TERMINAZIONE OTTICA CON CONNETTORI PRE- LAPPATI A FUSIONE

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1 TERMINAZIONE OTTICA CON CONNETTORI PRE- LAPPATI A FUSIONE Scopo del documento Questo breve documento si propone di offrire una panoramica dello stato dell arte nell ambito della terminazione in campo della fibra ottica e di specificare l offerta Rertech in questo settore. Introduzione Lo sviluppo delle reti ottiche e, più recentemente, dell offerta FTTH hanno reso necessario lo sviluppo di tecnologie che consentano un affidabile terminazione in campo dei connettori ottici. Fino al recente passato, la terminazione della fibra ottica in campo poteva essere svolta da personale qualificato servendosi dei cosiddetti sistemi hot- melt. La tecnologia hot- melt, sviluppata principalmente da 3M, permette di realizzare in campo il processo di terminazione della fibra che usualmente viene svolto in fabbrica, comprendente quindi la resinatura della fibra nella ferrula, per mezzo di apposite colle epossidiche, e la successiva lucidatura manuale - della ferrula. A causa delle limitazioni imposte dalla lucidatura manuale, e dall assenza di strumentazione adeguata, la terminazione hot- melt risulta appena sufficiente per applicazioni in reti multimodali e presenta parametri trasmissivi generalmente molto modesti. I Connettori Pre- Lappati Più recentemente sono stati sviluppate soluzioni pre- lappate. La lappatura (polishing) è il processo mediante il quale la ferrula del connettore viene lucidata. Questo processo ad altissima precisione richiede che vengano mantenuti con tolleranze sub- micrometriche alcuni parametri geometrici (raggio di curvatura, concentricità ecc ). Il processo di lappatura si svolge in laboratorio per mezzo di adeguati strumenti (lappatrici) e di dischi diamantati con grana via via più fine. Connettori lappati non in conformità con gli standard Parametri geometrici della superficie della ferrula industriali di riferimento (Telcordia) generano perdite di inserzione e di ritorno superiori a quelle nominalmente richieste. Un connettore pre- lappato è un connettore ottico nel quale è stato terminato in laboratorio un breve spezzone di fibra; come tale, il connettore pre- lappato è stato realizzato in conformità alle specifiche geometriche della ferrula e, di norma, collaudato in base ai parametri minimi richiesti. Processo di lappatura Page 1

2 Esistono due categorie di connettori prelappati per il montaggio in campo: - - Connettori a giunzione meccanica; Connettori a giunzione a fusione. La differenza sta nella tecnica adottata per la giunzione della fibra con lo spezzone di fibra ottica pre- installata nel connettore. Pre- lappati a giunzione meccanica I connettori a giunzione meccanica fanno uso di un sistema di posizionamento meccanico delle due fibre faccia contro faccia, minimizzando il gap tra le due facce (che genera perdita di inserzione e di ritorno) e mantenendo meccanicamente in posizione la fibra proveniente dal campo. Spesso, si adotta un gel trasparente (index matching gel) all interfaccia tra le due fibre che ha lo scopo di minimizzare la variazione di indice di rifrazione causata dal gap di aria. I connettori con giunzione meccanica (ad esempio, Unicam di Corning ) sono piuttosto diffusi in ambiente networking, in particolare nella fibra multimodale, poiché presentano parametri trasmissivi e di perdita sufficientemente ridotti per l applicazione. Più rare sono le applicazioni con fibra monomodale, a causa anche della non definitiva affidabilità del connettore nel tempo. Deformazioni termiche dovute alla temperatura, stress meccanico, vibrazioni, possibile invecchiamento chimico dell index matching gel, infatti, possono generare un deterioramento delle prestazioni nel tempo e rendere le prestazioni del connettore non più adeguate all applicazione. In alcune installazioni, infine, nelle quali è richiesto un connettore di tipo APC, caratterizzato dal una perdita di ritorno particolarmente vantaggiosa, i connettori prelappati a giunzione meccanica presentano criticità di utilizzo a causa dell introduzione di una perdita di ritorno da parte del giunto meccanico significativamente superiore rispetto a quanto richiesto. Kit di terminazione Unicam Struttura di un connettore a giunzione meccanica D altro canto, il processo di terminazione di questi connettori non richiede l utilizzo da parte dell operatore di strumentazione particolarmente costosa, salvo una taglierina di precisione per fibra ottica. Pre- lappati a giunzione a fusione Nei connettori prelappati con giunzione a fusione, la giunzione tra la fibra proveniente da campo e lo spezzone di fibra pre- lappato nel connettore avviene per mezzo di una fusione ad arco. Il processo di fusione della fibra ottica, realizzabile per mezzo di un apparato in genere piuttosto costoso, genera perdite di inserzione irrisorie (dell ordine di qualche centesimo di Page 2

3 db) e perdite di ritorno minime (minori di - 60 db). Perdite, complessivamente, di uno o più ordini di grandezza inferiori rispetto alla perdita introdotta dal connettore ottico stesso. Inoltre, la fusione ha un grado di affidabilità altissimo e paragonabile ad una fibra integra. Confronto tra connettori meccanici e a fusione La tabella riportata nel seguito si riferisce al solo giunto, al netto delle prestazioni del connettore. Giunto meccanico Giunto a fusione Costo di attrezzatura Medio ( 1000 Euro) Alto (> 5000 Euro) Costo del connettore Alto (> 8 Euro) Medio- Alto (5-9 Euro) Costo di terminazione Medio- alto (3 minuti) Medio (2 minuti) Prestazioni Affidabilità Modeste: IL 0,4 db RL - 35 db Critica Vibrazioni Variazioni termiche Invecchiamento Alte: IL 0,05 db RL - 65 db Alta Tenuta meccanica Insensibilità a vibrazioni Nessun invecchiamento Panoramica dei connettori prelappati a fusione Praticamente tutti i maggiori vendor di macchine giuntatrici a fusione offrono una propria soluzione di connettore a fusione e, in taluni casi, di accessori per la manipolazione in fase di terminazione del connettore. Nella maggior parte dei casi, lo spezzone di fibra pre- installato nella ferrula del connettore viene già fornito spelato e tagliato, rendendolo così pronto all uso nella giuntatrice. Questa scelta, tuttavia, presenta alcuni limiti operativi e tecnologici: la fibra, nuda e pronta all uso, è maggiormente delicata e suscettibile di rotture in fase di manipolazione. Inoltre, come ben noto, la fibra priva di protezione può presentare fenomeni di deterioramento se esposta all aria e all umidità, motivi a causa dei quali questi connettori sono normalmente forniti in imballi Kit FuseConnect blister individuali e confezionati in atmosfera protetta (sigillati). E questo il caso, ad esempio, della soluzione Fujikura denominata Fuseconnect. Compatibilità tra connettori e giuntatrici E pratica consolidata che il connettore a fusione sia compatibile solo con le giuntatrici a fusione del medesimo vendor; questa strategia protettiva ha evidentemente una sua logica di promozione del pacchetto, ma è spesso causa di limitazioni nell uso del connettore nei casi in cui l operatore si trovi a terminare un connettore su una giuntatrice in suo possesso non compatibile. Page 3

4 La soluzione Swift di Rertech Il connettore proposto da Rertech, denominato Swift, si differenzia dalla concorrenza avendo lo spezzone di fibra pre- installata nella ferrula protetto da una guaina buffer da 900µm di diametro (come in un comune pigtail). Questa scelta genera alcuni vantaggi significativi: - la manipolazione del connettore può essere svolta dall operatore senza alcun timore di danneggiamento della fibra - poiché la spelatura della guaina ed il successivo taglio vengono svolti immediatamente prima della giunzione, è mantenuta la garanzia di perfetta integrità della faccia da giuntare (umidità, detriti, polvere) consentendo una Corpo ferrula di un connettore Swift qualità superiore della giunzione. - Non è necessario confezionare il connettore in atmosfera protettiva, a tutto vantaggio dei costi produttivi e, di conseguenza, del prezzo. I connettori Swift sono disponibili nelle tipologie SC, FC, LC e ST, sia monomodali (PC e APC), sia multimodali OM1 e OM2. Per ciascun connettore, sono inoltre disponibili codini specifici per la terminazione di cavi buffer 0.9 mm (con o senza armatura aramidica), per cavi 2-3 mm o per cavi drop. Connettori Swift Terminazione dei connettori Swift con la giuntatrice Swift- F1 Per sfruttare al meglio le caratteristiche del connettore Swift, è stata messa a punto una giuntatrice specifica per applicazioni FTTH denominata Swift- F1. La giuntatrice Swift- F1, con tecnologia di allineamento a V- Groove fisso (allineamento clad) è dotata a bordo macchina, unica nel suo genere, di una spelafibre termica automatica, di una taglierina di precisione con movimento della lama a smorzamento oleodinamico, e di un dispenser per liquido di pulizia della fibra. Page 4

5 In pratica, tutti gli strumenti operativi necessari a portare a compimento la giunzione di due fibre ottiche sono presenti a bordo macchina e non come elementi separati. La spelatrice termica automatica, inoltre, rende affidabile, pratico e veloce il processo di spelatura della fibra, che nella norma è eseguito manualmente dall operatore con una pinza a fori calibrati. Nell uso della Swift- F1 con connettori prelappati Swift, la presenza a bordo macchina di questi accessori permette di eseguire con rapidità ed affidabilità il processo di spelatura, pulizia e taglio della fibra del connettore, evitando i già riportati problemi potenzialmente generati dai connettori della concorrenza. Utilizzo della giuntatrice Swift- F1 con connettori a fusione di altri marchi Grazie alla disponibilità di appositi accessori opzionali, la giuntatrice Swift- F1 può essere utilizzata per la terminazione di connettori a fusione di altri marchi. Al momento, è garantita la compatibilità con Fujikura Fuseconnect in versione SC. Utilizzo dei connettori Swift con giuntatrici di altri marchi La caratteristica realizzazione del connettori Swift (fibra protetta da guaina da 0.9 mm), pur presentando i vantaggi enunciati in precedenza, li rende non immediatamente utilizzabili con giuntatrici di altri produttori. Il vincolo principale non è tanto nella spelatura del rivestimento della fibra (che può essere comunque eseguita a mano), ma piuttosto nel successivo taglio della fibra, non essendo le taglierine tradizionali predisposte per accogliere il corpo ferrula del connettore Swift. A questo limite viene incontro un nuovo prodotto denominato Multipack- F (MP- F). Si tratta di una stazione all- in- one comprendente spelafibre termica, taglierina con lama a smorzamento oleodinamico, dispenser di alcool isopropilico e riscaldatore per tubetti termorestringenti di protezione della giunzione. Opzionalmente, la stazione MP- F può essere dotata di un power meter ottico (OPM) e di una sorgente a laser visibile (VFL) integrati; entrambi questi dispositivi possono essere impiegati per una verifica immediata della giunzione. La stazione MP- F, da un lato rappresenta un ausilio agli operatori nella Multipack- F preparazione delle fibre alla giunzione; dall altro, consente la spelatura, la pulizia e il taglio dei connettori Swift prima della giunzione con la macchina di un concorrente già in possesso dell operatore. A questo scopo sono disponibili adattatori specifici per l utilizzo dei connettori Swift su giuntatrici della concorrenza, in particolare: Page 5

6 - Fujikura FSM60S/70S: Sumitomo Z1C; Furukawa 178 Conclusioni La soluzione Swift proposta da Rertech per la terminazione in campo di reti ottiche adotta un connettore pre- lappato con giunzione a fusione caratterizzato da eccellenti prestazioni ottiche e con una operatività superiore rispetto alla concorrenza. Grazie alla disponibilità della giuntatrice Swift- F1, la terminazione è realizzabile con affidabilità e sicurezza anche da operatori non particolarmente esperti. I connettori Swift non sono parte di un sistema chiuso ma possono essere impiegati con successo anche con macchine di giunzione a fusione della concorrenza, per mezzo della stazione MP- F e degli appositi adattatori disponibili, ottimizzando in tal modo l investimento fatto. Approfondimenti Page 6