El perfil del núcleo del índice gradual está diseñado para frenar los modos que recorren una distancia más corta de manera que todos los modos lleguen al final de la fibra lo más cercanos uno del otro en tiempo, tanto como sea posible. Esto reduce al mínimo la dispersión modal, tambien conocida como Retardo de Modo Diferencial (DMD), y maximiza el ancho de banda, que no es más que la cantidad de información que puede viajar a través de la fibra en una unidad de tiempo.
Además de su gran núcleo, las fibras multimodos tienen una gran apertura numérica (NA), que viene a ser el ángulo máximo en que una fibra puede aceptar la luz que se transmite a través de ella. Esto le permite trabajar con componentes ópticos de relativo bajo costo y fuentes de luz tales como diodos emisores de luz (LED) y VCSEL.
Opciones actuales de fibra multimodo.
Los productos de fibras multimodo son identificados por la OM ("óptical multimodo") tal como se indica en la norma ISO / IEC 11801 de la International Cabling Standard (ver tabla 1).
**OFL (overfilled launch ó inyección saturada)
La Fibra OM4 es el último desarrollo de esta serie. Esta especialmente adecuada para ser usado en centros de datos y aplicaciones de computo de alto rendimiento, donde los presupuestos son ajustados, y donde las pérdida óptica se han diseñado a 10 Gb/s (y se espera llegar a los 40 Gb/s y 100 Gb/s). El gran ancho de banda proporcionado por la fibra OM4 cuando se instala a distancias menor a la nominal ofrece "espacio libre" extra. OM4 es compatible con aplicaciones que requieran un ancho de banda OFL (overfilled launch o inyección saturada), de al menos 500 MHz-km a 1300 nm (por ejemplo, FDDI, IEEE 100BASE-FX, 1000BASE-LX, 10GBASE-LX4, y 10GBASE-LRM.
Las últimas ofertas de la fibra multimodo son las fibras de 50 micras de curvatura BIMMF (Bend insensitive multimode fiber). Estas fibras se han promovido ofreciendo todas las ventajas de las fibras multimodos: gran ancho de banda optimizada para láser, con la ventaja añadida de menor sensibilidad a las curvaturas. Sin embargo, trabajos recientes han señalado algunos motivos de preocupación con estas fibras. Los estudios han identificado problemas con la característica de insensibilidad a las curvaturas, y sus rendimiento ha sido cuestionado. Estudios adicionales han demostrado que en el enfrentador (conector) la pérdida BIMMFs con fibras estándar es mayor que con las fibras estándar conectados entre sí. Esta pérdida adicional se suma a la pérdida total del enlace. Se ha propuesto que las organizaciones normativas realicen una revisión profunda a las fibra tipo BIMMF. Hasta que este trabajo se realice, se aconseja tener precaución.
¿Qué hace diferente al OM4 ? Al igual que la fibra multimodo OM3, la fibra OM4 se considera "optimizada para el laser" u optimizados para su uso con fuentes de luz VCSEL. Las fibras OM3 y OM4 están diseñados y fabricados de tal manera que se tiene el máximo rendimiento de VCSEL en comparación con los LEDs. Es por eso que las fibras optimizadas para láser se especifican mediante el ancho de banda para el laser, o EMB (Effective Modal Bandwidth).
La fibra OM2 es compatible con VCSEL, no se considera optimizada para láser. OM2 se destina para el uso con fuentes LED de 10 o 100 Mb/s, o para redes pequeñas de 1 Gb/s . Se puede utilizar la fibra OM2 con VCSEL, pero su rendimiento es limitado a 550 metros a 1 Gb/s, y sólo 82 metros a 10 Gb / s, en comparación con OM4 que puede llegar con fibra de más de 1000 metros a 1 Gb/s y 550 metros en 10 Gb/s.
Como se mencionó, la velocidad a la que cada modo viaja a través del núcleo de una fibra multimodo depende de su índice de refracción, que se rige por la cantidad de dopante de germanio en el núcleo. Debido a que los modos que se transportan por el centro del núcleo recorren menos distancia para viajar que las que viajan a lo largo de la orilla del núcleo, el perfil de índice de refracción de una fibra multimodo debe de ser "gradual" con un perfil de forma parabólica a través del núcleo. Esto ralentiza los modos que estén a una distancia más corta de viaje, igualando el tiempo de llegada de todos los modos.
A una mejor equalización de los modos , se tendrá un mayor ancho de banda en la fibra. La ecualización depende de lo bien que el perfil gradual se construye durante la fabricación de fibra. Cuanto más precisa el perfil de índice de refracción en términos de forma, curvatura y suavidad (libre de caídas, picos o defectos), se obtendrá la mejor equalización de los modos (Ver Figura 2).
La fibra OM4, con su mayor ancho de banda, tiene un perfil de índice de refracción extremadamente precisa, prácticamente libre de perturbaciones o defectos. Para Obtener tal precisión en la fibra, es necesario utilizar un proceso de fabricación de la preforma con un control excepcional sobre la cantidad de Germanio que se incorpora en posiciones particulares del orden de los sub-micrones en el núcleo de la fibra. Un ejemplo de un proceso que se presta a este nivel de control es el proceso propietario MCVD del OFS, en el que cada capa del núcleo se deposita y sintetiza individualmente, proporcionando la máxima precisión el índice de refracción y le da uniformidad.
Normas estandares de la fiba OM4 Dos estándares definen la utilización de fibras OM4 en las redes de alta velocidad: el documentoTIA; TIA-492AAAD, que contiene las especificaciones de la fibra OM4, y la IEC 60793-2 -10 estándar internacional, que establece las especificaciones equivalentes OM4 en las fibra de tipo A1a.3 t ISO / IEC 11801 que agrega a la fibra OM4 como un tipo de fibra reconocido en la industria, y la 802.3ba de la IEEE para Ethernet de 40G y 100G incluyen la fibra OM4 como una opción que ofrece un alcance de 150 metros (50 por ciento mayor que OM3).
Medición del Ancho de banda
El rendimiento del ancho de banda de la fibra OM4 se realiza a través de los mismos criterios que OM3, pero con las especificaciones más estrictas. Debido a una desafío planteado cuando por el ahora conocido VCSEL fue introducido por primera vez, nuevos métodos de medición tuvieron que ser desarrollados para verificar el ancho de banda del láser de fibras OM3 y OM4.
A diferencia de un LED, el láser VCSEL producen una salida de energía que no es uniforme, sino que puede cambiar drásticamente en toda la faz de la salida. Es más, cada láser llena un conjunto diferente de haces de luz en cada fibra, y lo hace con diferentes cantidades de energía en cada paso. Las mediciones sobresaturadas de ancho de banda, utilizados para medir el ancho de banda de LED, no pueden emular el funcionamiento de un VCSEL. Las normas permiten dos formas de medición y verificación el ancho de banda del láser: La método de la máscara DMD y el método EMBc(ancho de banda modal efectivo calculado). Ambos métodos requieren pruebas DMD - la diferencia está en cómo los datos de DMD se utilizan e interpretan.
En la prueba de la DMD, pequeños pulsos láser de alta potencia se transmiten a través de la fibra en pequeños pasos a través de todo el núcleo de la fibra. Sólo unos pocos modos son excitan a cada paso, y sus tiempos de llegada se registran. La DMD de la fibra es la diferencia entre los primeros y últimos tiempos de llegada de todos modos en todas las etapas. La medición de la DMD es actualmente el único método confiable para verificar el ancho de banda necesario para rendimiento de 10 Gb/s, porque es el único método que comprueba todos los modos a través del nucleo de la fibra de forma independiente. Por esa razón, las asociaciones industriales, tales como TIA/EIA e ISO/IEC han publicado normas para la medición de la DMD y especificaciones DMD para fibra multimodo optimizada para láser.
El método de la máscara DMD es un proceso simple que compara directamente los resultados de las pruebas DMD en contra de un conjunto de especificaciones (llamadas plantillas o máscaras) para ver si la fibra tiene el rendimiento necesario.
Se trata de un enfoque sencillo gráfico para garantizar que los pulsos de los datos no se propagen demasiado más allá de la requerida de 10 Gb/s . Si la fibra pasa estas especificaciones DMD, entonces usted está seguro de por lo menos tendrá 2000 MHz-km EMB, sin importar que VCSEL utilize (siempre y cuando el VCSEL es compatible).
El método EMBc es un proceso complejo. Toma los resultados de la DMD y los compara contra un conjunto teóricos de "funciones de ponderación" que pretenden representar las distribuciones de lanzamiento de todos los VCSEL compatible.
Los resultados de la DMD se combinan matemáticamente con cada una de las 10 funciones de ponderación. Esto produce 10 diferentes valores EMBc, el más bajo se llama minEMBc. El valor minEMBc se multiplica por un factor de 1.13 para obtener el valor EMB de la fibra . Si este valor es > 2000 MHz-km, la fibra se considera que cumple con los requisitos OM3 y por lo tanto Soportara en 300 metros hasta los 10 Gb/s.
Debido a todos los complejos cálculos que requiere el método EMBc, y el hecho de que las funciones de peso sólo representan una muestra de las características de algunos VCSE que en realidad podrían ser utilizado en un sistema real, el método EMBc no proporciona el mismo escrutinio en la calidad de la fibra y el rendimiento como la técnica de máscara de DMD. Es más, el método EMBc prácticamente ignora la región del centro de 0-5 micras (radial) del núcleo de una fibra, se debe a que las funciones de ponderación han puesto poco énfasis en esta región.
Bibliografía: OM4 - The Next Generation of Multimode Fiber ---Tony Irujo---
La Fibra Optica Perú : http://lafibraopticaperu.com
