Todo sobre los cables de fibra óptica: tipos, conectores y más

El cable de conexión de fibra óptica, normalmente llamado cable de fibra, es un cable de fibra de vidrio de diferentes longitudes, y con el que podremos utilizar diferentes tipos de conectores. Normalmente tendremos los conectores LC y SC principalmente, dependiendo de uso que se le vaya a dar a la fibra óptica. Por ejemplo, en el caso de conectar un cable de fibra con una ONT, usaremos el tipo de conector SC que es el popular que usamos en casa con las ONT. Los conectores LC nos permiten interconectar switches, haciendo uso de transceptores que se conectarán a los puertos SFP de un switch.

El cable de fibra es un elemento fundamental en datacenters, donde queremos conectar router y switches entre ellos, o directamente un servidor que incorpore un puerto SFP o SFP+ entre otros, de esta forma, podremos interconectar los equipos a la máxima velocidad posible, y con una distancia bastante mayor de la que nos permite el cable de red Ethernet de cobre (100 metros como máximo).

Tipos de fibra óptica y conexiones

Actualmente existen diferentes tipos de fibra óptica, el modo de transmisión de la fibra, los tipos de protecciones que dispone el cable de fibra, e incluso también el tipo de conector utilizado.

Existen dos tipos de fibra óptica, la fibra óptica monomodo (SMF) y también la fibra óptica multimodo (MMF). Dependiendo de nuestras necesidades, optaremos por un tipo de fibra óptica u otra.

Fibra óptica monomodo y multimodo

Las principales características de la fibra óptica monomodo es que tiene un diámetro muy pequeño, de unos 9 µm aproximadamente, además, solo permite un modo de transmisión, y permite transportar la señal a velocidades mucho mayores y a mayor distancia. Este tipo de fibra óptica es ideal para cubrir largas distancias, ideal para interconectar switches o equipamiento de red entre diferentes salas, y poder llegar mucho más lejos sin tener demasiada atenuación. Esta fibra óptica es algo más cara que la fibra óptica multimodo. Otras características son que siempre se debe utilizar un diodo láser. Este tipo de fibra permite la descarga y subida de datos en un mismo cable, realizando multiplexación por división de onda, de esta forma, tendremos una longitud de onda específica para la descarga y otra para la subida. Resumiendo sus características, podemos ver las siguientes:

• Tienen baja pérdida de inserción. Esto consigue que la pérdida sea mucho menor que un cable convencional.
• El ancho de banda es mucho mayor. Este puede oscilar entre los 200MHZ y los 4700MHZ por cada kilómetro de cable. En el caso del monomodo, podemos alcanzar más de 10GHZ.
• Alta velocidad. Se trata de un cableado mucho mas veloz mediante el uso de luz.
• Larga distancia de transmisión. En este caso, un cable monomodo, puede alcanzar hasta 10 kilómetros.

Por otra parte, la fibra óptica multimodo tiene un diámetro mayor, normalmente de 62,5 µm, al tener mayor diámetro, la señal se puede transportar en más de un modo de transmisión. Se suele utilizar para distancias cortas, son algo más baratas que la monomodo, y se puede utilizar un diodo láser o LED que son más baratos. Este tipo de fibra también permite multiplexación por división de onda, para proporcionar Full-Dúplex (descarga y subida simultáneamente).

Modo de transmisión

Dependiendo del entorno de uso de la fibra óptica, se puede conseguir una comunicación Dúplex o Full-Dúplex utilizando multiplexación por división de onda. En el caso de la fibra óptica, tendremos una longitud de onda específica para la subida de datos, y otra longitud de onda para la descarga de datos, de esta forma, podremos subir y descargar datos simultáneamente.

En el caso de la fibra óptica con la que interconectar switches, la comunicación es simplex, es decir, en una dirección únicamente. Cada cable de fibra en modo simplex tendrá un conector a cada lado, pero solamente tendremos comunicación de descarga o subida. Para lograr una comunicación Duplex, lo que se hace es tener dos cables de fibra y un conector por cada cable, de esta forma, tendremos comunicación bidireccional. Normalmente estos cables de fibra están marcados como «A» y «B» tal y como aparecen en la foto anterior, además, pueden usar cubiertas de diferente color para diferenciarlos fácilmente.

Tipos de conectores de fibra

Existen diferentes tipos de conectores de fibra, en algunos casos tenemos conectores de fibra LC-LC y SC-SC, pero en otros casos tenemos tipos de conectores diferentes a ambos lados, esto dependerá de qué dispositivos queremos interconectar, pero lo más normal es que sea el mismo tipo de conector a ambos extremos del cable. En la siguiente imagen se puede ver los tipos de conectores más habituales:

• El conector SC (Suscriptor Connector) es el tipo de conector más barato, se ajusta a presión, es compacto y se usa habitualmente en redes FTTH conectando la ONT al PTRO de nuestro hogar. Es compatible con fibra monomodo y multimodo, tiene una pérdida de señal de en torno a 0,25dB.
• El conector LC (Lucent Connector) es el tipo de conector más utilizado en los transceptores SFP de los switches profesionales, es de tipo push and pull, es muy compacto y permite mayor densidad de conectores en racks. Es compatible con fibra monomodo y multimodo, tiene una pérdida de señal de en torno a 0,10dB. Este conector vio la luz en el año 1997, y desarrollado por Lucent Technologies. Su ajuste es similar a un RJ-45, y resulta más seguro y compacto que el SC. Por lo cual la densidad de conexiones que se pueden establecer en un mismo rack o panel, aumenta de forma considerable.
• El conector FC (Ferrule Connector) también era muy usado hace años, pero ahora está cayendo en desuso a favor de los conectores SC y LC. Este conector se rosca y tiene una fijación resistente a vibraciones. Es compatible con fibra monomodo y tiene una pérdida de señal de en torno a 0,30dB. Este fue el primer conector óptico con ferrule cerámico, el cual desarrolló Nippon Telephone. Se utilizaba en gran medida para instrumentos de precisión como los OTDR.
• El conector ST (Straight Tip) ha sido utilizado en entornos profesionales y redes militares, se parece bastante al conector FC, pero su ajuste es similar al de un conector BNC (montura de bayoneta). Se usa en fibras multimodo y la pérdida es de 0,25dB. Fue desarrollado en EEUU por AT&T, y se utilizó en entornos profesionales como las redes corporativas y el ámbito militar.

Recubrimiento de la fibra óptica

Tenemos actualmente diferentes tipos de cables de fibra óptica, algunos de ellos con un mayor recubrimiento para ser aptos para entornos de exterior. Dependiendo del entorno donde vayamos a instalar la fibra óptica, será necesario comprar un tipo de cable de fibra (el recubrimiento) u otro.

• Cable de fibra blindado: este cable de fibra está orientado a entornos exteriores principalmente, permite que se pise por una persona y es anti-roedores, aunque es muy duro, tiene una gran flexibilidad.
• Cable de fibra óptica que permite curvarlo: normalmente los cables de fibra óptica no pueden doblarse. Este tipo de cable es resistente a daños y pérdidas relacionadas con la reflexión de la luz. Gracias al diseño del núcleo, podremos doblarlo sin que se rompa ni tengamos problemas. Gracias a esta característica, puede enrollarse y adaptarse perfectamente a las necesidades del rack donde lo instalemos.
• Cable de fibra monomodo y multimodo: este cable es híbrido, en la primera parte y la última tiene un diámetro correspondiente a las fibras monomodo, esto permite llegar más lejos en el cableado de fibra, así como mejorar la calidad de la señal de datos.
• Cable de fibra de baja pérdida de inserción: los conectores de los extremos están hechos para que la pérdida de señal por insertar la fibra en el conector sea mínima, reduciendo a 0,2dB para los conectores LC y SC que usamos habitualmente. En instalaciones donde la señal esté muy al límite, este tipo de cables de fibra serán necesarios.
• Cable de fibra conmutable: permite cambiar el sentido de la fibra de manera fácil, sin realizar complicadas operaciones, esto es ideal para en entornos de alta densidad donde tengamos que cambiar muchas fibras. No es necesario herramientas especiales, ni cambiar el conector de fibra entero. Este tipo de fibras se usa habitualmente en redes con continuos cambios, porque tiene una gran versatilidad.
• Cable de conexión Uniboot: este tipo de cables integran dos fibras en un solo cable, con conectores LC. Esto es ideal en entornos de alta densidad de cables como en un rack de un datacenter, donde tengamos cientos de puertos que usar. Reduce la cantidad de cables en un 50%, porque tenemos 2 fibras en un solo cable, ideal para espacios reducidos.

Todos estos cables están formados por varios componentes, el cual es indispensable para tener el mejor desempeño. Estas son:

• La chaqueta. Se trata de la capa exterior del cable de fibra óptica.
• El fortalecimiento de la fibra. Que hace la función de protector, para evitar daños en su instalación.
• El recubrimiento. Que se encarga de proteger el núcleo del cable.
• El revestimiento. Se trata de un componente que garantizará que la señal que se transmite dentro del núcleo sea correcta.
• El núcleo. Que es la parte que se encargará de trasportar la señal por todo el cableado.

Tolerancia a fallos

La tolerancia a fallos es un aspecto fundamental en los sistemas de cableado de fibra óptica, ya que garantiza la continuidad de la transmisión de datos incluso en situaciones adversas. Pero esto no es algo que sea igual en todos los cables.

• Cable de fibra óptica monomodo: El cable de fibra óptica monomodo está diseñado para transmitir un solo modo de luz, lo que permite una mayor capacidad de transmisión y una menor atenuación de la señal. En términos de tolerancia a fallos, los cables de fibra óptica monomodo son altamente confiables. Son capaces de soportar largas distancias de transmisión, resistir interferencias externas y mantener una calidad de señal constante. Además, su diseño minimiza las pérdidas de inserción y retorno, lo que los hace menos propensos a fallas.
• Cable de fibra óptica multimodo: A diferencia del cable monomodo, el cable de fibra óptica multimodo permite la transmisión de múltiples modos de luz. Debido a esto, los cables multimodo presentan una mayor dispersión de la señal y una mayor atenuación en distancias largas. En términos de tolerancia a fallos, los cables de fibra óptica multimodo pueden ser menos robustos que los monomodo. Son más susceptibles a las interferencias y las pérdidas de señal son más frecuentes en distancias largas. Sin embargo, con un diseño adecuado y una instalación correcta, se pueden minimizar las fallas y mantener una transmisión confiable.
• Cable de fibra óptica reforzado: Los cables de fibra óptica reforzados están diseñados para soportar condiciones más adversas, como entornos exteriores, instalaciones subterráneas o instalaciones en postes. Estos cables cuentan con una capa adicional de refuerzo, generalmente de acero, que brinda mayor resistencia a la tracción, la compresión y otros tipos de daños mecánicos. En términos de tolerancia a fallos, los cables de fibra óptica reforzados son altamente confiables, ya que pueden resistir tensiones y esfuerzos físicos sin interrupciones en la transmisión de datos.

Ventajas y desventajas de la Fibra Óptica

Como en toda tecnología, la fibra óptica tiene excelentes ventajas y desventajas y a continuación te describimos algunas de ellas para que las tengas en cuenta. En cuanto a las ventajas nos podemos encontrar:

• Mayor ancho de banda y mayor velocidad: los cables de fibra óptica permiten un ancho de banda y una velocidad realmente elevada, es actualmente la forma de comunicación más rápida que existe.
• Bajo coste: en comparación con toras tecnologías, el cable de fibra se ha abaratado muchísimo con el paso del tiempo, por lo que podemos tirar kilómetros de cable como hacíamos con los de cobre. A medida que pasa el tiempo, el cable de fibra cada vez es más barato.
• Más delgada y liviana: las fibras son muy delgadas, por lo que en un mismo diámetro podemos meter más fibras que el cable de cobre, ideal para realizar grandes despliegues. En el caso de que no se tenga mucho espacio en el tubo de cables, usar fibra es ideal porque es muy fina. Esto hace que se puedan agrupar más fibras en un cable del mismo diámetro.
• Menor degradación de la señal: la fibra tiene muy poca pérdida de señal, se atenúa muy poco con la distancia, mucho menos que el típico cable de cobre.
• Sin interferencias: a diferencia de las señales eléctricas de los cables de cobre, la luz de una fibra no interfiere con las de otras fibras en el mismo cable de fibra. Esto significa conversaciones telefónicas más claras o mejor recepción en la señal de TV.
• Larga vida útil: la fibra tiene una vida útil mucho más larga que los cables de cobre.

Si hablamos de las desventajas, nos encontraremos solo unas pocas, pero se deben tener en cuenta. Son las siguientes:

• Baja potencia: Las fuentes emisoras de luz se limitan a baja potencia. Aunque los emisores de alta potencia están disponibles para mejorar el suministro de energía, agregaría un costo adicional. Esto se debe a que se trata de luz, si bien su capacidad es mucho mayor, su potencia es inferior.
• Fragilidad: La fibra óptica es bastante frágil y más vulnerable al daño en comparación con los cables de cobre. Será mejor que no retuerza ni doble demasiado los cables de fibra óptica.
• Distancia: Aunque esta última, hoy en día se presenta menos limitante que al inicio de su implementación a gran escala, la distancia entre el transmisor y el receptor debe ser corta o se necesitan repetidores para aumentar la señal.

Cables de fibra óptica en instalaciones

Aunque existen muchos tipos de cable y conectores de fibra óptica, a nivel usuario vamos a encontrar dos tipos de cable diferenciados: de interior y de exterior.

Cuando vas a instalar fibra óptica en casa y van a hacerte una instalación, el tipo de cable dependerá, en primer lugar, del tipo de CTO y en segundo lugar de las características de la vivienda y el edificio.

Instalaciones con cable de exterior

Como norma general, en edificios antiguos donde no existe un canalizado por donde hacer la instalación de telecomunicaciones, la instalación de fibra se hará desde el exterior de la vivienda. En estos casos, la CTO se encontrará en una de las fachadas del edificio o en un poste, desde la que se hará la instalación hasta la vivienda, entrando en la misma haciendo un agujero por el que pasar el cable al interior del domicilio.

Aunque no todas las instalaciones de exterior tienen que ser necesariamente a cable visto como ocurre con las de fachada. Otra de las instalaciones de exterior puede ser desde un pedestal con entrada a una arqueta. En estos casos, el cableado irá por canalizado y no será necesario hacer un agujero para entrar a la vivienda, quedando todo el cableado oculto en el canalizado.

Para todos estos casos, se utiliza un cable de exterior que son de color negro y cuentan con una cubierta especial para resistir la exposición a los elementos como el sol, la lluvia y las inclemencias. Este recubrimiento, como es lógico, hace el cable algo más grueso, llegando a algo más de 4 mm de diámetro, haciéndolo algo más rígido y más resistente a los golpes.

Además, también se diferenciará en el tipo de conector que se usa para conectar el cable a la CTO, siendo más robusto y rígido que los conectores de cable de interior.

Instalaciones con cable de interior

Al contrario que ocurre con el cable de exterior, este tipo de cable, se instala en edificios donde sí hay canalizado hasta la vivienda para hacer la instalación. En los casos en que la CTO se encuentre dentro del edificio, bien en el RITI o bien en una habitación adecuada para albergar las cajas de telecomunicaciones, la instalación de fibra se hará con un cable de interior.

Este cable es más fino y sensible que el anterior. Al no tener una capa extra de seguridad, el cable se vuelve algo más fino, llegando a tener un diámetro de 2 o 3 mm según el fabricante. Suelen ser de color crema o blanco y utilizan un conector tipo SC/APC, más pequeño que los utilizados en cables de exterior.

Precauciones al manipular el cable

Manipular cables de fibra óptica necesita cuidado y atención debido a la delicadeza y la sensibilidad de este tipo de cables. Ten en cuenta que, aunque el cable parezca ser normal a simple vista, en su interior hay un filamento de vidrio o plástico que puede romperse con facilidad, provocando que se interrumpa la señal y que el servicio de Internet deje de funcionar.

Estas son algunas consideraciones que deberás tener en cuenta cuando manipules un cable de fibra óptica:

• Evita curvaturas excesivas: Los cables de fibra óptica son sensibles a las curvaturas. Evita doblarlos en ángulos muy cerrados, ya que esto puede dañar las fibras internas y afectar la transmisión de datos. Utiliza curvaturas suaves y, si es necesario, emplea dispositivos de gestión de cables para mantener curvas más amplias.
• Protección contra tensiones: Evita aplicar tensiones excesivas al cable durante la instalación o manipulación. Las tensiones pueden dañar la cubierta del cable y poner en riesgo la integridad de las fibras. Utiliza herramientas adecuadas y manipula los cables con cuidado para evitar tirar o estirar demasiado.
• Limpieza y mantenimiento: La suciedad y los residuos pueden afectar la calidad de la transmisión de luz en las fibras. Asegúrate de que las terminaciones estén limpias antes de las conexiones. Utiliza herramientas y kits de limpieza específicos para evitar arañazos y mantener la integridad de las fibras.
• Protección contra impactos: Evita golpear o dejar caer objetos sobre los cables de fibra óptica, ya que esto puede dañar las fibras internas y afectar su rendimiento. Utiliza protectores de cables, canaletas y otros dispositivos que ayuden a reducir el riesgo de daños físicos.
• Cuidado con los conectores: Al conectar o desconectar cables de fibra, evita flexionarlos excesivamente en los puntos de conexión. Esto puede dañar las fibras y las conexiones. Manipula con cuidado, utiliza siempre la parte dura del conector y sigue las indicaciones específicas del fabricante.
• Exposición a altas temperaturas: Evita la exposición prolongada a altas temperaturas, ya que esto puede afectar la integridad del revestimiento y las fibras. Al instalar cables en áreas con temperaturas extremas, elige cables con especificaciones adecuadas para el entorno. Si utilizas material como silicona caliente para fijar los cables, no utilices una cantidad excesiva ya que podría deformar la fibra y provocar una pérdida de potencia en la señal.

¿Qué tipo de cable de fibra debo elegir?

Lo primero que debemos tener en cuenta es elegir el tipo de fibra óptica, si monomodo (SMF) o multimodo (MMF), a continuación, deberemos tener en cuenta el modo de comunicación, si simplex o duplex, además, también tendremos que elegir el tipo de conector (SC o LC principalmente) y también el cable de fibra que hemos explicado anteriormente. Por ejemplo, las instalaciones de FTTH hacen uso de fibra óptica monomodo con conector SC, pero en entornos profesionales para interconectar switches, normalmente se utilizan fibras ópticas multimodo con conector LC principalmente, así que, dependiendo de tus necesidades y uso, tendrás que elegir un tipo de fibra óptica, cable de fibra y conector u otro.

A excepción de los tipos de cable que tenemos disponibles, es el precio de todos ellos. Este juega un papel muy importante a la hora de tomar una decisión final, pues su coste es mayor que los cables convencionales. Todo esto estará en consonancia con el tipo de fabricación y los conectores que necesitemos.

Importancia de usar materiales de calidad

La fibra óptica es una parte muy importante en cualquier infraestructura de red hoy en día, jugando un papel muy importante en la transmisión de nuestras comunicaciones. La calidad de los materiales utilizados y los procesos de fabricación de los cables, son esenciales para que puedan garantizar la fiabilidad y la eficiencia en las comunicaciones y transmisiones de datos. Esto es algo que influye en todos y cada uno de los componentes, como son las fibras en sí y los revestimientos. Los cuales nos ayudarán a que el cable sea más resistente a la tensión, nos proteja de la humedad y otros efectos como la corrosión. Por otro lado, cuando adquirimos material de calidad, también obtenemos los estándares industriales para garantizar la propia calidad y la seguridad del cableado.

Si usamos cables de mala calidad, seremos más propensos a experimentar fallos y errores. Lo cual se puede traducir en problemas con interrupciones de datos, o pérdida de información importante. Por otro lado, pueden ser más vulnerables a las interferencias electromagnéticas, y a influencia ambiental. Todo esto, afectará a la transmisión de datos que circulan por el cable. Por otro lado, tenemos la vida útil de estos. Será razonablemente más baja, por lo cual nos van a durar menos tiempo. Siendo esto algo que requerirá una sustitución, lo que requiere otra inversión de dinero a medio o corto plazo. Con sus correspondientes gastos de instalación.

Invertir en materiales de calidad, es algo que no puede subestimarse. Estos nos van a garantizar ciertos estándares de fiabilidad, eficiencia y seguridad en la transmisión de los datos. Así como tener la seguridad de que todo va a funcionar según lo esperado. Al elegir materiales de calidad, nos podremos asegurar transmisiones de alta velocidad, y calidad en un tiempo mucho más largo.

Limpieza y mantenimiento

La limpieza y mantenimiento del cableado de fibra óptica es muy importante. Esto puede tener implicaciones directas sobre el rendimiento y funcionamiento del cableado. Pero esto tiene algunas peculiaridades al tratarse de cables de fibra óptica. El proceso es diferente y necesita de instrumentos especiales para ello, de forma que el conector no se dañe y no genere más problemas. Hoy en día el ancho de banda es muy importante y hasta la más mínima mota de polvo puede hacer que no funcione correctamente.

Estos kits pueden componerse de diferentes herramientas. Estos son el visor de fibra, el cual nos permite ver cómo se encuentra el cabezal en cuanto a colocación y limpieza, y el propio tubo para limpiarlo. Lo más recomendado son los Quick Clean, siendo sencillos de utilizar y muy prácticos. El mayor problema que podemos encontrar es que el precio no es muy reducido, encontrándose en la línea de todo lo que es dedicado a fibra óptica. Esto es porque la precisión es muy importante en este cableado, y por lo tanto todas las herramientas deben ser de precisión.

Los limpiadores en sí presentan una punta giratoria de 360 grados, en una boquilla que es extensible para adaptarse a todo tipo de cabezales. Esto último se mide en pulgadas, la cual puede varias hasta un total de 4. Estos también son compatibles para los paneles que podemos encontrar en los servidores. Para realizar la limpieza en sí, incorporan una microfibra libre de polvo, la cual no es tejida. Todo el material que compone estas herramientas, es anti estático para prevenir pequeñas cargas de energía. Pero incluso en este tipo de accesorio, existen diferentes estándares basados en los usos que pueden ofrecer.

• FCC-120: Son capaces de realizar 500 limpiezas totalmente efectivas.
• FCC-125 y FCC-250: Pueden llegar a realizar más de 800 limpiezas.

Importancia de la fibra óptica

Internet es cada vez un lugar más dependiente de la capacidad de usuarios, y la velocidad que puede proporcionar. Actualmente, podemos decir que las conexiones con muy poca velocidad llegan para muy poco. Y es que cada vez todo lo que hacemos por internet, requiere de mayores capacidades. Más datos de forma simultánea, archivos más grandes, y formatos de mayores calidades. Esto se traduce en un peso mayor de lo que circula por la red. Y este es el principal motivo de que la fibra óptica sea algo tremendamente importante hoy en día.

Con esta conexión se pueden enviar millones de bits por segundo, y disponer de accesos a servicios prácticamente en tiempo real. Todo gracias a la velocidad y capacidad de esta. Su composición le permite adaptarse a todo tipo de condiciones, sobre todo a nivel geográfico. Lo cual permite crear redes mucho más grandes cuando se llega a más hogares. Esto es factible también por la relación que existe entre el precio y los beneficios que está proporciona. Ya que genera una gran ganancia, al poder aprovechar mejor los recursos en las capacidades de la transmisión. Suponiendo un gran salto con respecto a los cables convencionales hasta este momento.

Hoy en día, la fibra óptica es algo tremendamente importante en cualquier infraestructura de redes. Esta ha beneficiado directamente a la expansión en todos los sentidos. Favoreciendo también que internet llegue a más sitios. Su velocidad y capacidad, son hoy cosas imprescindibles. Y esto es porque muchos sistemas funcionan bajo estos estándares, con la gran facilidad que tiene a la hora de transmitir los datos. Y es de esperar que poco a poco se consigan velocidades mayores, al igual que la capacidad. Las mejoras tanto en los demás componentes como en los propios cables, haces que todo esto sea posible.

Gracias a la fibra óptica, hoy en día podemos disfrutar en nuestros hogares de altas velocidades y baja latencia gracias a la fibra óptica hasta el hogar. Hoy en día no se baraja otro tipo de conexión fija, ya que las instalaciones de cableado de cobre (ADSL y VDSL) están sufriendo continuos cierres, pasando a todos sus clientes a conexiones de FTTH que son más rápidas, más fáciles de mantener, y con muchas menos incidencias por el propio cableado que llega hasta nuestro hogar. La fibra ha demostrado superar ampliamente en todos los terrenos a las instalaciones de cobre, gracias a que cada día que pasa, es más barato fabricar e instalar fibra óptica, su continuo despliegue por todos los rincones hará que sea la que nos preste servicio durante muchos años más.