Cabo de fibra óptica versus cabo de cobre: guia de desempenho, custo e compra

Uma ligação de cobre de 480 metros entre duas instalações de produção passou na certificação numa manhã fria de outono e falhou no novo teste no verão seguinte, quando dois pares mediram fora dos seus limites de perda de inserção. Nada foi mal finalizado. O cabo simplesmente foi solicitado a fazer algo em que o cobre é ruim: transportar dados de alta frequência por uma rota longa, quente e eletricamente barulhenta. Esse é o argumento central da comparação entre cabo de fibra óptica e cabo de cobre.

O cobre é mais barato para comprar, mais fácil de terminar e pode fornecer energia para uma câmera ou ponto de acesso. A fibra ganha em largura de banda, distância, imunidade a ruídos elétricos, segurança e custo total de propriedade quando um link passa de 90 a 100 metrosetrosetrosetrosetros.

O que realmente separa o cabo de fibra óptica do cabo de cobre

O cabo de fibra óptica transporta dados como pulsos de luz infravermelha através de um núcleo de vidro, enquanto o cabo de cobre transporta dados como tensão elétrica através de pares trançados de metal. Todas as outras diferenças entre eles decorrem desse único fato.

Duas mídias, dois conjuntos de regras

Um cabo de fibra óptica é um meio de transmissão no qual um sinal de luz modulado viaja através de um núcleo de vidro ou plástico cercado por um revestimento, um revestimento protetor e uma ou mais camadas de revestimento. Um cabo de cobre é um meio de transmissão no qual um sinal elétrico modulado viaja através de pares trançados de condutores metálicos isolados.

A luz ignora os campos magnéticos ao redor dos motores e inversores, não irradia nenhum sinal fora da camisa e não sofre corrosão em dutos úmidos. O vidro, entretanto, não pode fornecer energia e pune curvas apertadas e conectores sujos com muito mais severidade do que o cobre.

Construção e propriedades físicas de um cabo de fibra externa monomodo em comparação com um cabo de cobre não blindado Cat6A.
Parâmetro	Fibra monomodo, OS2	Cobre não blindado Cat6A
Portadora de sinal	Luz infravermelha em 1310 ou 1550 nm	Tensão elétrica
Núcleo e condutor	Núcleo de vidro de 9 mícrons, revestimento de 125 mícrons	Cobre 23 AWG, quatro pares trançados
Comprimento útil do canal	10 a 40 km sem amplificação	100 m
Atenuação	Cerca de 0,35 dB por km a 1310 nm	Cerca de 20 dB por 100 m a 100 MHz
Entrega de energia	Nenhum, são necessários condutores separados	Até 90 W sob IEEE 802.3bt
Interferência e escutas	Dielétrico, sem sinal irradiado	Susceptível sem blindagem

Desempenho frente a frente: largura de banda, distância e perda de sinal

Em qualquer percurso superior a cerca de 100 metros, a fibra supera o cobre em largura de banda, alcance e qualidade de sinal, enquanto os dois são quase idênticos em velocidade de propagação, que é onde começa a maior parte da confusão.

Quatro números que decidem a maioria dos projetos

0,35dB Perda por km em fibra monomodo em 1310 nm

100 m Limite de canal rígido para Ethernet de cobre

40 km Alcance típico de modo único não amplificado a 10 Gbps

90 W Potência máxima que um cabo Cat6A pode transportar

Alcance máximo em 10 Gbps

UTP Cat6 55 metros

UTP Cat6A 100 m

Multimodo OM4 550 metros

OS2 modo único 40 km

Os comprimentos das barras são plotados em uma escala logarítmica, porque a figura monomodo é muito maior.

O número decisivo é a atenuação. Uma fibra monomodo perde cerca de 0,35 dB por quilômetro, enquanto um canal Cat6A perde cerca de 20 dB em 100 metros a 100 MHz e mais de 40 dB a 500 MHz. O cobre não perde esta corrida, mas fica sem sinal.

Onde o cabo de cobre ainda ganha seu lugar

O cobre continua sendo a melhor escolha para trechos horizontais abaixo de aproximadamente 90 metros, para dispositivos que recebem energia pelo mesmo cabo e para projetos onde a terminação de campo de baixo custo e as habilidades existentes do instalador superam o espaço livre.

Vantagens do cobre

O menor custo inicial por metro, com conectores e ferramentas disponíveis em qualquer lugar.
Fornece até 90 W para câmeras, pontos de acesso e sensores nos mesmos pares que transportam dados.
Perdoante durante a instalação: sem clivagem, sem emenda por fusão, sem inspeção da face final.
Adequado para conexões de mesa que hoje raramente precisam de mais de 1 Gbps.

Onde a fibra assume o controle

Ligações entre edifícios e campus, onde 100 metros simplesmente não são suficientes.
Backbones que devem sobreviver a duas ou três atualizações de largura de banda no mesmo cabo.
Rotas perto de drives, soldadores, energia de tração ou transmissores de rádio.
Qualquer link onde a segurança física e a detecção de escutas sejam importantes.

Power over Ethernet é o argumento remanescente mais forte do cobre. Um cabo Cat6A pode fornecer até 90 W sob IEEE 802.3bt Tipo 4 e ainda transportar dados, razão pela qual os dispositivos de teto geralmente são alimentados com cobre, mesmo em edifícios cujos backbones são de fibra.

Interferência, Segurança e Isolamento Elétrico

A fibra é imune à interferência eletromagnética e não irradia um sinal que possa ser captado indutivamente, enquanto o cobre está exposto a ambos, e a lacuna torna-se decisiva em plantas industriais, subestações e campi com vários edifícios.

Inversores de frequência variável, conjuntos de soldagem e motores grandes injetam ruído nos pares de cobre. A blindagem só ajuda quando a blindagem está ligada corretamente em ambas as extremidades.
Prédios separados geralmente ficam em diferentes potenciais de terra, e essa diferença conduz a corrente ao longo de uma blindagem de cobre e nas portas da rede.
O cobre pode ser aproveitado com uma braçadeira indutiva sem cortar o cabo. A fibra deve ser dobrada ou emendada, e a mudança na perda aparece no monitoramento do link.
A fibra é dielétrica, por isso é o meio preferido em estruturas de alta tensão e em áreas onde um caminho condutor é inaceitável.

Uma diferença de potencial de terra de 480 V entre dois edifícios é suficiente para empurrar a corrente destrutiva através de uma blindagem de cobre e para as portas do switch. Um cabo de fibra dielétrica remove completamente esse caminho condutor.

Escolhendo por rota: uma sequência prática de seleção

Combine o cabo primeiro com a rota e depois com a largura de banda. Corredores aéreos, dutos, enterramento direto e bandejas internas apontam para uma construção diferente, e a escolha errada geralmente aparece como uma falha mecânica muito antes de aparecer como um problema de largura de banda.

Mapeie a rota e o ambiente

Registre se o cabo é autoportante, canalizado, valado, soprado por ar ou colocado em uma bandeja interna, juntamente com a carga de gelo, a pressão dos roedores e a faixa de temperatura.

Corrija o orçamento de perdas

Adicione perda de emenda, perda de conector e atenuação de cabo e deixe margem para envelhecimento e reparos. Um link monomodo de 10 km tem espaço; um canal de cobre de 95 m quase não tem.

Selecione a construção e depois a contagem de fibras

Projetos de tubos soltos trançados em camadas cobrem a maioria dos dutos externos e trabalhos de sepultamento, e as fibras sobressalentes custam muito menos na instalação do que uma segunda vala custa mais tarde.

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Se um link tiver mais de 90 metros ou se a largura de banda necessária for superior a 10 Gbps, o cobre é uma resposta temporária que será revista dentro de um ciclo de atualização.

Corridas internas e de última milha: onde a fibra vence silenciosamente

Dentro dos edifícios e na chegada final a uma casa, a fibra agora compete com o cobre no custo instalado e também no desempenho, em grande parte porque os conjuntos pré-terminados eliminaram a penalidade da emenda.

Para backbones riser, o cabo interno mini-feixe com fibras com buffer apertado de 900 mícrons pode ser terminado diretamente e tolera os raios de curvatura de 15 a 20 mm que as bandejas e cantos reais impõem. As classificações de desempenho contra incêndio, e não a largura de banda, geralmente decidem o número exato da peça.

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No lado do assinante, um cabo drop plano de aproximadamente 2 por 3 mm com dois membros de resistência pode ser puxado através do mesmo microduto que um drop de cobre teria usado e, em seguida, terminado com um conector SC/APC pré-instalado em uma única visita.

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Um cabo drop pré-terminado transforma uma visita de emenda de dois técnicos em uma instalação de uma pessoa, o que geralmente torna a fibra mais barata que o cobre nos últimos 30 metros.

Custo ao longo da vida do link

O cobre custa menos por metro, mas a comparação só se torna significativa quando a eletrónica, a mão-de-obra de terminação, os ciclos de atualização e a vida útil são incluídos.

Comparação indicativa do ciclo de vida para uma ligação entre edifícios de 300 metros.
Elemento de custo	Cobre Cat6A	Fibra monomodo
Material do cabo	Menor custo por metro	Maior por metro, menos corridas necessárias
Rescisão	Conectores RJ45, minutos cada	Emenda de fusão ou extremidades pré-terminadas
Eletrônicos por extremidade	Porta de switch de cobre padrão	Transceptor mais porta de fibra
Distância máxima não amplificada	100 m	10 a 40 km
Vida útil esperada	10 a 15 anos	25 a 30 anos
Próxima atualização	Recable e substitua a eletrônica	Substitua apenas a óptica

Na maioria dos projetos edifício a edifício, o ponto de cruzamento fica entre 90 e 150 metros por link. Abaixo dele, o cobre geralmente ganha no primeiro custo. Acima disso, a fibra vence em quase todo o resto.

Cabo de fibra óptica vs cabo de cobre: perguntas comuns

O cabo de fibra óptica é realmente mais rápido que o cobre?

Não da maneira que a maioria das pessoas supõe. A luz em um núcleo monomodo viaja a aproximadamente 0,68 vezes a velocidade da luz e os sinais em pares Cat6A a aproximadamente 0,7 vezes, portanto, o atraso de propagação acima de 100 metros difere em nanossegundos. O que difere é o rendimento: 100 Gbps em um par de fibra ao longo de quilômetros, contra 10 Gbps em um canal de cobre ao longo de 100 metros.

Até que ponto um cabo de fibra óptica pode percorrer sem um repetidor?

A óptica monomodo padrão de 10 Gbps atinge 10 km, a óptica de alcance estendido atinge 40 km e os sistemas coerentes passam 80 km. O OM4 multimodo atinge cerca de 550 m a 10 Gbps, enquanto a Ethernet de cobre para em 100 m, independentemente da eletrônica por trás dela.

A fibra pode ser puxada através de um conduíte de cobre existente?

Geralmente sim, se a taxa de preenchimento, o raio de curvatura e a tensão de tração permitirem. Cabos trançados externos são comumente classificados para tensão de instalação de 600 N de longo prazo e 1.500 N de curto prazo, portanto, verifique a folha de dados, use um lubrificante adequado e microcabos de sopro de ar onde o duto for pequeno ou congestionado.

A fibra precisa de ferramentas especiais?

Ele precisa de um splicer de fusão, um cutelo, um kit de limpeza e um OTDR para certificação, todos custando mais do que um kit de crimpagem de cobre. Essa lacuna diminui rapidamente em grandes projetos, e as montagens pré-terminadas removem totalmente as emendas do local.

A certificação é onde a decisão é testada na prática. O cobre é certificado com um testador portátil em segundos, enquanto a fibra precisa de um rastreamento OTDR e um orçamento de perda documentado, e esse trabalho pertence ao plano do projeto.

A escolha entre cabo de fibra óptica e cabo de cobre raramente é ideológica. Tudo se resume ao comprimento da rota, aos requisitos de energia, ao ambiente de ruído e ao número de vezes que a ligação será atualizada antes da renovação do edifício. Responda honestamente a essas quatro perguntas e a especificação geralmente será escrita sozinha.

Para obter um passo a passo da mesma decisão em nível de projeto, incluindo compensações de implantação em instalações reais, consulte nosso guia para cabo de fibra óptica vs cabo de cobre: qual você deve usar .