ITMI20010774A1 - Sistema di connessione ottica multipla - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto di invenzione industriale

dal Titolo: "Sistema di connessione ottica multipla",

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di connessione ottica multipla, in particolare ad un sistema di interconnessione di terminazioni tipo MU (Miniature Utility) mediante adattatori multipli per apparati di comunicazione in fibra ottica.

E' noto l'incessante e sbalorditivo sviluppo dei sistemi di comunicazione convenzionali. Tra questi meritano particolare attenzione i sistemi a fibra ottica e 1’opto-elettronica in generale.

Gli adattatori convenzionali del tipo cosidetto MU consistono generalmente di un corpo contenitore in materia plastica con fascette metalliche sovrapposte, al quale corpo può essere associato un organo lamellare di ritenzione. Gli adattatori a tutt'oggi impiegati hanno certamente caratteristiche meritorie tuttavia essi stanno rivelando qualche lacuna e limitazione in materia di ingombro, densità, costi ecc. ecc., che potrebero apportare pregiudizi allo sviluppo delle trasmissioni ottiche.

In effetti l'evoluzione di questi anni nelle reti di comunicazioni, determinata in particolare dalla diffusione di Internet per la trasmissione di dati e messaggi e-mail, con conseguente necessità di capacità crescente di comunicazioni contemporanee sulla stessa linea fisica di interconnessione tra nodi di rete, ha portato i gestori di rete ed i costruttori di apparati di telecomunicazione a ricercare soluzioni che permettessero di aumentare la capacità delle linee esistenti, oltre a rispondere con stesura di nuovi cavi in fibra ottica. Questo sia per ragioni di tempi di risposta alle esigenze del mercato che di costi delle infrastrutture.

La soluzione.tecnologica che è stata adottata a livello mondiale è quella che va sotto il nome "WDM" (Wavelenght JDivision Multiplexing) e relative evoluzioni di tecnologia/terminologia tipo "DWDM" (Dense WDM). In estrema sintesi tale tecnologia permette di trasmettere sulla stessa fibra molte comunicazioni contemporanee, non interagenti, grazie alla differenziazione dei relativi segnali di lunghezza d'onda (nel visibile si potrebbe dire che si trasmettono segnali di colori diversi). Occorrono di conseguenza dei componenti che,lato trasmissione, permettono di convogliare i segnali delle diverse sorgenti (16-32-64-128, ecc.) sulla stessa fibra di collegamento inter-terminali e lato ricezione di separare questi segnali in uscita dalla fibra indirizzandoli ai segnali ricevitori. Questi componenti sono comunemente definiti come Multi/Demultiplatori a divisione di lunghezza d'onda,essendo basati sulla tecnica WDM.

L'interconnessione ottica tra questi elementi è ottenuta con l'impiego di connettori e relativi adattatori che sono gli elementi che permettono di allineare coppie di connettori (e quindi fibre) e di mantenerli meccanicamente in posizione. Il loro numero è in funzione del livello di multiplazione WDM utilizzato nel sistema di comunicazione (16-32-64-128, ecc.) e, tipicamente, se NCM è il numero dei canali multiplati, il numero n dei connettori è almeno n=NCMx4+2. Si pone quindi il problema di gestire centinaia di punti di connessione nell'ambito dello stesso apparato per cui, in analogia a quanto avviene in campo elettronico, anche nei sistemi optoelettronici c'è la ricerca continua di soluzioni di miniaturizzazione delle singole parti. Tra le alternative oggi adottate o in corso di sviluppo c'è la connessione con la tecnica MU (Miniature Unit coupling) messa a punto per rispondere alle esigenze di interconnessione ad alta densità.

Tale tipo di connessione sta diventando sempre più importante in questi anni per la realizzazione di reti di comunicazione in fibra ottica flessibili e a costi contenuti, grazie alle sue caratteristiche costruttive e dimensionali. Rispetto alla soluzione oggi consolidata sul mercato che và sotto il nome di "connessione tipo SC" (Single-fiber Coupling) pure sviluppata da NTT in Giappone, il connettore di tipo MU riduce di circa 2.5 volte l'ingombro della connessione ed il relativo costo, quest'ultimo grazie al livello di integrazione delle parti costituenti ed ai tempi ridotti di assemblaggio. Come anticipato gli adattatori a tutt’oggi utilizzati, pur con certi innegabili meriti, non consentono di far fronte alle nuove impellenti esigenze di sempre maggior densità e (apparentemente contraddittoria) miniaturizzazione.

Scopo principale dell'invenzione è quello di provvedere un sistema di interconnessione a massima densità, compattezza e rapporto prestazioni/costo. Il presente trovato si colloca nell'ambito di sistemi di connessione ad alta densità e, rispetto a quanto riportato sopra, risponde all'esigenza di ulteriore riduzione dell'ingombro degli apparati di trasmissione e ricezione mediante una critica allocazione delle coppie di connettori e relativi adattatori (posizionamento angolato rispetto al pannello frontale dell'apparato di trasmissione/ricezione) pur conservando i vincoli di raggio minimo di curvatura delle fibre di connessione (esigenze di fiber management).

Le caratteristiche più salienti dell'invenzione sono recitate nelle rivendicazioni in calce che si ritengono qui incorporate.

Tanto per fissare subito le idee con l'appoggio significativo di qualche dato anche quantitativo, conviene anticipare che in una forma di realizzazione preferita del trovato si è riusciti, non senza sorpresa, con un posizionamento angolato di circa 40° del proprio asse principale rispetto a quello orizzontale di riferimento, ad allocare almeno 26 punti di interconnessioni (connettore/adattatore/connettore) con un impegno massimo in altezza di 197mm e con una sporgenza esterna di 9,Imm max e rispettando un raggio di curvatura minimo della fibra della terminazione di 25mm. Il progresso tecnico-economico così realizzato è superiore alle aspettative.

Peraltro la Richiedente non è nuova a prestazioni del genere in quanto è attiva da sempre nello sviluppo non solo dei sistemi di connessione classici (vedasi ad es. le Domande di Brevetto N° 95U 000478 e N° 95U 000859) ma anche in quello più avanzato delle fibre ottiche e nella Domanda di Brevetto N° 98A 000716 ha descritto giunzioni, terminazioni e attenuatori ottici; quest'ultima Domanda si può considerare qui incorporata a scopo di riferimento.

I diversi aspetti e vantaggi del trovato appariranno più chiaramente dalla descrizione delle forme di realizzazione (preferite e non limitative) rappresentate nei disegni di accompagnamento nei quali:

la fig. 1 è una vista schematica in prospettiva di un sistema a n adattatori inclinati secondo il trovato;

le figure 2A e 2B sono viste (schematiche e parziali) in prospettiva di un adattatore a due porte secondo il trovato,, con coperchietto plastico chiuso (fig.2A), rispettivamente aperto (fig.2B);

le figure 2C e 2C sono viste laterali (schematiche e parziali) secondo la freccia - FI (fig.2A) di un adattatore a due porte (fig. 2C), rispettivamente a quattro porte (fig.2C) (immaginati estratti dalla fig· 1);

le figure 2D e 2D' sono viste schematiche dall'alto degli adattatori di fig. 2C (a due porte) rispettivamente fig.2C (a quattro porte);

la fig.3 è una vista (schematica e parziale) in prospettiva della sola struttura portante,formata da due corpi in plastica, 20, 20'tipica di un adattatore a quattro porte secondo l'invenzione, in assenza di clips metalliche;

la fig.4 è una vista in prospettiva (analoga a quella dell fig.3) delle sole clips metalliche 21 (tipo B) e 21' (tipo A) volutamente mancanti in detta fig.3;

la fig.4A è una vista in prospettiva della clip superiore 21' (tipo A) di fig. 4 rappresentata in posizione rovesciata (upside down), con mollette di ritegno 23'-MRI angolata di 180°- α ; e

la fig. 5 è una vista in prospettiva dell'adattatore a quattro porte secondo l'invenzione, risultante dal montaggio delle clip metalliche di fig. 4 sulla struttura portante in plastica della fig. 3.

In fig.1 si è indicato con SU un organo di sostegno sostanzialmente verticale (generalmente presente nei frontalini dei cassetti che ospitano gli adattatori AD) che ha un asse maggioritario X-X.

Sul sostegno SU vengono sistemati n moduli adattatori MAD1, MAD2-.-MAD1,

ni di questi moduli adattatori sono di interconnessione MA.I

mentre p di essi sono ausiliari ad es.. di monitoraggio MA.MO, con n=m+p.

Per semplificare i disegni e la comprensione del trovato, in fig.1 si è rappresentato un:solo modulo adattatore di monitoraggio MAD.MO (p=l) e sei moduli di interconnessione MAD.I (m=6). Per semplificazione ciascun modulo di monitoraggio MAD.MO è a due porte ed è interessato da due fibre ottiche MO1, MOg- Per contro ciascun modulo di interconnessione MAD.I è a quattro porte ed è interessato da quattro fibre ottiche I1, I2, I3 e I4.

Le fibre ottiche approdano orizzontalmente all'ingresso di un adattatore alla cui uscita devono però assumere una disposizione verticale: per questo passaggio la fibra ha bisogno di fare un'ansa spazialmente molto grande che è tanto più ingombrante quanto meno "violenta" è la piegatura della fibra. In effetti questa potrebbe essere piegata a 90° ma solo con l'intervento di organi di fissazione che richiederebbero noiose operazioni di monitoraggio e che, prima o dopo, sotto la reazione della fibra forzata ad una piegatura rigida, rischierebbero di essere divelti. Il piccolo disegno in fig. 1x facilita la comprensione di questa situazione molto intuitiva.

In esso le fibre FOo entrano orizzontalmente in un adattatore convenzionale ADC all'uscita del quale devono formare ampie anse Vo per passare alla disposizione verticale FOv. Ovviamente si potrebbe pensare alla possibilità di costruire l'adattatore ADC in modo da inglobare al suo interno l'ansa Vo facendo uscire la fibra direttamente verticale tramite una boccola, morsetto e simile. In questo caso l'adattatore ADC assumerebbe volume, ingombro, costi di produzione ecc. insopportabili.

Secondo un primo aspetto dell'invenzione, tutti i moduli adattatori (siano essi di monitoraggio MAD.MO che di interconnessione MA.I) sono disposti sul supporto SU (generalmente verticale) inclinati di un angolo alfa su una linea orizzontale 0-0' ortogonale all'asse maggioritario X-X di SU: si è trovato che per la minimizzazione del tratto A', equivalentemente, della distanza W tra la verticale della fibra FOv e l'asse X-X di SU, l'angolo alfa deve andare da 35° a 48°, preferibilmente da 38° a 45° e, criticamente è di 40°.

Secondo un altro aspetto del trovato, negli adattatori sia ausiliari (MAD.MO) che di interconnessione (MAD.I), classicamente consistenti di un corpo plastico OOP scatolare che offre il passaggio interno alle fibre F0 risp. I, e di un corpo generalmente metallico o clip CLI queste ultime avranno asportazioni, fessure, finestrature, integrali, o simili AA nelle pareti laterali metalliche PLM con un'inclinazione sostanzialmente uguale a α o α K dove K è un coefficiente costante.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, ciascun corpo plastico COP degli m adattatori di interconnessione MADI è formato da due corpi elementari COPS, COPI sovrapposti, il corpo superiore COPS essendo arretrato rispetto al corpo inferiore COPI di una lunghezza "1" che è funzione dell'estensione maggioritaria LU dei contenitori e di α ; "1" varierà tra un minimo 1min. corrispondente min, ed un massimo lmax. corrispondente max Tipicamente per un estensione maggioritaria LU della parete laterale di un corpo standard COP di circa 25mm e per, criticamente, α circa 40° l'arretramento "1" sarà di circa 9,5 mm.

Nelle figure 2A e 2B è rappresentato in prospettiva e su scala ingrandita un corpo contenitore in plastica COP con coperchietto COC chiuso con vincolo di forma (fig.2A) rispettivamente aperto COA (fig. 2B). Il corpo COP è sostanzialmente scatolare, il coperchio CO consiste di un pezzo con spalla SPA dalla quale fuoriesce un cuneo CU con ad esempio due protuberanze PI e P2 che vanno ad impegnarsi (con vincolo di forma o a scatto) in apposite sedi ricavate nel corpo COP. Vantaggiosamente come corpi in plastica COP delle figure 2A,2B, 2C e 2C possono utilizzarsi corpi contenitori plastici convenzionali, per cui non sembra qui indispensabile descriverne tutti i dettagli.

Per contro un altro aspetto vantaggioso del trovato risiede nella struttura delle clips nelle quali vengono ricavate le molle di ritenzione MR, MR',MR1,MR'1 eseguendo ad es. una tranciatura TRA nelle pareti laterali PL o eseguendo quest'ultima come un lamierino ripiegato LR. Caratteristicamente il bordo iniziale Bi del pezzo frontale MR'e quello terminale Bf del pezzo ripiegato sono inclinati con un angolo α sulla linea orizzontale 0"-0", uguale all'angolo α della fig.1.Tipicamente il bordo terminale Bf forma un risvolto di ritenzione RR sostanzialmente a 90° sulla parete Bf.

Caratteristicamente gli elementi di fissaggio degli adattatori compositi (struttura in plastica COP combinata con la clip metallica CLIP) sono ricavati nelle corrispondenti pareti laterali del corpo contenitore.

La ritenzione è ottenuta con una sporgenza, risalto, battuta all'estremità della clip per tranciatura, piegatura a 90° di un lembo, asportazione di una parte di materiale eco. in modo da ricavare una fessura con orecchietta piegata e sollevata all'insù. Come anticipato il taglio avviene in modo che i due bordi di essi siano inclinati dell'angolo α .

La prospettiva di fig.5 mostra l'adattatore a quattro porte, composito formato cioè da una scheletratura consistente dei due corpi contenitori in materia plastica, superiore COPS disposto sul corpo contenitore inferiore COPI: secondo una caratteristica del trovato COPS è preferibilmente uguale a COPI anche se esso potrebbe essere ribaltato di 180° cioè il suo fondo (FO) è ora in alto, è la sua ex-sommità SOS è a contatto con la sommità SOI del contenitore inferiore COPI.

La sovrapposizione ribaltata è chiaramente percepibile dalle sporgenze o bussole superiori BUS di COPS che sono rovesciate rispetto a quelle BUI di COPI. Significativamente il contenitore superiore COPS (eventualmente rovesciato rispetto al contenitore inferiore COPI) è anche arretrato rispetto a COPI di una lunghezza "1" che è funzione dell'estensione maggioritaria LU di ciascun contenitore COPI e dell'angolo α (fig- 1) caratteristico dell'inclinazione di tutti gli adattatori di interconnessione e di monitoraggio sul supporto unico SU, e conseguentemente dell'inclinazione corrispondente delle cave o finestre di ritenzione Fi ricavate nelle clip e delimitate da bordi Bi e Bf (fig.4).

In fig.4A è rappresentata la clip indicata come clip A in fig.4, cioè la clip CLS associata al contenitore superiore COPS che è eventualmente rovesciato di 180° rispetto al contenitore inferiore COPI. La detta clip superiore CLS associata a COPS (clip tipo A) ha il fondo FOS sulla sommità di COPS e calza perciò COPS dall'alto, al contrario della clip inferiore CLI (figure 4 e 5) che calzerà il contenitore inferiore COPI dal basso verso l'alto.

Pertanto la clip generica in prospettiva vista dall'alto di fig.4A è del tipo A CLIPA di fig.4 disegnata ribaltata di 180° e in questo caso la molletta di ritegno MRI è angolata di 180° -α cioè nel caso del valore critico di = 40°, di 180° - 40° = 140°. Dalle figure 4, 4A e 5 si vede che la struttura delle clip riproduce la struttura esterna dei contenitori C0P.

In definitiva e con riferimento alle figure 4, 4A e 5 una CLIP consiste di due pareti laterali 11 - 11' aventi una distanza D fra loro all'incirca uguale alla larghezza LA del corpo plàstico COP, ed una lunghezza LU' all'incirca uguale a quella di detto corpo.

Il fondo F0 della clip B o della sommità SOS della clip A hanno (fig.4) lunghezza ridotta D'rispetto alla lunghezza D" della base BA rovesciata rispettivamente della sommità BA' della detta clip: queste dimensioni consentono alle pareti laterali delle clip A e B di adattarsi nelle sedi 12 -12' ricavate nelle corrispondenti pareti laterali dei corpi contenitori COPS e COPI nei quali le spalle 3-3' hanno le rientranze BUS, BUI che trattengono con vincolo di forma le rientranze 4-4, 4'-4' delle clip. In breve clip e contenitori si corrispondono.

Tra le caratteristiche più salienti del trovato ci si limita a segnalare che:

- i moduli degli adattatori di interconnessione MAD.I sono formati da due identici moduli elementari in materia plastica, non solo sovrapposti ed eventualmente ribaltati ma anche arretrati di una lunghezza "1" critica; - le clip hanno molle di ritenzione ricavate nelle pareti laterali con piegature e/o tagli (e asportazione di materiale) definiti da bordi inclinati con angolo α .

Per scrupolo di chiarezza illustrativa il trovato è stato descritto con particolare riferimento alle forme di realizzazione rappresentate nei disegni di accompagnamento, che tuttavia vanno intese come suscettibili di tutte quelle modifiche, sostituzioni, varianti e simili che, per essere a portata di mano del tecnico medio del ramo, ricadono naturalmente nell'ambito e nello spirito della presente invenzione.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di interconnessione di terminazioni di tipo MU (miniature utility) in particolare per trasmissioni a fibre ottiche avanzate, comprendente un supporto con asse maggioritario sostanzialmente verticale; elementi adattatori a più porte consistenti di almeno un corpo contenitore preferibilmente in materia plastica avente: - sedi di inserzione o innesto dei connettori o teste (ferrula) di fibra ottica e: - sedi di clips e mollette metalliche di ritenzione e fissaggio al detto supporto avente generalmente un asse maggioritario a disposizione sostanzialmente verticale, caratterizzato dal fatto di comprendere n elementi adattatori multifunzionali a diversità di porte, disposti sul detto supporto col loro asse maggioritario, quello parallelo all'asse delle relative fibre, inclinato sull'asse ortogonale al detto asse maggioritario del supporto, di un angolo compreso tra 35° e 45°.
2. 2) Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dei detti n elementi adattatori m aventi funzioni di interconnessione, hanno un numero X' di porte di interconnessione, e "p" aventi funzioni ausiliarie in particolare di monitoraggio,hanno un numero X" di porte, dove
3. 3) Sistema secondo la rivendicazione 1 e/o 2, caratterizzato dal fatto che ad ogni corpo contenitore è associata una clip metallica che lo calza almeno su tre facce, in una delle quali è ricavata una ritenzione con bordi con angolo α · 4) Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli m elementi adattatori di interconnessione comprendono, ciascuno una pluralità di corpi contenitori sovrapposti ciascuno avente un numero di porte X' da 1 a 8. 5) Sistema secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi adattatori ausiliari comprendono un solo corpo contenitore in materiale plastico con numero di porte X" da 2 a 6, e con coperchio plastico superiore mobile che chiude con vincolo di forma la parte frontale posteriore del contenitore. 6) Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'ossatura di ciascun elemento adattatore di interconnessione consiste di due corpi contenitori sovrapposti, il corpo superiore, ribaltato o meno di 180°, essendo sfalsato (arretrato) rispetto a quello inferiore di una lunghezza 1 che và dal 15 al 40% della estensione maggioritaria (LU) del detto corpo. 7) Sistema secondo la rivendicazioni 3, caratterizzato dal fatto che le clips metalliche associate alle facce laterali di ciascun corpo contenitore plastico presentano una finestratura definita almeno da due molle di ritenzione parallele ritagliate inclinate nelle facce laterali della clip. 8) Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le costole formatrici di molle di ritenzione e definenti le finestrature nelle clip associate al corpo plastico sono inclinate di un angolo α. uguale all'angolo di inclinazione dei moduli sul supporto. 9) Sistema secondò una almeno delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che sul supporto verticale (SU), si dispongono n = 26 adattatori, di cui m =24 di interconnessione, e p = 2 ausiliari in particolare di monitoraggio, l'angolo α essendo di circa 40° e l'arretramento del contenitore plastico superiore rispetto a quello inferiore è di 9,5 mm. 10) Sistema e adattatori modulari sostanzialmente secondo quanto descritto e rappresentato.