Come le tolleranze delle ghiere dei connettori influenzano la perdita di inserzione sul campo

Ogni connettore ottico ha una ferrula, il componente di precisione che tiene la fibra in posizione e la allinea con il suo accoppiamento. Sulla carta, sembrano uguali e può essere allettante considerarli un prodotto di base. Ma come la maggior parte delle cose nella fibra ottica, la qualità conta. Pochi micron di errore di concentricità, deriva del diametro del foro o ovalizzazione possono spostare il nucleo della fibra abbastanza da causare una perdita di inserzione misurabile.

Minore è il budget di perdita, più critica è la qualità del connettore. Nelle reti moderne il limite è già molto basso. 10GBase-SR richiede una perdita di canale massima di 2,9 dB, mentre il massimo di 40GBase-SR4 è di 1,5 dB. Se si aggiunge la perdita di fibra lungo la lunghezza, non c’è spazio per una qualità discutibile.

In un mondo perfetto, i nuclei si allineano perfettamente ogni volta. Ma la realtà è sempre un compromesso. La ferrula è un pezzo di ingegneria semplice ma meravigliosamente complesso, con una serie di fattori che influiscono sulle prestazioni. Il diametro del foro della ferrula è il primo di questi. Troppo stretto rende difficile l’inserimento della fibra durante la produzione e influisce sulle prestazioni in caso di cicli di temperatura. Troppo largo e la fibra ha spazio per muoversi nello spazio vuoto. Anche la concentricità del foro rispetto al diametro esterno della ferrula è fondamentale. Se l’offset è eccessivo, l’allineamento delle fibre sarà compromesso. Questi fattori sottolineano l’importanza di selezionare la ferrula giusta come piattaforma di base per le prestazioni desiderate.

Oltre alla ghiera, il processo di lucidatura ha un impatto enorme. Il metodo di lucidatura influisce sulla geometria finale. Il raggio di curvatura, l’offset dell’apice, la sporgenza o il sottosquadro e la rugosità superficiale influiscono sull’allineamento con il connettore accoppiato e, in ultima analisi, sulla perdita.

Anche le ghiere di alta qualità presentano delle variazioni. La domanda è come queste variazioni si manifestano nei test e nella rete effettiva.


Riferimento–Casuale vs. Casuale–Accoppiamento casuale

La perdita di inserzione non è una proprietà fissa di un connettore. È una proprietà di un connettore accoppiato a un altro connettore.

  • Riferimento - Casuale: Un connettore è un connettore di riferimento ad alta precisione. È prodotto con tolleranze più strette rispetto ai tipici connettori da campo. Ogni connettore in prova viene accoppiato a questo riferimento di buona qualità. Il risultato sono valori di perdita inferiori e più costanti, poiché la ghiera di riferimento compensa gran parte della variabilità.

  • Casuale–Casuale: si accoppiano due connettori dalla popolazione di produzione generale. Questo è più simile a ciò che accade sul campo, due connettori reali con le proprie tolleranze che si allineano (o meno). La variabilità aumenta e la perdita media è solitamente peggiore rispetto ai test Riferimento–Casuale.


Perché la differenza è importante

Un connettore che sembra perfetto in fase di produzione potrebbe deludere in un rack reale, perché in commercio è raro che si accoppia con una ghiera di riferimento perfetta. Ecco perché alcuni produttori preferiscono pubblicare riferimenti casuali, perché hanno un aspetto migliore sui datasheet.

In un’implementazione, soprattutto in ambienti di patching in cui i connettori vengono riaccoppiati centinaia di volte, i risultati Casuale-Casuale sono un indicatore migliore della realtà. La tua efficacia dipende dalla coppia di connettori peggiori.


Accumulo di tolleranza sul campo

La perdita di inserzione in uno scenario Random-Random è un mix di alcuni fattori:

  • Errore di concentricità della ghiera da entrambi i connettori.
  • Variazione del diametro del nucleo/rivestimento della fibra.
  • Conformità geometrica polacca.
  • Sporcizia o contaminazione.

Anche se ogni singolo connettore soddisfa le specifiche, la combinazione può spingere una coppia oltre il limite, soprattutto nei canali multi-connettore dove le perdite si accumulano rapidamente. Se si assegna un budget basato sulle specifiche di perdita pubblicate, potrebbe risultare difficile o impossibile ottenere tali prestazioni sul campo.

IEC 61753-1 come guida

Fortunatamente, la IEC ha pubblicato uno standard che aiuta a definire cosa si intende per “buono” per i componenti passivi in fibra ottica: IEC 61753-1. Secondo la IEC 61753-1, le coppie di connettori accoppiati casualmente sono classificate A, B, C o D in base alla perdita di inserzione e alla perdita di riflessione misurate.

  • Il grado A è la tolleranza più stretta, ovvero la perdita di inserzione media più bassa e le prestazioni più costanti tra coppie casuali.
  • Il grado B è ancora di alta qualità, ma con limiti leggermente più flessibili.
  • I gradi C e D consentono una perdita progressivamente maggiore e vengono spesso utilizzati quando il budget è più importante della riduzione di ogni dB di margine.
Grado di accoppiamento casuale IECIL medio ≤ (dB)Max IL ≤ (dB) per ≥ 97% dei campioniNote
UN0,07 dB0,15 dBGrado A non ancora finalizzato; adottato nella pratica
B0,12 dB0,25 dBDisponibile subito
C0,25 dB0,50 dBMolto comune; spesso non pubblicato
D0,5 dB1,00 dBPrestazioni più scarse; spesso non pubblicate

Per un acquirente, queste classificazioni rappresentano una scorciatoia per sapere cosa si sta acquistando. Il punto chiave è che la norma IEC 61753-1 rende la classificazione comparabile tra i vari fornitori. Un connettore di Grado B di un fornitore deve soddisfare le stesse condizioni di prova e gli stessi limiti di un connettore di Grado B di un altro. Ciò significa che è possibile confrontare due preventivi, verificare la classificazione e avere la certezza di non confrontare mele con arance.


Cosa fare al riguardo

  1. Controlla attentamente la scheda tecnica — Specifica un grado IEC? Se non è specificato, presumi che il limite di perdita fornito sia Riferimento-Casuale e che puoi aspettarti perdite maggiori sul campo.
  2. Acquista da un fornitore che controlla rigorosamente l’approvvigionamento delle ghiere — Non tutte le “ghiere in zirconia” sono uguali: i fornitori più economici utilizzano ghiere peggiori.
  3. Pulire prima di ogni accoppiamento — Lo sporco amplifica gli effetti del disallineamento della tolleranza. (Inserisci una pubblicità spudorata per i nostri pulitori di connettori ClickPRO)
  4. Progettazione per il margine — Se il budget per i tuoi link è limitato, non fare affidamento sui numeri di perdita di inserzione del caso migliore.

Daniel Rose
Daniel Rose
Chief Executive Officer, ScaleFibre

Daniel Rose è il fondatore e CEO di ScaleFibre. Lavora per migliorare i prodotti globali di connettività in fibra ottica. Con una profonda esperienza nel settore, Daniel porta un’energia instancabile nella costruzione di infrastrutture intelligenti, scalabili e con uno sguardo deciso al futuro.

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