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Conector de fibra óptica

Conectores de fibra óptica LC (arriba) y ST (abajo), ambos con tapas protectoras en su lugar

Un conector de fibra óptica es un dispositivo que se utiliza para unir fibras ópticas , facilitando la transmisión eficiente de señales de luz. Un conector de fibra óptica permite una conexión y desconexión más rápida que el empalme .

Existen distintos tipos, como SC, LC, ST y MTP, cada uno diseñado para aplicaciones específicas. En total, se han introducido en el mercado alrededor de 100 tipos diferentes de conectores de fibra óptica. [1]

Estos conectores incluyen componentes como casquillos y manguitos de alineación para una alineación precisa de las fibras. Los conectores de calidad pierden muy poca luz debido a la reflexión o la desalineación de las fibras.

Los conectores de fibra óptica se clasifican en monomodo y multimodo según sus características distintivas. Los estándares de la industria garantizan la compatibilidad entre diferentes tipos de conectores y fabricantes. Estos conectores se utilizan en telecomunicaciones , centros de datos y entornos industriales.

Solicitud

Los conectores de fibra óptica se utilizan para unir fibras ópticas donde se requiere una capacidad de conexión/desconexión. Debido a los procedimientos de pulido y ajuste que pueden incorporarse en la fabricación de conectores ópticos, los conectores a menudo se ensamblan sobre fibra óptica en las instalaciones de fabricación de un proveedor. Sin embargo, las operaciones de ensamblaje y pulido involucradas se pueden realizar en el campo, por ejemplo, para terminar tramos largos en un panel de conexión .

Los conectores de fibra óptica se utilizan en centrales telefónicas , para el cableado de instalaciones de clientes y en aplicaciones de plantas externas para conectar equipos y cables de fibra óptica o para interconectar cables.

La mayoría de los conectores de fibra óptica están accionados por resorte, por lo que las caras de las fibras se presionan entre sí cuando se acoplan los conectores. El contacto de vidrio con vidrio o de plástico con plástico resultante elimina las pérdidas de señal que se producirían por un espacio de aire entre las fibras unidas.

El rendimiento de los conectores de fibra óptica se puede cuantificar mediante la pérdida de inserción y la pérdida de retorno . Las mediciones de estos parámetros están definidas en la norma IEC 61753-1. La norma otorga cinco grados para la pérdida de inserción, desde A (mejor) hasta D (peor), y M para multimodo . El otro parámetro es la pérdida de retorno, con grados de 1 (mejor) a 5 (peor).

Hay una variedad de conectores de fibra óptica disponibles, pero los conectores SC y LC son los tipos de conectores más comunes en el mercado. [2] Los conectores típicos están clasificados para 500 a 1000 ciclos de acoplamiento. [3] Las principales diferencias entre los tipos de conectores son las dimensiones y los métodos de acoplamiento mecánico. Por lo general, las organizaciones estandarizarán un tipo de conector, según el equipo que utilicen habitualmente.

En muchas aplicaciones de centros de datos, los conectores pequeños (por ejemplo, LC) y multifibra (por ejemplo, MTP/MPO) han reemplazado a los estilos más grandes y antiguos (por ejemplo, SC), lo que permite más puertos de fibra por unidad de espacio en rack. [4]

Las aplicaciones en plantas exteriores pueden requerir que los conectores se ubiquen bajo tierra, en paredes exteriores o postes de servicios públicos. En estos entornos, se suelen utilizar carcasas protectoras, que se dividen en dos grandes categorías: herméticas (selladas) y de ventilación libre. Las carcasas herméticas impiden la entrada de humedad y aire, pero, al carecer de ventilación, pueden calentarse si se exponen a la luz solar u otras fuentes de calor. Las carcasas de ventilación libre, por otro lado, permiten la ventilación, pero también pueden admitir humedad, insectos y contaminantes transportados por el aire. La selección de la carcasa correcta depende del tipo de cable y conector, la ubicación y los factores ambientales.

Tipos

Se han desarrollado muchos tipos de conectores ópticos en diferentes momentos y para diferentes propósitos. Muchos de ellos se resumen en las tablas siguientes.

Notas

  1. ^ La férula flotante de los conectores FC proporciona un buen aislamiento mecánico. Los conectores FC deben acoplarse con más cuidado que los tipos push-pull debido a la necesidad de alinear la llave y al riesgo de rayar la cara del extremo de la fibra al insertar la férula en el conector. Un conector FC no debe usarse en entornos con vibraciones debido a su bloqueo roscado. Los conectores FC han sido reemplazados en muchas aplicaciones por conectores SC y LC. [1]
  2. ^ Existen dos estándares incompatibles para los anchos de las claves en los conectores FC/APC y FC/PC que mantienen la polarización: 2 mm (reducido o tipo R) y 2,14 mm (NTT o tipo N). [12] Los conectores y receptáculos con diferentes anchos de clave no se pueden acoplar o no conservarán la alineación del ángulo entre las fibras, lo que es especialmente importante para la fibra que mantiene la polarización . Algunos fabricantes marcan las claves reducidas con una sola marca de trazado en la clave y marcan los conectores NTT con una marca de trazado doble.
  3. ^ Los conectores LC han reemplazado a los conectores SC en entornos de redes corporativas debido a su tamaño más pequeño; a menudo se encuentran en transceptores conectables de factor de forma pequeño .
  4. ^ MPO ( Multi-fiber Push On ) es un conector para cables planos con entre cuatro y veinticuatro fibras. [17] Los conectores para fibra monomodo tienen extremos en ángulo para minimizar la retrorreflexión, mientras que las versiones para fibra multimodo suelen tener extremos planos. MTP es una marca comercial de una versión del conector MPO con especificaciones mejoradas. Los conectores MTP y MPO se interconectan.
  5. ^ MT-RJ ( Jack registrado de transferencia mecánica ) utiliza un factor de forma y un pestillo similares a los conectores 8P8C ( RJ45 ). Se incluyen dos fibras separadas en un conector unificado. Es más fácil de terminar e instalar que los conectores ST o SC. [ cita requerida ] El tamaño más pequeño permite el doble de densidad de puertos en una placa frontal que los conectores ST o SC. El conector MT-RJ fue diseñado por AMP , pero luego se estandarizó como FOCIS 12 (Estándares de interconexión de conectores de fibra óptica) en EIA/TIA-604-12. Hay dos variaciones: con pines y sin pines. La variedad con pines, que tiene dos pequeños pines guía de acero inoxidable en la cara del conector, se utiliza en paneles de conexión para acoplarse con los conectores sin pines en los cables de conexión MT-RJ.
  6. ^ El diseño push-pull de los conectores SC reduce la posibilidad de que se produzcan daños en el contacto de los extremos de la fibra durante la conexión. Estos se encuentran con frecuencia en equipos de red antiguos que utilizan GBIC .
  7. ^ SMA es la abreviatura de ensamblaje subminiatura .
  8. ^ ab El conector SMA fue el primer conector estándar ampliamente utilizado, desarrollado en la década de 1970 por Amphenol utilizando la geometría de diseño del conector SMA RF . [19] Fue diseñado para aplicaciones de fibra multimodo de gran diámetro, para las que todavía se usa ampliamente en la industria y la medicina. Carece de características importantes para las aplicaciones de comunicaciones, por lo que se considera obsoleto.
  9. ^ ST se refiere a una punta recta , ya que los lados de la punta de cerámica son paralelos, a diferencia del conector bicónico predecesor que se alineaba como lo harían dos conos de helado anidados.
  10. ^ Un conector ST tiene una llave que evita la rotación de la férula de cerámica y un cierre de bayoneta similar a una carcasa BNC . La pestaña de índice única debe estar correctamente alineada con una ranura en el receptáculo de acoplamiento antes de la inserción; luego, se puede activar el cierre de bayoneta, empujándolo y girándolo, y se bloquea al final del recorrido, lo que mantiene la fuerza de enganche accionada por resorte en la unión óptica central.

Conectores obsoletos

Contacto

Los conectores modernos suelen utilizar un pulido de contacto físico en el extremo de la fibra y la férula. Se trata de una superficie ligeramente convexa con el vértice de la curva centrado con precisión en la fibra, de modo que cuando se acoplan los conectores, los núcleos de la fibra entran en contacto directo entre sí. [20] [21] Algunos fabricantes tienen varios grados de calidad de pulido; por ejemplo, un conector FC normal puede denominarse FC/PC (para contacto físico), mientras que FC/SPC y FC/UPC pueden indicar calidades de pulido súper y ultra , respectivamente. Los grados más altos de pulido dan lugar a una menor pérdida de inserción y una menor reflexión posterior.

Muchos conectores están disponibles con la cara final de la fibra pulida en ángulo para evitar que la luz que se refleja desde la interfaz vuelva a subir por la fibra. Debido al ángulo, la luz reflejada no permanece en el núcleo de la fibra, sino que se filtra hacia el revestimiento. Los conectores pulidos en ángulo solo deben acoplarse a otros conectores pulidos en ángulo. El ángulo APC normalmente es de 8 grados, sin embargo, SC/APC también existe como de 9 grados en algunos países. El acoplamiento a un conector pulido sin ángulo provoca una pérdida de inserción muy alta. Por lo general, los conectores pulidos en ángulo tienen una pérdida de inserción mayor que los de contacto físico recto de buena calidad. Los conectores de calidad "Ultra" pueden lograr una reflexión posterior comparable a la de un conector en ángulo cuando se conectan, pero una conexión en ángulo mantiene una reflexión posterior baja incluso cuando el extremo de salida de la fibra está desconectado.

Las conexiones pulidas en ángulo se distinguen visiblemente por el uso de una funda de alivio de tensión verde o un cuerpo de conector verde. Las piezas se identifican típicamente añadiendo "/APC" (contacto físico en ángulo) al nombre. Por ejemplo, un conector FC en ángulo puede designarse FC/APC o simplemente FCA. Las versiones no anguladas pueden designarse FC/PC o con designaciones especializadas como FC/UPC o FCU para indicar un pulido de calidad "ultra" en la cara del extremo de la fibra. Existen dos versiones diferentes de FC/APC: FC/APC-N (NTT) y FC/APC-R (reducido). Una llave de conector FC/APC-N no encajará en una ranura de llave de adaptador FC/APC-R.

Conectores montables en campo

Los conectores de fibra óptica montables en campo se utilizan para unir cables de conexión de fibra óptica que contienen una fibra monomodo. Los conectores de fibra óptica montables en campo se utilizan para trabajos de restauración en campo y para eliminar la necesidad de almacenar cables de conexión de varios tamaños.

Estos conjuntos se pueden separar en dos categorías principales: conjuntos de conectores de unión simple y conjuntos de conectores de unión múltiple. Según Telcordia GR-1081, [22] un conjunto de conectores de unión simple es un conjunto de conectores en el que solo hay un punto donde se unen dos fibras diferentes. Esta es la situación que generalmente se encuentra cuando los conjuntos de conectores se fabrican a partir de conectores de fibra óptica ensamblados en fábrica. Un conjunto de conectores de unión múltiple es un conjunto de conectores en el que hay más de una conexión estrechamente espaciada que une diferentes fibras. Un ejemplo de un conjunto de conectores de unión múltiple es un conjunto de conectores que utiliza el tipo de conector de fibra corta.

Atributos

Características de un buen diseño de conector:

Análisis

Estos conectores, que se pueden acoplar en campo y están reforzados para su uso en el OSP, son necesarios para respaldar la implementación y las ofertas de servicios de fibra hasta las instalaciones (FTTP). Los HFOC están diseñados para soportar las condiciones climáticas existentes en todo Estados Unidos, incluidas la lluvia, las inundaciones, la nieve, el aguanieve, los fuertes vientos y las tormentas de hielo y arena. Pueden encontrarse temperaturas ambiente que oscilan entre −40 °C (−40 °F) y 70 °C (158 °F).
Telcordia GR-3120 [25] contiene los requisitos genéricos más recientes de la industria para HFOC y HFOA.

Pruebas

El rendimiento del conector de fibra óptica de vidrio se ve afectado tanto por el conector como por la fibra de vidrio. Las tolerancias de concentricidad afectan a la fibra, al núcleo de la fibra y al cuerpo del conector. El índice de refracción óptica del núcleo también está sujeto a variaciones. La tensión en la fibra pulida puede provocar una pérdida de retorno excesiva. La fibra puede deslizarse a lo largo de su longitud en el conector. La forma de la punta del conector puede tener un perfil incorrecto durante el pulido. El fabricante del conector tiene poco control sobre estos factores, por lo que el rendimiento en servicio puede estar por debajo de las especificaciones del fabricante.

Las pruebas de conjuntos de conectores de fibra óptica se dividen en dos categorías generales: pruebas de fábrica y pruebas de campo.

Las pruebas de fábrica a veces son estadísticas, por ejemplo, una verificación de proceso. Se puede utilizar un sistema de perfilado para garantizar que la forma general pulida sea correcta y un microscopio óptico de buena calidad para verificar si hay imperfecciones. El rendimiento de la pérdida de inserción y la pérdida de retorno se verifica utilizando condiciones de referencia específicas, en comparación con un cable de prueba monomodo estándar de referencia o utilizando una fuente compatible con flujo envuelto para pruebas multimodo. Las pruebas y el rechazo ( rendimiento ) pueden representar una parte significativa del costo total de fabricación.

Las pruebas de campo suelen ser más sencillas. Se utiliza un microscopio óptico de mano especial para comprobar si hay suciedad o imperfecciones. Se utiliza un medidor de potencia y una fuente de luz o un equipo de prueba de pérdida óptica (OLTS) para comprobar la pérdida de extremo a extremo, y se puede utilizar un reflectómetro óptico de dominio temporal para identificar pérdidas puntuales significativas o pérdidas de retorno.

Véase también

Notas

  1. ^ Los cierres de terminales de pedestal están destinados a alojar componentes pasivos de telecomunicaciones utilizados en un entorno de planta externa (OSP). Según Telcordia GR-13 [1], estos cierres pueden alojar componentes como bloques de terminales de cobre, tomas coaxiales o equipos pasivos de distribución de fibra óptica utilizados para la distribución de servicios telefónicos y de banda ancha.

Referencias

  1. ^ abcdefghi «Identificador de conector». The Fiber Optic Association . 2010. Consultado el 18 de octubre de 2014 .
  2. ^ Silva, Mário Marques da (6 de enero de 2016). Redes de cable e inalámbricas: teoría y práctica. CRC Press. ISBN 9781498746830.
  3. ^ Alwayn, Vivek (2004). "Fiber-Optic Technologies" (Tecnologías de fibra óptica) . Consultado el 15 de agosto de 2011 .
  4. ^ "Tipos de conectores de fibra: LC, SC, FC, ST, MTP y MPO". Derek . Consultado el 20 de diciembre de 2021 .
  5. ^ "Tablas de códigos de referencia de gestión de módulos SFF". SNIA . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .
  6. ^ "Ficha técnica DMI" (PDF) . DIAMOND SA. Archivado desde el original (PDF) el 10 de octubre de 2014 . Consultado el 6 de octubre de 2014 .
  7. ^ «Oficina de Propiedad Intelectual de la Unión Europea (EUIPO): Información sobre la marca E-2000» . Consultado el 8 de diciembre de 2019 .
  8. ^ abcdefg "La historia de los conectores - AFL Hyperscale". AFL Hyperscale . Consultado el 5 de noviembre de 2018 .
  9. ^ abcdefghi Keiser, Gerd (agosto de 2003). Fundamentos de comunicaciones ópticas . McGraw-Hill Networking Professional. pág. 132–. ISBN 0-07-141204-2.
  10. ^ Estándar TIA FOCIS-4, TIA-604-4-B
  11. ^ ab "Conectores de fibra óptica". Archivado desde el original el 12 de marzo de 2016 . Consultado el 18 de octubre de 2014 .
  12. ^ Sezerman, Omur; Best, Garland (diciembre de 1997). "La alineación precisa preserva la polarización" (PDF) . Laser Focus World . Consultado el 7 de diciembre de 2016 .
  13. ^ ab "Tutorial de conectores de fibra óptica de formato pequeño". Fiberstore. 3 de junio de 2014. Consultado el 18 de octubre de 2014 .
  14. ^ ab Patente estadounidense 20140126875, Lou Guzzo, Inman, SC (EE. UU.), "Soporte de casquillo de conector", expedida el 8 de mayo de 2014 
  15. ^ abc Shimoji, Naoko; Yamakawa, junio; Shiino, Masato (1999). "Desarrollo de Conector Mini-MPO" (PDF) . Revisión de Furukawa (18): 92.
  16. ^ "Preguntas frecuentes". US Conec. Archivado desde el original el 21 de abril de 2009. Consultado el 12 de febrero de 2009 .
  17. ^ "Solución de fibra MTP/MPO".
  18. ^ "Catálogo de productos Amphenol Fiber Optics, definición del estándar SMA, página 131-132" (PDF) . Consultado el 28 de febrero de 2019 .
  19. ^ Neal Weiss (7 de julio de 2016). "¿Qué es un conector SMA y por qué nos importa?". Fiber Optic Center . Consultado el 16 de agosto de 2018 .
  20. ^ "La importancia de la geometría para los conectores de fibra óptica" (PDF) . Corning Cable Systems. Abril de 2006. Archivado desde el original (PDF) el 2016-03-04 . Consultado el 2014-04-23 .
  21. ^ Yin, Ling; Huang, H.; Chen, WK; Xiong, Z.; Liu, YC; Teo, PL (mayo de 2004). "Pulido de conectores de fibra óptica". Revista internacional de máquinas herramientas y fabricación . 44 (6): 659–668. doi :10.1016/j.ijmachtools.2003.10.029.
  22. ^ "GR-1081, Requisitos genéricos para conectores de fibra óptica montables en campo". Telcordia.
  23. ^ "Conectores y cables de conexión de fibra que mantienen la polarización" (PDF) . OZ Optics . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
  24. ^ [2], Telcordia.
  25. ^ GR-3120, Requisitos genéricos para conectores de fibra óptica endurecidos (HFOC) y adaptadores de fibra óptica endurecidos (HOFA), Telcordia.

Enlaces externos

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