광통신에 사용하는 광섬유 3개의 저손실창에 대하여 설명

1. 개요

2. 광케이블의 전송 손실

  2.1 재료 손실(내적 요인, Intrinsic factors)

  2.2 부가적 손실(외적 요인, Extrinsic factors)

3. 저손실창

  가. 1st window

  나. 2nd window

  다. 3rd window

  라. 저손실 윈도우 대역

4. 결론

 

 

 

 

1. 개요

  - 광통신은 전기신호를 광신호로 변환하여 석영계 광섬유를 통해서 전송되고 이는 수신측에서 다시 전기신호로 변환하는 형태의 통신기술을 말함

  - 광섬유는 기본적으로 두 부분으로 구분이 가능한데 다른 광특성을 가지는 두 개의 중심층과 이를 보호하는 외부막으로 구성되어 있음

  - 코어는 내부 광전송 기능을 담당함

  - 클래딩은 코어와 외피막의 중간층으로 코어내로만 광신호가 한정되게 하는 기능을 담당함

  - 외피는 외곽층으로 충격흡수를 하여 외부로부터 코어와 클래딩을 보호하는 역할을 수행함

2. 광케이블의 전송 손실

  - 손실이란 광신호가 광섬유를 진행하면서 신호의 강도(에너지가)가 약해지는 것을 말함

  - 광섬유에 대한 감쇠는 dB/km로 나타냄

      2.1 재료 손실(내적 요인, Intrinsic factors)

         가. 흡수 손실

             - 광섬유에 포함된 철, 크롬, 코발트와 같은 천이금속과 수분등의 불순물에 의해 일어나는 손실

         나. 산란 손실

            - 광섬유 내를 도파하는 광선이 코어 내에서 직진하지 못하고 사방으로 흩어져 버리는 현상

            - 광섬유 재료의 밀도, 구성 성분의 불균일성 등의 여러가지 요인에 의해 일어남

       2.2 부가적 손실(외적 요인, Extrinsic factors)

           가. 구조 불안전에 의한 손실

              - 코어와 클래드의 경계면이 불균일하여 생기는 손실

           나. 구부러짐 손실

              - 광섬유 케이블을 구부려 사용함으로써 생기는 손실

           다. 마이크로밴딩손실

              - 광섬유의 측면에서 가해지는 불균일한 압력에 의해 축이 미소하게 구부러짐으로써 발생하는 손실

           라. 접속 손실

              - Coupling Loss: 광원 및 광섬유 간 결합에 따른 손실

              - 스플라이싱손실(Splicing Loss): 광섬유 간 접속에 따른 손실

3. 저손실창

  - 감쇠는 광파장에 따라 변하는데 광섬유의 가장 적은 손실 파장영역은 850nm, 1300nm, 1550nm임

   가. 1st window

       - 첫번째 저손실창인 850nm 파장은 광통신 초기에 가장 광범위하게 사용되었는데 그 이유는 이 파장대의 LED소자들이 가장 저렴하기 때문임

       - 기술발전에 따라 비교적 높은 3dB/km 손실을 가지는 제한때문에 점점 사용이 줄어들게 됨

   나. 2nd window

       - 2번째 저손실창은 1300nm 파장대로 이 저손실창은 850nm보다 더 적은 손실을 발생하지만 LED 소자들의 가격이 비쌈

       - 이 창에서는 대략적으로 0.5dB/km의 훨씬 적은 감쇠가 발생함 

   다. 3rd window

       - 3번째 저손실창은 1550nm로 이 저손실창은 오늘날 장거리 통신에 많이 적용되는 영역임

       - 이 창에서는 대략적으로 0.2dB/km의 훨신 적은 감쇠가 발생함

    라. 저손실 윈도우 대역

4. 결론

  - 더 긴 파장을 사용하면 높은 성능을 제공하지만 그에 따라 가격이 높아짐

  - 4번째 윈도우는 1625nm이며 현재 개발 중이지만 1550nm의 파장영역보다 감쇠는 크지만 이러한 손실에 비해서 긴 링크길이에 대한 복잡도가 낮고 다중파장 통신시스템에 적용이 가능함