Perdita di inserzione e perdita di ritorno per connettori in fibra

Come risaputo, ci sono un gran numero di cavi in fibra ottica utilizzati tra i dispositivi nelle comunicazioni ottiche; i connettori ottici dei cavi in fibra devono dunque essere affidabili per le reti in fibra ottica ad alte prestazioni. Quando si misurano gli effetti di attenuazione dei connettori in fibra, la perdita di inserzione (IL) e la perdita di ritorno (RL) sono due parametri essenziali.

Cosa sono la perdita di inserzione e la perdita di ritorno dei connettori in fibra?

Cosa è la perdita di inserzione?

Nelle telecomunicazioni, la perdita di inserzione si riferisce alla perdita di potenza del segnale, calcolata come rapporto in dB (decibel), risultante dall'inserimento di un dispositivo in una linea di trasmissione o in una fibra ottica. Può anche essere indicata come attenuazione, indicante l'entità della perdita di segnale confrontando la potenza in ingresso con quella in uscita. Un valore più basso di perdita di inserzione indica una migliore prestazione di perdita di inserzione. Ad esempio, una perdita di inserzione di 0,3dB è migliore di 0,5dB.

Cosa è la perdita di ritorno?

Quando un segnale viene trasmesso attraverso una linea di trasmissione, una parte della potenza del segnale viene sempre riflessa o restituita alla sorgente a causa di discontinuità nella linea di trasmissione. La discontinuità può essere un disadattamento con il carico di terminazione o con un dispositivo inserito nella linea. La perdita di ritorno si riferisce alla perdita di potenza del segnale riflesso. Pertanto, maggiore è la perdita di ritorno, minore sarà la quantità di riflessione. In altre parole, il connettore in fibra avrà prestazioni migliori con un valore più alto di RL.

Quali sono le cause di una scarsa perdita di inserzione e di ritorno?

Idealmente, se il cavo patch in fibra non ha connessioni, si otterrà la perdita minima: una fibra di vetro continua, che passa direttamente dal punto A al punto B senza interruzioni. Tuttavia, le reti in fibra ottica richiedono connettori per la modularità. Le prestazioni desiderate di bassa IL e alta RL si riducono di conseguenza a causa dei seguenti tre fattori:

Qualità e pulizia dell'end face

Evidentemente, i difetti della faccia terminale della fibra, come graffi, buchi, crepe e contaminazione di particelle, hanno un impatto diretto sulle prestazioni, contribuendo a una scarsa perdita di inserzione/ritorno. Qualsiasi irregolarità che impedisca la trasmissione della luce da una fibra all'altra influisce negativamente su IL e RL.

Figura 1: Pulizia dell'end-face

Disallineamento tra i due nuclei

Il compito principale del connettore è quello di trattenere le fibre con precisione, assicurando che il nucleo di una fibra si allinei in modo ordinato e accurato con il nucleo dell'altra fibra, in modo che ogni connettore si accoppi con un altro connettore con un allineamento preciso del nucleo e un contatto da nucleo a nucleo. In genere, più piccolo è il diametro del foro della ghiera, più precisa sarà la centratura della fibra nella ghiera. Se il foro della ferula non è perfettamente centrato, la fibra che contiene non sarà mai perfettamente centrata. Pertanto, il disallineamento tra due nuclei si verifica spesso quando le fibre con i nuclei che trasportano la luce non sono perfettamente allineate tra loro, con conseguente scarsa IL/RL.

Figura 2: Due casi di situazioni di disallineamento

Scarso contatto da nucleo a nucleo

Per ottenere la bassa IL e l'alta RL desiderate, è necessario ottenere e mantenere un contatto core-to-core ottimizzato. I diversi stili di lucidatura dei connettori in fibra hanno prestazioni di contatto core-to-core diverse per quanto riguarda la perdita di inserzione e la perdita di ritorno del connettore. Di solito, la perdita di inserzione dei connettori PC, UPC e APC è inferiore a 0,3dB. Tuttavia, i connettori UPC presentano l'IL più bassa grazie al traferro più piccolo, mentre i connettori APC presentano l'RL più elevato a causa della faccia terminale smussata della fibra. I connettori PC, UPC e APC vi aiuteranno a selezionare il tipo di collegamento in fibra adeguato.

Figura 3: Contatto core-to-core di PC, UPC e APC

Come ridurre la perdita dei connettori in fibra?

L'adozione di connettori ben collaudati e di alta qualità può aiutare gli installatori di rete a fornire connessioni ad alta velocità con buone prestazioni a lungo termine. Ecco alcuni suggerimenti per ottimizzare il valore delle perdite di inserzione/ritorno:

• Mantenere puliti tutti i connettori in fibra, soprattutto prima e dopo l'installazione e il collaudo. Utilizzare gli strumenti adeguati per pulire le ghiere dei connettori.

• Ridurre al minimo il numero di curve strette, bobine, giunzioni e connettori, che possono causare la rifrazione della luce attraverso il rivestimento della fibra. Se è necessaria una fibra a spirale, mantenere il raggio più ampio possibile.

• Utilizzare un cablaggio terminato in fabbrica. Queste terminazioni sono realizzate secondo linee guida rigorose e di solito includono una garanzia del produttore.

• Prendere una decisione ponderata sul budget: il budget per la "perdita di potenza" o il budget per l'inventario dei cavi. L'acquisto di cavi in fibra ottica a basso costo e di scarsa qualità può comportare costi maggiori in futuro.

In sintesi, la valutazione dell'efficienza e delle prestazioni sarà più accurata se si combinano i parametri di misura della perdita di inserzione e della perdita di ritorno. Le misure possono giudicare se c'è un disadattamento di impedenza sui pin del ricevitore e del trasmettitore, nonché sui vias, sui connettori e su varie altre discontinuità.