Fibra monomodo vs multimodo: OS2, OM3, OM4 — guia completo de escolha

Distinguem-se duas famílias de cabos de fibra ótica — monomodo e multimodo — cujas características físicas determinam inteiramente o desempenho, as distâncias alcançáveis e os custos de instalação. Escolher mal entre as duas opções significa ou sobredimensionar (e pagar desnecessariamente), ou subdimensionar (e ter de refazer tudo). Este guia detalha as diferenças técnicas, as normas OS1/OS2/OM1 a OM5, os tipos de cabo e de conectores, para lhe proporcionar as informações necessárias para uma escolha informada.

Monomodo vs. multimodo: o princípio físico

Numa fibra ótica, a luz propaga-se no interior de um núcleo de vidro rodeado por um revestimento cujo índice de refração é ligeiramente diferente. Esta diferença de índice cria um fenómeno de reflexão total interna que confina o sinal luminoso no núcleo.

A diferença fundamental entre o modo monomodo e o modo multimodo reside na tamanho do coração :

• Fibra monomodo — coração de 9 µm. Tão fino que só é possível um único modo de propagação: a luz viaja em linha reta, sem desvios. Resultado: ausência de dispersão modal, distâncias até 80 km, largura de banda teoricamente ilimitada.
• Fibra multimodo — coração de 50 µm (OM3/OM4/OM5) ou 62,5 µm (OM1/OM2). O núcleo largo permite que a luz siga várias trajetórias simultâneas (modos). Os diferentes modos não chegam exatamente ao mesmo tempo — é a dispersão modal, o que limita as distâncias e a largura de banda.

A desvantagem deste núcleo estreito em monomodo: é necessária uma fonte de luz muito precisa (laser DFB), que é mais cara do que um LED ou um VCSEL utilizados em multimodo. É por esta razão que os Os equipamentos ativos monomodo são mais caros do que os seus equivalentes multimodo — mas os próprios cabos têm preços semelhantes.

Fibra monomodo: OS1 e OS2

A norma IEC 60793-2-50 define duas subcategorias de fibra monomodo para a cablagem estruturada:

OS1 (ITU-T G.652) — fibra monomodo com revestimento apertado (tight-buffered), concebida para instalações interiores. Atenuação: 0,4 dB/km a 1310 nm. Distâncias típicas: até 10 km em Gigabit Ethernet (1000BASE-LX). Os cabos OS1 não suportam as solicitações mecânicas e ambientais de uma instalação no exterior.

OS2 (ITU-T G.652D) — fibra monomodo de baixa atenuação (low-water-peak), para utilização em ambientes interiores e exteriores. Atenuação: 0,2 dB/km a 1550 nm. Trata-se da norma de referência para as implantações FTTH em França (Orange, SFR, Bouygues) e para as ligações de longa distância. Distâncias: até 80 km em ligações ativas de 10 GbE.

Na linguagem corrente, a expressão «fibra monomodo» refere-se quase sempre àOS2 G.652D. A distinção entre OS1 e OS2 é especialmente relevante para os instaladores que têm de verificar a conformidade dos cabos existentes.

Uma terceira família, a G.657, é uma evolução da norma G.652 especialmente concebida para instalações em habitações:

• G.657.A1 — raio de curvatura mínimo de 10 mm. Para condutas e tubos em instalações padrão.
• G.657.A2 — raio de curvatura mínimo de 7,5 mm. Para passagens estreitas e cabos blindados.
• G.657.B3 — raio de curvatura mínimo 5 mm. Para as fitas transparentes coladas ao longo dos rodapés e das molduras.

Fibra multimodo: OM1 a OM5

As fibras multimodo são classificadas por geração, desde a OM1 (a mais antiga) até à OM5 (a mais recente). Cada geração melhora a largura de banda modal efetiva (EMB) e as distâncias alcançáveis a velocidades elevadas.

OM1 — núcleo de 62,5/125 µm, cor laranja. Largura de banda de 200 MHz·km a 850 nm. Obsoleto para novas implementações — suporta Gigabit Ethernet apenas até 275 m e 10G apenas até 33 m. Ainda presente em instalações antigas de centros de dados.

OM2 — núcleo de 50/125 µm, cor laranja. Largura de banda de 500 MHz·km a 850 nm. Gigabit Ethernet até 550 m, 10G até 82 m. Também se encontra em fim de vida útil para novas instalações.

OM3 — núcleo 50/125 µm, cor aqua. Largura de banda de 2 000 MHz·km a 850 nm (otimizada para laser). Gigabit Ethernet até 1 000 m, 10G até 300 m, 40G/100G até 100 m. A referência atual para centros de dados e salas de servidores com orçamento controlado.

OM4 — núcleo 50/125 µm, cor roxo/érika. Largura de banda de 4 700 MHz·km a 850 nm. 10G até 400 m, 40G/100G até 150 m, 400G até 50 m (com módulos adequados). É a norma nos centros de dados de alta densidade.

OM5 — núcleo 50/125 µm, cor verde-limão (lime). Suporta WDM de comprimento de onda curto (SWDM) em 4 comprimentos de onda (850, 880, 910, 940 nm). Permite atingir velocidades de 40G e 100G em distâncias semelhantes às do OM4 com um único fio. Utilizado em infraestruturas de 400G e superiores.

Tabela comparativa entre OS1/OS2/OM1 e OM5

Tipos de construção: simplex, duplex, blindado, exterior

Para além do tipo de fibra, a construção mecânica do cabo determina as suas capacidades de instalação:

Simplex — uma única fibra no revestimento. Utilizado para ligações unidirecionais ou BiDi (bidirecionais num único fio, graças a dois comprimentos de onda distintos). Os cabos de ligação FTTH residenciais SC/APC → SC/APC são sistematicamente simplex.

Duplex — duas fibras lado a lado na mesma bainha (ou duas bainhas unidas). Utilizado para ligações bidirecionais clássicas (uma fibra de emissão, uma fibra de receção). É a norma para as ligações em centros de dados LC/UPC → LC/UPC.

Cabo blindado com aço — revestimento exterior reforçado com um fio de aço em espiral. Resistente a roedores, ao esmagamento e às tensões mecânicas em instalações industriais ou em condutas técnicas. Mais difícil de dobrar, com um raio de curvatura mínimo mais elevado.

Cabo para exterior — invólucro de PE (polietileno) resistente aos raios UV, à humidade e às variações de temperatura (-40 °C a +70 °C). Pode ser enterrado diretamente (cabo de «enterração direta») ou instalado em suspensão em percursos de curta distância. Indispensável para ligações entre edifícios.

Tipos de conectores: SC, LC, FC, ST, MPO

O conector é a interface mecânica que posiciona a ponta da fibra em relação à porta do equipamento ativo ou ao acoplador. O tipo de conector deve corresponder exatamente à porta — pode ser utilizado um adaptador, mas este introduz uma perda adicional.

SC (Conector de Assinante) — conector quadrado de encaixe por pressão (push-pull). Formato de 2,5 mm. O mais comum na Europa para instalações FTTH (SC/APC verde) e equipamentos de rede (SC/UPC azul). Fácil de manusear, robusto, mas volumoso.

LC (Conector Lucent) — formato compacto de 1,25 mm, com encaixe por catraca. Padrão de facto para os módulos SFP, SFP+ e QSFP em centros de dados. Permite uma densidade de ligação duas vezes superior à do SC. Disponível em duplex (dois clipes unidos) e simplex.

FC (Conector de virola) — conector de parafuso, muito estável do ponto de vista mecânico. Utilizado principalmente em equipamentos de medição (OTDR, fotómetros) e em aplicações vibratórias ou industriais.

ST (Ponta Reta) — conector tipo baioneta de um quarto de volta. Antigo padrão para as instalações de rede dos anos 90, ainda presente em algumas instalações antigas de tipo OM1/OM2.

MPO / MTP — conector multifibra (8, 12 ou 16 fibras num único conector). Indispensável para ligações de 40G (QSFP+) e 100G (QSFP28) em centros de dados de alta densidade. Disponível nos tipos A, B ou C, consoante a polaridade.

Regra mnemónica para os conectores monomodo: SC/APC = verde (ângulo de 8°, FTTH), SC/UPC = azul (polimento plano, equipamentos), LC/APC = verde, formato pequeno, LC/UPC = azul, formato pequeno (centro de dados, SFP).

Como escolher: monomodo ou multimodo?

A regra básica é simples: A distância e o orçamento são determinantes.

• Acima de 500 m → monomodo OS2 obrigatório. Nenhuma fibra multimodo consegue transmitir 10G a distâncias superiores a 400 m.
• Entre 100 m e 500 m a 10G → OM4 ou OM3 de acordo com o orçamento. O OM4 oferece uma margem confortável.
• Menos de 100 m a 10G ou menos de 300 m a 1G → OM3 é suficiente e mais barato do que o OM4.
• FTTH residencial → OS2 G.657 sistematicamente (imposto pelos operadores franceses).
• Ligações entre edifícios → OS2 cabo exterior (distâncias, temperatura, humidade).
• Centro de dados com largura de banda futura de 400G/800G → OM5 para preparar o aumento da velocidade de transmissão sem ter de refazer a instalação elétrica.

Um segundo critério: o tipo de equipamento ativo. Os switches Gigabit de gama básica para escritório utilizam frequentemente transceptores SFP multimodo de 850 nm (SX), mais económicos do que os SFP monomodo de 1310 nm (LX). Se a distância não ultrapassar os 300 m e o orçamento para o equipamento ativo for prioritário, o multimodo OM3 pode ser uma escolha racional, mesmo em equipamento novo.

Perguntas frequentes — tipos de fibra ótica