Fibra da 200 micron: progressi nel cablaggio ottico ad alta densità

L'industria delle comunicazioni in fibra ottica sta subendo una rivoluzione di "dimagrimento" trasformativa. Per decenni, le dimensioni del nucleo delle fibre monomodali sono rimaste standardizzate a 8-10 micron per il nucleo, 125 micron per il diametro del rivestimento e 250 micron per lo spessore del rivestimento. Questa standardizzazione ha notevolmente facilitato l'interoperabilità e la coerenza nelle reti ottiche. Tuttavia, poiché le reti richiedono una larghezza di banda maggiore e progetti più compatti, è emersa una nuova generazione di fibre monomodali rivestite da 200 micron, che offre agli operatori di telecomunicazioni soluzioni di implementazione di reti ottiche più flessibili.

Gli attuali implementazioni di rete ad alte prestazioni rivelano due tendenze principali: la crescente domanda di cavi a basso numero di fibre che collegano singoli utenti o edifici e la crescente necessità di cavi ad alto numero di fibre per la distribuzione di massa delle informazioni. In quest'ultima categoria in particolare, il numero di fibre continua a salire, con alcuni cavi che ora contengono oltre 500 fibre.

Sebbene l'espansione dei progetti di cavi utilizzando la tecnologia esistente rimanga l'approccio preferito, ciò diventa impraticabile in condotti con spazio limitato. Poiché i condotti vengono tipicamente installati prima della posa dei cavi con dimensioni fisse, gli operatori di rete devono affrontare due scelte: limitare il numero di fibre su collegamenti specifici o adottare nuovi progetti di cavi più piccoli.

Quando i condotti esistenti vengono suddivisi in microdotti più piccoli, i microcavi offrono vantaggi economici evitando costosi progetti di ingegneria civile e processi di approvazione del governo locale. L'evoluzione dei microcavi ha raddoppiato la densità delle fibre in pochi anni. Mentre sia i progetti tradizionali che quelli nuovi possono contenere 288 fibre, il diametro si riduce da 14 mm a 9,6 mm, una riduzione del 36% resa possibile dalle fibre rivestite da 200 micron.

L'evoluzione dei microcavi deriva da approcci e materiali di progettazione innovativi. I miglioramenti chiave includono il posizionamento delle fibre in tubi tampone più piccoli e la progettazione di cavi per l'insufflaggio anziché per la trazione nei condotti.

Le nuove fibre ITU-T G.657 e i rivestimenti avanzati consentono una maggiore densità di imballaggio mantenendo al contempo la resistenza allo schiacciamento standard del settore e le prestazioni a basse temperature. Poiché l'installazione ad aria compressa sta diventando il metodo di implementazione preferito in Europa, la necessità di elementi di resistenza nei progetti di cavi diminuisce. Questi sviluppi consentono collettivamente l'ultima generazione di microcavi compatti.

I risultati dimostrano notevoli progressi nella densità delle fibre. Laddove i cavi a 48 fibre richiedevano un tempo diametri superiori a 10 mm, i progetti moderni ora possono ospitare 288 fibre in cavi inferiori a 10 mm, risultati resi possibili dalle fibre rivestite da 200 micron.

L'attuale specifica per fibra monomodale ISO/IEC 60793-2-50 elenca la fibra rivestita da 200 micron come dimensione di rivestimento alternativa. I gruppi di lavoro IEC, dopo aver esaminato ampi dati del settore, hanno concluso che 200 micron rappresentano una dimensione pratica per le fibre di trasmissione monomodali rivestite degne di standardizzazione.

I test sul campo confermano che le fibre da 200 micron funzionano bene con gli strumenti e le pratiche esistenti. Gli strumenti di spellatura standard rimuovono efficacemente i rivestimenti in acrilato, esponendo la stessa fibra nuda da 125 micron delle tradizionali fibre rivestite da 250 micron, consentendo identiche procedure di taglio e giunzione. La ricerca non mostra alcuna differenza nella perdita di giunzione tra combinazioni di fibre simili o dissimili:

Per i connettori a fibra singola, le fibre da 200 micron vengono sottoposte a guaina prima della terminazione, con un impatto trascurabile sulle prestazioni. Tuttavia, differenze significative emergono nelle applicazioni con connettori a nastro e MPO in cui il rivestimento influisce sulla spaziatura delle fibre e sulla giunzione di gruppo.

Una strategia per un'ulteriore riduzione delle dimensioni prevede l'imballaggio di più fibre in tubi tampone. Ad esempio, 24 fili di fibra da 200 micron occupano uno spazio paragonabile a 12 fibre tradizionali. Sebbene ciò aumenti la densità di imballaggio, i potenziali effetti di microflessione possono essere mitigati utilizzando fibre insensibili alla flessione G.657.

L'affidabilità a lungo termine rimane fondamentale nelle reti ottiche, dove i costi dei cavi e dei componenti rappresentano in genere meno del 20% dell'investimento totale. Con costi di installazione significativamente più elevati e periodi di ritorno spesso superiori a un decennio, le fibre installate devono mantenere le prestazioni per tutta la durata della rete.

L'affidabilità comprende sia aspetti ottici che meccanici. L'affidabilità ottica garantisce la disponibilità del segnale e prestazioni stabili, valutate attraverso test di invecchiamento, resistenza allo schiacciamento e cicli di temperatura. L'affidabilità meccanica si concentra sull'integrità fisica, con la resistenza della fibra che in genere supera i 500 kpsi nonostante i potenziali difetti.

Trent'anni di esperienza sul campo confermano che i rivestimenti in acrilato da 62,5 micron proteggono adeguatamente le fibre. I rivestimenti da 200 micron dimostrano prestazioni equivalenti, con diversi fornitori di servizi che ora li adottano.

La qualità della fibra è migliorata notevolmente sin dalle implementazioni iniziali, con i progressi nel quarzo sintetico e nei rivestimenti polimerici che contribuiscono a prodotti superiori. I test di affidabilità confermano che le fibre rivestite da 200 micron possono offrire 30 anni di prestazioni sul campo, soddisfacendo tutti i requisiti Telcordia GR-20.

La resistenza alla trazione supera costantemente i 600 kpsi, anche in rigorosi test assiali con lunghezza di calibro di 10 metri. I test di fatica dinamica producono n _d valori >20 per campioni invecchiati e non invecchiati.

La disponibilità di fibre monomodali con rivestimenti da 200 micron rappresenta un progresso significativo, offrendo sezioni trasversali più piccole del 36% per la riduzione del diametro dei microcavi. Queste fibre forniscono soluzioni affidabili per l'implementazione di cavi ad alto numero di fibre in spazi di condotti congestionati, mantenendo al contempo la compatibilità con l'infrastruttura e le pratiche esistenti.