Connettori di fibra ottica: tipologie e loro differenti applicazioni

Il connettore ovvero il sistema di terminazione di un cavo in fibra ottica, è un componente essenziale nella comunicazione su fibra. Molte tipologie di connettori sono presenti sul mercato, sviluppati in tempi successivi e con specifici requisiti in termini di precisione, costo e robustezza, per adattarsi a differenti tipi di utilizzo.

I connettori devono, innanzitutto, essere scelti in base al tipo di cavo in fibra ottica con cui si intende utilizzarli, distinguendo tra cavi di tipo mono modale (SM) e multimodali (MM).

I cavi SM hanno un maggiore diametro del nucleo e sono adatti a coprire le ampie distanze richieste nel settore delle telecomunicazioni, mentre i cavi MM sono adatti per connessioni su distanze relativamente brevi (fino a 2 Km) e trovano utilizzo, solitamente, all’interno di edifici o aree aziendali.

I parametri che caratterizzano la qualità
di un connettore: Insertion Loss e Return Loss

Il connettore introduce una discontinuità sul percorso di trasmissione di un segnale ottico, che si cerca di minimizzare puntando a ottenere un allineamento più preciso possibile. Questa discontinuità viene descritta attraverso alcuni indici, il cui valore fornisce un’indicazione indiretta sulla qualità del connettore.

Uno di questi indici è l’Insertion Loss, una grandezza calcolata in base a un rapporto logaritmico ed espressa in decibel (dB), che tiene conto della perdita di potenza di un segnale dovuta alla presenza del connettore. Un basso valore di Insertion Loss è auspicabile perché indice del mantenimento inalterato della potenza del segnale.

Un altro importante indice è il Return Loss (anch’esso espresso in dB), che tiene conto dell’attenuazione del segnale riflesso dalla discontinuità introdotta dal connettore. Al contrario di quanto avviene per l’Insertion Loss, un elevato valore di Return Loss è auspicabile perché indice di un buon adattamento della connessione.

La qualità della superficie di contatto di un connettore

Un’ulteriore differenziazione nei connettori è legata al grado di finitura della superficie di contatto, che è possibile trovare in tre tipologie, standardizzate a livello internazionale.

Nei connettori PC (Physical Contact) la terminazione ha una forma leggermente convessa e il Return Loss è compreso tra -40 dB e -30 dB.

I connettori UPC (Ultra Physical Contact) hanno anche loro una terminazione convessa, ma con una finitura superficiale migliore rispetto ai connettori PC. Ciò determina un Return Loss compreso tra -55 dB e -40 dB, che rende i connettori UPC la scelta preferenziale per le applicazioni che richiedono elevata affidabilità come le trasmissioni televisive digitali, la telefonia e i sistemi dati.

I connettori APC (Angled Physical Contact) sono contraddistinti da un taglio angolato di 8° della superficie di contatto. Rispetto ai connettori UPC, in cui la luce viene riflessa verso la sorgente, l’estremità angolata del connettore APC fa in modo che il segnale venga riflesso nel rivestimento della fibra, determinando un Return Loss di circa -60 dB. Questi connettori sono adatti per applicazioni che richiedono segnali in fibra ottica di alta precisione come servizi complessi e multi-play, dove sono utilizzati splitter ottici per collegare più unità o terminali di rete ottica.

Come è fatto un connettore

Esistono tre componenti principali di un connettore di fibra.

  1. Il primo è la ferula, ovvero il sistema di alloggiamento della fibra, solitamente costituito da una struttura sottile e che può essere realizzato in ceramica, metallo o plastica.
  2. Il corpo del connettore è ciò che trattiene la ferula e realizza il collegamento con il buffer o il rivestimento primario; può essere in plastica o metallo.
  3. Il terzo componente è il meccanismo di accoppiamento che realizza la connessione meccanica tra il corpo del connettore e un dispositivo, che può essere a vite, a baionetta o a scatto.

Esistono, poi, configurazioni con un connettore per ogni estremità del cavo in fibra (Simplex) e altri che prevedono due connettori per estremità (Duplex).

La diversa combinazione di questi elementi ha dato vita a una pluralità
di tipologie di connettori.

Connettore SC

Il connettore SC è stato sviluppato a metà anni ‘80. È caratterizzato da alta affidabilità, elevata resistenza, basso costo e gode di grande diffusione, tanto da meritarsi la denominazione SC, sigla di Standard Connector. È un connettore del tipo push-pull, che fa uso di una ferula ceramica con diametro di 2,5 mm per allineare la fibra.

I connettori SC sono ampiamente utilizzati in impianti mono e multi-modali per televisione via cavo (CATV), all’interno di box/multiplexer ottici, in media converter, nelle reti ottiche passive (GPON) e attive (EPON ONU).

Connettori LC e LC Uni-Body

I connettori LC (Lucent Connector) sono composti da un involucro di plastica che usa un meccanismo di tipo push-pull, con una ferula in ceramica del diametro di 1,25 mm. Alcuni connettori LC hanno la possibilità di regolare la distanza dell’asse centrale in diverse posizioni dopo che il connettore LC è stato assemblato, riducendo ulteriormente la perdita di connessione.

Sono adatti per fibre SM e MM e hanno dimensioni dimezzate rispetto a quelle dei connettori SC: una caratteristica che ne ha favorito la diffusione all’interno di data center e negli armadi e rack ad alta densità di collegamenti. Sono sempre più impiegati nei collegamenti FTTH (Fiber To The Home), nelle reti locali e nella CATV.

I connettori LC esistono anche in una versione detta Uni-Body, caratterizzata da una sicurezza aggiuntiva sul corpo del connettore che elimina la possibilità di disconnessione accidentale. Gli LC Uni-Body sono, inoltre, caratterizzati, da Insertion Loss inferiore rispetto ai connettori LC.

Connettori Mu

Il connettore MU è un connettore miniaturizzato di tipo push-pull, preferito nelle applicazioni ad alta densità di connessione sia di tipo SM sia MM. Sono adatti generalmente per data center, telecomunicazioni, cablaggi e LAN.

Questi connettori hanno corpo in plastica e ghiere in zirconio del diametro di 1,25 mm con una tipica Insertion Loss non superiore a 0,1 dB e una tipica Return Loss maggiore di 45 dB.

Connettori FC

Il connettore FC (Ferrule Core) utilizza una ferula ceramica dal diametro di 2,5 mm, con un montaggio a vite arrotondata in nickel o acciaio. Questo accorgimento consente di mantenere la posizione con estrema precisione, ma rende il connettore FC meno veloce da connettere e meno economico rispetto ai connettori SC e LC.

I connettori FC sono utilizzati soprattutto con fibra SM e preferibilmente in situazioni dove è richiesto un meccanismo di accoppiamento molto stabile. È una scelta tipica, per esempio, negli apparati di trasmissione video su Fibra ottica.

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