La tabella seguente mostra le attenuazioni massime consentite da queste tre normative per cavi, connessioni e giunzioni.

Come si può notare, le normative stabiliscono un'attenuazione massima per i cavi in ​​fibra ottica che, a seconda del tipo di fibra e della finestra operativa, sarà di 1 dB, 1,5 dB o 3,5 dB/km. Stabiliscono inoltre un'attenuazione massima per ogni connessione, definendo una connessione come il punto di giunzione tra due connettori e un accoppiatore o adattatore che li allinea. Indipendentemente dal tipo di connettore e dal fatto che sia multimodale o monomodale, l'attenuazione massima consentita è di 0,75 dB. Infine, l'attenuazione massima per le giunzioni, indipendentemente dal fatto che siano giunzioni meccaniche o a fusione, multimodali o monomodali, è di 0,3 dB.

È opportuno sottolineare che i valori di attenuazione stabiliti dalle normative vigenti sono eccessivamente elevati e permissivi, considerando sia la possibilità di ottenere valori ben migliori con i componenti esistenti, sia l'attenuazione massima consentita dalle applicazioni più esigenti, come 1000BASE-SX (3,56 dB), 10GBASE-SR (2,6 dB), 40GBASE-SR4 o 100GBASE-SR10 (1,5 dB). Pertanto, si consiglia di consultare le raccomandazioni dei produttori di cavi in ​​fibra ottica per determinare l'attenuazione massima consentita per i collegamenti.

Conoscendo questi valori, possiamo eseguire un esercizio per determinare l'attenuazione massima di un collegamento.
L'attenuazione massima di questo collegamento deve essere di 3,60 dB, quindi il rispetto delle normative implicherà un valore di attenuazione per detto collegamento inferiore a questo valore.

Alla fine del 2006, sono state approvate le norme ISO/IEC TR 14763-3 e ANSI/TIA/EIA TSB140, che definiscono nuove specifiche tecniche per i componenti di misura utilizzati nel collaudo o nella certificazione dei collegamenti in fibra ottica. Questi nuovi valori sono pari a 0,1 dB tra connettori di riferimento multimodali e 0,2 dB tra connettori di riferimento monomodali. Quando si confronta un connettore di riferimento con qualsiasi altro tipo di connettore, standard o non standard, questa attenuazione massima sarà di 0,3 dB per il multimodale e di 0,5 dB per il monomodale.

I connettori o le connessioni di riferimento sono quelli utilizzati per eseguire le misurazioni; ovvero, i connettori del cavo patch che verranno utilizzati, insieme all'apparecchiatura di misura, per effettuare le certificazioni necessarie.
Analogamente, questi rapporti tecnici (TR) definiscono due livelli di misurazione:

- Livello 1: OLTS (Optical Loss Test Set)
- Livello 2: OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).

Pertanto, se uno di questi due standard viene utilizzato per certificare la fibra ottica, i valori massimi ammissibili per il collegamento saranno diversi da quelli espressi nella tabella precedente, in conformità con ISO/IEC 11801, e saranno i seguenti:

Si può notare come il valore massimo di attenuazione consentito per questo collegamento sia stato ridotto da 3,6 dB a 2,7 dB, ovvero di 0,9 dB.

Pertanto, lo standard ISO/IEC 14763-3 è molto più restrittivo di qualsiasi altro standard ed è raccomandato per l'utilizzo durante l'esecuzione delle certificazioni di Livello I.

È opportuno menzionare l'uso dei mandrini per la certificazione dei collegamenti multimodali.
I mandrini sono cilindri utilizzati per avvolgere più spire del cavo patch di uscita della sorgente luminosa. Il numero di spire dipende dal tipo di cavo patch e deve essere determinato consultando il produttore dell'apparecchiatura di misura. Questi mandrini agiscono come un filtro. Tale filtro elimina le modalità di ordine superiore, che sono le più sensibili alle curvature del cavo e possono essere perse a causa delle varie pieghe presenti nei cavi e nei cavi patch, alterando così il livello di luce che raggiunge l'estremità opposta. Pertanto, per evitare che le misurazioni varino durante il processo di certificazione semplicemente a causa del cambio di posizione del cavo patch, le normative richiedono l'uso di questi mandrini, che eliminano la luce che potrebbe influenzare i risultati della misurazione.

L'ultima versione dello standard ISO/IEC 14763-3 ha recentemente approvato altri "filtri" più esigenti o precisi, denominati launch conditioner o Encirclex Flux. L'accettazione da parte del mercato di questi nuovi moduli avverrà gradualmente, man mano che verranno implementate applicazioni sempre più complesse, come 40GBASE-SR4 o 100BASE-SR10, con attenuazioni massime ammissibili di 1,5 dB o 1,9 dB a seconda del tipo di fibra multimodale utilizzata. Ciò implicherà una precisione di misurazione molto maggiore, sebbene alcuni marchi di strumentazione commerciale offrano già questi moduli.

Certificazione di Livello I - La certificazione OLTS
di Livello I, ovvero la misurazione dell'attenuazione e della lunghezza del collegamento, richiede una sorgente ottica e un misuratore di potenza. Il valore di attenuazione del collegamento si ottiene confrontandolo con il livello di potenza in uscita della sorgente ottica. Pertanto, prima di misurare tale attenuazione, il livello di potenza della sorgente deve essere memorizzato nella memoria del misuratore di potenza. Questo processo è chiamato "Stabilimento del Riferimento" ed è un passaggio necessario prima di qualsiasi misurazione dell'attenuazione nei collegamenti in fibra ottica.

Poiché esistono molti tipi diversi di connettori e le apparecchiature di misurazione utilizzate nella certificazione possono avere connettori diversi da quelli installati nei canali in fibra ottica da certificare, per completare il livello 1 vengono utilizzate tre diverse opzioni: il metodo a 1 cavo patch, il metodo a 2 cavi patch e il metodo a 3 cavi patch.

Metodo a singolo connettore:
questo metodo verrà utilizzato quando i connettori disponibili sull'apparecchiatura di misurazione sono gli stessi dei connettori installati sui vassoi in fibra ottica.

Per stabilire il riferimento, la sorgente verrà collegata al misuratore tramite un singolo cavo di collegamento.

Una volta stabilito il riferimento, il collegamento da misurare deve essere inserito tra la sorgente e il ricevitore per eseguire la misurazione della perdita di potenza di detto collegamento.

Con questa configurazione, è necessario aggiungere un ulteriore cavo patch per collegare l'apparecchiatura ricevente a un'estremità del collegamento. Questo cavo patch deve essere un cavo di misura o di riferimento, garantendo che le sue perdite massime rientrino nei valori specificati dalla norma. I cavi patch di misura sono in genere duplex, specificamente per l'uso durante le misurazioni.

Come si può notare, questo metodo esegue le certificazioni della fibra ottica in formato Permanent Link, ovvero senza considerare i cavi patch che in seguito collegheranno il collegamento alle apparecchiature di trasmissione/ricezione a entrambe le estremità.

Il numero di connessioni e giunzioni del collegamento da certificare deve essere inserito manualmente nell'apparecchiatura di misura in modo da ottenere, sulla base dei valori massimi determinati dalle normative per questi componenti, nonché per il cavo che verrà determinato tenendo conto della lunghezza misurata, un valore limite di attenuazione per detto collegamento.

Questo metodo di misurazione è quello più consigliato, a condizione che sia possibile in base al tipo di connettori disponibili sull'apparecchiatura di misura e all'impianto da misurare, poiché offre la massima precisione (o il minimo errore di misurazione) rispetto agli altri metodi che verranno discussi in seguito.

Metodo del cavo a 2 patch:
questo metodo verrà utilizzato quando i connettori disponibili sull'apparecchiatura di misurazione sono diversi dai connettori installati sui vassoi in fibra ottica.

La prima cosa da fare, come nel metodo 1-wire, è stabilire il riferimento, ma questa volta con uno schema diverso rispetto a prima.

Osservare come il connettore o l'adattatore utilizzato per stabilire un riferimento rimane in posizione durante il processo di misurazione, poiché il metodo prevede l'utilizzo di un cavo di misura aggiuntivo, con lo stesso tipo di connettore a entrambe le estremità di quello fornito dall'impianto da certificare.

Il metodo a 2 derivazioni è raccomandato quando il metodo a 1 derivazione non può essere utilizzato, poiché la precisione è leggermente inferiore rispetto al metodo a 1 derivazione, ma nettamente superiore rispetto al metodo a 3 derivazioni che verrà discusso in seguito.

Metodo del cavo a 3 patch:
questo metodo verrà utilizzato quando i connettori disponibili sull'apparecchiatura di misurazione sono diversi dai connettori installati sui vassoi in fibra ottica.

La prima cosa da fare, come nel metodo 1-wire, è stabilire il riferimento, ma questa volta con uno schema diverso rispetto a prima.

In questo caso, come indicato dal nome del metodo, saranno necessari tre cavi patch per completare lo schema di riferimento. I cavi patch che si collegano all'apparecchiatura di misura devono avere un connettore identico a quello presente sull'apparecchiatura di misura a un'estremità e, all'altra estremità, devono avere lo stesso connettore installato sui vassoi in fibra ottica. Il terzo cavo patch, utilizzato per collegare i primi due, avrà lo stesso tipo di connettore a entrambe le estremità, corrispondente al connettore utilizzato sui vassoi in fibra ottica dell'impianto da certificare.

Anche in questo caso, una volta stabilito il riferimento, il collegamento da misurare deve essere inserito tra la sorgente e il ricevitore per eseguire la misurazione della perdita di potenza di detto collegamento.

Con questo terzo metodo, le misurazioni possono essere effettuate in formato di collegamento o canale permanente (includendo anche i cavi patch in fibra ottica a entrambe le estremità del collegamento), semplicemente rimuovendo o mantenendo, rispettivamente, gli adattatori utilizzati per stabilire il riferimento.

Si sconsiglia l'utilizzo di questo metodo in qualsiasi circostanza, data la sua minore precisione o il maggiore margine di errore rispetto agli altri due metodi discussi, salvo nei casi in cui siano necessarie misurazioni del formato del canale, poiché sarà l'unico a consentirle.

Tuttavia, nessuno di questi due metodi specifica le perdite individuali dei diversi componenti che costituiscono il canale/collegamento in fibra ottica; misurano invece le perdite totali di tale collegamento/canale.
Utilizzando uno qualsiasi dei tre metodi per stabilire un riferimento, i collegamenti in fibra ottica verranno quindi misurati o certificati, come precedentemente menzionato.

L'apparecchiatura di misura dovrebbe fornire un risultato PASS/FAIL a seconda che l'attenuazione del collegamento superi il limite calcolato e che la lunghezza misurata superi il valore massimo stabilito dalle norme. Il risultato potrebbe essere simile a quello mostrato nella figura seguente, che visualizza i valori massimi di attenuazione calcolati per un collegamento multimodale in entrambe le finestre operative, i valori di attenuazione risultanti dalla misurazione e il margine di collegamento, ovvero la differenza tra questi due valori.

Certificazione di Livello II - La certificazione OTDR
di Livello II, nota anche come riflettometria, è complementare alla certificazione di Livello I e non la sostituisce mai.

In genere, le misurazioni riflettometriche vengono eseguite per rilevare o risolvere problemi nei collegamenti in fibra ottica, dopo che è stata effettuata una certificazione di Livello I.

Cosa succede se una certificazione di Livello I non produce i risultati attesi? È possibile procedere per tentativi ed errori, cercando di individuare il problema pulendo o sostituendo i componenti, ma questo è sempre un processo più arduo e dispendioso in termini di tempo rispetto all'esecuzione di una riflettometria.
Utilizzando un OTDR (riflettometro ottico nel dominio del tempo), possiamo determinare la lunghezza totale del collegamento, l'attenuazione di ciascun componente del collegamento (connessioni, giunzioni, fibra) e persino identificare se un raggio di curvatura eccessivo sta causando un'attenuazione del collegamento superiore alle aspettative.

La figura seguente mostra un grafico riflettometrico, in cui è possibile visualizzare la lunghezza totale del collegamento, il numero di connessioni esistenti, identificate dai picchi del grafico, e il numero di giunzioni o, in mancanza di queste, di curvature eccessive nella fibra, identificate dai gradini.

La maggior parte degli OTDR offre anche la possibilità di visualizzare questi dati in formato numerico, per una migliore comprensione da parte degli utenti non esperti in materia.

Questa tabella mostra chiaramente la posizione di ciascun elemento del collegamento, la sua attenuazione e se questa superi o meno i limiti di attenuazione stabiliti dalle normative per quell'elemento e per la lunghezza totale del collegamento, consentendo così di individuare facilmente dove si riscontra il problema dell'eccessiva attenuazione del segnale.

È opportuno precisare che esistono due tipi di eventi. Gli eventi riflessivi sono quelli causati da connettori o giunzioni meccaniche, mentre gli eventi non riflessivi sono quelli causati da giunzioni a fusione e da un'eccessiva flessione delle fibre.

Per eseguire la riflettometria, è necessario disporre delle cosiddette "bobine di trasmissione e di ricezione". Queste bobine, che sono essenzialmente sezioni di fibra ottica di lunghezza adeguata alle esigenze dell'apparecchiatura di misura, vengono utilizzate per misurare l'attenuazione del primo e dell'ultimo connettore del collegamento, rispettivamente.

La necessità di ciò risiede nell'accuratezza dell'apparecchiatura di misurazione, nota anche come "zona morta", che implica la necessità di una certa lunghezza di fibra tra due punti (connettori, giunzioni, curve) affinché possano essere rilevati e misurati dall'OTDR.
La figura seguente mostra un esempio di OTDR con bobine di emissione e ricezione inserite nel collegamento da misurare.

Ispezione e pulizia delle connessioni in fibra ottica
Infine, va notato che la maggior parte dei problemi relativi ai collegamenti in fibra ottica negli impianti di cablaggio strutturato sono legati alla pulizia delle connessioni. Pertanto, è consigliabile pulire tutte le connessioni prima di iniziare il processo di certificazione e seguire una procedura di ispezione e pulizia per tutte le connessioni al fine di impedire che lo sporco esistente si diffonda e degradi le prestazioni del collegamento. Lo sporco più pericoloso è la polvere, poiché blocca il passaggio della luce e aumenta significativamente l'attenuazione del collegamento.

Sul mercato sono disponibili numerosi accessori per la pulizia, tra cui quelli per il lavaggio a secco, altamente raccomandati, come illustrato di seguito.

La pulizia dei connettori MPO, comunemente utilizzati nei sistemi in fibra pre-terminati o pre-connettorizzati, è di vitale importanza.

Questo tipo di connettore può allineare fino a 12 fibre, consentendo la realizzazione di un massimo di 6 collegamenti in fibra duplex. Se uno di questi collegamenti è in produzione, ma i restanti presentano un'attenuazione eccessiva dovuta a contaminazione e risultano quindi inadatti alle applicazioni previste, il connettore non può essere pulito finché il collegamento attivo non viene scollegato, impedendo così l'utilizzo delle fibre rimanenti.

Pertanto, è di vitale importanza pulire questi connettori prima di inserirli nei moduli MPO o negli accoppiatori.
Un punto importante, e talvolta un'alternativa alla certificazione di Livello II, comunemente utilizzata per rilevare problemi di attenuazione eccessiva nei collegamenti, è l'ispezione delle connessioni.

La figura seguente mostra un kit completo per l'ispezione e la pulizia. Oltre agli accessori di pulizia menzionati in precedenza, include un microscopio con schermo LCD e una sonda multiingrandimento (in genere tra 200x e 500x) per ispezionare la ghiera o la superficie dei connettori. Ciò consente la visualizzazione in tempo reale dello sporco nel punto in cui la luce viene trasmessa tra i connettori.
Esempi di sporco visibili con questi microscopi sono mostrati di seguito.

Autore:

Articolo fornito da CommScope Enterprise