Comment les fibres optiques multimodes sont-elles classées en fonction de leur qualité ?

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

Le cœur de ce processus est de s'assurer que la fibre répond aux métriques spécifiées pour un grade particulier (OM1/2/3/4/5) tel que défini par les normes internationales, en mesurant les paramètres optiques clés.

Voici les procédures spécifiques et les étapes clés de la classification des grades après le processus de tirage au sort :

1. Principaux paramètres de mesure

Pendant le processus d'étirage, la fibre passe à travers la tour d'étirage à des vitesses très élevées (des dizaines de mètres par seconde). Au cours de 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 le grade de la fibre :

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

Largeur de bande de lancement saturée (OFL BW): Il s'agit d'une méthode de mesure traditionnelle qui utilise une source de lumière LED pour exciter tous les modes. Elle est principalement utilisée pour mesurer OM1 et OM2 fibres.

Largeur de bande modale effective (EMB / EMBc): C'est le paramètre le plus important. Pour l'optimisation du laser OM3, OM4, et OM5 une source laser VCSEL doit être utilisée pour les mesures aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm. La valeur EMB détermine directement les performances réelles de la fibre dans les réseaux à grande vitesse. Les normes exigent ce qui suit :

• OM3 : EMB @850nm ≥ 2000 MHz-km
• OM4 : EMB @850nm ≥ 4700 MHz-km
• OM5 : EMB @850nm ≥ 4700 MHz-km et EMB @953nm ≥ 2470 MHz-km

Profil de l'indice de réfraction:

• La performance de la bande passante d'une fibre multimode est précisément déterminée par la distribution de l'indice de réfraction de son cœur (typiquement un profil à gradient d'indice). Après le tirage, des instruments précis tels que la méthode du champ proche réfracté sont utilisés pour vérifier si le profil de la fibre finale répond aux objectifs de conception. Toute déviation affectera sérieusement la bande passante.

Propriétés géométriques:

• Diamètre du noyau : Doit être de 50 ± 2,5 µm ou 62,5 ± 2,5 µm.
• Diamètre de la gaine : Doit être de 125,0 ± 1,0 µm.
• Erreur de concentration entre l'âme et le revêtement : L'âme doit être aussi centrée que possible dans le revêtement. Une excentricité excessive augmente la perte de connexion.
• Ces paramètres géométriques doivent être strictement contrôlés pour garantir que la fibre présente une faible perte et une grande cohérence lors des épissures et des connexions ultérieures.

Atténuation / Perte:

• Mesure la perte du signal optique à des longueurs d'onde spécifiques (par exemple, 850 nm et 1300 nm) en unités de dB/km. Toutes les fibres de qualité OM ont des limites supérieures strictes pour l'atténuation (par exemple, OM3/4/5 exigent 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 tirage au sort) :

• Pendant le processus d'étirage, un micromètre laser permet de contrôler en temps réel et sans contact le diamètre extérieur de la fibre. Un système de rétroaction contrôle ensuite la vitesse d'étirage pour s'assurer que le diamètre reste constant à 125 µm.
• Un système de contrôle de l'atténuation en ligne mesure l'atténuation de la fibre en temps réel, ce qui permet de détecter à temps les pics de perte causés par la poussière ou les défauts de la préforme.

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

• Ces échantillons sont envoyés à un laboratoire de précision pour y subir des tests complets et rigoureux à l'aide d'équipements spécialisés (tels qu'un analyseur de réseau vectoriel pour la largeur de bande ou un analyseur de champ proche réfracté pour le profil).
• La mesure la plus importante est la Valeur de l'EMB. Ce n'est que si la valeur mesurée de l'EMB est égale ou supérieure à la valeur de référence de l'EMB. OM4 (4700 MHz-km), la fibre peut être étiquetée comme OM4.

Analyse des données et décisions d'évaluation :

• Les ingénieurs analysent toutes les données de test.
• Atteindre le niveau cible : Si tous les paramètres (en particulier la largeur de bande, les dimensions géométriques et l'atténuation) sont conformes à la norme pour le grade OM visé (par exemple, l'objectif est de produire OM4), toute la longueur de la fibre est certifiée comme étant de ce grade.
• Rétrogradation : Si la valeur de la largeur de bande (EMB) est inférieure à la norme OM4 mais supérieure à la norme OM3 (2000 MHz-km), ce lot de fibres sera déclassé et vendu comme OM3. Cela permet de garantir 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 qualité inférieure.

Certification et expédition :

• Chaque bobine de fibre expédiée est accompagnée d'un rapport de test détaillant les valeurs mesurées de ses paramètres clés et certifiant son grade OM.
• Les principaux fabricants cherchent également à obtenir la certification d'une tierce partie (par exemple, UL ou DELTA) afin d'obtenir un “sceau d'approbation” faisant autorité, tel que le label “UL Verified OM4”.

3.Résumé

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

• Critère de base : Largeur de bande modale effective (EMB) est le “bulletin” le plus critique et détermine directement si la fibre est OM3, OM4 ou OM5.
• Fondation de contrôle : Le profilage précis de l'indice de réfraction et le contrôle des dimensions géométriques sont les conditions préalables à l'obtention d'une largeur de bande élevée.
• Assurance finale : Un échantillonnage rigoureux, des tests et une analyse des données garantissent que chaque mètre de fibre est “fidèle à son nom”.”