A+ 광통신 - 광섬유의 종류와 모드

문서 내 토픽

1. 광섬유의 종류

광섬유는 매질에 따라 유리 광섬유(GOF), 플라스틱 클래드 실리카 광섬유(PCF), 플라스틱 광섬유(POF)로 분류됩니다. 코어 지름에 따라 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유로 나뉘며, 코어의 굴절률 분포에 따라 계단형 광섬유와 경사형 광섬유로 구분됩니다. 각 종류별로 특징과 적용 분야가 다릅니다.
2. 단일모드 광섬유

단일모드 광섬유는 균일한 광학 특성과 저손실로 장거리 고전송이 가능하며, 1310nm와 1550nm 파장에 최적화되어 있습니다. 우수한 기하학적 구조로 접속 손실을 최소화할 수 있어 장거리 무송계 전송, 제어 케이블, CATV 케이블 등에 사용됩니다.
3. 다중모드 광섬유

다중모드 광섬유는 코어 내에 약간씩 다른 반사각을 가진 다수의 광선을 동시에 전송할 수 있도록 설계되었습니다. 비교적 짧은 거리에서 사용되며, 계단형과 경사형으로 구분됩니다. 계단형은 코어와 클래딩의 굴절률 차이가 일정하고, 경사형은 코어 중심에서 바깥으로 갈수록 굴절률이 낮아집니다.
4. 광섬유의 감쇄

광섬유에서 발생하는 감쇄는 흡수, 산란, 방사 손실 등 다양한 요인으로 인해 발생합니다. 흡수 손실은 유리 구성 물질의 결함이나 불순물에 의해 발생하고, 레일리 산란은 매질 밀도의 미세한 변화로 인해 발생합니다. 또한 거시적/미시적 구부러짐으로 인한 벤딩 손실도 발생할 수 있습니다.

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1. 광섬유의 종류

광섬유는 크게 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유로 구분됩니다. 단일모드 광섬유는 코어 직경이 작아 하나의 모드만 전송할 수 있는 반면, 다중모드 광섬유는 코어 직경이 크고 여러 개의 모드를 전송할 수 있습니다. 단일모드 광섬유는 장거리 통신에 주로 사용되며 신호 손실이 적고 대역폭이 넓습니다. 반면 다중모드 광섬유는 단거리 통신에 주로 사용되며 신호 손실이 크고 대역폭이 좁습니다. 이처럼 광섬유의 종류에 따라 장단점이 있어 용도에 맞는 광섬유를 선택하는 것이 중요합니다.
2. 단일모드 광섬유

단일모드 광섬유는 코어 직경이 8-10μm로 매우 작아 하나의 모드만 전송할 수 있습니다. 이로 인해 신호 손실이 적고 대역폭이 넓어 장거리 통신에 적합합니다. 또한 단일모드 광섬유는 다중모드 광섬유에 비해 제조 공정이 까다롭고 비용이 높지만, 고속 데이터 전송과 고품질 영상 전송에 유리합니다. 단일모드 광섬유는 주로 장거리 통신망, 백본 네트워크, 인터넷 백본 등에 사용됩니다. 향후 5G, 6G 등 초고속 통신 기술의 발전과 함께 단일모드 광섬유의 수요가 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.
3. 다중모드 광섬유

다중모드 광섬유는 코어 직경이 50-100μm로 단일모드 광섬유에 비해 크기 때문에 여러 개의 모드를 전송할 수 있습니다. 이로 인해 신호 손실이 크고 대역폭이 좁지만, 제조 공정이 단순하고 비용이 저렴합니다. 다중모드 광섬유는 주로 단거리 통신, 빌딩 내부 네트워크, 산업 현장 등에 사용됩니다. 최근에는 고속 데이터 전송 기술의 발전으로 다중모드 광섬유의 활용도가 높아지고 있습니다. 특히 데이터 센터, 병원, 학교 등 대규모 건물 내부 네트워크에서 다중모드 광섬유의 사용이 증가하고 있습니다.
4. 광섬유의 감쇄

광섬유에서 신호가 전송되는 과정에서 감쇄(attenuation)이 발생합니다. 감쇄는 광섬유 내부의

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