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I connettori multifibra come componenti chiave dell’infrastruttura a fibra ottica passiva

I sistemi di connessione a lente costituiscono un’alternativa al connettore MTP®/MPO?

Il volume di dati in tutto il mondo è in rapido aumento. Spinte dalla crescente digitalizzazione, le esigenze dei data center sono in costante aumento. Enormi quantità di dati devono essere trasmesse in modo rapido, sicuro e affidabile. Di conseguenza, crescono anche le esigenze dei componenti dei data center, come i connettori multifibra, che hanno un’influenza determinante sulla trasmissione del segnale. Connettori in fibra ottica di alta qualità garantiscono la massima velocità di trasmissione dei dati e una disponibilità continua. Altrettanto importante è scegliere, impiegare e manutenere correttamente i connettori FO.

Con connettori multifibra verso una rete di dati ad alte prestazioni

Le più recenti versioni Ethernet includono le velocità 400GBASE-SR8 e 400GBASE-SR4.2. Inoltre è stata già introdotta anche la 400GBASE-SR16. Tuttavia questa velocità è oggetto di controversia con l’argomentazione che la 400GBASE-SR16 non si affermerà perché è già stata sostituita dalla 400GBASE-SR8. L’introduzione di standard di velocità sempre più elevati rende tuttavia evidente come l’utilizzo di tecnologie di parallelizzazione abbia un ruolo sempre più importante, alla luce del fatto che la “lane speed” seriale nei ricetrasmettitori multimodali è attualmente di max. 50 Gigabit/s. Di conseguenza per la trasmissione di velocità superiori, come 100, 200 o 400 Gigabit Ethernet, si deve utilizzare la “trasmissione ottica parallela”. Questi ricetrasmettitori parallel optics multimodali necessitano di connettori multifibra sulle loro interfacce MDI (Media Dependent Interface).

Collegamenti sicuri per una trasmissione affidabile dei dati

Le prestazioni di un cablaggio in fibra ottica dipendono dalla pulizia delle estremità delle fibre, poiché solo connessioni pulite raggiungono le performance garantite dai produttori. Sono soprattutto le velocità di trasmissione dei dati in costante aumento che rendono la qualità della trasmissione più sensibile all’impurità dei connettori. Anche piccole particelle di sporco o altre impurità come grasso o polvere possono pregiudicare sostanzialmente le proprietà di trasmissione di una connessione in fibra ottica. A seconda della struttura del connettore in fibra ottica, per la pulizia talvolta possono essere necessarie attrezzature speciali e il relativo know-how. Non tutti i connettori a fibra ottica possiedono tuttavia lo stesso grado di sensibilità alle impurità. I connettori che da un lato generano un ampliamento del raggio ottico e dall’altro evitano un contatto fisico sono insensibili alle impurità. La pulizia ha un’incidenza limitata.

Connettore MTP®/MPO - Parallel Optics e fattore di rischio delle impurità

L’MTP®/MPO è un connettore multifibra con un massimo di 72 fibre con bassi valori di perdita. Ci sono i cosiddetti “by 12”, più vecchi, in cui fino a 6 file da 12 fibre sono disposte una sopra l’altra e i nuovi “by 16”, in cui sono disposte una sopra l’altra fino a 2 file da 16 fibre. Il sistema di connessione è standardizzato a livello internazionale e non dipende quindi dal produttore, il che si rivela vantaggioso per future espansioni e configurazioni del sistema.

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Per la trasmissione ottica parallela dei dati il connettore MTP®/MPO è il sistema di connessione standard fin dall’inizio. Questo connettore dovrebbe essere la prima scelta per tutti coloro che si affidano all’ottica parallela e intendono mantenere flessibilità anche in futuro per la migrazione di velocità di dati più elevate. I sistemi di cablaggio multimodale MTP®/MPO sono dunque una soluzione di parallelizzazione orientata al futuro che consente ai data center di fornire le più alte velocità di trasmissione dati. Per la tecnologia 400GBASE-SR8 la soluzione è l’MTP®/MPO 16. (cfr. figura)

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Lo svantaggio principale del connettore MTP®/MPO è la sua elevata sensibilità alle impurità. La conseguenza è che senza strumenti MTP®/MPO adeguati e senza il relativo know-how non si riescono a effettuare misurazioni di collaudo senza difficoltà.

Eliminazione del fattore di rischio delle impurità - Strumenti

Videomicroscopio idoneo per MTP®/MPO

(Fonte: 3-EDGE GmbH)

MTP®/MPO-compatible measuring equipment

(Fonte: AMS Technologies AG)

MPO/MTP® Gel Pad Cleaner

MTP®/MPO Cleaner

Eliminazione del fattore di rischio delle impurità – nuovi approcci

Per eliminare il fattore di rischio delle impurità e rendere questo sistema di connessione più forte contro le contaminazioni esistono diversi approcci. In questo contesto Rosenberger OSI si affida alle qualità distintive di PreCONNECT® PURE e PreCONNECT® LOTUS.

PPreCONNECT® PURE protegge le superfici di contatto dei connettori in fibra ottica grazie a interfacce di accoppiamento FO sigillate ai cavi trunk garantendo in tal modo una fornitura e un’installazione assolutamente pulite. Il rivestimento LOTUS agisce invece come l’omonimo effetto in natura: i punti di contatto sono repellenti alla sporcizia, all’umidità e al grasso e offrono quindi il massimo livello di pulizia possibile.

Sistemi di connessione a lente multifibra - Una reale alternativa?

I sistemi di connessione a lente multifibra costituiscono un’alternativa per eliminare il problema di fondo delle impurità nei sistemi di connessione FO.

I sistemi di connessione a fibra ottica con tecnologia a lente - come l’MXC® di US Conec o il 3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector - sono semplicemente meno sensibili allo sporco.

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La tecnologia a lente offre il grande vantaggio di un’attenuazione di inserzione (IL) notevolmente più bassa rispetto a un sistema di connessione MTP®/MPO da parte di un granello di sporco. Il motivo è ovvio: con un raggio ottico ampliato (expanded beam) l’area occupata dal granello di sporco è notevolmente più piccola. I connettori a lente possiedono inoltre la più alta ripetibilità di attenuazione di inserzione e attenuazione di riflessione (in inglese return loss) nei cicli di innesto. In altre parole, hanno un alto grado di riproducibilità o mantenimento di questi parametri su diverse centinaia di cicli di collegamento.

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Il grande svantaggio di questo modello è la relativamente alta attenuazione di segnale causata dalle perdite di riflessione sulle numerose superfici di separazione vetro-aria. Mentre i valori di attenuazione nei connettori a lente variano da 0,5 dB per cablaggi multimodali fino a 1,5 dB per il monomodale, con connettori a contatto correttamente installati sono soltanto da 0,1 a 0,5 dB.

Due comprovati connettori a lente multifibra sono l’MXC® di US Conec e il 3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector. Di seguito sono descritte le proprietà e i campi di applicazione dei due connettori.

MXC® di US Conec

Il connettore a lente MXC®, un marchio di US Conec Ltd., consente il funzionamento di 64 fibre multimodali in 4 file da 16 fibre. (Pronto per la produzione di serie dal 2017)

I principali vantaggi di MXC® rispetto ai tradizionali connettori in fibra ottica:

  • Dimensione più piccola e al contempo una densità di porte ancora più alta dei connettori MTP®
  • Interfaccia robusta grazie all’utilizzo della tecnologia Expanded Beam
  • Costi più contenuti grazie al minor numero di parti e all’eliminazione della lucidatura delle fibre durante l’assemblaggio

PRIZM MT® Ferrule im MTP®

PRIZM MT® Ferrule

PRIZM MT Ferrule im MXC®

La ferula PRIZM MT® dell’MXC® - conosciuta anche come “Lense-MT-Ferrule” o “ferula MT a raggio ampliato” - può essere impiegata anche nell’MTP®. I vantaggi sono un’attenuazione di inserzione e di riflessione costantemente basse grazie alle maggiori tolleranze di allineamento nel piano di accoppiamento dei connettori.

Applicazioni:

  • Punto di permutazione in fibra ottica per architetture Tx/Rx monomodali e multimodali incorporate
  • Connessioni multifibra punto a punto
  • High performance computing
  • Switching/routing fabrics
  • Switch to server interconnects
  • Switch to switch interconnect

3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector

La ferula a lente del 3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector è disponibile oggi nella versione da 12 fibre multimodali e monomodali e in futuro lo sarà anche nella versione a 16 fibre multimodali e monomodali. A seconda del tipo e della dimensione dell’alloggiamento del connettore, in un connettore possono essere inserite una o più ferule. Questa nuova tecnologia brevettata da 3M™ consente, oltre all’applicazione multimodale, anche l’uso del raggio ampliato per applicazioni monomodali, finora inattuabili specialmente con fasci multifibra. (Lancio serie metà 2019)

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La struttura di questo innovativo e semplice connettore Expanded Beam consente di mantenere l’ottima performance delle connessioni ripetute anche senza necessità di pulire i terminali. Inoltre è quasi inattaccabile da vibrazioni e polvere. Il rischio di graffi e danni derivanti da corpi estranei è annullato dalla distanza fisica fra i terminali delle fibre e garantisce un’eccezionale performance dei parametri IL e RL. A differenza dei precedenti metodi Expanded Beam, il connettore 3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector si serve di una nuova lente di collimazione del riflesso speculare per ampliare il percorso del fascio ottico e per impedire interferenze sulla performance dei parametri IL e RL da parte di particelle superficiali. In pratica nei connettori non si verifica neanche il minimo errore di allineamento delle fibre (lateral offset).

Applications

  • Cavo trunk per data center
  • Patch Location data center
  • Data center per distribuzione Top-of-the-Rack e End-of-the-Row
  • Impiego multilink
  • Applicazioni per l’industria 4.0
  • Connessioni per schede ottiche
  • Connessioni per chassis

Esempio

Ricapitolando:

Da più di 20 anni il connettore MTP®/MPO è un componente fondamentale delle infrastrutture in fibra ottica nella maggior parte dei data center aziendali e hyperscale ed è ampiamente utilizzato (oltre che all’LC-Duplex) nel cablaggio strutturato di data center e fino ai singoli collegamenti di transceiver. Nella trasmissione ottica parallela dei dati il connettore MTP®/MPO rimane ancora il sistema di connessione standard, poiché la maggior parte dei ricetrasmettitori attualmente utilizza connettori MTP®/MPO sulle proprie MDI. I sistemi di connessione a lente multifibra come il connettore MXC® non sono finora riusciti ad affermarsi diffusamente come alternativa e a sostituire il connettore MTP®. Con il connettore 3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector arriva sul mercato un ulteriore e promettente sistema di connessione a lente multifibra.

Non rimane che attendere se si farà strada anche come futura faccia di accoppiamento nei ricetrasmettitori.

In linea di principio occorre considerare fino a che punto i maggiori valori di sistemi di connessione a lente multifibra si adattino al budget di attenuazione individuale. Vanno inoltre considerati anche altri fattori, come la lunghezza della tratta di cavi e il numero di collegamenti.

Per applicazioni monomodali (con pochi collegamenti a spina), ad es. in data center Hyperscale, il connettore 3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector sarebbe certamente una possibile alternativa al connettore MTP®(MPO), perché nel suo caso i valori di attenuazione più elevati avrebbero poco peso. Il connettore a lente segna punti a suo favore anche grazie all’eliminazione della lucidatura delle fibre durante l’assemblaggio e alla sua bassa sensibilità allo sporco.

Rosenberger OSI:

Dal 1991, Rosenberger Optical Solutions & Infrastructure (Rosenberger OSI) ha esperienza nelle soluzioni di cablaggio strutturato innovative in fibra ottica.

Le soluzioni e i servizi possono essere utilizzati ovunque vi siano grandi quantità di dati che devono essere trasferiti in modo rapido e sicuro: Data Center, Reti Locali, Telecom e Industria. Oltre allo sviluppo e alla produzione di una vasta gamma di sistemi di cavi in fibra ottica e rame, Rosenberger OSI offre una varietà di servizi quali la pianificazione, l’installazione e la manutenzione delle infrastrutture del cablaggio. Rosenberger OSI con oltre 740 dipendenti è dal 1998 parte del Gruppo Rosenberger che opera a livello globale come leader mondiale nelle soluzioni in alta-frequenza, alto-voltaggio e fibra ottica con sede principale in Germania.