Ghiera in fibra - La chiave per la precisione e le prestazioni dei connettori in fibra ottica

I connettori per fibre ottiche sono costituiti da parti in ceramica, plastica e metallo che fissano e allineano con precisione le estremità delle fibre ottiche agli adattatori di accoppiamento. In genere si tratta di strutture cilindriche con fori al centro per un allineamento sicuro.

Quando la ghiera di un connettore non si allinea esattamente con il suo adattatore, si forma un vuoto d'aria che riduce la trasmissione di potenza attraverso la connessione. Ciò può essere causato da diversi fattori, tra cui la mancata corrispondenza del diametro del foro, le variazioni di concentricità, il disallineamento laterale o angolare che riduce il trasferimento di potenza attraverso le connessioni.

Precisione

Le superfici delle ferrule svolgono un ruolo essenziale nelle prestazioni dei collegamenti in fibra ottica, in quanto rappresentano il punto in cui i cavi si incontrano tra loro o con i trasmettitori/ricevitori e la luce deve passare liberamente tra questi punti senza perdite di attenuazione (perdita di potenza).

La precisione è fondamentale per raggiungere questo obiettivo, a partire dalla cilindricità dell'apertura del foro attraverso cui viene inserita la fibra ottica. Se questa non è allineata con precisione al nucleo, il disallineamento longitudinale e la perdita di trasmissione aumentano drasticamente.

La concentricità del nucleo della ghiera è altrettanto importante; questa misura descrive quanto il nucleo si adatta al centro dell'apertura e deve combaciare perfettamente con il rivestimento circostante per una riduzione ottimale della perdita di trasmissione. Qualsiasi variazione può causare disallineamenti tra il centro del nucleo e il rivestimento, con conseguente aumento della perdita di trasmissione.

Alla Ilsintech, dopo l'inserimento della fibra, effettuiamo ispezioni approfondite per garantire il corretto posizionamento del nucleo all'interno dell'apertura del foro. Per minimizzare il movimento tra i componenti e ridurre il potenziale di perdita di inserzione.

Materiale

La ghiera è alloggiata all'interno del connettore che ospita il cavo in fibra ottica. Quando è combinata, la luce dovrebbe viaggiare senza una significativa perdita di potenza; per garantire che ciò avvenga, è necessario che la sua superficie sia liscia e non danneggiata.

La scelta del materiale della ghiera è fondamentale per le sue prestazioni complessive. La ceramica offre il miglior controllo dimensionale e la migliore durata quando viene rettificata con precisione alle dimensioni corrette; inoltre, la sua stabilità ambientale offre vantaggi prestazionali a lungo termine. La ceramica, inoltre, si lega bene ai componenti in vetro, rappresentando la scelta ideale per le ghiere.

La scarsa qualità della superficie può causare problemi come il disallineamento laterale, in cui le aperture delle ferrule di trasmissione e ricezione sono decentrate l'una rispetto all'altra anziché allineate correttamente, con conseguente perdita di potenza in quanto una parte della luce di trasmissione potrebbe non entrare nel rivestimento della fibra ottica di destinazione, con conseguente riduzione della potenza.

Prima del 2005, il connettore multimodale ST con marchio AT&T era il più comunemente utilizzato. Questo dispositivo con montaggio a baionetta utilizza una ghiera in ceramica da 2,5 mm con montaggio a baionetta per contenere il cavo in fibra ottica. Sebbene sia relativamente facile da usare e vanti eccellenti caratteristiche prestazionali, la sua perdita di inserzione più elevata rispetto ai modelli SC o LC richiede adattatori di accoppiamento per ottenere risultati ottimali.

Lucidatura

La lucidatura della superficie della fibra e della ghiera è essenziale per creare connettori in fibra di alta qualità, in quanto garantisce l'assenza di difetti o irregolarità che potrebbero impedire il passaggio della luce. La crimpatura lega meccanicamente la fibra alla ghiera, mentre la lucidatura la prepara otticamente. La lucidatura, inoltre, garantisce la migliore connessione possibile grazie all'allineamento ottico della luce.

L'accuratezza della lucidatura è influenzata da diversi fattori, come il tipo di dima utilizzata, il materiale dei tamponi di lucidatura e lo spessore del film di lucidatura. Le ceramiche di zirconio sono tra le scelte migliori grazie al loro controllo dimensionale e alla loro durata superiori, che offrono tolleranze e consistenza in ogni punto.

La lucidatura è essenziale perché offre la prima possibilità di correggere eventuali disallineamenti nell'allineamento del nucleo, che possono causare perdite di inserzione e di ritorno significative. Un disallineamento può anche causare problemi in termini di allineamento della ghiera, facendo sporgere il rivestimento dall'apertura del foro e causando disallineamenti su entrambi i lati.

Per ovviare a questo problema, la ghiera di tipo UPC è stata migliorata rispetto alla precedente versione LC, con una superficie più piccola e una forma conica più stretta che riduce l'ORL causato dai vuoti d'aria tra le punte. Inoltre, le maschere di lucidatura sono state progettate per trattenere con precisione le ghiere durante la lucidatura, per una migliore qualità del prodotto finale.

Tolleranze end-to-end

Le tolleranze delle ferrule svolgono un ruolo fondamentale nel garantire la qualità di un collegamento ottico, in quanto determinano quanto strettamente le fibre si adattano ai loro fori e quanto il movimento tra ferrule e adattatori contribuisce alla perdita di inserzione. Le tolleranze precise consentono di allineare con precisione i diametri dei fori all'interno dei diametri dei nuclei ottici per ottenere un allineamento ottimale tra le ghiere trasmittenti e riceventi; eventuali disallineamenti in entrambe le direzioni comportano una perdita di trasmissione della luce, con un impatto negativo sulla qualità del segnale.

Oggi sul mercato esiste un assortimento di connettori in fibra, ognuno dei quali offre una serie di vantaggi. Alcuni presentano un design a baionetta, mentre altri si collegano a spina o a scatto. Alcuni connettori incorporano anche metodi per tenere insieme le ghiere, mentre altri utilizzano collari colorati per facilitare l'installazione e l'identificazione.

I connettori ST sono caratterizzati da una ghiera quadrata con tecnologia a molla per fissare la fibra all'interno, che richiede un posizionamento preciso per collegarsi correttamente, ma può interrompere i segnali quando qualcuno tira accidentalmente il cavo. Tuttavia, offrono eccellenti prestazioni di perdita di inserzione per fibra e resistono ad ambienti ad alto traffico.

Un'altra opzione è il connettore LC, con la sua ghiera circolare e il sistema push-and-pull per l'accoppiamento con gli adattatori. Sebbene sia più resistente di una connessione ST, la sua maggiore perdita di attenuazione per fibra ne limita l'uso in applicazioni con un'elevata densità di traffico dati.