Diferenças entre patch cords de fibra de interface PC, UPC e APC

Nos sistemas de comunicação por fibra óptica, o tipo de polimento das interfaces do patch cord de fibra afeta diretamente as principais métricas de desempenho, como perda de inserção (atenuação do sinal durante a transmissão) e perda de retorno (reflexão indesejada do sinal). Entre os padrões de polimento mais comuns - PC, UPCe APC-Cada um deles difere em termos de design estrutural, características de desempenho e cenários de aplicação. Este artigo detalha suas principais diferenças para orientar a seleção adequada para casos de uso específicos.

1. Interface do PC: Contato físico

Definição e características estruturais

O PC (Physical Contact) é o padrão mais básico de polimento de interface de fibra, projetado para minimizar os espaços de ar entre as virolas de cerâmica correspondentes (o componente central que alinha os núcleos das fibras). Suas principais características estruturais incluem:

• Polimento microesférico: A face final do ferrolho de cerâmica é polida em um leve formato convexo microesférico. Esse design garante que o núcleo da fibra (normalmente 9μm para modo único ou 50/62,5μm para multimodo) fique no "pico" da superfície convexa.
• Redução do espaço de ar: Quando duas interfaces de PC são acopladas, a convexidade microesférica pressiona as ponteiras firmemente juntas, eliminando os espaços de ar entre as extremidades. Os espaços de ar são uma das principais causas de perda de inserção e reflexão de sinal, portanto, esse design melhora diretamente a eficiência da transmissão.

Características de desempenho

• Perda de inserção (IL): Normalmente, ≤ 0,25 dB. Essa baixa atenuação torna o PC adequado para a maioria dos links de fibra de uso geral.
• Perda de retorno (RL): Geralmente ≥ 35 dB. Embora seja eficaz na redução da reflexão, não é otimizado para cenários que exigem reflexão ultrabaixa.

2. Interface UPC: Contato ultrafísico

Definição e características estruturais

O UPC (Ultra Physical Contact) é uma versão aprimorada do padrão PC, desenvolvida para melhorar ainda mais a integridade do sinal para aplicações de alta velocidade ou de alta largura de banda. Suas melhorias estruturais incluem:

• Precisão de polimento refinada: Com base no design microesférico do PC, a UPC usa técnicas avançadas de polimento para criar uma face de extremidade mais uniforme e suave. A convexidade do ferrolho é otimizada para garantir um contato ainda mais firme entre as interfaces de acoplamento.
• Acabamento de superfície superior: As interfaces UPC têm uma superfície 光洁度 (suavidade) maior do que a do PC. Isso reduz os microarranhões ou irregularidades na extremidade do ferrolho, que podem causar perda de inserção ou reflexão adicional.
• Face final em forma de cúpula: Visualmente, as ponteiras UPC parecem mais "arredondadas" na ponta em comparação com as PC, garantindo que o núcleo da fibra se alinhe perfeitamente com o núcleo correspondente.

Características de desempenho

• Perda de inserção (IL): Normalmente, ≤ 0,15 dB. Isso é 40% menor do que o PC, o que torna o UPC ideal para redes de alta velocidade (por exemplo, Ethernet 100G/400G) em que a atenuação mínima do sinal é fundamental.
• Perda de retorno (RL): Geralmente ≥ 40 dB. A suavidade aprimorada da superfície e o contato mais estreito reduzem significativamente a reflexão, tornando o UPC adequado para sistemas ópticos sensíveis.

3. Interface APC: Contato físico em ângulo

Definição e características estruturais

O APC (Angled Physical Contact) é um padrão de polimento especializado projetado para eliminar a reflexão indesejada de sinais - um requisito essencial para sistemas analógicos ou digitais de alta sensibilidade. Seu design exclusivo inclui:

• Face final com ângulo de 8°: Diferentemente das extremidades planas/microesféricas do PC/UPC, as virolas APC são polidas em um ângulo de Ângulo de 8° em relação ao eixo da fibra. Esse ângulo redireciona a luz refletida para o revestimento da fibra (em vez de voltar para a fonte de luz), onde o revestimento absorve a luz dispersa.
• Contato físico estreito: Apesar do ângulo, as interfaces APC ainda exigem alinhamento preciso e contato firme entre os terminais para manter a baixa perda de inserção. O design angular não compromete a qualidade da conexão física.

Características de desempenho

• Perda de inserção (IL): Normalmente, ≤ 0,3 dB. Um pouco mais alto que o PC/UPC devido à face angular da extremidade (que aumenta a complexidade do alinhamento), mas ainda dentro dos limites aceitáveis para a maioria dos aplicativos profissionais.
• Perda de retorno (RL): ≥ 50 dB (geralmente até 60 dB). Essa é a menor taxa de reflexão entre os três padrões, o que torna o APC insubstituível para sistemas sensíveis à reflexão (por exemplo, CATV, FTTH PON e transmissão óptica analógica).

Tabela comparativa: PC vs. UPC vs. APC

Cenários de aplicativos

A escolha do padrão correto depende dos requisitos de desempenho do sistema:

• PC: Adequado para cenários de uso geral e de baixo custo em que a reflexão não é uma preocupação fundamental. Os exemplos incluem:
  • LANs corporativas legadas (Ethernet 1G/10G).
  • Redes básicas de acesso a telecomunicações.
  • Links de fibra interna de curta distância (por exemplo, entre switches em um pequeno data center).
• UPC: Ideal para sistemas digitais de alta velocidade e alta largura de banda que exigem atenuação mínima. Os exemplos incluem:
  • Links de backbone de data center (100G/400G/800G Ethernet).
  • Computação em nuvem e redes de transmissão de big data.
  • Redes de área de armazenamento (SANs) de alto desempenho.
• APC: Obrigatório para sistemas sensíveis à reflexão do sinal. Os exemplos incluem:
  • Redes de CATV (TV a cabo) (os sinais analógicos são altamente sensíveis à reflexão).
  • Sistemas FTTH PON (Passive Optical Network, rede óptica passiva) (por exemplo, GPON/EPON).
  • Sensores ópticos analógicos e equipamentos de imagens médicas.

Métodos de identificação

Para evitar a incompatibilidade de interfaces (que pode causar grandes perdas ou danos), os padrões do setor usam códigos de cores para as botas do patch cord (a luva protetora ao redor do ferrolho):

• PC: Normalmente azul ou incolor botas (não há cor padronizada, mas o azul é comum para o modo único).
• UPC: Tipicamente azul ou branco inicializa (consistente com o PC para compatibilidade em alguns sistemas, mas verificado por meio de especificações de desempenho).
• APC: Universalmente verde botas - esse é o padrão de cor mais rigoroso para evitar o uso acidental em sistemas não sensíveis a reflexos.

Conclusão

As interfaces PC, UPC e APC não são intercambiáveis - seu design e desempenho são adaptados a casos de uso específicos. Para uso geral econômico, o PC é suficiente; para redes digitais de alta velocidade, a baixa atenuação do UPC é preferível; e para sistemas críticos de reflexão, como CATV ou FTTH, o APC é indispensável. A compreensão dessas diferenças garante a qualidade ideal do sinal, reduz o tempo de inatividade da rede e aumenta a vida útil do equipamento de fibra óptica.