Fiber Ferrule: la clave de la precisión y el rendimiento de los conectores de fibra óptica

Los conectores de fibra óptica constan de piezas de cerámica, plástico y metal que fijan y alinean con precisión los extremos de la fibra óptica con sus adaptadores. Suelen adoptar la forma de estructuras cilíndricas con orificios en el centro para asegurar la alineación.

Cuando la férula de un conector no se alinea con precisión con su adaptador, se forma un entrehierro que reduce la transmisión de potencia a través de su conexión. Esto puede deberse a varios factores, como la falta de coincidencia del diámetro del orificio, variaciones de concentricidad, desalineación lateral o desalineación angular, que reducen la transmisión de potencia a través de sus conexiones.

Precisión

Las superficies de las férulas desempeñan un papel esencial en el rendimiento de las conexiones de fibra óptica, ya que actúan como el punto donde los cables se encuentran entre sí o con transmisores/receptores y la luz debe pasar libremente entre estos puntos sin pérdida de atenuación (pérdida de potencia).

La precisión es clave para alcanzar este objetivo, empezando por la cilindricidad de la abertura por la que se inserta la fibra óptica. Si esta no se alinea con precisión con su núcleo, el desajuste longitudinal y la pérdida de transmisión aumentan drásticamente.

La concentricidad del núcleo de la virola es de igual importancia; esta medida describe lo cerca que se ajusta el núcleo a su centro de la abertura y debe coincidir perfectamente con su revestimiento circundante para una reducción óptima de la pérdida de transmisión. Cualquier variación puede causar desalineaciones entre el centro del núcleo y el revestimiento, lo que aumenta la pérdida de transmisión.

En Ilsintech, tras la inserción de la fibra realizamos inspecciones minuciosas para garantizar la correcta colocación del núcleo dentro de su orificio. Para minimizar el movimiento entre los componentes y reducir el potencial de pérdida de inserción.

Material

La virola se aloja dentro del conector que aloja el cable de fibra óptica. Al combinarse, la luz debe viajar sin pérdidas significativas de potencia; garantizar que esto ocurra depende de que su superficie sea lisa y no esté dañada.

La selección del material de la virola es crucial para su rendimiento global. La cerámica ofrece el mejor control dimensional y durabilidad cuando se rectifica con precisión al tamaño correcto; además, su estabilidad medioambiental proporciona ventajas de rendimiento a largo plazo. La cerámica también se adhiere bien a los componentes de vidrio, lo que la convierte en el material ideal para los casquillos.

La mala calidad de la superficie puede dar lugar a problemas como la desalineación lateral, por la que las aberturas de los casquillos de transmisión y recepción están descentradas entre sí en lugar de alineadas correctamente, lo que provoca una pérdida de potencia, ya que parte de la luz de transmisión puede no entrar en el revestimiento de la fibra óptica de destino, con la consiguiente reducción de potencia.

Antes de 2005, el conector multimodo ST, marca registrada de AT&T, era el más utilizado. Este dispositivo de montaje en bayoneta utiliza una férula cerámica de 2,5 mm con montaje en bayoneta que sujeta el cable de fibra óptica. Aunque es relativamente fácil de usar y presenta excelentes características de rendimiento, su mayor pérdida de inserción que los modelos SC o LC requiere adaptadores de acoplamiento para obtener los mejores resultados de rendimiento.

Pulido

El pulido del extremo de la fibra y la férula es esencial para crear conectores de fibra de alta calidad, ya que garantiza que no haya defectos ni irregularidades que puedan impedir el paso de la luz. El prensado une mecánicamente la fibra a su casquillo; el pulido la prepara ópticamente. El pulido también garantiza la mejor conexión posible al proporcionar una alineación óptica de la luz.

Hay varios factores que influyen en la precisión del pulido, como el tipo de plantilla utilizada, el material de las almohadillas de pulido empleadas y el grosor de la película de pulido. La cerámica de óxido de circonio es una de las mejores opciones por su mayor control dimensional y durabilidad, y ofrece tolerancias y consistencia en todo el proceso.

El pulido es esencial porque ofrece la primera oportunidad de corregir los desajustes en la alineación del núcleo, que pueden causar importantes pérdidas de inserción y retorno. Un desajuste también puede causar problemas en términos de alineación de la férula, lo que provoca que el revestimiento sobresalga de la abertura del orificio y cause desajustes en ambos lados.

Para paliar este problema, la virola UPC se ha mejorado con respecto a su homóloga LC anterior, con una superficie más pequeña y una forma de cabeza cónica más ajustada que reduce la ORL causada por los espacios de aire entre las puntas. Además, las plantillas de pulido están diseñadas para sujetar las férulas con precisión durante el pulido y mejorar así la calidad del producto final.

Tolerancias de extremo a extremo

Las tolerancias de las férulas desempeñan un papel fundamental a la hora de garantizar la calidad de una conexión óptica, ya que determinan el grado de ajuste de las fibras en sus orificios y el grado de movimiento entre férulas y adaptadores que contribuye a la pérdida de inserción. Unas tolerancias precisas permiten alinear con exactitud los diámetros de los orificios dentro de los diámetros de los núcleos ópticos para conseguir una alineación óptima entre las férulas transmisoras y receptoras, ya que cualquier desalineación en cualquiera de las direcciones provoca una pérdida de transmisión de la luz, lo que repercute negativamente en la calidad de la señal.

Hoy en día hay una gran variedad de conectores de fibra en el mercado, cada uno con sus propias ventajas. Algunos presentan diseños de bayoneta, mientras que otros se conectan o encajan a presión. Algunos conectores también incorporan métodos para mantener unidas las férulas, mientras que otros utilizan collares codificados por colores para facilitar la instalación y la identificación.

Los conectores ST incorporan una férula cuadrada con tecnología de carga por resorte para fijar la fibra en su interior, lo que requiere un asiento preciso para conectar correctamente, pero puede interrumpir las señales cuando alguien tira del cable accidentalmente. Sin embargo, ofrecen un excelente rendimiento de pérdida de inserción por fibra y soportan entornos de mucho tráfico.

Otra opción es el conector LC, con su virola circular y su sistema push-and-pull para acoplarse a adaptadores. Aunque es más duradero que una conexión ST, su mayor pérdida de atenuación por fibra limita su uso en aplicaciones con alta densidad de tráfico de datos.