Problemi più comuni nella giunzione a fusione delle fibre ottiche: cause e soluzioni

I problemi nella giunzione a fusione delle fibre ottiche raramente nascono nel momento in cui si innesca l’arco. Un taglio difettoso, una fibra contaminata, una bolla, una perdita elevata o una giunzione che si rompe durante l’applicazione della protezione hanno di solito una causa precedente o successiva alla fusione. L’origine va cercata soprattutto nella preparazione della fibra, nello stato degli utensili, nella scelta del programma, nel modo in cui la giunzione viene protetta o nella sua sistemazione nel vassoio. Questa guida aiuta a riconoscere il sintomo, individuare la causa più probabile e decidere se rifare subito la giunzione.

I principali problemi nella giunzione a fusione delle fibre ottiche

Problema	Che cosa accade di solito	Impatto sul lavoro
Taglio difettoso o contaminazione	Estremità inclinata o scheggiata, residui di rivestimento, gel, polvere o IPA	È la causa più comune di scarto dell’estremità e di ripetizione della sequenza spelatura–pulizia–taglio
Preparazione del cavo e della muffola	Rimozione dei rivestimenti e del gel, fissaggio del cavo, identificazione dei tubetti e pianificazione della scorta	È l’attività con il maggiore costo complessivo in termini di tempo
Protezione e trasferimento della giunzione	Protezione dimenticata, rottura durante il trasferimento, programma del forno errato	Perdita di una giunzione corretta e necessità di ripetere l’intero lavoro
Giuntatrice sporca o non calibrata	Sporco nei solchi a V, sui pressori o sulle ottiche; elettrodi usurati	Arco instabile, allineamento errato e falsi allarmi
Programma errato o fibre differenti	Modalità non adatta, diverso diametro del campo modale o diversa struttura della fibra	Perdita elevata che una nuova giunzione potrebbe non eliminare
Sistemazione nel vassoio	Raggio troppo stretto, pressione del supporto, torsione o scorta insufficiente	La perdita compare soltanto dopo la posa o la chiusura della muffola
Interpretazione errata delle misure	La stima della giuntatrice viene trattata come una misura oppure si usa l’OTDR in una sola direzione	Una buona giunzione viene rifatta inutilmente oppure una giunzione difettosa viene lasciata in opera

1. Taglio difettoso e contaminazione: le cause più comuni delle ripetizioni

La superficie di taglio deve essere piana, pulita e priva di scheggiature. Tra le cause più frequenti vi sono una lama della taglierina usurata o regolata male, cuscinetti di serraggio sporchi, residui di acrilato dopo la spelatura, il contatto con l’estremità già preparata oppure polvere o gel trasferiti dal cavo. Un’incisione troppo profonda può lasciare una microcricca, mentre una troppo superficiale può produrre una frattura irregolare.

Nei dati di campo descritti da Sumitomo, circa il 15% delle estremità preparate è stato scartato a causa di un taglio non corretto. Ciò equivale in media a un problema ogni sei o sette tentativi. Nello stesso studio, un ciclo corretto durava circa 60 secondi, mentre la nuova preparazione dopo un taglio difettoso lo portava a circa 80–100 secondi. Si tratta dei risultati relativi al sistema di un singolo produttore, non di una statistica globale, ma rendono bene l’entità delle rilavorazioni.

Secondo la norma ITU-T L.400, l’angolo di taglio tipico di una singola fibra dovrebbe essere inferiore a 1°. Occorre comunque attenersi ai requisiti del produttore della giuntatrice e della taglierina, oltre che alla procedura dell’operatore.

2. Tabella diagnostica: sintomo, causa e intervento

Sintomo	Cause più probabili	Che cosa controllare
Large Cleave Angle / Cleave Shape NG	Taglierina sporca o usurata, tecnica errata, estremità danneggiata; talvolta ottiche della giuntatrice sporche	Pulisci la taglierina e i pressori, controlla la posizione della lama e prepara nuovamente le estremità
Bolla nel vetro	Contaminazione dell’estremità, residui di rivestimento, taglio errato, prefusione inadeguata o arco instabile	Interrompi la giunzione, elimina la causa e ripeti la fusione
Bulge / rigonfiamento	Sovrapposizione eccessiva, corrente o durata dell’arco non corrette	Controlla il programma, la calibrazione e lo stato degli elettrodi; rifai la giunzione
Neck-down / strozzatura	Sovrapposizione insufficiente, riscaldamento eccessivo o avanzamento non corretto	Controlla i parametri e prepara nuovamente entrambe le estremità
Core offset / disallineamento	Sporco nei solchi a V, posizionamento errato, diametri differenti o scorrimento del tubetto lasco	Pulisci i solchi e i pressori, correggi il posizionamento e verifica il tipo di fibra
Not fused / separation	Arco troppo debole, prefusione troppo breve, distanza tra le fibre non corretta o problemi agli elettrodi	Esegui la calibrazione dell’arco e controlla il programma e gli elettrodi
High Estimated Loss	Estremità difettosa, sporco, bolla, modalità errata, fibre differenti oppure obiettivo sporco	Non basare la decisione soltanto sulla stima: elimina l’eventuale difetto visibile e conferma il risultato con una misura
La giunzione si rompe durante il proof test o l’estrazione	Microintaglio prodotto dallo spelafibre, giunzione debole o tensione non uniforme	Controlla lo spelafibre e il modo in cui afferri la fibra; ripeti la preparazione
La perdita aumenta dopo l’inserimento nel vassoio	Microcurvatura o macrocurvatura, supporto troppo stretto, protezione ancora calda, pressione del coperchio	Estrai la giunzione, raddrizza il percorso e controlla il supporto e il raggio di curvatura prima di decidere se rifarla
Immagine buona, misura OTDR scadente	MFD differenti, difetto reale non visibile nell’immagine, curvatura o errore della misura unidirezionale	Controlla i tipi di fibra ed esegui la misura in entrambe le direzioni

3. Problemi con le protezioni delle giunzioni

Una giunzione può essere corretta quando viene estratta dalla giuntatrice e subire comunque danni durante la protezione. Per questo la protezione, il forno, il trasferimento e il supporto nel vassoio devono essere considerati come un unico processo.

Prima della giunzione

• Dimenticare la protezione termorestringente significa in genere dover rompere una giunzione corretta e ricominciare da capo.
• Una lunghezza o un diametro non corretti non si adattano alla fibra preparata o al supporto nel vassoio.
• Una protezione contaminata da gel, polvere o umidità può restringersi in modo irregolare.
• Una lunghezza di spelatura non adatta alla struttura della protezione lascia vetro non protetto oppure rivestimento nella zona di giunzione.

Durante il trasferimento e il riscaldamento

• la giunzione appena eseguita si rompe quando si aprono i morsetti o si fa scorrere la protezione;
• la giunzione non è centrata sull’elemento di rinforzo;
• la fibra è attorcigliata o piegata nella zona priva di rivestimento;
• tempo o temperatura errati causano restringimento incompleto, bolle o fusione del buffer;
• la protezione aderisce alla superficie del forno;
• è stato selezionato un programma del forno destinato a una lunghezza o a una struttura differente.

Durante il raffreddamento e la posa

• la protezione, ancora morbida, viene deformata in modo permanente quando la si inserisce nel vassoio;
• un supporto troppo stretto comprime la protezione e provoca una microcurvatura;
• un diametro troppo piccolo della protezione la fa scivolare fuori dal supporto;
• il coperchio, una fibra vicina o un elemento dell’involucro preme sulla giunzione;
• il tecnico esercita pressione sul centro della protezione invece che sulle estremità.

4. Quando rifare immediatamente una giunzione?

Rifai la giunzione quando è visibile un difetto geometrico o meccanico inequivocabile:

• una bolla o un’inclusione nel vetro;
• un evidente disallineamento dei nuclei;
• una fusione incompleta o la separazione delle fibre;
• un rigonfiamento, una strozzatura o una piega netta visibile;
• una rottura durante il proof test;
• una giunzione danneggiata durante il trasferimento;
• vetro scoperto al di fuori della protezione applicata correttamente;
• una perdita reale superiore al limite stabilito dal progetto o dall’operatore;
• una riflessione misurabile nel punto di giunzione non ammessa dalla procedura.

Quando fare prima una diagnosi invece di tagliare subito?

• la giuntatrice indica una perdita stimata elevata, ma l’immagine non mostra un difetto evidente;
• l’OTDR mostra un “gainer” o valori molto diversi a seconda della direzione;
• si collegano fibre vecchie e nuove oppure fibre con MFD differente;
• l’attenuazione è comparsa soltanto dopo aver sistemato la protezione nel vassoio;
• gli avvisi relativi al taglio si ripetono nonostante le estremità siano corrette: la causa può essere un’ottica sporca;
• la linea visibile è dovuta alla diversa struttura delle fibre e non a una discontinuità della giunzione.

La stima della giuntatrice è una valutazione dell’immagine, non una misura trasmissiva. In presenza di fibre differenti, una misura OTDR unidirezionale può indicare una perdita sovrastimata o un guadagno apparente. Il valore più attendibile per una giunzione monomodale è la media delle misure eseguite in entrambe le direzioni. Le soglie di accettazione dipendono sempre dal budget ottico, dalla documentazione del progetto e dai requisiti dell’operatore.

5. Dove perdono più tempo i giuntisti?

L’arco rappresenta soltanto una piccola parte dell’intero lavoro. In una muffola di grandi dimensioni, le attività che richiedono più tempo sono soprattutto:

1. accedere al cavo, al pozzetto, al palo o all’armadio;
2. aprire il cavo e rimuovere il gel;
3. fissare il cavo e preparare la muffola;
4. identificare tubetti, colori e coppie da collegare;
5. pianificare lunghezza e ordine delle fibre;
6. ripetere la spelatura, la pulizia e il taglio;
7. riscaldare e raffreddare le protezioni;
8. sistemare la scorta evitando incroci e raggi di curvatura troppo stretti;
9. eseguire le misure, interpretare le tracce e compilare la documentazione;
10. riaprire la muffola se il problema viene scoperto soltanto dopo la chiusura.

Nelle lavorazioni in serie il forno può diventare un collo di bottiglia, soprattutto se l’apparecchio dispone di un solo riscaldatore. Un tecnico ben organizzato prepara tuttavia la fibra successiva mentre è in corso il ciclo di restringimento. Il risparmio maggiore deriva comunque dall’evitare le ripetizioni, non dal ridurre di un secondo la durata dell’arco.

6. Pulizia, calibrazione e condizioni di lavoro sul campo

Se più giunzioni consecutive presentano lo stesso difetto, non bisogna continuare a ripetere all’infinito la stessa operazione. Occorre interrompere il processo e individuare la causa comune. Controlla nell’ordine la taglierina, lo spelafibre, i solchi a V, i pressori, le ottiche, gli elettrodi, il programma selezionato e la calibrazione dell’arco.

Temperatura, umidità e pressione atmosferica influenzano l’arco. Sul campo si aggiungono vento, polvere, pioggia, condensa, gelo, un piano di lavoro instabile e spazi ristretti. La fibra fredda può essere più fragile, l’IPA evapora più lentamente e le ottiche possono appannarsi. Dopo un cambio di quota, condizioni meteorologiche, elettrodi o luogo di lavoro, è opportuno eseguire il controllo e la calibrazione previsti dal manuale della specifica giuntatrice.

7. Checklist prima, durante e dopo la giunzione

Prima di iniziare

• verifica i tipi di fibra e il programma corretto;
• controlla la scorta e pianifica la disposizione nel vassoio;
• scegli una protezione compatibile con la fibra, il supporto e il forno;
• infila la protezione prima di spelare la fibra;
• pulisci la taglierina, i solchi a V e i pressori;
• se necessario, esegui la calibrazione dell’arco;
• prepara un contenitore richiudibile per i frammenti di fibra.

Durante la preparazione e la fusione

• non toccare il vetro scoperto né l’estremità dopo il taglio;
• non lasciare che l’estremità preparata tocchi il tavolo, il supporto o la protezione;
• controlla l’immagine di entrambe le estremità prima di accettare la giunzione;
• se l’errore si ripete, eliminane la causa invece di continuare con nuovi tentativi;
• non forzare la fusione se l’estremità è visibilmente danneggiata.

Dopo la giunzione

• trasferisci la fibra in modo uniforme, senza torcerla né strattonarla;
• centra la giunzione nella protezione;
• usa il programma del forno corretto per la protezione;
• al termine del ciclo, mantieni la protezione diritta finché non si raffredda;
• controlla il restringimento, le estremità della protezione, le bolle e il percorso della fibra;
• inserisci la protezione nel supporto senza premere sulla parte centrale;
• controlla l’attenuazione anche dopo la sistemazione definitiva;
• aggiorna le etichette e la documentazione prima di chiudere la muffola.

8. Come ridurre i problemi nella protezione della giunzione?

La protezione deve essere scelta considerando contemporaneamente il diametro e la struttura della fibra, la lunghezza del tratto preparato, il forno, il supporto e lo spazio disponibile sotto il coperchio. Un prodotto più grande non protegge sempre meglio: potrebbe non entrare nella sede, interferire con le fibre vicine o imporre un percorso troppo stretto.

Le protezioni termorestringenti sono disponibili in un’ampia gamma di lunghezze, diametri e rigidità. Quando è importante eseguire il montaggio senza forno e poter applicare la protezione dopo aver realizzato la giunzione, per le singole fibre compatibili è possibile utilizzare in alternativa la serie a crimpatura ANT. Richiede un utensile dedicato e un vassoio adatto, quindi non è un sostituto universale del termorestringente.

I criteri dimensionali sono illustrati in dettaglio nella guida Come scegliere una protezione per giunti in fibra ottica?. Le schede tecniche e le dichiarazioni aggiornate sono disponibili nella sezione Download.

Domande frequenti

Perché la giuntatrice indica una perdita elevata?

Le cause più frequenti sono contaminazione, taglio difettoso, bolla, disallineamento delle fibre, programma errato, stato degli elettrodi oppure ottiche sporche. La stima deriva dall’analisi dell’immagine, perciò il risultato va interpretato insieme all’aspetto della giunzione e alla misura richiesta.

Un risultato di 0,00 dB sulla giuntatrice garantisce una buona giunzione?

No. È una stima basata sull’immagine, non una misura trasmissiva reale. La giunzione può avere un difetto invisibile all’algoritmo oppure subire danni in seguito, durante l’applicazione della protezione o la sistemazione nel vassoio.

Ogni bolla nella protezione richiede di rifare la giunzione?

Una bolla nel vetro della giunzione è un difetto grave. Una bolla nel materiale della protezione va invece valutata in base alla posizione e ai requisiti del prodotto. Se si trova accanto alla fibra nuda, la sposta o indica una chiusura incompleta, la protezione non dovrebbe essere accettata.

Perché l’attenuazione aumenta dopo aver inserito la protezione nel vassoio?

La causa più frequente è una microcurvatura o macrocurvatura: la protezione è ancora calda, il supporto è troppo stretto, il raggio è troppo piccolo oppure il coperchio preme sulla fibra. Controlla prima il percorso e il supporto e solo dopo valuta se rifare la giunzione.

Perché l’OTDR mostra risultati diversi nelle due direzioni?

Fibre differenti possono avere un campo modale e un coefficiente di retrodiffusione diversi. In una direzione l’OTDR mostrerà una perdita sovrastimata, nell’altra un guadagno apparente. La perdita reale della giunzione si ricava dalla media dei valori misurati in entrambe le direzioni.

Che cosa richiede più tempo durante la giunzione delle fibre ottiche?

Di solito non è l’arco, ma l’apertura e la preparazione del cavo, la rimozione del gel, l’identificazione delle fibre, la nuova preparazione delle estremità difettose, il riscaldamento delle protezioni, la posa nel vassoio, i test e la documentazione.

Quando scegliere una protezione a crimpatura invece di una termorestringente?

Una protezione a crimpatura è utile quando il montaggio deve avvenire senza forno oppure quando la protezione deve essere applicata dopo la giunzione. È comunque necessario verificarne la compatibilità con la fibra, l’utensile e il supporto nel vassoio. Le protezioni termorestringenti restano la soluzione disponibile nel più ampio assortimento di dimensioni e strutture.

Fonti

La guida è stata redatta sulla base della documentazione tecnica e dei materiali formativi, in particolare: ITU-T L.400, Sumitomo Electric NanoTune, Corning AN103, AFL/Fujikura 90R Troubleshooting, FOA Fusion Splicing e Fluke Networks — OTDR gainers. I limiti di accettazione, i parametri del forno, le procedure di manutenzione e gli intervalli di sostituzione dei materiali di consumo devono sempre essere verificati nella documentazione aggiornata delle apparecchiature utilizzate e del progetto.