Scegliere il tipo di lucidatura appropriato per i connettori ottici è fondamentale nella pianificazione della rete e non dovrebbe essere casuale.
Prima di tutto, diamo un'occhiata più da vicino alla struttura della fibra ottica:
Struttura interna di una fibra ottica
La fibra è costituita da uno speciale tipo di vetro di quarzo. La sua parte principale è il nucleo, ricoperto da uno strato di rivestimento e di protezione. Il funzionamento della fibra ottica si basa sull'uso di due materiali che conducono la luce con indici di rifrazione diversi. L'indice di rifrazione del nucleo è leggermente superiore a quello del rivestimento.
Le fibre ottiche possono essere collegate in due modi: con un connettore meccanico o con una giuntura a fusione. Il funzionamento di quasi tutti i connettori per fibre ottiche attualmente in uso si basa sullo stesso principio, che prevede il fissaggio della fibra in una ghiera cilindrica forata con precisione. Il collegamento avviene centrando le ghiere di entrambi i connettori nel manicotto della presa in fibra ottica. Esistono vari tipi di soluzioni di montaggio, tra cui filettati, a baionetta e a scatto. Per garantire la ripetibilità dei parametri e l'affidabilità delle connessioni, è necessaria una perfetta centratura dei nuclei di fibra nelle ghiere. Ciò impone requisiti severi sulle tolleranze delle dimensioni nella produzione delle ghiere.
Struttura di un connettore in fibra ottica
Perché la lucidatura è importante?
I tipi di connettori in fibra ottica più comunemente utilizzati, come LC, SC, ST, FC, E2000, sono disponibili in due tipi di lucidatura della faccia terminale della ferula: UPC (Ultra Physical Contact) e APC (Angled Physical Contact). Il tipo di lucidatura è indicato dal codice colore del connettore: blu per PC-UPC, nero per FC/PC-UPC, verde per APC.
La geometria delle giunzioni dei connettori si concentra sulla garanzia di un corretto contatto fisico tra due fibre inserite in una ghiera. La superficie sferica delle fibre viene lucidata con precisione in modo che le superfici di contatto si incontrino centralmente nel manicotto assiale. L'eliminazione del traferro si ottiene con una leggera pressione delle fibre da unire (le fibre si piegano fino al contatto con il manicotto). Il contatto fisico tra le fibre deve essere duraturo e mantenuto nel tempo, indipendentemente dalle variazioni di temperatura, pressione o vibrazioni. La pressione corretta delle fibre è fornita dalla molla del connettore, che garantisce il contatto fisico indipendentemente dai cambiamenti ambientali.
Gli standard internazionali specificano tre parametri fisici chiave che consentono di determinare la qualità delle superfici lucidate: il raggio di curvatura (raggio della sfera formata sul manicotto assiale lucidato), l'altezza della fibra (distanza della sporgenza o del taglio della fibra dopo la lucidatura rispetto al manicotto assiale) e lo spostamento del picco più alto (spostamento del vertice e della lucidatura, eccentricità del vertice e della lucidatura)
.La ghiera in fibra ottica è opportunamente lucidata per migliorare le prestazioni dei collegamenti in fibra ottica realizzati con connettori ottici.
Per ridurre al minimo le perdite, i connettori in fibra ottica solitamente contattano le superfici terminali opportunamente lucidate, utilizzate nella tecnica di giunzione ottica UPC o con un leggero angolo nella tecnica di giunzione angolare APC per eliminare i riflessi. Tuttavia, i connettori UPC non sono perfettamente piatti e presentano una leggera curvatura - per un migliore allineamento del nucleo.
Foto dei connettori SC/APC e SC/PC
Come influisce la differenza di lucidatura sulle prestazioni?
Nei connettori UPC, la luce viene riflessa direttamente verso la sorgente luminosa, mentre l'estremità angolata di 8 gradi del connettore APC riflette la luce verso il rivestimento. Ciò causa alcune differenze nella perdita di ritorno, che è una misura della luce riflessa espressa come valore negativo in dB (più alto è il valore, meglio è). Gli standard raccomandano che la perdita di ritorno dei connettori UPC sia pari o superiore a -50 dB (corrispondente a un coefficiente di riflessione nominale dello 0,001%) e che la perdita di ritorno dei connettori APC sia pari o superiore a -60 dB (corrispondente a un coefficiente di riflessione nominale dello 0,0001%).
Differenza tra lucidatura UPC e APC
Differenza tra i connettori descritti:
- In un connettore APC, la luce non viene riflessa verso la sorgente, ma viene assorbita dal rivestimento della fibra;
- In un connettore UPC (e PC), la luce viene riflessa verso la sorgente.
La perdita di ritorno è diversa dalla perdita di inserzione, che si riferisce alla quantità di energia ottica persa dal connettore o dalla lunghezza del cavo. La perdita di inserzione viene utilizzata per determinare i budget di perdita. Il raggiungimento di una bassa perdita di inserzione è solitamente più facile con i connettori UPC, grazie a spazi d'aria più ridotti rispetto ai connettori APC. Le tecniche di produzione sono migliorate notevolmente per ottenere angoli più precisi sui connettori APC e avvicinarsi a perdite di inserzione simili a quelle dei connettori UPC.
Applicazione
È l'esigenza specifica che dovrebbe influenzare la scelta della lucidatura UPC o APC.
APC: Nei sistemi di telecomunicazione in fibra ottica con velocità di trasmissione dati superiori a 600 Mb/s, si raccomanda l'uso di connettori con lucidatura APC. Anche i sistemi più sensibili alle perdite di ritorno richiedono l'uso di connettori APC. Ad esempio, i sistemi che operano in lunghezze d'onda ottiche superiori a 1500 nm, utilizzate per i segnali video RF, in cui la luce riflessa può influire negativamente sul segnale. Per questo motivo i connettori APC vengono scelti nelle applicazioni FTTX. I connettori APC sono inoltre comunemente utilizzati nelle reti PON passive, poiché molte di esse utilizzano segnali RF per trasmettere la televisione.
UPC: Nelle applicazioni in cui il costo e la semplicità sono più importanti delle prestazioni ottiche, vengono utilizzati i connettori UPC.
I connettori APC e UPC possono essere collegati tra loro?
Si ricorda che i connettori APC e UPC non possono e non devono essere collegati tra loro!
Non solo per le minori prestazioni dovute al disallineamento dei nuclei di fibra, ma anche per il pericolo di danneggiare entrambi i connettori (le perdite possono raggiungere anche i 10 dB). Quando si sceglie il tipo di connettore, vale la pena notare che i connettori a prestazioni più elevate offrono un risparmio di dB prezioso, quindi per le applicazioni che richiedono una segnalazione precisa in fibra ottica, l'APC dovrebbe essere la prima scelta, mentre i sistemi meno sensibili funzioneranno altrettanto bene utilizzando l'UPC.
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