I cavi in fibra ottica sono diventati uno standard nell’ambiente controllato di un data center o di un complesso di uffici. Tuttavia, la situazione è diversa negli ambienti più difficili, dove sono presenti polvere, temperature fluttuanti ed estreme, liquidi e vapori corrosivi, vibrazioni e sollecitazioni. Inoltre, l’uso sul campo pone spesso requisiti più elevati sul numero di cicli di accoppiamento, tutt’altro che ideali per l’uso di cavi in fibra ottica con i loro contatti sensibili.
La rapida crescita della domanda di larghezza di banda vale anche per settori industriali con ambienti difficili. Gli esempi sono molti ed evidenti:
– Industria 4.0: la produzione industriale altamente automatizzata richiede una disponibilità illimitata di dati provenienti da un’ampia panoramica di fonti: da sensori e controllori a telecamere per il controllo ottico e server Edge con applicazioni AI che elaborano grandi quantità di dati in tempo reale.
– Aerospaziale: un gran numero di sensori altamente sensibili e applicazioni remote, nonché applicazioni ottiche ad alta risoluzione e sistemi radar, forniscono un’enorme quantità di dati che deve essere elaborata, archiviata e trasmessa. A questo si aggiungono requisiti rigorosi di affidabilità e bassa manutenzione.
– Tecnologia medica: dati di immagini provenienti da radiografie digitali, risonanza magnetica e tomografia computerizzata, monitoraggio dei pazienti e trasmissione di dati tra diversi edifici o al medico curante, monitoraggio e controllo dell’infrastruttura IT nelle sale operatorie: tutto questo richiede enormi larghezze di banda. Una rete ospedaliera è sicuramente una delle infrastrutture più critiche e richiede un’affidabilità assoluta.
– Trasporti: nella tecnologia dei trasporti e delle ferrovie, i cavi in fibra ottica non sono importanti solo per la larghezza di banda che possono raggiungere. Anche l’isolamento galvanico ottenuto con le fibre ottiche e l’insensibilità alle interferenze elettromagnetiche che si verificano con i cavi in rame depongono a favore dell’uso delle fibre ottiche in questo settore.
– Estrazione mineraria, petrolifera e di gas: per l’estrazione mineraria sotterranea e l’estrazione di petrolio e gas su piattaforme di produzione vengono utilizzati sistemi tecnologici altamente sofisticati, controllati a distanza e monitorati con precisione in tempo reale grazie a un’ampia tecnologia di sensori e a numerose telecamere. Oltre ai requisiti elevati di larghezza di banda occorre tenere presenti le condizioni ambientali estreme con presenza di sporco e polvere, temperature estreme e vibrazioni.
– Broadcast: è necessario elaborare immense quantità di dati non solo in studio, ma anche durante la trasmissione di eventi dal vivo. Le immagini televisive in risoluzione 4k e 8k con audio sofisticato, registrate da numerose telecamere e microfoni, forniscono un flusso di dati di grandi dimensioni. Questo, a sua volta, deve essere distribuito ai monitor delle sale di controllo, alle postazioni dei giornalisti e ai punti di ricezione delle emittenti. Il settore degli eventi, in particolare, comporta innumerevoli configurazioni ovvero un numero enorme di cicli di plug-in.
– Difesa: i sistemi militari di difesa e di comunicazione con sistemi ottici e acustici e controlli a distanza hanno requisiti elevati di larghezza di banda. Le condizioni ambientali più difficili sono previste durante l’uso, il che impone elevati standard di affidabilità e robustezza della tecnologia di rete.
Connettori per requisiti speciali
L’industria ha risposto a questa esigenza con lo sviluppo di tecnologie di connessione resistenti. Un esempio è la tecnologia ottica Expanded Beam (EBO). La tecnologia EBO utilizza l’espansione del raggio per rendere le connessioni ottiche più resistenti alle contaminazioni. La luce che esce dalla fine della fibra viene espansa in un raggio luminoso parallelo con un’area notevolmente aumentata utilizzando ottiche a lente (ad es. lente a sfera), passa quindi attraverso la zona di connessione senza contatto e viene ricondotta alla dimensione originale nella fibra ottica dalla lente identica sul lato opposto. Le contaminazioni, come un granello di polvere o polline, che bloccano una parte considerevole o addirittura l’intero raggio concentrato, ombreggiano solo una piccola parte dell’area luminosa durante l’espansione del raggio, in modo che la corretta trasmissione del segnale non sia compromessa.
Mentre i connettori in fibra ottica standard devono essere puliti prima di ogni installazione, spesso più volte a seconda del grado di sporcizia per evitare una perdita di prestazioni, lo sforzo necessario per pulire i contatti è notevolmente ridotto con la tecnologia EBO dove l’interferenza è ridotta al minimo, in quanto lo sporco penetrato blocca solo una piccola parte della superficie luminosa ampliata. Il fascio di luce non è più completamente bloccato, ma solo leggermente indebolito. Ciò significa che la capacità di trasmettere i dati è completamente conservata.
La tecnologia EBO contribuisce quindi in modo significativo alla diffusione dei cavi in fibra ottica in ambienti difficili, dove il lavoro in assenza di polvere o la manutenzione dei contatti a brevi intervalli non è possibile o non è economicamente fattibile.
Per una progettazione flessibile dei connettori
Oltre ai connettori EBO già pronti, sono disponibili anche connettori a spina con lenti che possono essere utilizzati per integrare la tecnologia EBO in progetti personalizzati. Sono progettati per il collegamento a fibre ottiche multimodali e sfruttano il principio dell’espansione del fascio per garantire una trasmissione affidabile dei dati. Poiché le lenti non entrano in contatto diretto, non c’è usura meccanica, il che aumenta la durata del connettore a spina.
Per l’utilizzo in ambienti difficili come l’industria mineraria, aerospaziale o militare, tuttavia, è necessario soddisfare ulteriori requisiti, in particolare l’affidabilità della connessione a innesto, che deve essere in grado di resistere alle vibrazioni o ai carichi termici e meccanici per un lungo periodo di tempo. Il numero di cicli di connessioni che il produttore specifica per il suo prodotto è diventato un fattore di qualità. Mentre i connettori a spina con una durata da 1.000 a 5.000 cicli di connessioni sono sufficienti per esigenze semplici e medie, i componenti di alta qualità raggiungono una durata significativamente più lunga che soddisfa anche i requisiti di affidabilità delle connessioni estreme. Ad esempio, i contatti a lente Size 12 di Rosenberger OSI, basati sulla tecnologia EBO, e altri componenti di alta qualità, possono essere utilizzati per creare connettori che resistono in modo affidabile fino a 100.000 cicli di connessioni.
Norme generali e specifiche del settore
I componenti devono essere conformi alle normative e agli standard generali che si applicano ai cavi in fibra ottica, nonché agli standard specifici del settore. Ad esempio, il contatto a spina di dimensione 12 con lente è adatto all’uso in connettori rotondi e rettangolari in conformità con MIL-DTL-38999, uno standard rilevante per i connettori nell’industria aerospaziale.
Conclusione
Sono finiti i tempi in cui il cablaggio in fibra ottica poteva essere posato in modo economico solo in ambienti “adatti”. La tecnologia EBO (monomodale e multimodale) consente di utilizzare componenti idonei anche in ambienti difficili come quelli industriali, aerospaziali o medicali. Oltre all’elevata larghezza di banda, anche proprietà come l’isolamento galvanico e l’insensibilità alle interferenze elettromagnetiche depongono a favore dei cavi in fibra ottica, ad esempio per l’utilizzo nella tecnologia ferroviaria o militare. Grazie ai contatti EBO di alta qualità della taglia 12, in grado di resistere fino a 100.000 cicli di connessioni, è possibile sviluppare connettori adatti a tutte le applicazioni che soddisfano i requisiti di affidabilità e bassa manutenzione.
BOX Contatto a spina size 12
Il connettore a lente di Rosenberger OSI size 12 è ideale per l’uso in connettori circolari in versione pin e socket. Tuttavia, può essere utilizzato anche in sistemi ibridi, come quelli comunemente presenti all’aperto e in ambienti industriali, dove i contatti devono essere sigillati contro le intemperie.
E’ caratterizzato dalle proprietà seguenti:
– Insensibile allo sporco
– Fino a 100.000 cicli di connessioni
– Design robusto del connettore
– Pulizia facile e veloce
– Trasmissione affidabile e veloce di elevate velocità di trasmissione dati
– Adatto per cavi o gruppi di cavi ibridi con elementi in fibra ottica di diametro compreso tra 0,9 e 3,9 mm
Grazie alla pluriennale esperienza di Rosenberger OSI nella produzione di tecnologie di precisione, ai processi produttivi all’avanguardia e alla garanzia di qualità senza compromessi, i contatti dei connettori a lente Size 12 soddisfano i più alti requisiti.
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A cura di Max Komarow, Product Manager presso Rosenberger OSI
