Como as fibras ópticas multimodo são classificadas por grau?

Depois que a fibra óptica multimodo é trefilada (puxada em um fio fino a partir de uma pré-forma), sua classificação de grau é um processo preciso de medição, análise de dados e certificação rigorosa com base em padrões internacionais.

O cerne desse processo é garantir que a fibra atenda às métricas especificadas para um determinado grau (OM1/2/3/4/5), conforme definido pelos padrões internacionais, medindo os principais parâmetros ópticos.

Aqui estão os procedimentos específicos e as principais etapas para a classificação de notas após o processo de sorteio:

1. Principais parâmetros de medição

Durante o processo de trefilação, a fibra passa pela torre de trefilação em velocidades altíssimas (dezenas de metros por segundo). Durante esse processo, sistemas de medição online e offline medem, de forma contínua ou por amostragem, os seguintes parâmetros-chave de desempenho que determinam a qualidade da fibra:

Largura de banda: Este é o parâmetro mais crítico e direto para classificar os graus de OM. Ele mede a capacidade de transmissão da fibra.

Largura de banda de lançamento sobrecarregada (OFL BW): Este é um método de medição tradicional que utiliza uma fonte de luz LED para excitar todos os modos. É usado principalmente para medir OM1 e OM2 fibras.

Largura de Banda Modal Efetiva (EMB / EMBc): Este é o parâmetro mais crucial. Para otimização a laser OM3, OM4, e OM5 Para fibras ópticas, uma fonte de laser VCSEL deve ser utilizada para medições nos comprimentos de onda de 850 nm e 1300 nm. O valor EMB determina diretamente o desempenho real da fibra em redes de alta velocidade. Os padrões exigem o seguinte:

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

Perfil de índice de refração:

• O desempenho da largura de banda de uma fibra multimodo é determinado com precisão pela distribuição do índice de refração do seu núcleo (tipicamente um perfil de índice gradual). Após o trefilamento, instrumentos precisos, como o método de campo próximo refratado, são utilizados para verificar se o perfil final da fibra atende aos objetivos do projeto. Qualquer desvio afetará seriamente a largura de banda.

Propriedades geométricas:

• Diâmetro do núcleo: deve ser 50 ± 2,5 µm ou 62,5 ± 2,5 µm.
• Diâmetro do revestimento: deve ser 125,0 ± 1,0 µm.
• Erro de Concentricidade do Núcleo/Revestimento: O núcleo deve estar o mais centralizado possível dentro do revestimento. Excentricidade excessiva aumenta a perda de conexão.
• Esses parâmetros geométricos devem ser rigorosamente controlados para garantir que a fibra tenha baixa perda e alta consistência durante a emenda e conexão subsequentes.

Atenuação / Perda:

• Mede a perda do sinal óptico em comprimentos de onda específicos (p. ex., 850 nm e 1300 nm) em unidades de dB/km. Todas as fibras de grau OM têm limites superiores rigorosos de atenuação (p. ex., OM3/4/5 normalmente requerem ≤ 3,0 dB/km a 850 nm).

2. O processo específico de classificação de fibras ópticas.

Todo o processo combina monitoramento online e amostragem offline.

Monitoramento Online (Durante o Desenho):

• Durante o processo de trefilação, um micrômetro a laser monitora o diâmetro externo da fibra em tempo real e sem contato. Um sistema de feedback controla a velocidade de trefilação para garantir que o diâmetro permaneça constante em 125 µm.
• Um sistema de monitoramento de atenuação on-line mede a atenuação da fibra em tempo real, permitindo a detecção oportuna de quaisquer picos de perda causados por poeira ou defeitos de pré-forma.

Amostragem offline (testes offline): Esta é a etapa final do processo de classificação. Uma amostra é cortada de um pedaço completo de fibra trefilada (que pode ter vários quilômetros de extensão, até dez ou mais). Por exemplo, um pedaço pode ser retirado a cada 2 km de fibra.

• Essas amostras são enviadas a um laboratório de precisão para testes abrangentes e rigorosos usando equipamentos especializados (como um analisador de rede vetorial para largura de banda ou um analisador de campo próximo refratado para o perfil).
• A medição mais crucial é a Valor EMB. Somente se o valor EMB medido atender ou exceder o OM4 padrão (4700 MHz·km) a fibra pode ser rotulada como OM4.

Análise de dados e decisões de classificação:

• Os engenheiros analisam todos os dados de teste.
• Atingindo a nota alvo: Se todos os parâmetros (especialmente largura de banda, dimensões geométricas e atenuação) atenderem ao padrão para o grau OM alvo (por exemplo, visando produzir OM4), todo o comprimento da fibra será certificado como esse grau.
• Rebaixamento: Se o valor da largura de banda (EMB) estiver abaixo do padrão OM4, mas acima do padrão OM3 (2000 MHz·km), o lote de fibra será rebaixado e vendido como OM3. Isso garante a integridade e a confiabilidade do produto OM4. Se a fibra nem sequer atender ao padrão OM3, ela poderá ser descartada ou destinada a uma aplicação de qualidade inferior.

Certificação e Envio:

• Cada carretel de fibra enviado inclui um relatório de teste detalhando os valores medidos de seus principais parâmetros e certificando sua classificação OM.
• Os principais fabricantes também buscam certificação de terceiros (por exemplo, da UL ou DELTA) para fornecer um “selo de aprovação” confiável, como um rótulo “UL Verified OM4”.

3.Resumo

Concluindo, a classificação da fibra óptica multimodo após o processo de trefilação não é uma simples tarefa de classificação física, mas um processo de certificação de qualidade baseado em medições ópticas precisas.

• Critério principal: largura de banda modal efetiva (EMB) é o “boletim” mais crítico e determina diretamente se a fibra é OM3, OM4 ou OM5.
• Fundação de Controle: O perfil preciso do índice de refração e o controle da dimensão geométrica são pré-requisitos para atingir alta largura de banda.
• Garantia Final: Amostragem, testes e análises de dados rigorosos garantem que cada metro de fibra seja “fiel ao seu nome”.