Fiber Ferrule - A chave para a precisão e o desempenho dos conectores de fibra óptica

Os conectores de fibra óptica consistem em peças de cerâmica, plástico e metal que fixam e alinham com precisão as extremidades da fibra óptica aos seus adaptadores correspondentes. Isso geralmente assume a forma de estruturas cilíndricas com furos em seus centros para um alinhamento seguro.

Quando o ferrolho de um conector não se alinha precisamente com seu adaptador, forma-se um espaço de ar que reduz a transmissão de energia por meio de sua conexão. Isso pode ser causado por vários fatores, incluindo incompatibilidade do diâmetro do furo, variações de concentricidade, desalinhamento lateral ou desalinhamento angular, reduzindo a transferência de potência por meio de suas conexões.

Precisão

As superfícies do ferrolho desempenham um papel essencial no desempenho das conexões de fibra óptica, atuando como o ponto em que os cabos se encontram entre si ou com transmissores/receptores, e a luz deve passar livremente entre esses pontos sem perda de atenuação (perda de potência).

A precisão é fundamental para atingir esse objetivo, começando com a cilindricidade da abertura do furo por onde a fibra óptica é inserida. Se ela não se alinhar precisamente com seu núcleo, a incompatibilidade longitudinal e a perda de transmissão aumentarão drasticamente.

A concentricidade do núcleo do ferrolho é de igual importância; essa medida descreve a proximidade com que o núcleo se ajusta ao centro da abertura e deve corresponder perfeitamente ao revestimento circundante para a redução ideal da perda de transmissão. Qualquer variação pode causar desalinhamentos entre o centro do núcleo e o revestimento, o que aumenta a perda de transmissão.

Na Ilsintech, após a inserção da fibra, realizamos inspeções completas para garantir o posicionamento adequado do núcleo dentro da abertura do furo. Para minimizar o movimento entre os componentes e reduzir o potencial de perda de inserção.

Material

O ferrolho é alojado dentro do conector que abriga o cabo de fibra óptica. Quando combinada, a luz deve viajar sem perda significativa de potência; a garantia de que isso ocorra depende do fato de sua superfície ser lisa e não estar danificada.

A seleção do material do ferrolho é fundamental para seu desempenho geral. A cerâmica oferece o melhor controle dimensional e durabilidade quando retificada com precisão para o tamanho correto; além disso, sua estabilidade ambiental proporciona vantagens de desempenho a longo prazo. A cerâmica também se liga bem aos componentes de vidro, o que a torna a opção ideal de material para anéis.

A má qualidade da superfície pode resultar em problemas como desalinhamento lateral, em que as aberturas dos ferrolhos de transmissão e recepção ficam descentralizadas uma da outra, em vez de alinhadas corretamente, o que leva à perda de potência, pois parte da luz de transmissão pode não entrar no revestimento da fibra óptica de destino, resultando em redução de potência.

Antes de 2005, o conector multimodo ST, marca registrada da AT&T, era o mais comumente usado. Esse dispositivo de montagem em baioneta usa uma ponteira de cerâmica de 2,5 mm com montagem em baioneta que prende o cabo de fibra óptica. Embora relativamente fácil de usar e com excelentes características de desempenho, sua perda de inserção mais alta do que a dos modelos SC ou LC exige adaptadores de acoplamento para obter melhores resultados de desempenho.

Polimento

O polimento da superfície da extremidade da fibra/ferrule é essencial para criar conectores de fibra de alta qualidade, pois garante que não haja defeitos ou irregularidades que possam impedir a passagem da luz. A crimpagem une mecanicamente a fibra ao seu ferrolho; o polimento a prepara opticamente. O polimento também garante a melhor conexão possível ao proporcionar o alinhamento óptico da luz.

Há vários fatores que influenciam a precisão do polimento, como o tipo de gabarito usado, o material das almofadas de polimento usadas e a espessura do filme de polimento. As cerâmicas de zircônia estão entre as melhores opções devido ao seu controle de dimensões e durabilidade superiores, oferecendo tolerâncias e consistência em toda a extensão.

O polimento é essencial porque oferece a primeira chance de corrigir os desalinhamentos no alinhamento do núcleo, o que pode causar perdas significativas de inserção e retorno. Uma incompatibilidade também pode causar problemas em termos de alinhamento do ferrolho, fazendo com que o revestimento se projete para fora da abertura do furo, causando desalinhamentos em ambos os lados.

Para atenuar esse problema, a virola estilo UPC foi aprimorada em relação à sua contraparte LC anterior, com uma área de superfície menor e um formato de cabeça de cone mais apertado que reduz a ORL causada por espaços de ar entre as pontas. Além disso, os gabaritos de polimento são projetados para segurar as ponteiras com precisão durante o polimento, para melhorar a qualidade do produto final.

Tolerâncias de ponta a ponta

As tolerâncias dos ferrolhos desempenham um papel fundamental para garantir a qualidade de uma conexão óptica, pois determinam a firmeza com que as fibras se encaixam em seus furos e o quanto o movimento entre os ferrolhos e os adaptadores contribui para a perda de inserção. As tolerâncias precisas permitem que os diâmetros dos furos sejam alinhados com precisão dentro dos diâmetros dos núcleos ópticos para o alinhamento ideal entre os ferrolhos transmissores e receptores, sendo que qualquer desalinhamento em qualquer direção leva à perda de transmissão de luz, afetando negativamente a qualidade do sinal.

Há uma variedade de conectores de fibra no mercado atualmente, cada um oferecendo seu próprio conjunto de benefícios. Alguns apresentam designs de baioneta, enquanto outros se conectam ou se encaixam. Alguns conectores também incorporam métodos para manter as ponteiras unidas, enquanto outros utilizam colares com código de cores para facilitar a instalação e a identificação.

Os conectores ST apresentam um ferrolho quadrado com tecnologia de carga por mola para prender a fibra em seu interior, o que requer um encaixe preciso para se conectar corretamente, mas pode interromper os sinais quando alguém puxa o cabo acidentalmente. No entanto, eles oferecem excelente desempenho de perda de inserção por fibra e suportam ambientes de alto tráfego.

Outra opção é o conector LC, com sua ponteira circular e sistema push-and-pull para acoplar aos adaptadores. Embora seja mais durável do que uma conexão ST, sua maior perda de atenuação por fibra limita seu uso em aplicações com alta densidade de tráfego de dados.