Assemblaggio di fibre ottiche

La fibra ottica è la spina dorsale dell’economia digitale di oggi. Le transazioni finanziarie globali, l'accesso a Internet ad alta velocità, lo shopping online, i videogiochi e altre cose che la maggior parte delle persone danno per scontate sono possibili grazie a sottili fili di vetro che trasmettono enormi quantità di dati ogni secondo.

Sebbene la tecnologia abbia rivoluzionato le telecomunicazioni, la fibra ottica sta diventando sempre più importante anche in settori quali quello aerospaziale, dei dispositivi medici, del petrolio e del gas. E, mentre gli ingegneri automobilistici affrontano le questioni relative all’autonomia e all’alleggerimento, si prevede che la domanda di fibra ottica aumenterà nel prossimo decennio.

Nonostante la crescente popolarità, il processo di taglio, spelatura e assemblaggio dei componenti in fibra ottica rimane impegnativo. Gli ingegneri devono affrontare questioni quali l'allineamento e il posizionamento, la trasparenza, la preparazione delle fibre e il degassamento.

Le fibre ottiche sono cavi flessibili e trasparenti costituiti da vetro, plastica e silice di alta qualità che funzionano secondo il principio della riflessione interna totale della luce. Mentre le fibre ottiche monomodali e multimodali hanno un nucleo di vetro, i cavi in ​​fibra ottica di plastica hanno un nucleo di polimero.

La luce viene emessa attraverso fili sottilissimi che assomigliano a una lenza da pesca monofilamento.

Per generare, trasmettere, modulare, guidare, amplificare, commutare e rilevare la luce è necessaria un’ampia varietà di componenti optoelettronici e dispositivi fotonici. Questi minuscoli dispositivi sono assemblati in un pacchetto o modulo che accoppia la luce dentro e fuori il cavo in fibra ottica.

Le fibre ottiche possono trasmettere dati a velocità molto più elevate rispetto al filo di alluminio o rame. Altri vantaggi includono dimensioni e peso inferiori. Rispetto al rame, ad esempio, la fibra ottica consente un risparmio medio di spazio del 25% e un risparmio di peso del 50%. Le fibre ottiche sono inoltre immuni al rumore elettrico e possono trasmettere dati su distanze maggiori rispetto a cavi o fili in rame.

Tuttavia, la fibra richiede una manipolazione delicata e un allineamento preciso e non può essere piegata in forme complesse come i cavi tradizionali. La fibra ottica non è come il filo di rame, che può essere disallineato e trasmettere comunque elettricità. A causa delle sue dimensioni ridotte, per allineare correttamente la fibra sono necessari estrema precisione e piccoli spostamenti.

Secondo Grandview Research, il mercato globale della fibra ottica ammontava a 7 miliardi di dollari nel 2018. Si prevede che crescerà a un tasso del 5% annuo dal 2019 al 2025.

La famiglia media connessa in fibra ha generato 86 gigabyte di dati al mese nel 2017. Ma si prevede che supererà i 260 gigabyte al mese entro il 2022.

"La domanda di componenti in fibra ottica è in aumento, a causa dei crescenti requisiti di larghezza di banda e dell'aumento della domanda di rete", afferma Adam Houston, product manager per la business unit delle soluzioni ottiche di Molex LLC, fornitore leader di connettori, adattatori e accessori per cavi. "La larghezza di banda raddoppia ogni cinque anni.

"Dieci anni fa si parlava di una velocità compresa tra 10 e 40 gigabit al secondo", spiega Houston. "Ora ci stiamo preparando per larghezze di banda di 200 e 400 gigabit al secondo."

Per risolvere questo problema, Molex sta promuovendo diversi nuovi tipi di connettori basati su ghiera ceramica che consentono una maggiore densità delle porte. Ad esempio, i connettori CS supportano i ricetrasmettitori QSFP-DD e OSFP di nuova generazione con una densità di porte raddoppiata. Presentano un passo della ghiera ridotto e una densità superiore di quasi il 50% rispetto ai tradizionali connettori LC.

"Densità e perdite ridotte guidano oggi il mercato dei connettori", afferma Tom Schiltz, direttore della gestione dei prodotti presso Molex. "Poiché i componenti continuano a diventare più piccoli, l'imballaggio diventa un problema sempre più grande. Esiste un equilibrio tra densità, usabilità e prestazioni."

"Pensa in piccolo, in modo più denso, più veloce e più semplice", afferma Robert Whitman, vicepresidente dello sviluppo del mercato globale per le reti di trasporto presso Corning Inc., il principale fornitore mondiale di fibra ottica. "Con gli odierni requisiti di larghezza di banda, gli operatori di rete richiedono progetti di cavi più piccoli e più densi per racchiudere più capacità in spazi più piccoli. Apprezzano inoltre progetti che siano più facili e veloci da installare, riparare e mantenere in modo da poter ridurre al minimo i costi massimizzando al tempo stesso la velocità di immissione sul mercato."