Um olhar mais atento aos conjuntos de cabos de fibra óptica

Muitos problemas de desempenho da rede que ocorrem na camada física estão diretamente relacionados à qualidade da montagem do cabo. De fato, o desempenho geral e a confiabilidade de uma porta de rede são tão bons quanto o cabeamento ao qual ela está conectada. Isso é particularmente verdadeiro no caso de montagens de cabos de fibra óptica, em que variações aparentemente mínimas em tolerâncias de conectividade de fibra apertadas podem prejudicar drasticamente o desempenho do cabeamento. Embora uma porcentagem dos problemas de desempenho da montagem possa ser identificada por meio de testes de campo dos canais instalados, os testes de campo não incluem todos os possíveis problemas. Embora seja uma etapa essencial, o teste de campo pode proporcionar uma falsa sensação de segurança. Por exemplo, um único resultado positivo para a perda de inserção não garante a confiabilidade a longo prazo.

Para ajudar os profissionais de infraestrutura de rede a entender as variáveis que afetam a qualidade dos conjuntos de fibra, a Siemon realizou testes abrangentes de benchmark em uma variedade representativa de conjuntos de fibra disponíveis comercialmente. O estudo incluiu jumpers de fibra genéricos adquiridos por meio de varejistas on-line, produzidos por montadoras nacionais (EUA) e estrangeiras, bem como conjuntos da Siemon e de outras marcas mundialmente conhecidas, todos adquiridos por meio de distribuidores autorizados. Esse teste de referência fornece uma análise detalhada das características mecânicas e ópticas que são essenciais para o desempenho e a longevidade dessas conexões.

Os testes foram realizados em 36 amostras aleatórias de jumpers de fibra multimodo OM3 50/125 otimizados para laser LC duplex de 9 fornecedores – Siemon, 4 outros fabricantes líderes globais e 4 casas de montagem genéricas. Testamos cada conjunto de acordo com as especificações internas do site Siemon, bem como com os padrões TIA e IEC para geometria da face da extremidade, desempenho óptico, limpeza e confiabilidade mecânica. Todos os produtos Siemon XGLO e LightSystem são 100% testados e inspecionados quanto à geometria da face da extremidade, limpeza, defeitos de superfície, perda de inserção e perda de retorno (em ambas as direções e em ambos os comprimentos de onda). Cada jumper é serializado e rastreável aos resultados dos testes de fábrica para perda de inserção e perda de retorno.

Desempenho óptico

O desempenho da perda de inserção e da perda de retorno são parâmetros fundamentais usados para avaliar a compatibilidade de links e canais de fibra óptica com os aplicativos de rede específicos que eles suportam. A perda de inserção é comumente usada como base para testes de aceitação de links e canais instalados. Embora o teste de perda de retorno do cabeamento instalado não seja exigido pelos padrões do setor, ele é um requisito normativo para conectores e conjuntos de fibra. A perda de retorno é fundamental para o desempenho óptico de links e canais, pois os sinais ópticos refletidos podem interferir nos detectores nas direções para frente e para trás. Essas reflexões degradam a relação sinal/ruído e são comumente apresentadas por meio de “diagramas de olho”, com uma perda de retorno maior resultando em uma abertura de olho menor (altura, pico a pico). Da mesma forma, os testes em ambas as direções e em ambos os comprimentos de onda detectarão anormalidades que degradam o desempenho óptico dos canais de cabeamento.

Normalmente, a perda de inserção é a única medida de campo, mas não é o único parâmetro que pode afetar o desempenho e a confiabilidade da rede. O controle da geometria da face da extremidade, a limpeza, os defeitos de superfície e a integridade mecânica devem ser considerados para garantir a confiabilidade a longo prazo.

Geometria da face final

O desempenho geral da conectividade da fibra óptica depende das características mecânicas que controlam o alinhamento e o contato físico dos núcleos da fibra. A geometria da face da extremidade é uma característica essencial das conexões de fibra óptica repetíveis e confiáveis.

Os três parâmetros críticos para a geometria da extremidade do conector são:

– Raio de curvatura (ROC): o arredondamento da superfície da extremidade da ponteira

– Apex Offset: O grau em que o “domo” da face final está centralizado

– Rebaixo/protrusão da fibra: a altura ou profundidade em que o núcleo da fibra se projeta ou rebaixa a superfície do ferrolho.

Siemon Os laboratórios realizaram uma extensa pesquisa sobre o efeito da variação da face da extremidade no desempenho e na intermutabilidade. Como resultado, adotamos especificações que excedem os padrões do setor para todas as três medições (consulte a Tabela 2). Como a qualidade e a consistência do contato físico entre os núcleos de fibra dependem da geometria da extremidade, elas devem ser rigorosamente controladas para sustentar a premissa de que o cabeamento é totalmente intermutável e interoperável. Caso contrário, a porcentagem de conexões acopladas que não estão em conformidade com os requisitos de desempenho óptico aumentará estatisticamente. Em outras palavras, o controle deficiente da face da extremidade aumenta o risco de que uma aprovação no “primeiro dia” seja seguida por problemas no “segundo dia”.

Figura 1: Geometria da face da extremidade

Uma conexão entre um jumper com geometria de extremidade não compatível e um que esteja em conformidade com os padrões apresentará resultados de teste inconsistentes. Por exemplo, os links de fibra óptica que passam nos testes de aceitação usando um cabo de referência em conformidade apresentarão maior perda óptica e maior variabilidade quando os cabos de referência forem substituídos por jumpers fora de conformidade.

Contaminação e defeitos de superfície/subsuperfície

As fraturas no núcleo da fibra e a presença de contaminação nas virolas, nas luvas de alinhamento ou nos protetores contra poeira causam grandes variações no desempenho da perda de inserção e da perda de retorno. Esses problemas são distintos da geometria da face da extremidade, mas têm um impacto igualmente alto no rendimento da primeira passagem para o teste de aceitação do cabeamento. Mais importante ainda, essas irregularidades prejudicam a integridade da rede porque a contaminação ou as fraturas não corrigidas interferem no desempenho óptico e os resultados são altamente variáveis e completamente imprevisíveis.

Inspeção visual da face final

Os defeitos e a limpeza da superfície são essenciais, mas nem sempre serão detectados com a perda de inserção ou com o teste de geometria da face da extremidade. Uma fibra lisa, mas fraturada, não será necessariamente reprovada nas verificações de geometria da face da extremidade quanto ao raio de curvatura, deslocamento do vértice e altura da fibra. Como a limpeza adequada do jumper da fibra durante a fabricação e a instalação é fundamental para a confiabilidade e o desempenho óptico, o site Siemon utiliza a inspeção automatizada da face da extremidade para verificar a limpeza do jumper e os defeitos de superfície de acordo com as normas IEC 61300-3-35 e IEC 62627. Esse equipamento detecta automaticamente defeitos de superfície e contaminação que podem afetar diretamente o desempenho.

Figura 3: Contaminação da face final e defeitos de superfície

Resultados do teste de inspeção visual da face final:

Todas as amostras aleatórias em teste, exceto a Siemon, foram recebidas com alguma forma de face da extremidade contaminada e foram reprovadas no teste visual automatizado de acordo com a norma IEC61300-3-35. Após a limpeza adequada, 75% foram aprovadas com alguns defeitos e 25% foram reprovadas após a limpeza.

A geometria não conforme da extremidade e a contaminação são as principais causas dos resultados erráticos dos testes ópticos em campo e são responsáveis pela perda de tempo e esforço na solução de problemas do cabeamento de fibra óptica. Esses problemas se traduzem em baixo rendimento de primeira passagem nos testes de aceitação dos canais de cabeamento de fibra instalados. Diante de restrições de tempo, os instaladores às vezes refazem os testes até obterem um resultado de aprovação. A menos que os jumpers fora de conformidade sejam substituídos, eles representam um risco de perda de inserção inaceitavelmente alta para o canal no “segundo dia”. Outro problema é que a contaminação pode agir como um vírus que é transferido para os jumpers de referência e para a interface do equipamento. Mesmo que o jumper infectado seja substituído, o dano já está feito.

Confiabilidade mecânica

Há vários testes exigidos como parte das especificações padrão do setor para confiabilidade mecânica. Os parâmetros de confiabilidade mecânica incluem teste de flexão, teste de torção, teste de tração, retenção de cabos, teste de impacto, teste de vibração, durabilidade e transmissão com uma carga aplicada. Esses testes mecânicos verificam se um jumper de fibra pode suportar a instalação e a manutenção realizadas em uma rede de fibra óptica típica e se pode resistir de forma confiável às tensões internas impostas pelo contato físico com mola ao longo do tempo em diversas condições ambientais. Os testes mecânicos realizados em cada conjunto foram Cable Pull, Flex, Torsion e Retention.

Em conclusão

Siemon O Comitê de Segurança da Informação da OMS enfatiza tanto a geometria da face da extremidade, a limpeza, a integridade da superfície/subsuperfície e o desempenho mecânico especificamente porque os testes de campo dos links de fibra óptica são necessários, mas não suficientes para garantir a integridade do cabeamento de fibra óptica instalado. Um dos motivos pelos quais é insuficiente é o fato de que os testes de links não incluem os jumpers de fibra usados para conexões de equipamentos em ambas as extremidades do link. Outro motivo é que a perda de inserção é o único parâmetro de transmissão exigido para o cabeamento de fibra óptica com base nos padrões do setor. Por esses motivos, é absolutamente essencial garantir que os cabos, componentes e conjuntos de fibra óptica estejam totalmente em conformidade com os padrões. Uma maneira de fazer isso é exigir que todos os conjuntos de fibra venham com evidência objetiva de testes de perda de retorno e perda de inserção em ambas as direções e em ambos os comprimentos de onda.

Esse estudo demonstra a importância de materiais de alta qualidade e controles de processo em todas as operações de fabricação, incluindo inspeção final e testes. Embora a maioria dos cabos de conexão de fibra óptica possa ser aprovada quanto à perda de inserção, outros parâmetros críticos igualmente importantes incluem a geometria da face da extremidade, a perda de retorno, a confiabilidade mecânica, os defeitos de superfície e a limpeza. De acordo com esse estudo, os jumpers de fibra genéricos das casas de montagem têm menor probabilidade de passar por esses parâmetros críticos, o que pode resultar em falhas no produto e em um dispendioso tempo de inatividade da rede. O Siemon foi o único fabricante a cumprir todos os parâmetros porque usamos componentes, consumíveis, equipamentos de teste e processos da mais alta qualidade. Deve-se perguntar: a economia obtida com o uso de jumpers de fibra abaixo do padrão vale a pena colocar em risco o desempenho e a confiabilidade críticos da rede?

Rev. C 5/12