광섬유의 기본 구조

광섬유의 베어 광섬유는 일반적으로 코어, 클래딩 및 코팅의 세 가지 레이어로 나뉩니다.

섬유 코어와 클래딩은 굴절률이 다른 유리로 구성되어 있으며 중앙은 고굴절률 유리 코어(게르마늄 도핑된 실리카)이고 중간은 저굴절률 실리카 유리 클래딩(순수 실리카)입니다.빛은 특정 입사각으로 섬유에 들어가고 섬유와 클래딩 사이에서 전체 방출이 발생하므로(클래딩의 굴절률이 코어보다 약간 낮기 때문에) 섬유에서 전파될 수 있습니다.

코팅의 주요 기능은 광섬유를 외부 손상으로부터 보호하는 동시에 광섬유의 유연성을 높이는 것입니다.앞서 언급했듯이 코어와 클래딩은 유리로 만들어져 구부러지거나 깨지기 쉽습니다.코팅층을 사용하여 섬유를 보호하고 수명을 연장합니다.

비 베어 섬유에 외피 층이 추가됩니다.이를 보호하는 것 외에도 다양한 색상의 외피를 사용하여 다양한 광섬유를 구별할 수 있습니다.

광섬유는 전송 모드에 따라 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber)와 다중 모드 광섬유(Multi Mode Fiber)로 구분됩니다.빛은 특정 입사각으로 광섬유에 들어가고 광섬유와 클래딩 사이에서 전체 방출이 발생합니다.직경이 작으면 빛의 한 방향, 즉 단일 모드 광섬유만 통과할 수 있습니다.섬유 직경이 클 때 빛이 허용될 수 있습니다.다중 입사각으로 주입 및 전파하는데, 이번에는 다중 모드 섬유라고 합니다.

광섬유 전송 특성

광섬유에는 손실과 분산이라는 두 가지 주요 전송 특성이 있습니다.광섬유 손실은 광섬유의 단위 길이당 감쇠를 dB/km 단위로 나타냅니다.광섬유 손실 수준은 광섬유 통신 시스템의 전송 거리 또는 중계국 간의 거리에 직접적인 영향을 미칩니다.광섬유 분산은 광섬유가 전송하는 신호가 다른 주파수 성분과 다른 모드 성분에 의해 전달되고 다른 주파수 성분과 다른 모드 성분의 전송 속도가 다르기 때문에 신호 왜곡을 초래한다는 사실을 나타냅니다.

섬유 분산은 재료 분산, 도파관 분산 및 모드 분산으로 구분됩니다.처음 두 종류의 분산은 신호가 단일 주파수가 아니기 때문에 발생하고 후자의 분산은 신호가 단일 모드가 아니기 때문에 발생합니다.신호는 단일 모드가 아니므로 모드 분산이 발생합니다.

단일 모드 광섬유는 기본 모드가 하나만 있으므로 재료 분산과 도파관 분산만 있고 모드 분산은 없습니다.다중 모드 광섬유에는 모드 간 분산이 있습니다.광섬유의 분산은 광섬유의 전송 용량에 영향을 미칠 뿐만 아니라 광섬유 통신 시스템의 중계 거리를 제한합니다.

단일 모드 섬유

단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber), 빛은 특정 입사각으로 광섬유에 들어가고 광섬유와 클래딩 사이에서 전체 방출이 발생합니다.직경을 줄이면 빛의 한 방향, 즉 단일 모드 광섬유만 통과할 수 있습니다.모드 섬유의 중앙 유리 코어는 매우 얇고 코어 직경은 일반적으로 8.5 또는 9.5μm이며 1310 및 1550nm 파장에서 작동합니다.

다중 모드 광섬유

다중 모드 광섬유(멀티 모드 파이버) 다중 유도 모드 전송을 허용하는 광섬유입니다.다중 모드 광섬유의 코어 직경은 일반적으로 50μm/62.5μm입니다.다중 모드 광섬유의 코어 직경이 상대적으로 크기 때문에 하나의 광섬유에서 다른 모드의 빛을 전달할 수 있습니다.다중 모드의 표준 파장은 각각 850nm 및 1300nm입니다.850nm에서 953nm 사이의 파장을 사용하는 WBMMF(광대역 다중 모드 광섬유)라는 새로운 다중 모드 광섬유 표준도 있습니다.

단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유는 모두 클래딩 직경이 125μm입니다.

단일 모드 광섬유 또는 다중 모드 광섬유?

전송 거리

단일 모드 광섬유의 직경이 작을수록 반사가 더 촘촘해져서 한 가지 모드의 빛만 이동할 수 있으므로 광 신호가 더 멀리 이동할 수 있습니다.빛이 코어를 통과함에 따라 빛 반사량이 감소하여 감쇠가 감소하고 신호 전파가 더 많이 발생합니다.모드 간 분산 또는 모드 간 분산이 작기 때문에 단일 모드 광섬유는 신호에 영향을 주지 않고 40km 이상을 전송할 수 있습니다.따라서 단일 모드 광섬유는 장거리 데이터 전송에 일반적으로 사용되며 통신 회사 및 케이블 TV 제공 업체 및 대학 등에서 널리 사용됩니다.

다중 모드 광섬유는 더 큰 직경의 코어를 가지며 다중 모드에서 빛을 전송할 수 있습니다.다중 모드 전송에서 더 큰 코어 크기로 인해 모드 간 분산이 더 커집니다. 즉, 광 신호가 더 빠르게 "확산"됩니다.장거리 전송 중에는 신호 품질이 저하되므로 다중 모드 광섬유는 일반적으로 근거리, 오디오/비디오 응용 프로그램 및 LAN(Local Area Network)에 사용되며 OM3/OM4/OM5 다중 모드 광섬유는 높은 - 속도 데이터 전송.

대역폭, 용량

대역폭은 정보를 전달할 수 있는 능력으로 정의됩니다.광섬유 전송 대역의 폭에 영향을 미치는 주요 요인은 다양한 분산이며 그 중 모드 분산이 가장 중요합니다.단일 모드 광섬유의 분산이 작기 때문에 장거리에서 넓은 주파수 대역의 빛을 전달할 수 있습니다.다중 모드 광섬유는 간섭, 간섭 및 기타 복잡한 문제를 일으키기 때문에 대역폭과 용량 면에서 단일 모드 광섬유만큼 좋지 않습니다.최신 세대의 다중 모드 광섬유 대역폭 OM5는 28000MHz/km로 설정되는 반면 단일 모드 광섬유 대역폭은 훨씬 더 큽니다.