFPs 1G 1000BASE-LX/LH na janela de comprimento de onda de 1310 nm. Para Ethernet de 10 gigabits, ele é estipulado apenas para ópticas 10GBASE-LX4 e 10GBASE-LRM na janela de comprimento de onda de 1310 nm. A perna MMF em laranja serve para conectar o lado receptor. Um ponto a observar é que a fibra MCP só pode transferir de monomodo para multimodo, não o contrário.

Fig. 5: Conversor monomodo para multimodo com cabo patch de condicionamento de modo

Soluções de conversão de modo de fibra da QSFPTEK

O conversor de mídia de fibra QSFPTEK fornece conversão de MMF para SMF e conversão de fibra dupla para fibra única. As soluções de conectividade de rede são mostradas nas figuras abaixo.

Nos casos a seguir, dois switches de fibra são colocados em dois edifícios. A rede interna do edifício é baseada em fibras multimodo econômicas e SFPs multimodo. A distância entre os edifícios é de 10km ou até maior. O problema aqui é conseguir a conexão switch-to-switch entre os dois edifícios.

Conversão de MMF para SMF

Esta solução implanta conversores de mídia de fibra para fibra para converter multimodo em monomodo. Em seguida, insira módulos SFP+ 10GBASE-LR/ER/ZR com base no alcance do link e fibra monomodo para um link de longo alcance. 

Fig 6: solução de conversor de fibra multimodo para monomodo QSFPTEK

Portfólio de Produtos da Solução:

Conversão de Fibra Dupla para Fibra Única

Usando um par de conversores de mídia de fibra para converter a fibra dupla em fibra única. Em seguida, conecte módulos BIDi SFP+ e fibra simplex para um enlace de longo alcance. 

Fig. 7: Solução de conversor de fibra duplex para simplex da QSFPTEK

Portfólio de Produtos da Solução:

Conclusão

Em resumo, a conversão entre fibra monomodo e multimodo é necessária nos seguintes casos:

• A rede MMF atual não consegue atender às necessidades de transmissão de longa distância

• A conectividade SMF é indispensável para o equipamento baseado em conexão multimodo

Conversor de mídia multimodo para monomodo e transponder WDM são duas soluções para realizar a conversão de MMF para SMF ou de SMF para MMF. Para redes não WDM, escolher um conversor de mídia de fibra é mais econômico, pois um transponder WDM é caro. Os cabos patch de fibra com condicionamento de modo são apenas para conversão de SMF para MMF. O preço do MCP no mercado também é acessível.

Se você está procurando soluções de conversão de modo de fibra, seja de multimodo para monomodo ou de monomodo para multimodo, a QSFPTEK terá prazer em ajudar. Nossos especialistas têm dezenas de anos de experiência em P&D. Para cotação de produto, fale ao vivo com nossa equipe de vendas ou envie um e-mail via [email protected].