Diferencias entre cables de fibra óptica de interfaz PC, UPC y APC

En los sistemas de comunicación por fibra óptica, el tipo de pulido de las interfaces de los cables de conexión de fibra afecta directamente a parámetros de rendimiento clave como pérdida por inserción (atenuación de la señal durante la transmisión) y pérdida de retorno (reflexión no deseada de la señal). Entre las normas de pulido más comunes-PC, UPCy APC-cada uno difiere en diseño estructural, características de rendimiento y escenarios de aplicación. Este artículo detalla sus principales diferencias para orientar la selección adecuada en casos de uso específicos.

1. Interfaz de PC: Contacto físico

Definición y características estructurales

PC (Physical Contact) es el estándar de pulido de interfaz de fibra más básico, diseñado para minimizar los espacios de aire entre las férulas cerámicas de acoplamiento (el componente central que alinea los núcleos de fibra). Sus principales características estructurales son:

• Pulido microesférico: La cara final de la virola cerámica está pulida en una ligera forma convexa microesférica. Este diseño garantiza que el núcleo de la fibra (normalmente 9μm para monomodo o 50/62,5μm para multimodo) se asiente en el "pico" de la superficie convexa.
• Reducción del entrehierro: Cuando se acoplan dos interfaces de PC, la convexidad microesférica presiona firmemente las férulas entre sí, eliminando los espacios de aire entre las caras de los extremos. Los espacios de aire son una de las principales causas de pérdida de inserción y reflexión de la señal, por lo que este diseño mejora directamente la eficiencia de la transmisión.

Características de rendimiento

• Pérdida por inserción (IL): Típicamente ≤ 0,25 dB. Esta baja atenuación hace que el PC sea adecuado para la mayoría de los enlaces de fibra de uso general.
• Pérdida de retorno (RL): Generalmente ≥ 35 dB. Aunque es eficaz para reducir la reflexión, no está optimizado para escenarios que requieran una reflexión ultrabaja.

2. Interfaz UPC: Contacto Ultra Físico

Definición y características estructurales

UPC (Ultra Physical Contact) es una versión mejorada del estándar PC, desarrollada para mejorar aún más la integridad de la señal en aplicaciones de alta velocidad o gran ancho de banda. Sus mejoras estructurales incluyen:

• Refinada precisión de pulido: Basándose en el diseño microesférico de PC, UPC utiliza técnicas avanzadas de pulido para crear un Cara final más uniforme y lisa. La convexidad de la virola se ha optimizado para garantizar un contacto aún más estrecho entre las interfaces de acoplamiento.
• Acabado superficial superior: Las interfaces UPC tienen una superficie más lisa que las de PC. Esto reduce las microrrayaduras o irregularidades en la cara del extremo de la férula, que pueden causar pérdidas de inserción o reflexiones adicionales.
• Cara final en forma de cúpula: Visualmente, los casquillos UPC parecen más "redondeados" en la punta en comparación con los PC, lo que garantiza que el núcleo de la fibra se alinee perfectamente con el núcleo de acoplamiento.

Características de rendimiento

• Pérdida por inserción (IL): Típicamente ≤ 0,15 dB. Este valor es 40% inferior al de PC, lo que hace que UPC sea ideal para redes de alta velocidad (por ejemplo, Ethernet 100G/400G) en las que es fundamental una atenuación mínima de la señal.
• Pérdida de retorno (RL): Generalmente ≥ 40 dB. La mayor suavidad de la superficie y el contacto más estrecho reducen considerablemente la reflexión, lo que hace que UPC sea adecuado para sistemas ópticos sensibles.

3. Interfaz APC: Contacto físico en ángulo

Definición y características estructurales

APC (Angled Physical Contact) es un estándar de pulido especializado diseñado para eliminar la reflexión no deseada de la señal, un requisito esencial para los sistemas analógicos o digitales de alta sensibilidad. Su diseño exclusivo incluye:

• Cara frontal en ángulo de 8: A diferencia de las punteras planas/microesféricas de PC/UPC, los casquillos APC se pulen a una Ángulo de 8 respecto al eje de la fibra. Este ángulo redirige la luz reflejada hacia el revestimiento de la fibra (en lugar de devolverla a la fuente de luz), donde el revestimiento absorbe la luz parásita.
• Contacto físico estrecho: A pesar del ángulo, las interfaces APC siguen necesitando una alineación precisa y un contacto estrecho entre los casquillos para mantener una pérdida de inserción baja. El diseño en ángulo no compromete la calidad física de la conexión.

Características de rendimiento

• Pérdida por inserción (IL): Típicamente ≤ 0,3 dB. Ligeramente superior a PC/UPC debido a la cara frontal en ángulo (que aumenta la complejidad de la alineación), pero aún dentro de los límites aceptables para la mayoría de las aplicaciones profesionales.
• Pérdida de retorno (RL): ≥ 50 dB (a menudo hasta 60 dB). Se trata del índice de reflexión más bajo de los tres estándares, lo que convierte a APC en insustituible para sistemas sensibles a la reflexión (por ejemplo, CATV, FTTH PON y transmisión óptica analógica).

Cuadro comparativo: PC vs. UPC vs. APC

Escenarios de aplicación

La elección de la norma adecuada depende de los requisitos de rendimiento del sistema:

• PC: Adecuado para escenarios de uso general y bajo coste donde la reflexión no es una preocupación crítica. Algunos ejemplos son:
  • LAN empresariales heredadas (1G/10G Ethernet).
  • Redes básicas de acceso a las telecomunicaciones.
  • Enlaces de fibra de corta distancia en interiores (por ejemplo, entre conmutadores en un pequeño centro de datos).
• UPC: Ideal para sistemas digitales de alta velocidad y gran ancho de banda que requieren una atenuación mínima. Algunos ejemplos son:
  • Enlaces troncales de centros de datos (100G/400G/800G Ethernet).
  • Computación en nube y redes de transmisión de big data.
  • Redes de área de almacenamiento (SAN) de alto rendimiento.
• APC: Obligatorio para sistemas sensibles a la reflexión de la señal. Algunos ejemplos son:
  • Redes de televisión por cable (las señales analógicas son muy sensibles a la reflexión).
  • Sistemas FTTH PON (red óptica pasiva) (por ejemplo, GPON/EPON).
  • Sensores ópticos analógicos y equipos de imagen médica.

Métodos de identificación

Para evitar que las interfaces no coincidan (lo que puede provocar grandes pérdidas o daños), las normas del sector utilizan un código de colores para las fundas de los cables de conexión (el manguito protector alrededor de la virola):

• PC: Normalmente azul o incoloro botas (no hay un color estandarizado, pero el azul es común para monomodo).
• UPC: Normalmente azul o blanco arranca (de acuerdo con el PC para la compatibilidad en algunos sistemas, pero verificado a través de las especificaciones de rendimiento).
• APC: Universalmente verde botas: esta es la norma de color más estricta para evitar el uso accidental en sistemas no sensibles a los reflejos.

Conclusión

Las interfaces PC, UPC y APC no son intercambiables: su diseño y rendimiento se adaptan a casos de uso específicos. Para un uso general rentable, el PC es suficiente; para redes digitales de alta velocidad, se prefiere la baja atenuación del UPC; y para sistemas críticos de reflexión como CATV o FTTH, el APC es indispensable. Comprender estas diferencias garantiza una calidad de señal óptima, reduce el tiempo de inactividad de la red y prolonga la vida útil de los equipos de fibra óptica.