Opciones de película de lapeado, parte 3 - conectores tipo MPO

Los casquillos MT requieren diferentes procedimientos de pulido

In Parte 1 de esta serie, cubrimos el uso de películas con adhesivos sensibles a la presión. En Parte 2, cubrimos películas para pulir casquillos de zirconia. En este artículo, nos centramos en los productos especiales necesarios para pulir casquillos de polímero en conectores tipo MPO.

Primero, ¿cuáles son estas abreviaturas?

¿Cuáles son las diferencias entre las férrulas MT y las férulas de conector estándar? A diferencia de las férrulas cilíndricas que son típicamente para conectar fibras individuales, las férrulas MT están diseñadas para acoplarse a múltiples fibras, aumentando en gran medida la cantidad de fibras que pueden acoplarse por conexión. Una férula MT es un bloque rectangular de polímero (plástico) con orificios para múltiples fibras, donde las férulas típicas de una sola fibra son de cerámica y requieren diferentes procesos y materiales de pulido. El espaciado de los orificios de la fibra ("paso") de las férrulas MT está estandarizado para asegurar la alineación con una férula de acoplamiento. La alineación de la férula acoplada se logra con dos orificios de pasador guía moldeados en la férula MT misma.

Cuantos hoyos La respuesta dependerá de qué equipos y protocolos se estén utilizando en la red de fibra.

Las opciones en casquillos MT / conectores MPO de varias empresas cubren un rango de 4 a 72 agujeros por casquillo. Por lo tanto, un par acoplado puede proporcionar uniones de conector para hasta 72 fibras. El número de orificios en una sola fila puede variar de 4 a 16, y puede haber hasta seis filas en un casquillo. Por ejemplo, una versión de 72 hoyos en el mercado tiene seis filas de 12 hoyos. Otro ejemplo es un producto de 32 agujeros que tiene dos filas de 16 agujeros.ⁱ   Las configuraciones actuales más comúnmente utilizadas son 12 hoyos (1 fila de 12) o 24 hoyos (2 filas de 12).

Los casquillos MT y los conectores MPO están disponibles para fibras monomodo y multimodo, con la única diferencia de que las tolerancias dimensionales más estrictas en las versiones monomodo. Las aplicaciones monomodo típicamente requieren un extremo MT pulido de 8 grados. Los casquillos monomodo se pueden comprar como "planos" (donde el fabricante del ensamblaje de cables deberá pulir el ángulo de 8 grados en el casquillo), o como "preangulares", con el ángulo de 8 grados ya generado (lo que reduce el pulido hora). Las aplicaciones multimodo generalmente requieren extremos de férula “planos” (sin ángulo).

Realización de ensamblajes tipo MPO

La presencia de múltiples fibras y el material de la virola polimérica significa que los procesos de ensamblaje y producción son sustancialmente diferentes de los que se utilizan con las virolas cerámicas o metálicas de fibra única tradicionales. Las principales diferencias están en el pulido: materiales necesarios; el número de pasos involucrados; y las geometrías acabadas definidas por la industria del extremo pulido. Conseguir conexiones de baja pérdida para múltiples fibras en una pareja apareada es mucho más complicado que con las conexiones de fibra única,   reforzar aún másIng. la necesidad de seguir cuidadosamente procedimientos para minimizar los problemas de calidad y rendimiento. En resumen, todos los desafíos y dificultades para lograr buenas terminaciones se multiplican para los conectores MPO.

Varios proveedores ofrecen férrulas MT y utilizan diferentes polímeros. Las propiedades de los polímeros influyen en los procedimientos de pulido. Al menos tres de los proveedores utilizan una variante de sulfuro de polifenileno (PPS), un polímero termoplástico. Los materiales cerámicos utilizados para las férrulas cilíndricas son más uniformes entre los proveedores, y se pueden utilizar procesos de pulido idénticos o muy similares para los conectores de férrulas cilíndricas de diferentes proveedores. Para los conectores MPO, existe una mayor variación entre los procedimientos utilizados por los diferentes fabricantes de ensamblajes.

Todos los procesos de pulido de férrulas MT tienen tres objetivos principales:

A. quitar epoxi en la cara del extremo y, en algunos casos, generar el ángulo (si es necesario, solo monomodo);
B. uno o varios pasos para generar la altura de fibra requerida;
C. uno o varios pasos para pulir los extremos de las fibras mientras se mantiene la altura requerida de las fibras.

El número de pasos de pulido necesarios para lograr estos tres objetivos puede variar entre los fabricantes de ensamblajes MPO. FOC, por ejemplo, recomienda cuatro pasos de pulido, uno para el objetivo (A.), uno para el objetivo (B.) y dos para el objetivo (C.). Para este último objetivo, FOC recomienda utilizar dos discos de pulido con abrasivos diferentes. Algunas otras empresas pueden utilizar abrasivos diferentes y un número diferente de pasos para los objetivos (B.) y (C.). En nuestra experiencia, un proceso de cuatro pasos es típico del que utilizan muchos fabricantes de ensamblajes.

Detalles de los pasos de pulido

Para el objetivo (A.), la eliminación de epoxi y posiblemente la generación de ángulos, FOC recomienda un disco de carburo de silicio de 16 µm (tamaño de grano). Es similar al abrasivo utilizado en el primer paso de pulido con casquillos de zirconia. En cuanto al ángulo, la empresa de montaje tiene dos opciones: pedir un casquillo MT preangulado o crear el ángulo en el primer paso de pulido. Las férrulas preanguladas reducen el tiempo de pulido y ayudan a garantizar geometrías de producto más consistentes.

Para el objetivo (B.), dar forma a la cara del extremo para obtener la protuberancia correcta de la fibra, FOC recomienda un disco de pulido de carburo de silicio de 3 µm. Este paso difiere significativamente de cualquier procedimiento utilizado para realizar ensamblajes con casquillos de circonio cilíndricos. Con los casquillos de zirconia, el objetivo es que el extremo de la fibra quede al mismo nivel que el extremo del casquillo de cerámica. Esta es la razón por la que las películas de diamante son prácticas: el diamante corta tanto el vidrio como la zirconia a velocidades similares. En un ensamblaje MPO, las fibras DEBEN sobresalir del extremo de la férula de polímero: la superficie de la férula MT es un plano y las fibras deben sobresalir más allá de esa superficie. La extensión de esta protuberancia, o la altura de la fibra, varía típicamente de 1.5 a 4.0 µm.

Además, el objetivo es tener la misma cantidad de protuberancia para todas las fibras, con la variación en la altura de la fibra entre las diferentes fibras en cientos de nm o décimas de µm. El material abrasivo para este paso de pulido debe cortar (grabar mecánicamente) parte del casquillo de plástico sin acortar la fibra. El disco abrasivo de 3 µm da como resultado una altura de fibra de aproximadamente 3 µm. Los pasos finales de pulido pueden reducir ligeramente esta altura, por lo que el procedimiento en este paso se adapta para lograr la especificación final de altura de fibra.

Para el objetivo (C.), pulir las caras de los extremos de la fibra para eliminar rayones, picaduras y otros defectos, FOC recomienda un proceso de dos pasos, utilizando dos abrasivos diferentes. Este objetivo es donde hemos visto diferentes enfoques entre diferentes fabricantes de ensamblajes, con un número diferente de pasos de pulido.

En el proceso de dos pasos que recomienda FOC, los abrasivos están en una almohadilla de pelo flocado, no en una película. El material flocado tiene hebras microscópicas (imagínese una alfombra, ¡aunque en dimensiones microscópicas!), Y las partículas abrasivas, ya sean de 1 µm o de tamaño submicrónico, se adhieren a las hebras del pelo. Específicamente, FOC recomienda un pelo flocado con abrasivo de óxido de aluminio de 1 µm para el primer paso de pulido, y un abrasivo submicrónico de óxido de cerio o dióxido de silicio para el segundo paso de pulido. (La almohadilla submicrónica disponible en FOC se llama AngstromBrush Ultimas y está especialmente desarrollada para pulir extremos de fibra en férulas MT).

Las almohadillas flocadas están diseñadas para usarse en los mismos sustratos de vidrio y máquinas pulidoras que se usan para férrulas cerámicas cilíndricas. Es decir, el pulido MT con almohadillas de pelo flocado utiliza el mismo movimiento de pulido. El número de casquillos MT pulidos en un solo paso depende de la máquina y los accesorios que se utilicen. Puede haber más de 12 MT en un dispositivo. Hay una diferencia importante con el pulido de cerámica: todas las películas y almohadillas para pulido MT deben usarse una sola vez. (Los discos para pulir casquillos de cerámica se pueden usar para múltiples corridas; esto no es cierto para los abrasivos MT).

Resumen y consejos clave

La producción de ensamblajes con conectores MPO ofrece diferentes desafíos en comparación con los casquillos de cerámica. A continuación se presentan algunas recomendaciones generales de los ingenieros de FOC.

• Al pulir casquillos MT, utilice películas y almohadillas de pelo flocado fabricadas específicamente para casquillos MT.
• No todos los casquillos MT utilizan el mismo material. Las técnicas de pulido no son tan uniformes como las de las férrulas cerámicas cilíndricas. Esta puede ser una razón para quedarse con un solo proveedor de casquillos MT.
• Todas las películas y almohadillas flocadas son para un solo uso. Esto incluye el primer paso, con película de 16 µm, el segundo paso con película de 3 µm y los pasos finales con almohadillas de pelo flocado. (El punto es que los costos de pulido por férula son MUCHO más altos para férrulas MT que para férulas cerámicas tradicionales de fibra única.
• Finalmente, observamos que las férrulas MT tienen orificios para pasadores guía que pueden contaminarse, por lo que hay un paso de limpieza obligatorio para limpiar estos orificios guía después del pulido.

MPO en el mercado

Los casquillos MT se remontan a 1986, cuando NTT, Fujikura y Furukawa desarrollaron conjuntamente este concepto de conector. En la década de 1990, hubo algunas aplicaciones de nicho en datacom. Después de 2000, la demanda de terminaciones MT ha aumentado con las tendencias en las arquitecturas de los centros de datos, como el uso de cables de mayor número y configuraciones de racks de alta densidad. Además, desde 2000, la demanda también ha aumentado con nuevas aplicaciones. Un ejemplo ha sido el desarrollo de versiones reforzadas para aplicaciones de telecomunicaciones fuera de la planta, como en redes de distribución (bucle local) o en infraestructura celular (fibra hasta la antena).

Las interconexiones de alta densidad y conteo están impulsando programas de I + D muy activos. En los últimos años, han surgido varios tipos de conectores nuevos para aplicaciones de rack de alta densidad, borde de tarjeta y a bordo. Han entrado en el mercado nuevos conceptos que incorporan lentes para vías ópticas de haz expandido. Como se señaló, también se está trabajando en más agujeros, con un conector tipo MPO de 96 fibras mencionado en la conferencia de 2020. Por último, la aceptación de los casquillos MT y los conectores MPO está impulsando una gran variedad de productos de entrada y salida y arneses especializados para centros de datos: conjuntos de cables con configuraciones complejas.

En este punto de 2020, estamos viendo que los tipos de MPO continúan capturando un mayor porcentaje del mercado de interconexiones, en términos de la cantidad de extremos de fibra acoplados con diferentes tipos de conectores. A medida que ha aumentado la demanda, más empresas han comenzado a ofrecer conjuntos MPO y ha habido más I + D sobre el procesamiento de MT. En nuestro trabajo en FOC, hemos visto diferentes procedimientos y materiales que se utilizan en diferentes empresas. FOC se complace en discutir las opciones para el pulido de férrulas MT y hacer recomendaciones basadas en nuestra experiencia. No dude en contactarnos por teléfono o correo electrónico para obtener más detalles.

ⁱ En una conferencia de octubre de 2020, YOFC de China dijo que había desarrollado un conector tipo MPO de 96 orificios. El estado de este dispositivo en términos de disponibilidad comercial no estaba claro en ese momento. Pero el anuncio ilustra la tendencia de las empresas de conectores a desarrollar conectores de mayor número para abordar los requisitos de alta densidad, especialmente en aplicaciones de centros de datos.