실내 광섬유 케이블은 어떻게 작동합니까?

실내 광섬유 케이블 작동 방식: 핵심 원리

실내 광섬유 케이블은 얇은 유리 또는 플라스틱 섬유 가닥을 통해 데이터를 빛의 펄스로 전송하여 몇 미터에서 수 킬로미터까지의 거리에서 최대 100Gbps의 속도를 가능하게 합니다. 이는 구리 케이블이 달성할 수 있는 속도를 훨씬 뛰어넘는 수준입니다. 기본적인 작동 원리는 내부 전반사라는 물리학 개념에 기반합니다. 올바른 각도로 광섬유 코어에 들어가는 빛은 탈출하지 않고 광섬유 벽을 따라 반복적으로 반사되어 신호 손실을 최소화하면서 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동합니다.

각각 실내 광섬유 케이블 빛을 전달하는 코어, 굴절률이 낮은 주변 클래딩 층, 보호 코팅, 실내 환경용으로 설계된 외부 재킷으로 구성됩니다. 광원(일반적으로 레이저 또는 LED)은 전기 신호를 광 펄스로 변환한 다음 수신단의 광검출기에 의해 다시 전기 데이터로 디코딩됩니다.

실내 광섬유 케이블의 주요 구조 구성 요소

케이블 작동 방식을 이해하는 것은 케이블이 무엇으로 만들어졌는지 아는 것부터 시작됩니다. 각 레이어는 특정 기능적 목적을 수행합니다.

코어 직경은 중요한 사양입니다. 단일 모드 광섬유는 일반적으로 9μm 코어를 갖습니다. , 동안 다중 모드 광섬유는 50μm 또는 62.5μm 코어를 사용합니다. . 이러한 크기 차이는 빛이 이동하는 방식과 증폭 없이 신호가 이동할 수 있는 거리를 직접적으로 결정합니다.

단일 모드와 다중 모드: 두 가지 서로 다른 빛의 경로

광섬유 유형에 따라 케이블을 통해 빛이 전파되는 방식이 결정되며, 이는 대역폭, 거리 및 비용에 영향을 미칩니다.

단일 모드 광섬유(SMF)

단일 모드 광섬유는 단 하나의 모드(경로)의 빛이 좁은 9μm 코어를 통과하도록 허용합니다. 모달 분산이 없기 때문에 신호는 장거리에서도 선명하고 일관성을 유지합니다. 실내 단일 모드 케이블은 10Gbps 이상에서 최대 10km의 전송 거리를 지원할 수 있습니다. , 캠퍼스의 층이나 건물 사이의 백본 연결에 적합합니다.

다중 모드 광섬유(MMF)

다중 모드 광섬유에는 여러 조명 모드가 동시에 이동할 수 있는 더 큰 코어가 있습니다. 이를 통해 저렴한 LED 또는 VCSEL을 사용하여 빛을 광섬유에 결합하는 것이 더 쉬워졌습니다. 그러나 모드 분산(약간 다른 시간에 도달하는 다양한 모드)으로 인해 속도와 거리가 모두 제한됩니다. OM3 다중 모드 광섬유는 최대 300m까지 10Gbps를 지원하는 반면, OM4는 최대 550m까지 10Gbps 및 최대 150m까지 40/100Gbps를 지원합니다. — 데이터 센터 및 건물 내 수평 케이블링에 이상적입니다.

광 신호가 생성되고 수신되는 방법

광 전송 시스템에는 함께 작동하는 세 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다.

• 광 송신기: 전기 신호를 광 펄스로 변환합니다. 레이저(단일 모드 시스템에 사용됨)는 일관성 있고 좁은 파장의 빛을 생성하는 반면, VCSEL 및 LED는 다중 모드 시스템에서 일반적입니다.
• 섬유 매체: 실내 케이블 자체는 감쇠를 최소화하면서 소스에서 대상까지 광 신호를 안내합니다. 실내 단일 모드 광섬유의 일반적인 감쇠는 다음과 같습니다. 1310nm에서 0.4dB/km 이하 .
• 광 수신기: 맨 끝에 있는 광검출기(포토다이오드)는 광 펄스를 네트워킹 장비가 해석할 수 있는 전기 신호로 다시 변환합니다.

WDM(파장 분할 다중화)을 사용하면 단일 광섬유 내에서 서로 다른 파장의 빛으로 여러 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있어 단일 실내 케이블의 유효 대역폭을 극적으로 늘릴 수 있습니다.

실내 재킷 유형 및 특정 기능

실내 광섬유 케이블은 건축 법규 및 환경 요구 사항을 충족하기 위해 특정 재킷 재료로 설계되었습니다. 재킷 유형은 외관상 좋지 않으며 안전과 설치 위치에 직접적인 영향을 미칩니다.

• LSZH(저연 제로 할로겐): 연소 시 독성 연기가 최소화됩니다. 터널, 지하철, 밀폐된 장비실 등 환기가 제한된 밀폐된 공간에 필요합니다.
• 플레넘 정격(CMP): 상업용 건물의 공기조화 공간(플레넘)에 설치하도록 설계되었습니다. NFPA 262에 따른 엄격한 화염 및 연기 전파 표준을 충족합니다.
• 라이저 정격(CMR): 라이저 도관을 통해 바닥 사이를 수직으로 연결하는 데 적합합니다. 화염 확산을 방지하지만 더 높은 플레넘 표준을 충족하지 않습니다.
• 범용(CM/OFN): 도관이나 라이저 또는 플레넘 등급이 필요하지 않은 구역에서 사용하기 위해; 기본 수평 런의 가장 일반적인 유형입니다.

일반적인 실내 광섬유 케이블 구성

실내 광섬유 케이블은 다양한 배포 시나리오에 최적화된 여러 가지 물리적 설계로 제공됩니다.

타이트 버퍼링된 분배 케이블

각각 fiber is individually coated with a 900 µm 타이트 버퍼 250 µm 섬유 코팅 바로 위에 있습니다. 이를 통해 건물 내부의 수평 연결 및 패치 패널 연결에 일반적으로 사용되는 브레이크아웃 키트 없이 광케이블을 개별적으로 쉽게 종단 처리할 수 있습니다.

브레이크아웃(팬아웃) 케이블

여러 개의 타이트 버퍼링된 파이버가 각각 자체 하위 재킷에 포함되어 있어 직접 터미네이션 및 플러그인 연결이 가능할 정도로 견고합니다. 다음에 이상적입니다. 케이블이 포트에 직접 연결되는 짧은 장비실 패치 패널 없이.

리본 케이블

파이버는 4개, 8개 또는 12개의 파이버로 구성된 플랫 리본으로 배열되어 최대 12개의 파이버를 동시에 대량 융합 접속할 수 있습니다. 이는 개별 접합에 비해 최대 90%까지 접합 시간을 단축시킵니다. , 섬유 개수가 많은 백본 설치에 리본 케이블을 매우 효율적으로 만듭니다.

기갑 실내 케이블

골판지 강철 또는 알루미늄 갑옷 층이 섬유 다발과 외부 재킷 사이에 추가됩니다. 이는 이중 바닥 아래 또는 산업 실내 환경에서 케이블을 연결하는 데 압착 및 설치류 방지 기능을 제공합니다.

실내 광섬유의 신호 손실: 원인 및 관리 방법

광섬유 케이블은 구리에 비해 손실이 극히 적지만 여전히 감쇠가 발생하므로 시스템 설계 시 이를 고려해야 합니다. 신호 손실의 주요 원인은 다음과 같습니다.

• 본질적인 흡수: 유리의 불순물, 특히 특정 파장을 흡수하는 수산기(OH) 이온으로 인해 발생합니다. 현대 섬유는 극도로 낮은 물 피크 감쇠로 제조됩니다.
• 산란(레일리 산란): 유리 밀도의 미세한 변화로 인해 소량의 빛이 모든 방향으로 산란됩니다. 이는 단파장에서 지배적인 손실 메커니즘입니다.
• 굽힘 손실: 매크로 벤드(최소 벤드 반경 아래로 벤딩) 및 마이크로 벤드(작은 기계적 변형)로 인해 빛이 코어에서 빠져나갑니다. 대부분의 실내 케이블은 최소 설치 굴곡 반경을 케이블 직경의 10배로 지정합니다. .
• 커넥터 및 접속 손실: 각각 connector adds approximately 0.3~0.5dB , 융착 접합은 일반적으로 다음을 추가합니다. 0.1dB 미만 . 이는 총 링크 손실 계산에 예산을 책정해야 합니다.

총 링크 손실(광섬유 감쇠 커넥터 손실 접속 손실)이 트랜시버의 최대 지원 손실 내에 유지되어 안정적인 신호 품질을 유지하도록 네트워크 설계 중에 광 전력 예산 계산이 수행됩니다.

실내 광섬유 케이블의 일반적인 응용 분야

실내 광섬유 케이블은 고대역폭, 낮은 대기 시간 및 전자기 간섭에 대한 내성이 요구되는 광범위한 환경에 배포됩니다.

• 데이터 센터: 랙 상단, 행 끝 및 코어 스위칭 레이어를 위한 OM4/OM5 다중 모드 또는 OS2 단일 모드 케이블을 사용하여 고밀도 서버 및 스위치를 상호 연결합니다.
• 엔터프라이즈 LAN 백본: 라이저 정격 또는 플레넘 정격 분배 케이블을 사용하여 여러 층의 통신실을 연결합니다.
• 의료 시설: Fiber의 EMI 내성은 강력한 전자기장을 생성하는 MRI 및 기타 의료 장비가 있는 환경에서 매우 중요합니다.
• 교육 캠퍼스: 비디오 스트리밍, 클라우드 서비스 및 고밀도 무선 액세스 포인트를 지원하는 고대역폭 백본 케이블링입니다.
• 산업 시설: 강화된 실내 섬유는 중장비가 있는 공장 바닥에서 EMI 내성과 기계적 내구성을 제공합니다.
• FTTH/FTTB 마지막 드롭: 단일 모드 실내 드롭 케이블은 건물 입구 지점에서 개별 아파트 또는 사무실까지 광섬유를 연결합니다.

자주 묻는 질문

Q1: 실내 광섬유 케이블의 최대 거리는 얼마입니까?

광섬유 유형과 데이터 속도에 따라 다릅니다. OM4 다중 모드는 최대 550m까지 10Gbps를 지원합니다. OS2 단일 모드는 최대 10km 이상까지 10Gbps를 지원합니다. 대부분의 실내 건물 응용 분야의 경우 실행은 이러한 제한 내에 있습니다.

Q2: 실내 광섬유 케이블을 실외에서 사용할 수 있습니까?

아니요. 실내 케이블에는 실외 조건에 필요한 UV 보호 및 습기 차단 기능이 부족합니다. 실내 케이블을 실외에서 사용하면 재킷 성능이 저하되고 신호 장애가 발생할 수 있습니다. 혼합 경로에는 실외 정격 또는 실내/실외 이중 정격 케이블을 사용하십시오.

Q3: LSZH는 무엇이며 언제 필요합니까?

LSZH는 Low Smoke Zero Halogen의 약자입니다. PVC 연소로 인한 유독 가스가 건강에 심각한 위험을 초래할 수 있는 터널, 선박 및 밀폐된 장비실과 같이 밀폐되거나 환기가 잘 되지 않는 공간에 필요합니다.

Q4: 광섬유 케이블은 전자기 간섭(EMI)의 영향을 받습니까?

아니요. 광섬유는 전류가 아닌 빛을 전송하기 때문에 EMI 및 무선 주파수 간섭으로부터 완전히 면역됩니다. 따라서 모터, MRI 기계, 전력선 및 기타 간섭 소스 근처에 설치하는 데 이상적입니다.

Q5: 실내 광섬유 케이블은 어떻게 종단 처리됩니까?

사전 종단 처리된 피그테일을 광섬유에 융착하거나 현장 연마 커넥터를 직접 사용하여 커넥터(SC, LC, ST, MTP/MPO)를 사용하여 종단 처리됩니다. 융착 접속은 손실이 적고 신뢰성이 높기 때문에 영구 설치를 위한 가장 일반적인 방법입니다.

Q6: 실내 사용을 위한 타이트 버퍼형 광섬유 케이블과 루즈 튜브형 광섬유 케이블의 차이점은 무엇입니까?

긴밀하게 버퍼링된 케이블은 각 광섬유가 900μm 버퍼로 코팅되어 있어 취급 및 종단이 더 쉬워 실내 사용에 가장 적합합니다. 느슨한 튜브 케이블은 수분 보호를 위해 젤로 채워진 튜브 내부에 섬유를 배치하므로 실외 또는 직접 매설 용도에 더 적합합니다.