광섬유를 사용함으로써 얻는 장점

광섬유의 장점

1960년대까지 미국 과학자 마이먼은 세계 최초의 레이저를 발명해 광통신에 훌륭한 광원을 제공했다.이어 20여 년 동안 광전송 매질을 공략한 끝에 광섬유를 저손실하도록 만들어 광통신의 초석을 다졌다.이로써 광통신은 비약적으로 발전하는 단계에 접어들었다.

광섬유 전송은 많은 두드러진 장점을 가지고 있다.

 

주파수 대역폭

주파수 대역의 폭이 좁다는 것은 전송 용량의 크기를 나타낸다.반송파의 주파수가 높을수록 신호를 전송할 수 있는 주파수 대역폭도 커진다.VHF 주파수 대역에서 반송파 주파수는 48.5MHz~300Mhz이다.대역폭은 약 250MHz로 TV 27세트와 주파수 방송 수십 세트만 전송할 수 있다.가시광선 주파수는 100만 GHz로 VHF 주파수보다 100만 배 이상 높다.광섬유는 주파수 대역폭에 따라 손실이 다르지만 최소 손실 대역폭도 30000GHz에 이른다.단일 광원의 대역폭은 그 중 아주 작은 부분(멀티캐스트 광섬유 주파수 대역은 약 수백 메가헤르츠, 좋은 단일 모델 광섬유는 10GHz 이상)에 불과하며, 선진적인 광통신을 적용하면 30000GHz 범위에 2000개의 광재파를 배치해 주파수 재사용이 가능해 채널 100만 개를 수용한다.

 

손실은 적다.

동축 케이블로 구성된 시스템 중 가장 좋은 케이블은 800MHz 신호를 전송할 때 km당 40dB 이상의 손실을 낸다.이에 비해 광전도섬유는 1.31um의 빛을 전달하고, km당 0.35dB 이하의 빛을 전달하면 km당 0.2dB 이하로 더 적게 소모된다.이는 동축 케이블의 출력 손실보다 1억 배 적은 것으로, 이를 전달할 수 있는 거리보다 훨씬 멀다.

 

이 밖에 광섬유 전송 손실에는 두 가지 특징이 있다.

하나는 모든 케이블 채널에서 동일한 손실을 가지고 있으며 케이블 간선처럼 반드시 균형기를 도입하여 균형을 맞출 필요가 없다는 것이다.

둘째는 온도 변화에 따라 손상이 거의 달라지지 않아 간선 전평의 파동을 걱정할 필요가 없다는 점이다.

 

중량이 가볍다

광섬유가 매우 가늘기 때문에 단일 모델의 광섬유심선 지름은 보통 4um~10um, 외경도 125um에 불과하고 방수층, 보강근, 보호덮개 등 4~48개의 광섬유로 구성된 광케이블은 직경이 13mm 미만이어서 표준 동축케이블의 지름 47mm보다 훨씬 작은 데다 광섬유가 유리섬유여서 비중이 작아 직경이 작고 무게도 가벼워 설치가 편리하다.

 

간섭에 강하다.

광섬유의 기본 성분은 석영으로 빛만 전달하고, 전기를 전도하지 않으며, 전자기장의 역할을 받지 않으며, 그 속에서 전송되는 광신호는 전자기장의 영향을 받지 않기 때문에 광섬유 전송이 전자기 방해, 공업 간섭에 대한 저항력이 매우 강하기 때문이다.광섬유에서 전송되는 신호는 도청이 쉽지 않아 비밀에 부친다.

 

진도를 잘 유지한다.

광섬유 전송은 보통 중계확대가 필요 없고, 확대 때문에 새로운 비선형 왜곡이 도입되지 않기 때문이다.레이저는 선형이 좋으면 TV 신호를 고보수로 전송한다.실제 테스트 결과 좋은 광섬유 시스템의 반송파 조합은 C/CTB보다 3차 파형이 70dB 이상이고, 교조 지표인 cM도 60dB 이상으로 일반 케이블 간선 시스템의 비선형 왜곡 지표보다 훨씬 높은 것으로 나타났다.

 

작업의 성능이 믿을 만하다.

우리는 한 시스템의 신뢰성이 이 시스템을 구성하는 설비의 수량과 관계가 있다는 것을 안다.설비가 많을수록 고장날 기회가 커진다.광섬유 시스템에 포함된 장비 수가 적어(케이블 시스템처럼 수십 개의 증폭기가 필요하지 않음) 신뢰성이 높은 데다 광섬유 장비도 수명이 길어 고장 없이 50만~75만 시간 일하는데, 이 중 수명이 가장 짧은 게 광발사기 중 레이저이고 최소 수명도 10만 시간 이상이기 때문이다.그러므로 설계가 양호하고, 디버깅을 정확하게 장착하는 광섬유 시스템의 작업 성능은 매우 믿을 만하다.

 

원가가 부단히 하락하다

신무어의 법칙을 광학의 법칙(Optical Law)이라고도 한다.광섬유 전송 정보의 대역폭은 6개월마다 2배씩 증가하고 가격은 2배씩 떨어진다는 것이 법칙이다.광통신기술의 발전은 인터넷 광대역 기술의 발전을 위한 매우 좋은 토대를 마련했다.대형 케이블TV가 광섬유 전송 방식을 채택해 마지막 장애물을 제거한 것이다.광섬유를 만드는 재료(석영)가 풍부해 기술 진전에 따라 원가가 더 낮아지고, 케이블에 들어가는 구리 원료가 제한돼 가격이 높아진다.앞으로 광섬유 전송이 압도적으로 많아져 전국 케이블망을 구축하는 가장 주요한 수단이 될 게 분명하다.