Comment les fibres optiques multimodes sont-elles classées par grade ?

Une fois la fibre optique multimode étirée (tirée en un brin fin à partir d'une préforme), sa classification de qualité est un processus précis de mesure, d'analyse de données et de certification stricte basé sur des normes internationales.

Le cœur de ce processus est de garantir que la fibre répond aux métriques spécifiées pour une qualité particulière (OM1/2/3/4/5) telles que définies par les normes internationales, en mesurant les paramètres optiques clés.

Voici les procédures spécifiques et les étapes clés pour la classification des grades après le processus de dessin :

1. Paramètres de mesure clés

Lors du processus d'étirage, la fibre traverse la tour d'étirage à très grande vitesse (plusieurs dizaines de mètres par seconde). Durant ce processus, des systèmes de mesure en ligne et hors ligne mesurent, en continu ou par échantillonnage, les paramètres de performance clés suivants, qui déterminent la qualité de la fibre :

Bande passante : Il s'agit du paramètre le plus critique et le plus direct pour la classification des qualités OM. Il mesure la capacité de transmission de la fibre.

Bande passante de lancement surchargée (OFL BW)Il s'agit d'une méthode de mesure traditionnelle qui utilise une source lumineuse LED pour exciter tous les modes. Elle est principalement utilisée pour mesurer OM1 et OM2 fibres.

Bande passante modale effective (EMB / EMBc): C'est le paramètre le plus crucial. Pour une optimisation laser OM3, OM4, et OM5 Pour les fibres optiques, une source laser VCSEL doit être utilisée pour les mesures aux longueurs d'onde de 850 nm et 1 300 nm. La valeur EMB détermine directement les performances réelles de la fibre dans les réseaux haut débit. Les normes exigent les éléments suivants :

• OM3 : EMB à 850 nm ≥ 2 000 MHz·km
• OM4 : EMB à 850 nm ≥ 4 700 MHz·km
• OM5 : EMB à 850 nm ≥ 4 700 MHz·km et EMB à 953 nm ≥ 2 470 MHz·km

Profil de l'indice de réfraction:

• Les performances de bande passante d'une fibre multimode sont déterminées avec précision par la distribution de l'indice de réfraction de son cœur (généralement un profil à gradient d'indice). Après étirage, des instruments de précision, comme la méthode du champ proche réfracté, sont utilisés pour vérifier si le profil de la fibre finale répond aux objectifs de conception. Tout écart affecte considérablement la bande passante.

Propriétés géométriques:

• Diamètre du noyau : doit être de 50 ± 2,5 µm ou 62,5 ± 2,5 µm.
• Diamètre du revêtement : doit être de 125,0 ± 1,0 µm.
• Erreur de concentricité cœur/gaine : Le cœur doit être centré autant que possible dans la gaine. Une excentricité excessive augmente les pertes de connexion.
• Ces paramètres géométriques doivent être strictement contrôlés pour garantir que la fibre présente une faible perte et une cohérence élevée lors de l'épissure et de la connexion ultérieures.

Atténuation / Perte:

• Mesure la perte du signal optique à des longueurs d'onde spécifiques (par exemple, 850 nm et 1 300 nm) en dB/km. Toutes les fibres de qualité OM ont des limites supérieures d'atténuation strictes (par exemple, les fibres OM3/4/5 nécessitent généralement ≤ 3,0 dB/km à 850 nm).

2. Le processus spécifique de classement des fibres optiques.

L'ensemble du processus combine surveillance en ligne et échantillonnage hors ligne.

Surveillance en ligne (pendant le dessin) :

• Pendant le processus d'étirage, un micromètre laser assure un suivi en temps réel et sans contact du diamètre extérieur de la fibre. Un système de rétroaction contrôle ensuite la vitesse d'étirage pour garantir un diamètre constant de 125 µm.
• Un système de surveillance d'atténuation en ligne mesure l'atténuation de la fibre en temps réel, permettant la détection rapide de tout pic de perte causé par la poussière ou des défauts de préforme.

Échantillonnage hors ligne (tests hors ligne) : Il s'agit de l'étape finale du processus de classement. Un échantillon est prélevé sur toute la longueur de fibre étirée (qui peut atteindre plusieurs kilomètres, voire dix kilomètres, voire plus). Par exemple, une section peut être prélevée tous les 2 km de fibre.

• Ces échantillons sont envoyés à un laboratoire de précision pour des tests complets et rigoureux à l'aide d'équipements spécialisés (tels qu'un analyseur de réseau vectoriel pour la bande passante ou un analyseur de champ proche réfracté pour le profil).
• La mesure la plus cruciale est la Valeur EMB. Uniquement si la valeur EMB mesurée atteint ou dépasse la OM4 La fibre standard (4700 MHz·km) peut être étiquetée comme OM4.

Analyse des données et décisions de notation :

• Les ingénieurs analysent toutes les données de test.
• Atteindre la note cible : Si tous les paramètres (en particulier la bande passante, les dimensions géométriques et l'atténuation) répondent à la norme pour la qualité OM cible (par exemple, en visant à produire OM4), toute la longueur de la fibre est certifiée comme étant de cette qualité.
• Rétrogradation : Si la valeur de bande passante (EMB) est inférieure à la norme OM4 mais supérieure à la norme OM3 (2 000 MHz·km), ce lot de fibre sera déclassé et vendu sous la marque OM3. Cela garantit l'intégrité et la fiabilité du produit OM4. Si la fibre ne répond même pas à la norme OM3, elle peut être mise au rebut ou destinée à une application de moindre qualité.

Certification et expédition :

• Chaque bobine de fibre expédiée comprend un rapport de test détaillant les valeurs mesurées de ses paramètres clés et certifiant sa qualité OM.
• Les principaux fabricants recherchent également une certification par un tiers (par exemple, UL ou DELTA) pour fournir un « label d'approbation » faisant autorité, tel qu'une étiquette « UL Verified OM4 ».

3.Résumé

En conclusion, le classement des fibres optiques multimodes après le processus d’étirage n’est pas une simple tâche de tri physique mais un processus de certification de qualité basé sur des mesures optiques précises.

• Critère principal : bande passante modale effective (EMB) est le « bulletin » le plus critique et détermine directement si la fibre est OM3, OM4 ou OM5.
• Fondation Contrôle : Un profilage précis de l'indice de réfraction et un contrôle des dimensions géométriques sont les conditions préalables pour obtenir une bande passante élevée.
• Assurance finale : Un échantillonnage, des tests et une analyse des données rigoureux garantissent que chaque mètre de fibre est « fidèle à son nom ».