كيف يتم تصنيف الألياف البصرية متعددة الأوضاع حسب الدرجة؟

بعد سحب الألياف البصرية متعددة الأوضاع (سحبها إلى خيط رفيع من قالب مسبق)، فإن تصنيف درجتها هو عملية دقيقة من القياس وتحليل البيانات والشهادة الصارمة بناءً على المعايير الدولية.

ويتمثل جوهر هذه العملية في ضمان أن الألياف تلبي المقاييس المحددة لدرجة معينة (OM1/2/3/4/5) كما هو محدد بالمعايير الدولية، من خلال قياس المعلمات البصرية الرئيسية.

وفيما يلي الإجراءات المحددة والخطوات الرئيسية لتصنيف الدرجات بعد عملية الرسم:

1. معلمات القياس الرئيسية

أثناء عملية السحب، تمر الألياف عبر برج السحب بسرعات عالية جدًا (عشرات الأمتار في الثانية). خلال هذه العملية، تقوم أنظمة القياس المتصلة وغير المتصلة، سواءً بشكل مستمر أو بناءً على عينات، بقياس معايير الأداء الرئيسية التالية التي تحدد درجة الألياف:

عرض النطاق الترددي: يُعد هذا المعيار الأكثر أهميةً ومباشرةً لتصنيف درجات OM. فهو يقيس سعة نقل الألياف.

نطاق إطلاق مكتظ (OFL BW):هذه طريقة قياس تقليدية تستخدم مصدر ضوء LED لتنشيط جميع الأوضاع. تُستخدم بشكل أساسي لقياس أوم1 و أو إم 2 الألياف.

النطاق الترددي الفعال (EMB / EMBc):هذه هي المعلمة الأكثر أهمية. لتحسين الليزر أوم3, أوم4، و أوم5 للألياف، يجب استخدام مصدر ليزر VCSEL للقياسات عند الطول الموجي 850 نانومتر و1300 نانومتر. تُحدد قيمة EMB مباشرةً الأداء الفعلي للألياف في الشبكات عالية السرعة. تشترط المعايير ما يلي:

• OM3: EMB @850nm ≥ 2000 ميجا هرتز·كم
• OM4: EMB @850nm ≥ 4700 ميجاهرتز·كم
• OM5: EMB عند 850 نانومتر ≥ 4700 ميجاهرتز·كم وEMB عند 953 نانومتر ≥ 2470 ميجاهرتز·كم

ملف تعريف معامل الانكسار:

• يُحدَّد أداء عرض النطاق الترددي للألياف متعددة الأوضاع بدقة من خلال توزيع معامل الانكسار لقلبها (عادةً ما يكون مؤشرًا متدرجًا). بعد الرسم، تُستخدم أدوات دقيقة، مثل طريقة الانكسار في المجال القريب، للتحقق من أن معامل الانكسار النهائي للألياف يُلبي أهداف التصميم. أي انحراف سيؤثر بشكل كبير على عرض النطاق الترددي.

الخصائص الهندسية:

• قطر القلب: يجب أن يكون 50 ± 2.5 ميكرومتر أو 62.5 ± 2.5 ميكرومتر.
• قطر الكسوة: يجب أن يكون 125.0 ± 1.0 ميكرومتر.
• خطأ في مركزية النواة/الكسوة: يجب أن يكون مركز النواة في أقصى مركزية ممكنة داخل الكسوة. الانحراف المفرط يزيد من فقدان التوصيلات.
• يجب التحكم في هذه المعلمات الهندسية بشكل صارم لضمان أن الألياف لديها خسارة منخفضة واتساق عالي أثناء الوصل والتوصيل اللاحق.

التوهين / الخسارة:

• يقيس فقدان الإشارة الضوئية عند أطوال موجية محددة (مثل 850 نانومتر و1300 نانومتر) بوحدة ديسيبل/كم. جميع ألياف OM لها حدود قصوى صارمة للتوهين (مثل OM3/4/5 تتطلب عادةً ≤ 3.0 ديسيبل/كم عند 850 نانومتر).

2. العملية المحددة لتصنيف الألياف البصرية.

تجمع العملية بأكملها المراقبة عبر الإنترنت و أخذ العينات دون اتصال بالإنترنت.

المراقبة عبر الإنترنت (أثناء الرسم):

• أثناء عملية السحب، يوفر ميكرومتر الليزر مراقبة فورية وغير تلامسية للقطر الخارجي للألياف. ثم يتحكم نظام تغذية راجعة في سرعة السحب لضمان ثبات القطر عند 125 ميكرومتر.
• يقوم نظام مراقبة التوهين عبر الإنترنت بقياس توهين الألياف في الوقت الفعلي، مما يسمح بالكشف في الوقت المناسب عن أي ارتفاعات في الخسارة ناجمة عن الغبار أو عيوب الشكل الأولي.

أخذ العينات دون اتصال بالإنترنت (الاختبار دون اتصال بالإنترنت): هذه هي الخطوة الأخيرة في عملية الفرز. تُقطع عينة من طول كامل للألياف المسحوبة (قد يصل طولها إلى عدة كيلومترات، أو حتى عشرة كيلومترات أو أكثر). على سبيل المثال، يُقطع مقطع من كل كيلومترين من الألياف.

• يتم إرسال هذه العينات إلى مختبر دقيق لإجراء اختبارات شاملة ودقيقة باستخدام معدات متخصصة (مثل محلل شبكة المتجهات لعرض النطاق الترددي، أو محلل المجال القريب المنكسر للملف الشخصي).
• القياس الأكثر أهمية هو قيمة إدارة الانتخابات. فقط إذا كانت قيمة EMB المقاسة تلبي أو تتجاوز أوم4 هل يمكن تسمية الألياف القياسية (4700 ميجا هرتز · كم) بـ OM4؟

تحليل البيانات وقرارات التصنيف:

• يقوم المهندسون بتحليل كافة بيانات الاختبار.
• الوصول إلى المستوى المستهدف: إذا كانت جميع المعلمات (خاصة النطاق الترددي والأبعاد الهندسية والتوهين) تلبي معيار درجة OM المستهدفة (على سبيل المثال، تهدف إلى إنتاج OM4)، يتم اعتماد طول الألياف بالكامل على أنه تلك الدرجة.
• تخفيض الإصدار: إذا كانت قيمة عرض النطاق الترددي (EMB) أقل من معيار OM4 ولكن أعلى من معيار OM3 (2000 ميجاهرتز/كم)، فسيتم تخفيض مستوى هذه الدفعة من الألياف وبيعها على أنها OM3. هذا يضمن سلامة وموثوقية منتج OM4. إذا لم تستوفِ الألياف معيار OM3، فقد يتم التخلص منها أو تخصيصها لتطبيقات أقل جودة.

الشهادة والشحن:

• تشتمل كل بكرة ألياف يتم شحنها على تقرير اختبار يوضح القيم المقاسة لمعلماتها الرئيسية ويشهد على درجة OM الخاصة بها.
• ويسعى المصنعون الرئيسيون أيضًا إلى الحصول على شهادة من جهة خارجية (على سبيل المثال، من UL أو DELTA) لتوفير "ختم موافقة" موثوق، مثل ملصق "UL Verified OM4".

3.ملخص

وفي الختام، فإن تصنيف الألياف البصرية متعددة الأوضاع بعد عملية الرسم ليس مهمة فرز فيزيائية بسيطة، بل هي عملية شهادة جودة تعتمد على قياسات بصرية دقيقة.

• المعيار الأساسي: النطاق الترددي الفعال (EMB) "بطاقة التقرير" هي الأكثر أهمية وتحدد بشكل مباشر ما إذا كانت الألياف هي OM3 أو OM4 أو OM5.
• مؤسسة التحكم: إن تحديد مؤشر الانكسار الدقيق والتحكم في الأبعاد الهندسية هي المتطلبات الأساسية لتحقيق النطاق الترددي العالي.
• الضمان النهائي: وتضمن عملية أخذ العينات والاختبار وتحليل البيانات بدقة أن كل متر من الألياف "مطابق لاسمه".