Pulizia delle terminazioni in fibra ottica

Capita su quasi ogni cantiere in fibra. La posa è finita, le giunzioni sono state eseguite a regola d'arte, si collega il power meter e due porte del pannello restituiscono un valore di attenuazione che non rientra nei limiti di progetto. Comincia allora la caccia al colpevole: si sospetta della giunzione, si rifà la misura in direzione opposta, si mette in dubbio il cavo, in qualche caso si arriva a pensare a un difetto di fabbricazione della bobina.

Nella maggior parte dei casi il problema sta altrove, su una superficie che misura pochi decimi di millimetro quadrato e che nessuno ha guardato.

Che cosa succede su una superficie di nove micron

Il nucleo di una fibra monomodale ha un diametro di circa nove micrometri. Per avere un termine di paragone, un capello umano è dieci volte più spesso, e una particella di polvere ambientale che a occhio nudo non si distingue può avere un diametro paragonabile a quello del nucleo stesso. Una sola di queste particelle, se si deposita nel punto sbagliato, arriva a coprire una frazione consistente della superficie attraverso cui passa il segnale.

Gli effetti sono di tre tipi e agiscono insieme. Il primo è l'attenuazione diretta: la parte di luce che incontra il contaminante non prosegue. Il secondo è la riflessione: un residuo interposto fra le due ghiere impedisce il contatto fisico e crea un traferro, cioè una discontinuità di indice di rifrazione che rimanda indietro una porzione del segnale. Nelle reti che trasportano più lunghezze d'onda sulla stessa fibra, o in quelle che lavorano con apparati sensibili al ritorno di potenza, è spesso questo il parametro che fa fallire il collaudo prima ancora dell'attenuazione.

Il terzo effetto è il più costoso, perché non si corregge. Quando si innesta un connettore, la molla dell'adattatore preme le due superfici terminali una contro l'altra con una forza pensata per garantire il contatto fisico del vetro. Se fra le due c'è una particella dura, quella forza la schiaccia contro la ceramica e contro il vetro. Il risultato è un'incisione permanente: il connettore va rifatto, e nel frattempo la particella si è trasferita anche sull'altra terminazione.

I contaminanti che si trovano davvero in cantiere

La polvere è solo una parte del problema, e nemmeno la più insidiosa. Il gel tampone dei cavi loose tube è vischioso, si distribuisce in strato sottile e trattiene tutto ciò che incontra. Gli oli della pelle si depositano al primo contatto involontario con la ghiera e sono invisibili finché non si guarda al microscopio. Nei cavidotti e nei locali tecnici in costruzione si aggiungono le polveri minerali dell'edilizia e i residui oleosi degli attrezzi.

Le prove di qualifica dei detergenti ottici tengono conto di questa realtà. I contaminanti usati come riferimento nelle verifiche di laboratorio sono polvere di gesso, nerofumo, oli vegetali, miscele di gesso e gel tampone, miscele di gesso e olio motore 10W30. Non sono scelte di fantasia: riproducono ciò che un installatore trova quando toglie un cappuccio dopo tre settimane di cantiere.

Il tappo antipolvere non è una barriera

Vale la pena insistere su un punto che genera molti equivoci. Il cappuccio di protezione che arriva montato sui connettori e sulle bretelle svolge una funzione meccanica: impedisce che la ghiera venga urtata o scheggiata durante il trasporto e la posa. Non è un sigillo, non è un contenitore sterile, e in diversi casi introduce lui stesso una contaminazione, perché trattiene residui del processo di stampaggio o polveri che ha raccolto prima di essere applicato.

Un connettore appena tolto dalla confezione va quindi trattato come un connettore da pulire, non come un connettore pulito.

Ispezionare, pulire, ricontrollare

La pulizia non è un'operazione che si esegue al buio. Il metodo consolidato è un ciclo chiuso: si ispeziona la superficie terminale con un microscopio ottico, si valuta se rientra nei criteri di accettazione, e solo se non ci rientra si pulisce. Dopo la pulizia si ispeziona di nuovo, e si ripete finché la terminazione non risulta idonea. Solo a quel punto si innesta.

I criteri non sono soggettivi. La norma IEC 61300-3-35 definisce il metodo di ispezione visiva delle superfici terminali e stabilisce i limiti di accettazione dei difetti, distinguendo per zone concentriche: il nucleo, il mantello, la zona dell'adesivo e la zona di contatto della ghiera. Un graffio o una particella che sarebbero tollerabili nella zona esterna diventano motivo di scarto se cadono sul nucleo. La norma definisce anche i requisiti minimi dello strumento di ispezione, il che significa che una lente d'ingrandimento generica non è sufficiente a esprimere un giudizio.

Sul fronte dei prodotti di pulizia il riferimento è la specifica Telcordia GR-2923-CORE, che stabilisce i requisiti generici che un detergente per connettori ottici deve soddisfare e i metodi con cui verificarli. È questa specifica a definire la procedura combinata umido/asciutto di cui parliamo qui sotto.

Come si esegue la pulizia

La procedura umido/asciutto si basa su un principio semplice: il detergente scioglie e solleva il contaminante, il passaggio a secco lo porta via insieme al detergente stesso. Saltare il secondo tempo significa lasciare sulla superficie tutto ciò che si è appena sciolto.

Si stendono tre o quattro salviette anti-pelucchi una sull'altra, oppure una salvietta su un supporto morbido in elastomero. Si applicano una o due gocce di detergente a una decina di millimetri dal bordo, creando una macchia umida di circa tredici millimetri di diametro. Si rimuove il cappuccio, si appoggia la superficie terminale sull'area bagnata e la si trascina in linea retta verso la porzione asciutta della salvietta. Un solo passaggio, e a ogni ripetizione una porzione di tessuto non ancora utilizzata.

Gli adattatori di allineamento richiedono invece un tampone della misura corretta, inumidito tamponandolo sulla parte bagnata della salvietta e poi inserito nell'adattatore con un movimento rotatorio, sempre nello stesso verso.

Quello che non si deve fare

• Movimenti circolari o a otto. Ridistribuiscono il contaminante sulla superficie invece di allontanarlo, e lo trascinano verso il nucleo.
• Riutilizzare una salvietta o un tampone. Il materiale usato è materiale contaminato: al secondo passaggio si sta sporcando, non pulendo.
• Bastoncini di cotone. Rilasciano fibre, che sono esattamente uno dei contaminanti da rimuovere.
• Aria compressa. Non asporta i residui adesi e, se la bombola contiene tracce di lubrificante o di umidità, le deposita sulla ghiera.
• Alcol isopropilico a secco. Evapora in fretta ma è igroscopico e, senza un passaggio finale su tessuto asciutto, lascia aloni e ridistribuisce ciò che ha disciolto.

Tre situazioni ricorrenti

Il collaudo della dorsale

Su una dorsale in fibra appena terminata, due o tre porte su ventiquattro escono fuori tolleranza mentre tutte le altre rientrano ampiamente. La distribuzione casuale dei valori è già un indizio: un problema di posa o di cavo si manifesterebbe in modo più sistematico. Prima di rifare una giunzione conviene pulire e rimisurare le sole porte fuori tolleranza, con le bretelle di misura. Sono pochi minuti, e nella pratica risolvono una buona parte dei casi.

Le giunzioni che perdono valore nel tempo

Una giuntatrice a fusione che ha lavorato bene per mesi comincia a restituire perdite stimate più alte del solito, senza che sia cambiato nulla nel modo di operare. Il sospetto cade sugli elettrodi, ma spesso la causa sta a monte: gel tampone e frammenti di rivestimento si accumulano nelle scanalature a V, sullo spelafibra a caldo e sulle ottiche della telecamera di allineamento. Una fibra appoggiata in una scanalatura sporca non si posiziona correttamente, e la macchina allinea male due fibre perfettamente troncate. La pulizia periodica di questi tre elementi fa parte della manutenzione ordinaria dello strumento, non della risoluzione dei guasti.

La manutenzione sull'impianto esistente

È il caso meno evidente e il più dannoso. Su un impianto in esercizio le bretelle vengono scollegate e ricollegate per spostamenti, ampliamenti, verifiche. Ogni innesto mette in contatto fisico due superfici terminali: se una delle due è contaminata, al distacco successivo lo saranno entrambe. Il contaminante si propaga di porta in porta seguendo il percorso del tecnico, e il degrado si manifesta settimane dopo, in punti della rete che nessuno collega all'intervento originario. Pulire prima di ogni innesto, non dopo il guasto, è l'unica pratica che interrompe la catena.

Il detergente AquaKleen AQ-2LP

Per la pulizia delle terminazioni Micro Tek propone il detergente per fibra ottica AquaKleen AQ-2LP di American Polywater, qualificato secondo la specifica Telcordia GR-2923-CORE.

La formulazione è a base acquosa: una miscela di acqua deionizzata ultrapura al 94 per cento con solventi proprietari, con un residuo dopo evaporazione inferiore a 100 ppm e un contenuto di composti organici volatili di 60 grammi per litro. Il prodotto dissipa inoltre le cariche elettrostatiche superficiali, un aspetto che conta più di quanto sembri: una superficie appena pulita e caricata elettrostaticamente richiama polvere dall'ambiente nei secondi che intercorrono prima dell'innesto.

Le prove condotte secondo i metodi Telcordia misurano attenuazione e riflettanza a 1310, 1550 e 1625 nanometri su un connettore di riferimento, lo contaminano in modo controllato e lo rimisurano dopo un solo ciclo di pulizia. Su tutti i contaminanti provati, compresa la miscela di gesso e olio motore, la perdita di inserzione residua si è mantenuta sotto 0,05 dB e la variazione di riflettanza sotto 2 dB.

Il flacone spray da 60 millilitri è pensato per la borsa dell'installatore e copre oltre cinquecento applicazioni; l'intervallo di impiego va da -5 a +50 gradi e la durata di conservazione è di due anni. Il prodotto non ha numero ONU assegnato e non è regolamentato per il trasporto secondo ADR/RID, IMDG e ICAO/IATA, il che semplifica la spedizione verso i cantieri. Accanto al flacone sono disponibili il contagocce AQ-2DR, la bottiglia da 0,95 litri per il rabbocco in magazzino e le salviette anti-pelucchi DT-D175, che non sono un accessorio facoltativo: la procedura umido/asciutto le presuppone, e un tessuto generico vanifica il lavoro.

Una questione di proporzioni

Un flacone da 60 millilitri copre oltre cinquecento pulizie. Un solo ritorno in cantiere per una tratta che non passa il collaudo costa incomparabilmente di più, in ore di lavoro e in credibilità verso il committente. Su un impianto in esercizio il conto peggiora, perché il degrado si presenta come un guasto intermittente e viene cercato ovunque tranne che dove si trova.

La pulizia delle terminazioni è la voce meno costosa di un progetto in fibra ottica ed è quella che determina se tutto il resto funziona.

Nella sezione detergenti del catalogo Micro Tek trovi i prodotti dedicati alla pulizia dei componenti ottici di precisione. Se stai valutando una nuova installazione, possono interessarti anche gli approfondimenti su cavi monomodali e multimodali, sui connettori per fibra ottica e su installazione e manutenzione dei cavi in fibra ottica, oltre all'intera gamma di cavi in fibra ottica a catalogo.