¿Cómo se clasifican las fibras ópticas multimodo por grado?

Una vez que se extrae la fibra óptica multimodo (se estira en una hebra delgada a partir de una preforma), su clasificación de grado es un proceso preciso de medición, análisis de datos y certificación estricta basada en estándares internacionales.

El núcleo de este proceso es garantizar que la fibra cumpla con las métricas especificadas para un grado particular (OM1/2/3/4/5) según lo definen los estándares internacionales, midiendo parámetros ópticos clave.

A continuación se presentan los procedimientos específicos y los pasos clave para la clasificación de grado después del proceso de dibujo:

1. Parámetros de medición clave

Durante el proceso de trefilado, la fibra pasa por la torre de trefilado a velocidades muy altas (decenas de metros por segundo). Durante este proceso, los sistemas de medición en línea y fuera de línea miden, de forma continua o por muestreo, los siguientes parámetros clave de rendimiento que determinan la calidad de la fibra:

Ancho de banda: Este es el parámetro más crítico y directo para clasificar los grados de OM. Mide la capacidad de transmisión de la fibra.

Ancho de banda de lanzamiento sobresaturado (OFL BW)Este es un método de medición tradicional que utiliza una fuente de luz LED para activar todos los modos. Se utiliza principalmente para medir OM1 y OM2 fibras.

Ancho de banda modal efectivo (EMB/EMBc)Este es el parámetro más crucial. Para optimizar el láser OM3, OM4, y OM5 En las fibras ópticas, se debe utilizar una fuente láser VCSEL para realizar mediciones en las longitudes de onda de 850 nm y 1300 nm. El valor de EMB determina directamente el rendimiento real de la fibra en redes de alta velocidad. Las normas exigen lo siguiente:

• OM3: EMB a 850 nm ≥ 2000 MHz·km
• OM4: EMB a 850 nm ≥ 4700 MHz·km
• OM5: EMB a 850 nm ≥ 4700 MHz·km y EMB a 953 nm ≥ 2470 MHz·km

Perfil del índice de refracción:

• El rendimiento del ancho de banda de una fibra multimodo se determina con precisión mediante la distribución del índice de refracción de su núcleo (normalmente un perfil de índice graduado). Tras el trazado, se utilizan instrumentos precisos, como el método de campo cercano refractado, para comprobar si el perfil final de la fibra cumple los objetivos de diseño. Cualquier desviación afectará gravemente al ancho de banda.

Propiedades geométricas:

• Diámetro del núcleo: debe ser 50 ± 2,5 µm o 62,5 ± 2,5 µm.
• Diámetro del revestimiento: debe ser 125,0 ± 1,0 µm.
• Error de concentricidad del núcleo/revestimiento: El núcleo debe estar lo más centrado posible dentro del revestimiento. Una excentricidad excesiva aumenta la pérdida de conexión.
• Estos parámetros geométricos deben controlarse estrictamente para garantizar que la fibra tenga baja pérdida y alta consistencia durante el empalme y la conexión posteriores.

Atenuación / Pérdida:

• Mide la pérdida de la señal óptica a longitudes de onda específicas (p. ej., 850 nm y 1300 nm) en dB/km. Todas las fibras de grado OM tienen límites superiores de atenuación estrictos (p. ej., OM3/4/5 suelen requerir ≤ 3,0 dB/km a 850 nm).

2. El proceso específico de clasificación de fibra óptica.

Todo el proceso combina monitoreo en línea y muestreo fuera de línea.

Monitoreo en línea (durante el sorteo):

• Durante el proceso de trefilado, un micrómetro láser monitoriza en tiempo real y sin contacto el diámetro exterior de la fibra. Un sistema de retroalimentación controla la velocidad de trefilado para garantizar que el diámetro se mantenga constante en 125 µm.
• Un sistema de monitoreo de atenuación en línea mide la atenuación de la fibra en tiempo real, lo que permite la detección oportuna de cualquier pico de pérdida causado por polvo o defectos de preforma.

Muestreo fuera de línea (Prueba fuera de línea): Este es el paso final del proceso de clasificación. Se corta una muestra de una longitud completa de fibra estirada (que puede tener varios kilómetros, hasta diez o más). Por ejemplo, se podría tomar una sección de cada 2 km de fibra.

• Estas muestras se envían a un laboratorio de precisión para realizar pruebas exhaustivas y rigurosas utilizando equipos especializados (como un analizador de red vectorial para el ancho de banda o un analizador de campo cercano refractado para el perfil).
• La medida más crucial es la Valor EMB. Solo si el valor EMB medido cumple o supera el OM4 estándar (4700 MHz·km) ¿se puede etiquetar la fibra como OM4?

Análisis de datos y decisiones de calificación:

• Los ingenieros analizan todos los datos de prueba.
• Cumpliendo con la calificación objetivo: Si todos los parámetros (especialmente el ancho de banda, las dimensiones geométricas y la atenuación) cumplen con el estándar para el grado OM objetivo (por ejemplo, si se pretende producir OM4), toda la longitud de la fibra se certifica como ese grado.
• Degradación: Si el valor del ancho de banda (EMB) es inferior al estándar OM4 pero superior al estándar OM3 (2000 MHz·km), ese lote de fibra se degradará y se venderá como OM3. Esto garantiza la integridad y la fiabilidad del producto OM4. Si la fibra ni siquiera cumple con el estándar OM3, podría desecharse o destinarse a una aplicación de menor calidad.

Certificación y envío:

• Cada carrete de fibra que se envía incluye un informe de prueba que detalla los valores medidos de sus parámetros clave y certifica su grado OM.
• Los principales fabricantes también buscan certificación de terceros (por ejemplo, de UL o DELTA) para proporcionar un “sello de aprobación” autorizado, como una etiqueta “UL Verified OM4”.

3.Resumen

En conclusión, la clasificación de la fibra óptica multimodo después del proceso de trefilado no es una simple tarea de clasificación física, sino un proceso de certificación de calidad basado en mediciones ópticas precisas.

• Criterio básico: Ancho de banda modal efectivo (EMB) es el “informe” más crítico y determina directamente si la fibra es OM3, OM4 u OM5.
• Fundación de control: El perfilado preciso del índice de refracción y el control de la dimensión geométrica son requisitos previos para lograr un gran ancho de banda.
• Garantía final: Un muestreo riguroso, pruebas y análisis de datos garantizan que cada metro de fibra sea “fiel a su nombre”.