Les ferrules MT nécessitent des procédures de polissage différentes
In Partie 1 de cette série, nous avons couvert l'utilisation de films avec des adhésifs sensibles à la pression. Dans Partie 2, nous avons couvert des films pour le polissage des ferrules en zircone. Dans cet article, nous nous concentrons sur les produits spéciaux nécessaires pour polir les ferrules en polymère dans les connecteurs de type MPO.
Premièrement, quelles sont ces abréviations?
Quelles sont les différences entre les ferrules MT et les ferrules de connecteur standard? Contrairement aux ferrules cylindriques qui sont généralement destinées à connecter des fibres simples, les ferrules MT sont conçues pour accoupler plusieurs fibres, augmentant considérablement le nombre de fibres pouvant être accouplées par connexion. Une ferrule MT est un bloc rectangulaire en polymère (plastique) avec des trous pour plusieurs fibres, où les ferrules monofibre typiques sont en céramique, nécessitant différents procédés et matériaux de polissage. L'espacement des trous de fibre («pas») des ferrules MT est normalisé pour assurer l'alignement avec une ferrule d'accouplement. L'alignement des ferrules accouplées est obtenu avec deux trous de broche de guidage moulés dans la ferrule MT elle-même.
Combien de trous? La réponse dépendra de l'équipement et des protocoles utilisés dans le réseau fibre.
Les options de ferrules MT / connecteurs MPO de plusieurs sociétés couvrent une gamme de 4 à 72 trous par ferrule. Ainsi, une paire accouplée peut fournir des joints de connexion pour jusqu'à 72 fibres. Le nombre de trous dans une seule rangée peut aller de 4 à 16, et il peut y avoir jusqu'à six rangées dans une virole. Par exemple, une version 72 trous du marché comporte six rangées de 12 trous. Un autre exemple est un produit à 32 trous qui a deux rangées de 16 trousi Les configurations les plus couramment utilisées actuellement sont 12 trous (1 rangée de 12) ou 24 trous (2 rangées de 12).
Les ferrules MT et les connecteurs MPO sont disponibles pour les fibres monomodes et multimodes, la seule différence étant des tolérances dimensionnelles plus strictes sur les versions monomodes. Les applications monomodes nécessitent généralement une face d'extrémité MT polie à 8 degrés. Les ferrules monomodes peuvent être achetées en tant que «plates» (où le fabricant de l'ensemble de câbles devra polir l'angle de 8 degrés dans la ferrule), ou en tant que «pré-coudées», avec l'angle de 8 degrés déjà généré (ce qui réduit le polissage temps). Les applications multimodes nécessitent généralement des extrémités de virole «plates» (non coudées).
Créer des assemblages de type MPO
La présence de fibres multiples et le matériau de la férule en polymère signifient que les processus d'assemblage-production sont sensiblement différents de ceux utilisés avec les férules traditionnelles en céramique ou en métal à fibre unique. Les principales différences résident dans le polissage : matériaux nécessaires ; le nombre d'étapes impliquées; et les géométries finies définies par l'industrie de la face d'extrémité polie. La réalisation de connexions à faible perte pour plusieurs fibres dans une paire accouplée est beaucoup plus compliquée qu'avec des connexions à fibre unique, ce qui renforce encore la nécessité de suivre attentivement des procédures bien établies pour minimiser les problèmes de qualité et de rendement. En bref, tous les défis et difficultés pour réaliser de bonnes terminaisons sont multipliés pour les connecteurs MPO.
Plusieurs fournisseurs proposent des ferrules MT et utilisent différents polymères. Les propriétés des polymères ont une influence sur les procédures de polissage. Au moins trois des fournisseurs utilisent une variante du polyphénylène sulfure (PPS), un polymère thermoplastique. Les matériaux céramiques utilisés pour les ferrules cylindriques sont plus uniformes parmi les fournisseurs, et des processus de polissage identiques ou très similaires peuvent être utilisés pour les connecteurs à ferrule cylindrique de différents fournisseurs. Pour les connecteurs MPO, il existe une plus grande variation entre les procédures utilisées par les différents fabricants d'assemblages.
Tous les procédés de polissage MT-ferrule ont trois objectifs principaux:
A. enlevez l'époxy sur la face d'extrémité et, dans certains cas, générez l'angle (si nécessaire, monomode seulement);
B. une ou plusieurs étapes pour générer la hauteur de fibre requise;
C. une ou plusieurs étapes pour polir les faces d'extrémité de fibre tout en maintenant la hauteur de fibre requise.
Le nombre d'étapes de polissage nécessaires pour atteindre ces trois objectifs peut varier selon les fabricants d'assemblages MPO. FOC, par exemple, recommande quatre étapes de polissage, une pour l'objectif (A.), une pour l'objectif (B.) et deux pour l'objectif (C.). Pour ce dernier objectif, FOC recommande d'utiliser deux tampons de polissage avec des abrasifs différents. Certaines autres entreprises peuvent utiliser des abrasifs différents et un nombre d'étapes différent pour les objectifs (B.) et (C). D'après notre expérience, un processus en quatre étapes est typique de celui utilisé par de nombreux fabricants d'assemblages.
Détails des étapes de polissage
Pour l'objectif (A.), l'élimination de l'époxy et éventuellement la génération d'angle, FOC recommande un disque en carbure de silicium de 16 µm (granulométrie). Ceci est similaire à l'abrasif utilisé dans la première étape de polissage avec des ferrules en zircone. En ce qui concerne l'angle, l'entreprise d'assemblage a deux options: commander une virole MT pré-coudée ou créer l'angle lors de la première étape de polissage. Les ferrules pré-coudées réduisent le temps de polissage et aident à garantir des géométries de produit plus cohérentes.
Pour l'objectif (B), façonner la face d'extrémité pour obtenir la bonne protubérance de fibre, FOC recommande un disque de polissage en carbure de silicium de 3 µm. Cette étape diffère considérablement de toute procédure utilisée pour réaliser des assemblages avec des ferrules cylindriques en zircone. Avec les ferrules en zircone, l'objectif est que l'extrémité de la fibre affleure l'extrémité de la ferrule en céramique. C'est pourquoi les films diamantés sont pratiques - le diamant coupe à la fois le verre et la zircone à des taux similaires. Dans un assemblage MPO, les fibres DOIVENT dépasser de la face d'extrémité de la virole en polymère: la surface de la virole MT est un plan et les fibres doivent dépasser au-delà de cette surface. L'étendue de cette saillie, ou la hauteur de la fibre, varie généralement de 1.5 à 4.0 µm.
En outre, le but est d'avoir la même quantité de saillie pour toutes les fibres, avec la variation de hauteur de fibre parmi les différentes fibres en centaines de nm ou en dixièmes de µm. Le matériau abrasif pour cette étape de polissage doit couper (graver mécaniquement) une partie de la virole en plastique sans raccourcir la fibre. Le disque abrasif de 3 µm donne une hauteur de fibre d'environ 3 µm. Les étapes de polissage finales peuvent abaisser légèrement cette hauteur, de sorte que la procédure de cette étape est adaptée pour atteindre la spécification finale de hauteur de fibre.
Pour l'objectif (C), polir les faces d'extrémité des fibres pour éliminer les rayures, les piqûres et autres défauts, FOC recommande un processus en deux étapes, en utilisant deux abrasifs différents. Cet objectif est celui où nous avons vu différentes approches parmi différents fabricants d'assemblage, avec un nombre différent d'étapes de polissage.
Dans le processus en deux étapes recommandé par FOC, les abrasifs se trouvent dans un tampon à poils floqués et non sur un film. Le matériau floqué a des brins microscopiques (imaginez un tapis, bien que dans des dimensions microscopiques!), Et les particules abrasives - de taille 1 µm ou submicronique - sont collées aux brins dans la pile. Plus précisément, FOC recommande une pile floquée avec un abrasif d'oxyde d'aluminium de 1 µm pour la première étape de polissage, et un abrasif submicronique d'oxyde de cérium ou de dioxyde de silicium pour la deuxième étape de polissage. (Le tampon submicronique disponible auprès de FOC s'appelle AngstromBrush Ultimas et est spécialement développé pour le polissage des extrémités de fibre dans les ferrules MT.)
Les tampons floqués sont conçus pour être utilisés sur les mêmes substrats en verre et machines à polir que ceux utilisés pour les ferrules cylindriques en céramique. Autrement dit, le polissage MT avec des coussinets à poils floqués utilise le même mouvement de polissage. Le nombre de ferrules MT polies en une seule étape dépend de la machine et des accessoires utilisés. Il peut y avoir plus de 12 ferrules MT dans un seul appareil. Il y a une différence importante avec le polissage de la céramique: tous les films et tampons pour le polissage MT ne doivent être utilisés qu'une seule fois. (Les disques pour le polissage des ferrules en céramique peuvent être utilisés pour plusieurs cycles; ce n'est pas le cas pour les abrasifs MT.)
Résumé et conseils clés
La production d'assemblages avec des connecteurs MPO présente des défis différents par rapport aux ferrules en céramique. Voici quelques recommandations générales des ingénieurs de FOC.
- Lors du polissage des ferrules MT, utilisez des films et des coussinets à poils floqués spécialement conçus pour les ferrules MT.
- Les ferrules MT n'utilisent pas toutes le même matériau. Les techniques de polissage ne sont pas aussi uniformes que celles des ferrules cylindriques en céramique. Cela peut être une raison de rester avec un seul fournisseur de ferrules MT.
- Tous les films et tampons floqués sont à usage unique. Cela comprend la première étape, avec un film de 16 µm, la deuxième étape avec un film de 3 µm et les étapes finales utilisant des tampons à poils floqués. (Le fait est que les coûts de polissage par ferrule sont BEAUCOUP plus élevés pour les ferrules MT que pour les ferrules monofibres en céramique traditionnelles.
- Enfin, on note que les ferrules MT comportent des trous de broches de guidage qui peuvent être contaminés, il y a donc une étape de nettoyage obligatoire pour nettoyer ces trous de guidage après polissage.
MPO sur le marché
Les ferrules MT remontent à 1986, lorsque NTT, Fujikura et Furukawa ont développé conjointement ce concept de connecteur. Dans les années 1990, il y avait une certaine application de niche dans le datacom. Après 2000, la demande de terminaisons MT a augmenté avec les tendances des architectures de centre de données, telles que l'utilisation de câbles à plus grand nombre et de configurations de rack haute densité. De plus, depuis 2000, la demande a également augmenté avec les nouvelles applications. Un exemple a été le développement de versions renforcées pour des applications de télécommunications en dehors de l'usine, comme dans les réseaux de distribution (boucle locale) ou dans l'infrastructure cellulaire (fibre à l'antenne).
Les interconnexions à forte densité et à nombre élevé sont à l'origine de programmes de R&D très actifs. Ces dernières années, plusieurs nouveaux types de connecteurs sont apparus pour les applications de rack embarquées, de bord de carte et haute densité. De nouveaux concepts incorporant des lentilles pour les voies optiques à faisceau élargi sont arrivés sur le marché. Comme indiqué, il y a également du travail sur plus de trous, avec un connecteur de type MPO 96 fibres mentionné à la conférence 2020. Enfin, l'acceptation des ferrules MT et des connecteurs MPO alimente une large gamme de produits de fan-in et de fan-out et de harnais spécialisés pour les centres de données - des assemblages de câbles aux configurations complexes.
À ce stade de 2020, nous constatons que les types de MPO continuent de capturer un pourcentage plus important du marché de l'interconnexion, en termes de nombre d'extrémités de fibre couplées à différents types de connecteurs. À mesure que la demande augmentait, de plus en plus d'entreprises ont commencé à proposer des assemblages MPO et il y a eu plus de R&D sur le traitement MT. Dans notre travail à FOC, nous avons vu différentes procédures et matériaux utilisés dans différentes entreprises. FOC est heureux de discuter des options pour le polissage des ferrules MT et de faire des recommandations basées sur notre expérience. N'hésitez pas à nous contacter par téléphone ou par e-mail pour plus de détails.
