Quali sono le differenze tra i vari tipi e connettori di fibre ottiche?

Con questa guida ci addentriamo nell’ambito delle telecomunicazioni, più specificatamente delle fibre ottiche, quali tipi esistono, con quali connettori e con quali diverse modalità di funzionamento.

Senza dilungarci troppo su che cos’è una fibra ottica e le differenze rispetto a un cavo in rame (in questa guida puoi informarti su tutti i vantaggi della fibra ottica sul rame), partiamo subito in quarta con questa guida tecnica.

Un cavo in fibra ottica è composto da un nucleo (core) che viene a sua volta ricoperto da una guaina protettiva con un basso indice di riflettanza (capacità di riflettere parte della luce che va ad incidere su un materiale o superficie). La luce viaggia nel nucleo del cavo attraverso il fenomeno della riflessione interna totale.

Cominciamo con la prima grande suddivisione delle fibre ottiche:

• Fibre multi-mode, impiegate per il trasporto di dati a corta distanza (fino a 600m).
• Fibre single-mode, impiegate per il trasporto di dati a lunga distanza (anche centinaia di km).

Le fibre multi-mode hanno il diametro del nucleo che è maggiore rispetto alle single-mode, all’incirca sui 50/100 µm (micrometri), indi per cui hanno un diametro più largo rispetto alla lunghezza d’onda della luce che trasportano. Grazie a questa maggiore dimensione del nucleo hanno la possibilità di trasportare una maggiore quantità di luce rispetto alle fibre single-mode. Inoltre nelle multi-mode, al contrario delle single-mode, è possibile utilizzare dispositivi più economici ai capi del cavo per trasmettere i dati, come ad esempio dei LED o dei laser VCSEL. Si va quindi ad operare ad una lunghezza d’onda compresa tra gli 850nm e 1300nm. Al contrario delle single-mode, supportano più modalità di propagazione e di conseguenza sono limitate dalla dispersione modale, di cui invece le single-mode non sono affette. Un altro limite delle multi-mode è la dispersione cromatica che va a crearsi a causa dell’utilizzo di un LED come mezzo per trasmettere le informazioni, si va quindi ad avere un range di diverse lunghezze d’onde e ciascuna di queste viaggia ad una velocità diversa.

Le fibre single-mode hanno il diametro del nucleo compreso tra 8 e 10.5 µm. Operano ad una lunghezza d’onda compresa tra 1310nm e 1550nm. Impiegano dei laser ad alte prestazioni e precisione per comunicare. Sono costruite per essere in grado di trasportare il segnale anche per centinaia di km ad una velocità sino a 40Gbps. Al contrario delle multi-mode, non solo il cavo costa di più, ma le attrezzature usate ai capi del cavo sono notevolmente più costose rispetto a quelle utilizzate per le multi-mode.

Nel caso si debbano unire due fibre ottiche insieme, il processo è più complesso rispetto ad unire tra loro due cavi in rame. Bisogna infatti ricorrere ad un particolare macchinario (chiamato fusion splicer) che, con l’uso di un arco elettrico, è in grado di fondere i capi e unire le fibre con molta precisione.

Fatta questa importante distinzione possiamo procedere e analizzare tutti i diversi tipi di connettori impiegati nelle fibre ottiche.

Si definisce “connettore” la terminazione di entrambi i capi di un cavo in fibra ottica. Ne esistono di vari tipi e con diverse caratteristiche.

CONNETTORE SC

Chiamato anche Standard Connector è stato sviluppato nei laboratori Nippon Telegraph and Telephone (NTT) a metà anni 80.

È un connettore affidabile, resistente ed economico. Impiega una ghiera ceramica per allineare perfettamente la fibra single-mode contenuta al suo interno. È dotato di un meccanismo di blocco/sblocco (equivalente a quello nei cavi Ethernet).

CONNETTORE FC

Il connettore FC (Ferrule Core) è stato il primo tipo di connettore a fare uso di una ghiera ceramica ma, al contrario del corpo in plastica dei connettori SC e LC, impiega un montaggio a vite arrotondata, costruita in nickel o acciaio inossidabile. Una volta che il connettore viene inserito, mantiene la sua posizione con estrema precisione. Con l’arrivo dei connettori SC e LC, il suo impiego è stato ridotto, in quanto quei connettori sono più veloci da connettere e più economici da produrre.

CONNETTORE ST

Questo connettore è stato progettato dalla AT&T poco dopo l’arrivo del connettore FC. Utilizza un montaggio a baionetta, invece di un montaggio a vite. E’ impiegato nelle fibre multi-mode. Come per il connettore FC, il suo impiego è stato ridotto negli ultimi anni, anche perché non è pratico come connettore da fibre single-mode e FTTH.

CONNETTORE LC

Il connettore LC (Lucent Connector) non ha avuto un’entrata in scena brillante a causa degli alti costi delle licenze richieste dalla Lucent Corporation per il suo utilizzo commerciale. Avendo un footprint che è di 1/2 rispetto a quello dei connettori SC, è diventato molto popolare nei datacenter e negli armadi e rack ad alta densità di collegamenti. E’ sempre più impiegato nel campo delle FTTH.

CONNETTORE SMA

E’ un connettore ormai diventato obsoleto e non viene più utilizzato. E’ il connettore predecessore al ST, che è infine evoluto nel connettore SC.

CONNETTORE MTP/MPO

Sviluppato dai laboratori Nippon Telegraph and Telephone (NTT), questo connettore esiste dagli anni 80. È più largo rispetto agli altri connettori, questo perché può contenere fino a 24 fibre in un’unica ghiera. Questo connettore sta iniziando a fare il suo ingresso in scena nelle fibre aggregate e nelle connessioni ad alta densità.

CONNETTORE FOC

Questo tipo di connettori (Plastic Fiber Optic Cable Connectors) è nato con lo scopo di essere più economico rispetto alle classiche fibre ottiche. Sono completamente realizzati in plastica e sono destinati ad applicazioni basiche.

CONNETTORE ESCON

Il connettore ESCON (Enterprise Systems Connection Connector) è stato realizzato dalla IBM per interfacciare ad alta velocità tutta una serie di periferiche tra cui principalmente le unità a nastro magnetico verso i mainframe.

CONNETTORE FDDI

Il connettore FDDI (Fiber Distributed Data Interface Connector) consente una velocità di trasmissione pari a 100Mbps fino ad una distanza massima di 200km. Questo connettore contiene una ghiera di 2.5mm che può legarsi ai connettori SC e ST attraverso l’uso di specifici adattatori.

CONNETTORE OPTI-JACK

Questo tipo di connettore ricorda vagamente l’RJ-45 (connettore impiegato nei cavi Ethernet). E’ composto da due ghiere di tipo ST con connettori maschio-femmina.

CONNETTORE LX-5

Il connettore LX-5 fornisce alte prestazioni e alta affidabilità. Fa uso di una tecnologia ad apertura automatica e contiene una ghiera da 1.25mm. Può essere anche impiegato per la televisione via cavo.

CONNETTORE MT-RJ

Il connettore MT-RJ (Mechanical Transfer Registered Jack) è conosciuto per la sua dimensione ridotta e il fatto di ospitare al suo interno due fibre. Come aspetto ricorda un connettore RJ-45. Nella parte terminale (di attacco) contiene due pin, collegati alle due fibre.

CONNETTORE MU

Il connettore MU è un connettore dalla forma quadrata e dal recente arrivo. Ne viene fatto uso in tutte quelle applicazioni ad alta densità. Si suddivide in Single Mode APC, Single Mode UPC e Multi Mode UPC.

CONNETTORE MT

Questo tipo di connettore è composto da un cavo a nastro che contiene al suo interno 12 connettori. È impiegato nelle applicazioni ad alta densità

CONNETTORE E2000

Il connettore E2000 è stato realizzato dalla DIAMOND SA. Al contrario di tutti gli altri connettori, è fornito di un sistema di protezione a molla della fibra interna. Questo sistema impedisce alla polvere e allo sporco di depositarsi sulla superficie della fibra, inoltre evita alla stessa di subire graffi. È molto utilizzato nelle applicazioni FTTD, FTTH e TV via cavo.