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Letzte Aktualisierung: 4. Februar 2021

Mario Goduco

MT-Ferrulen erfordern unterschiedliche Polierverfahren

In Teil 1 In dieser Serie haben wir uns mit der Verwendung von Folien mit Haftklebstoffen befasst. Im Teil 2Wir haben Filme zum Polieren von Zirkonoxid-Aderendhülsen behandelt. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die speziellen Produkte, die zum Polieren von Polymerzwingen in MPO-Steckverbindern erforderlich sind.

Was sind diese Abkürzungen?

Was sind die Unterschiede zwischen MT-Aderendhülsen und Standardverbinderhülsen? Im Gegensatz zu zylindrischen Ferrulen, die typischerweise zum Verbinden einzelner Fasern dienen, sind MT-Ferrulen so ausgelegt, dass sie mehrere Fasern verbinden, wodurch die Anzahl der Fasern, die pro Verbindung verbunden werden können, erheblich erhöht wird. Eine MT-Ferrule ist ein rechteckiger Polymerblock (Kunststoffblock) mit Löchern für mehrere Fasern, wobei typische Einzelfaser-Ferrulen aus Keramik bestehen und unterschiedliche Polierverfahren und -materialien erfordern. Der Faserlochabstand („Abstand“) von MT-Ferrulen ist standardisiert, um die Ausrichtung mit einer passenden Ferrule sicherzustellen. Die Ausrichtung der zusammengefügten Ferrule wird mit zwei Führungsstiftlöchern erreicht, die in die MT-Ferrule selbst eingegossen sind.

MT-Zwinge (weiblich) von Senko

MT-Zwinge (weiblich) von Senko

MPO-Stecker mit MT-Aderendhülse von Molex

MPO-Stecker mit MT-Aderendhülse von Molex

Wie viele Löcher? Die Antwort hängt davon ab, welche Geräte und Protokolle im Glasfasernetz verwendet werden.

Die Optionen für MT-Ferrulen / MPO-Steckverbinder mehrerer Unternehmen decken einen Bereich von 4 bis 72 Löchern pro Ferrule ab. Somit kann ein Paar Paar Verbindungsverbindungen für bis zu 72 Fasern bereitstellen. Die Anzahl der Löcher in einer einzelnen Reihe kann zwischen 4 und 16 liegen, und es können bis zu sechs Reihen in einer Ferrule vorhanden sein. Zum Beispiel hat eine 72-Loch-Version auf dem Markt sechs Reihen mit 12 Löchern. Ein weiteres Beispiel ist ein 32-Loch-Produkt mit zwei Reihen mit 16 Löcherni   Die derzeit am häufigsten verwendeten Konfigurationen sind 12-Loch (1 Reihe von 12) oder 24-Loch (2 Reihen von 12).

MT-Ferrulen und MPO-Steckverbinder sind sowohl für Single-Mode- als auch für Multimode-Fasern erhältlich. Der einzige Unterschied besteht in engeren Maßtoleranzen bei den Singlemode-Versionen. Single-Mode-Anwendungen erfordern normalerweise eine 8-Grad-polierte MT-Stirnfläche. Singlemode-Ferrulen können als "flach" (wo der Hersteller der Kabelkonfektion den 8-Grad-Winkel in die Ferrule polieren muss) oder als "vorgewinkelt" gekauft werden, wobei der 8-Grad-Winkel bereits erzeugt wurde (wodurch das Polieren verringert wird) Zeit). Multi-Mode-Anwendungen erfordern normalerweise "flache" (nicht abgewinkelte) Ferrulenendflächen.

Erstellen von MPO-Baugruppen

Das Vorhandensein mehrerer Fasern und des Polymer-Ferrulen-Materials bedeutet, dass sich die Montage-Produktionsprozesse wesentlich von denen unterscheiden, die bei herkömmlichen Einfaser-Keramik- oder Metall-Ferrulen verwendet werden. Die Hauptunterschiede liegen beim Polieren: Erforderliche Materialien; die Anzahl der Schritte; und die branchendefinierten fertigen Geometrien der polierten Stirnfläche. Das Erreichen verlustarme Verbindungen für mehrere Fasern in einem Paar ist viel komplizierter als bei Einzelfaserverbindungen,   weitere VerstärkungIng. die Notwendigkeit, gut etablierten sorgfältig zu folgen Verfahren zur Minimierung von Qualitäts- und Ertragsproblemen. Kurz gesagt, alle Herausforderungen und Schwierigkeiten beim Erreichen guter Abschlüsse werden für MPO-Steckverbinder vervielfacht.

Mehrere Anbieter bieten MT-Ferrulen an und verwenden unterschiedliche Polymere. Die Eigenschaften der Polymere haben Einfluss auf die Polierverfahren. Mindestens drei der Anbieter verwenden eine Variante von Polyphenylensulfid (PPS), einem thermoplastischen Polymer. Die für zylindrische Ferrulen verwendeten Keramikmaterialien sind unter den Anbietern einheitlicher, und identische oder sehr ähnliche Polierverfahren können für zylindrische Ferrulenverbinder von verschiedenen Anbietern verwendet werden. Bei MPO-Steckverbindern gibt es größere Unterschiede zwischen den von verschiedenen Baugruppenherstellern verwendeten Verfahren.

Alle MT-Ferrule-Polierprozesse haben drei Hauptziele:

A. Entfernen Sie das Epoxidharz auf der Endfläche und erzeugen Sie in einigen Fällen den Winkel (falls erforderlich, nur Singlemode).
B. einen oder mehrere Schritte zur Erzeugung der erforderlichen Faserhöhe;
C. ein oder mehrere Schritte zum Polieren der Faserendflächen unter Beibehaltung der erforderlichen Faserhöhe.

Die Anzahl der Polierschritte, die zur Erreichung dieser drei Ziele erforderlich sind, kann bei den MPO-Baugruppenherstellern variieren. FOC empfiehlt beispielsweise vier Polierschritte, einen für Objektiv (A.), einen für Objektiv (B.) und zwei für Objektiv (C.). Für das letztgenannte Ziel empfiehlt FOC die Verwendung von zwei Polierkissen mit unterschiedlichen Schleifmitteln. Einige andere Unternehmen verwenden möglicherweise andere Schleifmittel und eine andere Anzahl von Schritten für die Ziele (B.) und (C.). Nach unserer Erfahrung ist ein vierstufiger Prozess typisch für den von vielen Baugruppenherstellern verwendeten.

Details der Polierschritte

Für Objektiv (A.), Epoxidentfernung und möglicherweise Winkelerzeugung empfiehlt FOC eine Siliziumkarbidscheibe mit 16 µm (Körnung). Dies ähnelt dem im ersten Polierschritt mit Zirkonoxid-Ferrulen verwendeten Schleifmittel. In Bezug auf den Winkel hat die Montagefirma zwei Möglichkeiten: Bestellen Sie eine vorgewinkelte MT-Ferrule oder erstellen Sie den Winkel im ersten Polierschritt. Vorgewinkelte Aderendhülsen verkürzen die Polierzeit und sorgen für gleichmäßigere Produktgeometrien.

Für das Objektiv (B.), das die Endfläche so formt, dass der richtige Faservorsprung erzielt wird, empfiehlt FOC eine 3-µm-Polierscheibe aus Siliziumkarbid. Dieser Schritt unterscheidet sich erheblich von jedem Verfahren zur Herstellung von Baugruppen mit zylindrischen Zirkonoxid-Ferrulen. Bei Zirkonoxid-Ferrulen besteht das Ziel darin, dass das Faserende bündig mit dem Keramik-Ferrulenende ist. Aus diesem Grund sind Diamantfilme praktisch - der Diamant schneidet sowohl Glas als auch Zirkonoxid mit ähnlichen Raten. In einer MPO-Anordnung MÜSSEN die Fasern aus der Endfläche der Polymerzwinge herausragen: Die Oberfläche der MT-Hülse ist eine Ebene, und die Fasern müssen über diese Oberfläche hinausragen. Das Ausmaß dieses Vorsprungs oder die Faserhöhe liegt typischerweise im Bereich von 1.5 bis 4.0 um.

Ferner besteht das Ziel darin, für alle Fasern den gleichen Vorsprung zu haben, wobei die Faserhöhe zwischen den verschiedenen Fasern in Hunderten von nm oder Zehntel um variiert. Das Schleifmaterial für diesen Polierschritt muss einen Teil der Kunststoffzwinge abschneiden (mechanisch ätzen), ohne die Faser zu verkürzen. Die 3 um Schleifscheibe führt zu einer Faserhöhe von etwa 3 um. Die letzten Polierschritte können diese Höhe geringfügig verringern, sodass das Verfahren in diesem Schritt auf die endgültige Spezifikation der Faserhöhe zugeschnitten ist.

Für das Ziel (C.), die Faserendflächen zu polieren, um Kratzer, Vertiefungen und andere Defekte zu entfernen, empfiehlt FOC ein zweistufiges Verfahren mit zwei verschiedenen Schleifmitteln. Bei diesem Ziel haben wir unterschiedliche Ansätze bei verschiedenen Baugruppenherstellern mit einer unterschiedlichen Anzahl von Polierschritten gesehen.

In dem von FOC empfohlenen zweistufigen Verfahren befinden sich die Schleifmittel in einem beflockten Stapelkissen und nicht auf einer Folie. Das beflockte Material hat mikroskopische Stränge (Bild eines Teppichs, allerdings in mikroskopischen Abmessungen!), Und die Schleifpartikel - entweder 1 µm oder Submikron groß - haften an den Strängen im Stapel. Insbesondere empfiehlt FOC für den ersten Polierschritt einen beflockten Stapel mit 1 µm Aluminiumoxid-Schleifmittel und für den zweiten Polierschritt ein Submikron-Schleifmittel aus Ceroxid oder Siliziumdioxid. (Das von FOC erhältliche Submikron-Pad heißt AngstromBrush Ultimas und wurde speziell zum Polieren von Faserenden in MT-Ferrulen entwickelt.)

Die beflockten Pads sind für die Verwendung auf denselben Glassubstraten und Poliermaschinen ausgelegt, die auch für zylindrische Keramikzwingen verwendet werden. Das heißt, das MT-Polieren mit beflockten Pfahlkissen verwendet dieselbe Polierbewegung. Die Anzahl der in einem Schritt polierten MT-Ferrulen hängt von der verwendeten Maschine und den verwendeten Vorrichtungen ab. In einem Gerät können sich mehr als 12 MT-Ferrulen befinden. Es gibt einen wichtigen Unterschied zum Keramikpolieren: Alle Folien und Pads zum MT-Polieren dürfen nur einmal verwendet werden. (Scheiben zum Polieren von Keramikzwingen können für mehrere Läufe verwendet werden. Dies gilt nicht für MT-Schleifmittel.)

Zusammenfassung und wichtige Tipps

Die Herstellung von Baugruppen mit MPO-Steckverbindern bietet im Vergleich zu Keramikzwingen andere Herausforderungen. Im Folgenden finden Sie einige allgemeine Empfehlungen der FOC-Ingenieure.

  • Verwenden Sie zum Polieren von MT-Ferrulen Folien und Flockpile-Pads, die speziell für MT-Ferrulen hergestellt wurden.
  • MT-Ferrulen verwenden nicht alle das gleiche Material. Die Techniken zum Polieren sind nicht so einheitlich wie die für zylindrische Keramikzwingen. Dies kann ein Grund sein, bei nur einem MT-Ferrulenlieferanten zu bleiben.
  • Alle Filme und beflockten Pads sind zur einmaligen Verwendung bestimmt. Dies umfasst den ersten Schritt mit einem 16-µm-Film, den zweiten Schritt mit einem 3-µm-Film und die letzten Schritte mit beflockten Stapelkissen. (Punkt ist: Die Polierkosten pro Ferrule sind für MT-Ferrulen VIEL höher als für herkömmliche Keramik-Einzelfaser-Ferrulen.
  • Schließlich stellen wir fest, dass MT-Ferrulen Führungsstiftlöcher aufweisen, die kontaminiert werden können. Daher ist ein Reinigungsschritt erforderlich, um diese Führungslöcher nach dem Polieren zu reinigen.

MPO auf dem Markt

MT-Ferrulen stammen aus dem Jahr 1986, als NTT, Fujikura und Furukawa dieses Steckverbinderkonzept gemeinsam entwickelten. In den neunziger Jahren gab es einige Nischenanwendungen in der Datenkommunikation. Nach dem Jahr 1990 hat die Nachfrage nach MT-Terminierungen mit Trends in Rechenzentrumsarchitekturen wie der Verwendung von Kabeln mit höherer Anzahl und Rack-Konfigurationen mit hoher Dichte zugenommen. Seit dem Jahr 2000 hat auch die Nachfrage mit neuen Anwendungen zugenommen. Ein Beispiel war die Entwicklung robuster Versionen für Telekommunikationsanwendungen außerhalb von Anlagen, z. B. in Verteilungsnetzen (Teilnehmeranschluss) oder in zellularen Infrastrukturen (Glasfaser zur Antenne).

Verbindungen mit hoher Anzahl und hoher Dichte führen zu sehr aktiven F & E-Programmen. In den letzten Jahren sind mehrere neue Steckertypen für On-Board-, Card-Edge- und High-Density-Rack-Anwendungen entstanden. Neue Konzepte mit Linsen für optische Bahnen mit erweitertem Strahl sind auf den Markt gekommen. Wie bereits erwähnt, wird auch an weiteren Löchern gearbeitet, wobei auf der Konferenz 96 ein MPO-Steckverbinder mit 2020 Fasern erwähnt wurde. Schließlich führt die Akzeptanz von MT-Ferrulen und MPO-Steckverbindern zu einer Vielzahl von Fan-In- und Fan-Out-Produkten und speziellen Kabelbäumen für Rechenzentren - Kabelbaugruppen mit komplexen Konfigurationen.

Zu diesem Zeitpunkt im Jahr 2020 sehen wir, dass MPO-Typen weiterhin einen größeren Prozentsatz des Interconnect-Marktes erobern, gemessen an der Anzahl der Glasfaserenden, die mit verschiedenen Steckverbindertypen verbunden sind. Da die Nachfrage gestiegen ist, bieten immer mehr Unternehmen MPO-Baugruppen an, und die MT-Verarbeitung hat mehr Forschung und Entwicklung betrieben. In unserer Arbeit bei FOC haben wir gesehen, dass in verschiedenen Unternehmen unterschiedliche Verfahren und Materialien verwendet werden. FOC freut sich, Optionen für das Polieren von MT-Ferrulen zu besprechen und Empfehlungen basierend auf unseren Erfahrungen abzugeben. Bitte kontaktieren Sie uns per Telefon oder E-Mail, um weitere Informationen zu erhalten.


i Auf einer Konferenz im Oktober 2020 gab YOFC aus China bekannt, einen 96-Loch-MPO-Steckverbinder entwickelt zu haben. Der Status dieses Geräts in Bezug auf die kommerzielle Verfügbarkeit war zu diesem Zeitpunkt nicht klar. Die Ankündigung zeigt jedoch den Trend für Steckverbinderunternehmen, Steckverbinder mit höherer Anzahl zu entwickeln, um den Anforderungen für eine hohe Dichte gerecht zu werden, insbesondere in Rechenzentrumsanwendungen.

MT-Ferrulen erfordern unterschiedliche Polierverfahren
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