S rozvojom technológií niektoré vynálezy nahrádzajú iné a nahradené vynálezy sa stávajú staršími produktmi. To platí aj pre optické vlákna. V súčasnosti čoraz viac spoločností používa BIMMF (ohybovo necitlivé multimódové vlákno) a je čoraz ťažšie kúpiť bežné MMF (multimódové vlákno), pretože ide o starší produkt. Na tom by nemalo záležať, ale záleží.

Podľa novej revízie normy IEC 61280-4-1: “Pri vykonávaní skúšok LSPM optických vlákien A1-OMxa alebo A1-OMxb môže odpaľovacia šnúra obsahovať optické vlákna pododdelenia A1-OMXa alebo A1-OMxb (BIMMF).” To znamená, že nezáleží na tom, či v DUT (testovanom zariadení) používate MMF alebo BIMMF. Nie je ani dôležité, či hlavný mostík použitý na vyhodnotenie DUT má MMF alebo BIMMF. Jediné, na čom záleží, je, aby DUT aj hlavný mostík mali rovnakú veľkosť jadra. Ale nie je v tom rozdiel? Nemusí sa brať do úvahy, či má hlavný mostík MMF alebo BIMMF? Ako výrobná spoločnosť, ktorá počas svojej existencie ukončila viac ako 20 miliónov konektorov a má zákazníkov po celom svete, vieme, že každý typ vlákna a každý konektor má svoje vlastné vlastnosti a správanie. Preto sme sa rozhodli pozrieť sa na túto problematiku bližšie a na vlastné oči zistiť, či je potrebné venovať pozornosť typu vlákna v DUT a v hlavnom mostíku. Pripravili sme niekoľko testov, aby sme pochopili rozdiel medzi káblami MMF a BIMMF. Na kontrolu kvality ukončeného konektora sa bežne používa niekoľko metód:

– Vizuálna kontrola
– Geometria
– meranie IL

Všetky konektory použité v testoch prešli hodnotením geometrie podľa normy Telcordia GR326 pre jednovláknové konektory a normy IEC 63267-3-31 pre viacvláknové konektory, preto sme sa rozhodli pozrieť na MMF a BIMMF prostredníctvom vizuálnej kontroly a merania IL.

Vizuálna kontrola

Kontrolovaný výrobok:
– LC/PC – SC/APC 50/125µm MMF simplexný prepoj 3,0m
– LC/PC – SC/APC 50/125µm BIMMF simplexný prepoj 3,0m

Metóda kontroly:
– Kontrola podľa IEC-61300-3-35

Použité vybavenie:
– Mikroskop VIAVI FVD-2400

Jedným z najjednoduchších spôsobov, ako zistiť rozdiel medzi týmito dvoma typmi vlákien, je vizuálna kontrola. Tenký krúžok na BIMMF označuje priekopu, vrstvu okolo jadra vlákna, ktorá má nižší index lomu ako jadro. Vďaka tomu sa vyššie módy pri ohýbaní vlákna odrážajú späť do jeho jadra. Vzhľadom na to, že ide o meranie vložných strát (IL), rozdiel medzi vláknami MMF a BIMMF spočíva v netesných vyšších módoch, ktoré sú prítomné vo vlákne BIMMF. Referencia vykonaná pred meraním DUT vyrovná všetky rozdiely medzi typmi vlákien BIMMF a MMF použitých v hlavných prepojkách, ale toto vyrovnanie sa môže ľahko narušiť pri manipulácii s hlavnou prepojkou a DUT počas merania.

Meranie vložného útlmu

Súbor testov:
– LC/PC predčasné meranie podľa metódy B IEC-61300-3-4 pomocou hlavných mostíkov MMF a BIMMF
– MTP kmeň meraný podľa IEC-61300-3-4 metódou B pomocou hlavných mostíkov MMF a BIMMF
– LC/PC to MTP fanout meraný podľa IEC 61280-4-1 príloha A, referenčná metóda jedného kábla pomocou MMF a BIMMF master jumperov.

Predčasné ukončenie LC/PC merané hlavnými prepojkami MMF a BIMMF

Testovaný výrobok:
– 48xLC/PC – 48xLC/PC 48F 50/125µm BIMMF preterm 13,0m
– 72xLC/PC – 72xLC/PC 72F 50/125µm BIMMF preterm 185,0m

Hlavný mostík:
– LC/PC – SC/APC 50/125µm MMF simplexný prepoj 3,0m
– LC/PC – SC/APC 50/125µm BIMMF simplexný mostík 3,0m

Metóda merania:
– Meranie podľa IEC-61300-3-4 metóda B

Použité vybavenie:
– Systém JGR MS12001

Vizuálna kontrola jadier vlákien v MMF a BIMMF ukazuje, že medzi týmito jadrami je rozdiel. Okolo jadra BIMMF sa nachádza ďalšia vrstva obklopujúca jadro. Táto vrstva zabraňuje úniku svetla pri ohýbaní. Na tento test bol zvolený konektor LC ako jeden z najbežnejších typov konektorov. Konektor LC bol ukončený na 50/125µm BIMMF. V hlavných prepojkách, ktoré sa použili na tento test, sa použili dva rôzne typy vlákien. Jedna skupina hlavných mostíkov bola s 50/125µm MMF, aby reprezentovala staršie výrobky, a druhá skupina bola s 50/125µm BIMMF, aby reprezentovala vlákna bežne používané v súčasnosti. Počiatočné podmienky zostali pri všetkých testoch rovnaké. To znamená, že meracie zariadenie, všetky adaptéry použité na pripojenie DUT a hlavného mostíka spolu s meracím zariadením a všetky ostatné faktory, ktoré by mohli ovplyvniť výsledok testu, zostali nezmenené. S každým hlavným mostíkom sa otestovalo takmer 250 konektorov. Priemerné hodnoty všetkých meraní získaných pomocou MMF a BIMMF sú uvedené v tabuľke 1. Podľa toho sa najlepšie výsledky dosiahli pomocou hlavných mostíkov s 50/125 µm MMF. Hodnoty získané pomocou BIMMF sú o 138 % vyššie ako hodnoty získané pomocou MMF. Podrobnejšie výsledky sú uvedené v grafe 1, kde je vidieť, že hoci rozptyl hodnôt IL získaných pomocou MMF a BIMMF je porovnateľný, všetky výsledky získané pomocou BIMMF sú vyššie ako výsledky získané pomocou hlavných mostíkov MMF.

Kmeň MTP meraný hlavnými prepojkami MMF a BIMMF

Testovaný výrobok:
– 1xMTP(F) – 1xMTP(F) 12F 50/125µm BIMMF kmeň Pol. B 20,0 m
– 1xMTP(F) – 1xMTP(F) 12F 50/125µm BIMMF kmeň Pol. B 29,0 m
– 1xMTP(F) – 1xMTP(F) 12F 50/125µm BIMMF kmeň Pol. B 32,0 m

Hlavný mostík:
– 1xMTP(M) – 1xMTP(M) 12F 50/125µm MMF kmeň 3,0m
– 1xMTP(M) – 1xMTP(M) 12F 50/125µm BIMMF kmeň 3,0m

Metóda merania:
– Meranie podľa IEC-61300-3-4 metóda B

Použité vybavenie:
– Systém JGR MS12001

Pre tento test bol vybraný konektor MTP, ktorý je jedným z najžiadanejších konektorov v dátových centrách. Konektor MTP bol ukončený na 50/125µm BIMMF. V hlavných prepojkách, ktoré sa použili na tento test, sa použili dva rôzne typy vlákien. Jedna skupina hlavných mostíkov obsahovala 50/125 µm MMF, zatiaľ čo druhá skupina obsahovala 50/125 µm BIMMF. Počiatočné podmienky zostali pri všetkých testoch rovnaké. Pri každom hlavnom mostíku sa získalo takmer 200 hodnôt. Najlepšie výsledky sa dosiahli pri použití hlavných mostíkov s MMF 50/125 µm, ako je vidieť v tabuľke 2. Hodnoty získané pomocou BIMMF sú o 11 % vyššie ako hodnoty získané pomocou MMF. Podrobné výsledky sú uvedené v grafe 2. Rozptyl výsledkov získaných pomocou MMF a BIMMF je navzájom porovnateľný. Vložné straty namerané pomocou hlavných mostíkov BIMMF boli vyššie ako straty získané pomocou MMF.

LC/PC to MTP fanout meraný pomocou MMF a BIMMF master jumperov

Testovaný výrobok:
– 6xLCD/PC – 1xMTP(F) 12F 50/125µm BIMMF direct split 0,34m

Hlavný mostík:
– 1xMTP(M) – 1xMTP(M) 12F 50/125µm BIMMF kmeň 3,0m
– LC/PC – SC/APC 50/125µm MMF simplexný prepoj 3,0m
– LC/PC – SC/APC 50/125µm BIMMF simplexný prepoj 3,0m

Metóda merania:
– Meranie podľa IEC 61280-4-1 príloha A, referenčná metóda s jedným káblom

Použité vybavenie:
– Systém JGR MS12001

Na tento test bola zvolená kombinácia konektorov LC a MTP. Konektory LC a MTP boli ukončené na 50/125µm BIMMF. Keďže sa v tomto teste merala hodnota kanála, počas merania sa použili dva hlavné prepojky. Pred meraním bol referencovaný prvý hlavný mostík obsahujúci jedno vlákno. Druhý hlavný mostík obsahujúci viacero vlákien nebol referencovaný. Počas merania bol prvý hlavný mostík pripojený pred DUT a druhý hlavný mostík bol pripojený za DUT. V jednovláknových hlavných mostíkoch, ktoré sa použili na tento test, sa použili dva rôzne typy vlákien (50/125 µm MMF a 50/125 µm BIMMF), ale vo viacvláknových hlavných mostíkoch sa použili len vlákna 50/125 µm BIMMF. Tým sa zmenila len jedna podmienka pri prechode z 50/125 µm MMF na 50/125 µm BIMMF. Počiatočné podmienky zostali pri všetkých testoch rovnaké. Táto skúška sa vykonala podľa IEC 61280-4-1, príloha A, referenčná metóda s jedným káblom. Každý hlavný mostík nameral približne 270 hodnôt. Najlepšie výsledky sa v priemere dosiahli pri hlavných prepojkách s 50/125 µm MMF. Hodnoty získané pomocou BIMMF sú o 118 % vyššie ako hodnoty získané pomocou MMF. Podrobnejšie výsledky sú uvedené v grafe 3, kde je vidieť, že v hodnotách vložných strát získaných pomocou BIMMF bol mierne vyšší rozptyl. Všetky výsledky získané pomocou BIMMF sú vyššie ako výsledky získané pomocou hlavných mostíkov MMF.

Záver

Hoci norma IEC 61280-4-1 umožňuje použitie MMF a BIMMF v hlavných prepojkách a ich vzájomnú výmenu, na prvý pohľad je zrejmé, že ide o rôzne vlákna. BIMMF má okolo jadra ešte jednu vrstvu navyše. Z hľadiska geometrie nemá táto vrstva žiadny vplyv, ale podľa výsledkov merania IL existuje rozdiel medzi nameranými hodnotami získanými s hlavným mostíkom s MMF a s hlavným mostíkom s BIMMF. Testy ukázali, že ak DUT obsahuje BIMMF, použitie rovnakého typu vlákna v hlavnom mostíku poskytne vyššie vložné straty ako hlavný mostík so starším MMF, ktorý sa v minulosti odporúčal v norme IEC. Tieto testy ukázali, že tento rozdiel môže byť až 0,19 dB. Hoci nová revízia normy IEC umožňuje použitie MMF alebo BIMMF v hlavných prepojkách, je potrebné vziať do úvahy, že tieto vlákna majú rôzne vlastnosti a správajú sa odlišne.

Juraj Kadlec – Inžinier metrológie – Kontakt

Juraj Kadlec je metrologický inžinier v spoločnosti Sylex. Začínal ako projektový inžinier so špecializáciou na viacvláknovú technológiu MTP. Svoje aktivity rozšíril na senzory optických vlákien. Neskôr sa podieľal na technologických a inžinierskych činnostiach zodpovedných za prenos nápadov zákazníkov do finálnych produktov. Neskôr zastával funkciu priemyselného inžiniera a bol zodpovedný za dokumentáciu výrobkov. Na svojej súčasnej pozícii je zodpovedný za metrológiu, analýzu nameraných údajov, optimalizáciu všetkých prístrojov používaných na meranie, ich údržbu a servis.