Fibra monomodale vs multimodale: OS2, OM3, OM4 — guida completa alla scelta

Si distinguono due famiglie di cavi in fibra ottica — monomodale e multimodale — le cui caratteristiche fisiche dettano interamente le prestazioni, le distanze raggiungibili e i costi di installazione. Scegliere male tra le due significa o sovradimensionare (e pagare inutilmente) o sottodimensionare (e dover rifare tutto). Questa guida illustra in dettaglio le differenze tecniche, gli standard OS1/OS2/OM1 a OM5, i tipi di cavo e di connettore, per darvi le chiavi di una scelta consapevole.

Monomodale vs multimodale: il principio fisico

In una fibra ottica, la luce si propaga all'interno di un nucleo di vetro circondato da un rivestimento il cui indice di rifrazione è leggermente diverso. Questo differenziale di indice crea un fenomeno di riflessione totale interna che confina il segnale luminoso nel nucleo.

La differenza fondamentale tra monomodale e multimodale risiede nella dimensione del nucleo:

• Fibra monomodale — nucleo di 9 µm. Così sottile che è possibile un solo modo di propagazione: la luce viaggia in linea retta, senza rimbalzi. Risultato: nessuna dispersione modale, distanze fino a 80 km, larghezza di banda teoricamente illimitata.
• Fibra multimodale — nucleo di 50 µm (OM3/OM4/OM5) o 62,5 µm (OM1/OM2). Il nucleo largo permette alla luce di seguire diversi percorsi simultanei (modi). I diversi modi non arrivano esattamente nello stesso momento — è la dispersione modale, che limita le distanze e la larghezza di banda.

Il rovescio della medaglia di questo nucleo stretto nel monomodale: occorre una sorgente luminosa molto precisa (laser DFB) che costa più di un LED o di un VCSEL utilizzati nel multimodale. È per questo motivo che le apparecchiature attive monomodali sono più costose dei loro equivalenti multimodali — ma i cavi stessi sono comparabili in termini di prezzo.

Fibra monomodale: OS1 e OS2

Lo standard IEC 60793-2-50 definisce due sottocategorie di fibra monomodale per il cablaggio strutturato:

OS1 (ITU-T G.652) — fibra monomodale a rivestimento stretto (tight-buffered), progettata per le installazioni interne. Attenuazione: 0,4 dB/km a 1310 nm. Distanze tipiche: fino a 10 km in Gigabit Ethernet (1000BASE-LX). I cavi OS1 non sopportano le sollecitazioni meccaniche e ambientali di un'installazione esterna.

OS2 (ITU-T G.652D) — fibra monomodale a bassa attenuazione (low-water-peak), per usi interni ed esterni. Attenuazione: 0,2 dB/km a 1550 nm. È lo standard di riferimento per le implementazioni FTTH in Francia (Orange, SFR, Bouygues) e per i collegamenti a lunga distanza. Distanze: fino a 80 km su collegamenti attivi 10GbE.

Nel linguaggio comune, "fibra monomodale" indica quasi sistematicamente l'OS2 G.652D. La distinzione OS1/OS2 è soprattutto pertinente per gli installatori che devono verificare la conformità dei cavi esistenti.

Una terza famiglia, la G.657, è un'evoluzione della G.652 appositamente progettata per le installazioni in abitazione:

• G.657.A1 — raggio di curvatura minimo 10 mm. Per le guaine e i tubi in installazione standard.
• G.657.A2 — raggio di curvatura minimo 7,5 mm. Per i passaggi stretti e i cavi armati.
• G.657.B3 — raggio di curvatura minimo 5 mm. Per le bretelle trasparenti incollate lungo i battiscopa e le modanature.

Fibra multimodale: da OM1 a OM5

Le fibre multimodali sono classificate per generazione, da OM1 (la più vecchia) a OM5 (la più recente). Ogni generazione migliora la larghezza di banda modale effettiva (EMB) e le distanze raggiungibili alle velocità elevate.

OM1 — nucleo 62,5/125 µm, colore arancione. Larghezza di banda 200 MHz·km a 850 nm. Obsoleta per le nuove implementazioni — supporta il Gigabit Ethernet solo fino a 275 m e il 10G solo a 33 m. Ancora presente in vecchi cablaggi di datacenter.

OM2 — nucleo 50/125 µm, colore arancione. Larghezza di banda 500 MHz·km a 850 nm. Gigabit Ethernet fino a 550 m, 10G fino a 82 m. Anch'essa a fine vita per le nuove installazioni.

OM3 — nucleo 50/125 µm, colore aqua. Larghezza di banda 2.000 MHz·km a 850 nm (ottimizzata per laser). Gigabit Ethernet fino a 1.000 m, 10G fino a 300 m, 40G/100G fino a 100 m. Il riferimento attuale per i datacenter e le sale server con budget controllato.

OM4 — nucleo 50/125 µm, colore viola/erika. Larghezza di banda 4.700 MHz·km a 850 nm. 10G fino a 400 m, 40G/100G fino a 150 m, 400G fino a 50 m (con moduli appropriati). Standard nei datacenter ad alta densità.

OM5 — nucleo 50/125 µm, colore verde lime (lime). Supporta il WDM a corta lunghezza d'onda (SWDM) su 4 lunghezze d'onda (850, 880, 910, 940 nm). Permette di raggiungere 40G e 100G su distanze simili a OM4 con un solo filo. Utilizzata nelle infrastrutture 400G e oltre.

Tabella comparativa OS1/OS2/OM1 a OM5

Tipi di costruzione: simplex, duplex, armato, esterno

Oltre al tipo di fibra, la costruzione meccanica del cavo determina le sue capacità di installazione:

Simplex — una sola fibra nella guaina. Utilizzato per i collegamenti unidirezionali o BiDi (bidirezionale su un solo filo grazie a due lunghezze d'onda distinte). Le bretelle FTTH residenziali SC/APC → SC/APC sono sistematicamente simplex.

Duplex — due fibre affiancate nella stessa guaina (o due guaine unite). Utilizzato per i collegamenti bidirezionali classici (una fibra in trasmissione, una fibra in ricezione). È lo standard per le connessioni datacenter LC/UPC → LC/UPC.

Cavo armato in acciaio — guaina esterna rinforzata da un filo d'acciaio a spirale. Resiste ai roditori, agli schiacciamenti e alle sollecitazioni meccaniche in installazione industriale o in cavedio tecnico. Più difficile da piegare, raggio di curvatura minimo più elevato.

Cavo per esterno — guaina PE (polietilene) resistente ai raggi UV, all'umidità e alle variazioni di temperatura (-40°C a +70°C). Può essere interrato direttamente (cavo "direct burial") o posato in aereo su breve campata. Indispensabile per i collegamenti tra edifici.

Tipi di connettore: SC, LC, FC, ST, MPO

Il connettore è l'interfaccia meccanica che posiziona l'estremità della fibra rispetto alla porta dell'apparecchiatura attiva o all'accoppiatore. Il tipo di connettore deve corrispondere esattamente alla porta — si può utilizzare un adattatore, ma introduce una perdita supplementare.

SC (Subscriber Connector) — connettore quadrato a innesto a pressione (push-pull). Formato 2,5 mm. Il più diffuso in Europa per le installazioni FTTH (SC/APC verde) e le apparecchiature di rete (SC/UPC blu). Semplice da manipolare, robusto, ma ingombrante.

LC (Lucent Connector) — formato compatto 1,25 mm, a innesto a scatto. Standard di fatto per i moduli SFP, SFP+ e QSFP in datacenter. Permette una densità di connessione doppia rispetto al SC. Disponibile in duplex (due clip unite) e simplex.

FC (Ferrule Connector) — connettore a vite, molto stabile meccanicamente. Utilizzato principalmente nelle apparecchiature di misura (OTDR, fotometri) e nelle applicazioni vibratorie o industriali.

ST (Straight Tip) — connettore a baionetta a quarto di giro. Vecchio standard per i cablaggi di rete degli anni '90, ancora presente in alcune installazioni patrimoniali OM1/OM2.

MPO / MTP — connettore multifibra (8, 12 o 16 fibre in un solo connettore). Indispensabile per i collegamenti 40G (QSFP+) e 100G (QSFP28) in datacenter ad alta densità. Declinato in Tipo A, B o C secondo la polarità.

Regola mnemonica per i connettori monomodali: SC/APC = verde (angolo 8°, FTTH), SC/UPC = blu (lucidatura piatta, apparecchiature), LC/APC = verde formato piccolo, LC/UPC = blu formato piccolo (datacenter, SFP).

Come scegliere: monomodale o multimodale?

La regola di base è semplice: la distanza e il budget decidono.

• Oltre 500 m → monomodale OS2 obbligatorio. Nessuna fibra multimodale può trasmettere il 10G oltre i 400 m.
• Tra 100 m e 500 m a 10G → OM4 o OM3 secondo il budget. OM4 offre un margine confortevole.
• Meno di 100 m a 10G o meno di 300 m a 1G → OM3 è sufficiente e meno costoso di OM4.
• FTTH residenziale → OS2 G.657 sistematicamente (imposto dagli operatori francesi).
• Collegamenti tra edifici → OS2 cavo per esterno (distanze, temperatura, umidità).
• Datacenter con velocità futura 400G/800G → OM5 per preparare l'aumento di velocità senza rifare il cablaggio.

Un secondo criterio: il tipo di apparecchiatura attiva. Gli switch Gigabit di fascia base per ufficio utilizzano spesso transceiver SFP multimodali 850 nm (SX), meno costosi degli SFP monomodali 1310 nm (LX). Se la distanza non supera i 300 m e il budget di apparecchiature attive è prioritario, il multimodale OM3 può essere una scelta razionale anche nel nuovo.

Domande frequenti — tipi di fibra ottica