광섬유의 종류 4가지

비닐 광섬유

심지와 포층을 플라스틱(폴리머)으로 만든 광섬유다.초기 제품은 주로 장식과 도광 조명 및 근거리 광결합로 광통신에 사용됐다.원료는 주로 유기유리(PMMA), 스티로폼(PS), 폴리카보네이트(PC)다.손실은 플라스틱 고유의 C-H 결합구조에 의해 제한되며 보통 km당 수십dB에 이른다.손실을 줄이기 위해 불소 계열 플라스틱을 개발하고 있다.플라스틱 광섬유(Plastic Optical fiber)는 코어 직경이 1000m로 모노 모델인 석영광섬유보다 100배 커 릴레이가 간단하고 구부리기 쉬워 공정이 쉽다.최근에는 광대역화의 진척도에 더해 그라데이션형(GI) 굴절율의 다모형 플라스틱 광섬유의 발달로 사회적 주목을 받고 있다.최근에는 자동차 내부 LAN에서 응용이 빨라져 앞으로 가정용 LAN에서도 응용이 가능할 것으로 보인다.

 

단일 모델 광섬유.

싱글 모형의 광섬유는 작업 파장 중 하나의 전파 모드만 전송할 수 있는 광섬유를 가리키며 일반적으로 싱글 모드 광섬유(SMF:Single ModeFiber)라고 약칭한다.케이블TV와 광통신 중에서 가장 광범위한 광섬유를 응용한다.광섬유는 섬심이 가늘고(약 10m) 굴절률이 비약적으로 분포하기 때문에 획일화 주파수인 V2.4에 이르면 이론적으로만 단일 모델링이 가능하다.또한, SMF는 모델링되지 않아 전송대역이 많을 뿐만 아니라 모델링 섬유가 넓을 뿐만 아니라, SMF의 재료색산화와 구조적 색산화를 상쇄하여 합성특성이 산재되어 전송대역을 더욱 넓히고 있다.SMF에는 불순물과 제조 방식의 차이 때문에 여러 가지 유형이 있다.함몰형 포층 광섬유(DePr-essed Clad Fiber)로 포층이 이중구조를 이루고 있으며, 섬심 가까이에 있는 포층은 아웃피드층보다 굴절율이 낮아.

 

다형 광섬유.

다모형의 광섬유는 광섬유를 작업파장별로 그 전파가능 모드로 여러 모드로 하는 광섬유를 다모형 광섬유(MMF:MUlti ModeFiber)라고 해.코어 지름은 50μm이며, 전송 모드가 수백 개에 이르기 때문에 SMF에 비해 전송 대역폭은 주로 패턴 색산이 지배한다.역사적으로 케이블과 통신 시스템의 단거리 전송에 사용되었다.SMF 광섬유가 나온 뒤로는 역사적 제품이 형성되는 것 같다.하지만 실제로는 MMF가 SMF보다 심경도 크고 LED 등 광원과의 결합이 용이해 많은 LAN에서 강점이 있다.이 때문에 단거리 통신 분야에서 MMF는 여전히 재조명되고 있다.MMF가 굴절률 분포를 기준으로 분류할 때 그라데이션(GI)형과 계단식(SI)형 두 가지가 있다.GI형의 굴절률은 섬심 중심에서 가장 높으며 포층을 따라 천천히 낮아진다.SI형 광파가 광섬유에서 반사돼 전진하는 과정에서 각 광경로의 시차가 발생하기 때문에 광파가 왜곡되고 색상이 심하게 튀었다.그 결과 전송대역폭이 좁아지고 SI형 MMF 적용이 적었다.

 

색 산실 변위 광섬유

단일 모형의 광섬유의 작동 파장이 1.3Pm일 경우 모형의 직경은 약 9Pm이며, 그 전송 손실은 약 0.3dB/km이다.이때 잔색의 산파장은 1.3pm에 맞춰져 있다.석영광섬유 중 원재료로 보면 1.55pm의 전송 손실이 최소(약 0.2dB/km)다.이미 실용화된 하이브리드 광섬유증폭기(EDFA)는 1.55pm에서 작동하기 때문에 이 주파수에서도 산산이 가능하면 1.55Pm의 장거리 전송을 응용하는 데 유리하다.따라서 광섬유 재료에 포함된 석영재료의 색산화와 섬심구조의 색산합성의 상쇄특성을 교묘하게 이용하면 1.3Pm단까지의 산점도 분산되어 1.55pm단까지 산산이 된다.그래서 색산위이광섬유(DSF:DispersionShifted Fiber)로 명명됐다.구조적 색산을 늘리는 방법은 주로 섬심의 굴절률 분포 성능을 개선하는 것이다.광통신의 장거리 전송에서는 광섬유색이 제로(0)로 분산되는 것이 중요하지만 유일하지는 않다.다른 성능으로는 소모가 적고, 이어받기 쉬우며, 케이블화되거나 작업 중 특성 변화가 적다(굽힘, 당김, 환경 변화 영향 포함).DSF는 이런 요소들을 설계에서 종합적으로 고려한다.

 

색산변위 광섬유

색산변위 광섬유(DSF)는 단일 모델의 광섬유를 1.55pm의 주파수에 분산시켜 설계한 광섬유다.반면 색깔이 평평한 광섬유(DFF:Dispersion Flattened Fiber)는 1.3Pm에서 1.55pm까지의 넓은 주파수 대역의 색산을 모두 낮게 만들 수 있어 거의 산발적인 광섬유를 DFF라고 한다.DFF가 1.3pm~1.55pm 범위로 진행되기 때문에 색산화가 모두 감소한다.광섬유의 굴절률 분포에 대한 복잡한 설계가 필요하다.그러나 이 광섬유는 주파수분할다중접속(WDM) 회로에 적합하다.DFF 광섬유는 공정이 비교적 복잡하기 때문에 비용이 비교적 비싸다.앞으로 생산량이 증가함에 따라 가격도 낮아질 것이다.