Definición y medición de “BUFFER LOOSE TIGHT” en cables de fibra óptica

A medida que se desarrolló la industria de cables y fibras ópticas, se acuñaron varios términos para describir propiedades específicas que eran nuevas y diferentes del procesamiento de cables convencional. Uno de los que se mantuvo fue el término "amortiguador suelto y ajustado".

Durante los últimos quince o veinte años, el término se utilizó para definir tanto una propiedad específica como un problema de producto. Esto dio lugar a muchas definiciones diferentes y a un amplio conjunto de requisitos para un tipo de cable óptico. Esto ha significado muchos productos diferentes para muchos usuarios diferentes. A medida que avanzamos, ya pasó el tiempo para crear una definición de qué es exactamente un amortiguador flexible y ajustado y cómo se mide. Este artículo propone que los diversos requisitos de amortiguación ajustada se definan en función de los usos finales, como la terminación con un conector de pulido epóxico, una terminación de empalme por fusión y conectores de empalme mecánicos en campo. Los diversos entornos en los que se espera que funcionen dichos cables y terminaciones también necesitan una definición más clara.

A medida que los métodos de terminación e interconexión continuaron evolucionando, evolucionaron dos métodos genéricos de diseño de cables. El diseño más común era un tubo suelto relleno de gel que inicialmente contenía solo una guía de ondas óptica por tubo pero podía contener muchos tubos (para cables multifibra) y un diseño de cable simplex muy robusto comúnmente conocido como buffer apretado (también conocido como enlace apretado). El diseño de tubo suelto necesitaba un gabinete de terminación como una caja de empalme o un bastidor de terminación. Inicialmente, estos se empalmaban, separaban o furcaban por fusión en tubos individuales para su terminación. Para cables ópticos de bajo número la alternativa era un aislamiento o

“amortiguador” para hacer que la fibra de 125/250 um sea más resistente al manejo y terminación. Un estándar de 900 um surgió poco después de que se estandarizara el conector óptico SMA. Esto permitió una unión epóxica sólida a un plástico de ingeniería y a la guía de ondas ópticas de vidrio, generando una terminación robusta que podía manipularse muchas veces con pocas posibilidades de rotura.

Otros métodos de terminación incluían empalmes por fusión y empalmes mecánicos. Muchos de estos métodos evolucionaron para permitir la estimación de la pérdida del empalme antes de sellar permanentemente el empalme. Una de esas técnicas es el uso de inyección y detección local (LID). Debido a la necesidad de acceder a la energía óptica a través de la guía de ondas ópticas, fue necesaria la eliminación del recubrimiento del buffer a cierta distancia más allá del empalme. Normalmente, esto ocurría en un conector en un extremo y un empalme por fusión en el otro extremo. Los cables de protección ajustados ahora necesitaban tener una capa de protección extraíble para ser compatibles con tales sistemas de terminación. Estos empalmes también se colocaron en carcasas donde la cantidad de espacio para el almacenamiento de holgura era mínima y una fibra recubierta de 900 um ocupa 13 veces más espacio en comparación con una fibra recubierta de 250 um. Para una fibra esto no es un problema importante, pero coloque 24, 72 o 144 fibras en una caja de empalme o bastidor y la diferencia es significativa.

Una segunda razón para crear un amortiguador holgado y ajustado son las fibras especiales, que son mucho más sensibles a las tensiones mecánicas. Estos aparecieron en escena en usos que requerían protección mecánica y flexibilidad, lo que hacía inaceptable un diseño de tubo suelto rígido. Estas fibras pueden ser tan pequeñas como un revestimiento de 60 um con un revestimiento de 150 um, o tan grandes como un revestimiento de 1 mm y un revestimiento de 1,4 mm. En cada caso, las razones para poder retirar un recubrimiento están relacionadas con la aplicación específica.

Elementos como el empalme y el almacenamiento de material sobrante de empalme eran necesidades comunes y, en muchos casos, los instaladores de campo a gran escala que utilizaban equipos existentes para empalme por fusión y terminación de conectores de campo mecánicos necesitaban tener un recubrimiento de tamaño mediano estándar para terminar y entrenar.

Siguió la evolución lógica hacia un amortiguador apretado extraíble (suelto). Debido a diversas razones y duración de la eliminación estricta del amortiguador

necesario, se propagaron muchas especificaciones diferentes. En algunos casos, el amortiguador no era más que un amortiguador suelto muy pequeño que utilizaba un material de ingeniería duro, como el nailon, que se eliminaba fácilmente con herramientas de tubo suelto existentes. En otros casos, la falta de control de longitud excesiva y de robustez mecánica hicieron que este diseño tuviera una utilidad limitada. Un área de preocupación fue que en la terminación del conector de guía de ondas ópticas, cualquier espacio entre el amortiguador y el recubrimiento actuaría como un agente absorbente para que el epoxi migrara desde el conector a través del espacio intersticial y dentro del cable flexible. Esto casi siempre provocaría una rotura de fibra justo fuera de la interfaz del conector del cable. Como resultado, muchas especificaciones de cables no exigían ningún espacio entre el revestimiento de acrilato y el material amortiguador, y además requerían una capacidad de pelado de 2 a 10 cm.

Muchos de los conectores instalables en campo dependen del amortiguador apretado para proporcionar un alivio de tensión mecánico sin tensión de la fibra óptica en el casquillo. La presencia de lubricantes o un espacio puede hacer que se degrade el rendimiento del conector. Con la proliferación de fabricantes tanto de cables como de conectores de campo, es casi imposible desarrollar una matriz de todas las combinaciones de pruebas posibles. Por lo tanto, se necesitará una serie de definiciones y categorías estándar de amortiguadores sueltos y ajustados para garantizar que los conectores de campo sean compatibles con el tipo de amortiguador de múltiples cableadores.

A medida que las terminaciones mejoraron y el rendimiento térmico evolucionó, muchos fabricantes de cables de protección ajustados tuvieron dificultades para mantener los niveles de tensión adecuados entre la fibra recubierta y los materiales de protección. Esto se vio exacerbado con el cambio hacia PVC y materiales amortiguadores de bajo humo y cero halógenos, que generalmente eran más blandos (dureza Shore < 75A). De repente, con muchas aplicaciones diferentes para los tampones extraíbles, la proliferación de métodos de prueba y longitudes de tiras aumentó exponencialmente. Esto nos deja hoy con una miríada de requisitos y métodos de prueba diferentes sin un estándar único para definir la categoría.

A medida que estas nuevas especificaciones de prueba se multiplicaron, también lo hicieron las herramientas y métodos para eliminar el buffer. Dado que en muchos casos no se especificaba ninguna herramienta específica, proliferaron varios métodos para comprobar la capacidad de las tiras.

Estos incluían cortadoras de corte, tipos de guillotina y tipos térmicos que usaban herramientas de varios fabricantes diferentes. Otra variable fue el número de pasadas que se pueden utilizar para eliminar la cantidad necesaria de material amortiguador.

Para cumplir con los requisitos del usuario final, se empezaron a utilizar muchos métodos para recubrir el revestimiento de acrilato con lubricantes tales como talco u otros lubricantes. Desafortunadamente, algunos de los lubricantes, como los fluoropolímeros, eran extremadamente difíciles de limpiar antes de la terminación. Esto resultó en una mala unión entre la guía de ondas óptica y los casquillos. Además, polvos como el talco pueden contaminar la zona de trabajo. Como resultado, las aplicaciones que requieren un desempeño ambiental específico, como rangos de temperatura extendidos y cierta resistencia química, también causaron otros problemas de desempeño. Algunas de las áreas específicas de preocupación fueron la unión epoxi, la compatibilidad de los materiales del amortiguador y la contracción del amortiguador.

Las siguientes son propuestas basadas en usuarios para determinar categorías de materiales de amortiguación sueltos y ajustados:

Actualmente, se utilizan diversas herramientas para eliminar buffers. Se dividen en tres amplias categorías. Las cuchillas de corte son similares a los pelacables convencionales que se utilizan para pelar cables finos y están fabricadas por varios fabricantes diferentes. Se caracterizan por una acción de corte causada por cuchillas paralelas desplazadas que dependen del menor rendimiento del material para separar las pequeñas áreas de amortiguación no capturadas por las cuchillas en ángulo recto.

El segundo tipo de herramienta utiliza hojas paralelas que se encuentran con un orificio pretaladrado del tamaño del revestimiento de fibra óptica. Por lo general, cortan casi todo el material de amortiguación por igual y no dejan áreas más gruesas de material que se rompan durante el proceso de extracción. Una preocupación con estas herramientas es que el desgaste de la hoja puede ser rápido y significativo, lo que dificulta su repetibilidad.

El tercer tipo de herramientas utiliza alguna variante de los estilos de corte o guillotina y un calentador térmico para ablandar el material y hacerlo más flexible en la remoción. Este tipo de herramientas, que facilitan el decapado, se están volviendo más comunes en el campo, pero las diferencias en los diseños y materiales de recubrimiento las convierten en un candidato poco probable para pruebas estandarizadas.

Vale la pena señalar que los tres tipos se utilizan ampliamente en el campo y en las fábricas. Muchos grandes usuarios de cables de fibra óptica se han estandarizado en uno de estos tipos. Es importante que se desarrolle un método de prueba repetible que todos los fabricantes de cables y sus clientes puedan utilizar para verificar el rendimiento y permitir que múltiples proveedores de cables compitan con parámetros de rendimiento iguales. La Tabla 2 muestra las categorías propuestas y los tipos de herramientas para una metodología de prueba propuesta.

Para proporcionar un método de prueba repetible y confiable, debemos proporcionar un conjunto de métodos de prueba estándar fácilmente reproducibles. La selección de una herramienta de una o más categorías debe definir la condición de la herramienta (es decir, el filo de la hoja bajo aumento), así como el entorno y las condiciones de desmontaje. Es necesario definir preguntas como, ¿utilizamos la herramienta para empujar el amortiguador fuera de la fibra o usamos la presión de la mano para deslizar el material del amortiguador tirando del amortiguador cortado? (Es probable que, dependiendo de las categorías, como la longitud eliminada y si hay gel presente, se elijan diferentes métodos por categoría).

En el pasado, las pruebas de tira estándar de fibras de protección ajustada utilizaban dos criterios de aprobación/rechazo. Estos están relacionados con la fuerza absoluta de pelado ejercida sobre la fibra óptica cuando se está pelando y, en segundo lugar, con la longitud de material que se puede pelar en una sola acción. Como puede verse en la Tabla 2, hay varias propiedades adicionales que deben tenerse en cuenta. Estos incluyen el tipo de herramienta, el daño microscópico al recubrimiento causado por la acción de decapado, el acondicionamiento de la temperatura de la fibra protegida antes de la prueba, el método para empujar o retirar el amortiguador y la capacidad de limpieza de la fibra revestida y desnuda después de la operación de extracción.

Basado en el uso existente y ampliado de amortiguadores ajustados desprendibles para una serie de aplicaciones, es necesario desarrollar estándares específicos de amortiguadores ajustados para permitir a los fabricantes de cables desarrollar y probar esta familia de cables según un conjunto común de estándares. La definición de estas propiedades adicionales permitirá el desarrollo uniforme de productos de terminación que aprovechen estas propiedades definidas. Básicamente, necesitamos clasificar una nueva categoría de cable y permitir que tanto los fabricantes de cables como los de terminaciones puedan utilizar las ventajas de diseño de un conjunto común de propiedades.

Publicado el 6 de octubre de 2015 en las actas de IWCS del 64.º Simposio internacional de cable y conectividad (2015) por Wayne Kachmar, presidente de Technical Horsepower Consulting LLC, socio de Fiber Optic Center, Inc. Permiso proporcionado por IWCS y Fiber Optic Center, Inc. Para Para obtener más información, comuníquese con el Sr. Kachmar en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo. o visite http://info.hotims.com/61059-200.

Este artículo apareció por primera vez en la edición de marzo de 2016 de la revista Photonics & Imaging Technology.

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