정보통신기술사 문 제 해 설 제 59 회3

본문내용

지하기 위함.
□ 개재심선 : 광섬유 케이블 장애시 비상통신용으로 사용함.
3) 전파모드
□ 단일모드 : 광 섬유속을 지나는 광의 전파모드가 하나이고, 코어직경이 작으므로 접속시 취급이 어렵다. 직경 10μm 이하, 고속 대용량 전송방식에 사용, 전송대역은 광대역성(10GHz 이상)
□ 다중모드 : 광 섬유속을 지나는 광의 전파모드가 여러개이고, 코어직경이 크므로 접속이 용이하다. 전송대역은 협대역성(계단형 10∼50MHz, 언덕형 수백 MHz ∼ 수 GHz)
□ <단일모드와 다중모드 비교>
항목
구분
개 요
전송대역
분산
손실
이 용 분 야
단일모드(SM)
전파모드가 하나인
광섬유
광
소
소
장거리 고속
대용량 분야
다중모드(MM)
전파모드가 여러
개인 광섬유
협
대
대
가입자계 등
단거리 소용량 구간
4) 굴절률 분포에 의한 분류
□ 계단형(Step Index Type) : 코어와 크래드의 굴절율 관계가 크래드 부분에서 계단적으로 변화하는 형으로 코어와 크래드의 굴절률이 광섬유의 직경에 따라 급격하게 변화하는 형
□ 언덕형(Graded Index Type) : 굴절률이 계단적으로 변화하지 않고 완만하게 연속적으로 변화하는 형으로 광섬유 측으로 부터의 반경거리에 따라 굴절률이 변하는 형
< 계단형과 언덕형 비교 >
항목
구분
개 요
굴절률
분포형
분산
전송대역
기 타
계단형(SI)
Core와 Clad와의 관계가
클래드 부분에서 계단적
으로 변화하는 형
불연속
굴절률
대
협
(수 10
[MHz·km])
Core 내부를 Zig
Zag 모양으로 진행
언덕형(CI)
Core의 굴절률이 완만
하게 연속적으로 변화
하는 형
연속
굴절률
(접속형)
소
광 (수
[GHz·km])
Core 내부를 정현파
모양의 궤적으로 진행
나. 광섬유의 모드 종류와 특성
1) 다중모드 광섬유(MMF : multi mode fiber)
□ 계단형 굴절률(SI : step index) 광섬유 : 코어와 클래딩의 굴절률이 광섬유의 직경에 따라 급격히 변함.
□ 언덕형 굴절률(GI : graded index) 광섬유 : 광섬유 측으로 부터의 반경 거리에 따라 굴절률이 변함.
2) 단일 모드 광섬유(SMF : single mode fiber)
단 하나의 모드로 전파하는 광섬유로서 저손실 광도파관이며 코어의 직경이 2∼8[mm] 정도로 매우 작음
3) SI형 MMF 케이블
가) 구조
□ SI형 MMF 케이블은 코어의 굴절률은 약간 높고 클래딩의 굴절률은 약간 낮아서 레이져 광선이 전반사를 되풀이 하면서 도파됨.
□ 코어의 직경은 50[μm] 임.
□ 클래드의 직경은 125[μm] 임.
나) 광선 : M 광선과 S 광선이 있음.
□ M광선 : 레이져 광선이 코어 중심을 통과하는 광선(Meridional 광선)
□ S광선 : 레이져 광선이 코어의 주변을 회전하는 광선(Skew 광선)
다) 특징 : 다른 광섬유 케이블에 비교해서 다음과 같은 특징이 있음.
□ 멀티 모드 케이블이 되어서 모드 분산이 생김.
□ 전송대역폭이 가장 좁아서 5∼10[MHz] 정도임.
□ 광파손실이 가장 많아서 광재생중계기의 설치 간격이 좁음.
□ 광섬유 심선의 코어가 비교적 굵어서 그 접속이 용이하고 또 수광능률이 좋음.
4) GI형 MMF 케이블
가) 구조 : GI형 MMF 케이블도 SI형 MMF 케이블과 같이 코어의 직경은
50[μm] 이고 클래딩의 직경은 125[μm] 임.
나) 특징
□ 멀티모드 케이블이지만 코어의 굴절률 분포가 타원형으로 되어 있어서 모드 분산이 생기지 않음.
□ 전송대역폭은 SI형 MMF 케이블보다는 넓고 SI형 MMF 케이블보다는 좁아서 수 100[MHz]에서 수[GHz]까지 정도임.
□ 광파손실도 SI형 MMF 케이블보다는 적고 SI형 SMF 케이블보다는 많음.
□ 광섬유 심선의 코어가 비교적 굵어서 그 접속이 용이하고 또 수광능률이 좋음.
5) SI형 SMF 케이블
가) 구조
SI형 MMF 케이블에서는 모드 분산이 야기되므로 이 모드 분산을 방지하기 위해서 GI형 MMF 케이블을 사용함. 그러나 근본적인 대책으로는 MMF 케이블 대신에 SMF(Single mode fiber)을 사용하여야 함.
나) GI형 MMF 케이블 또는 SI형 MMF 케이블에서는 코어의 직경이 커서 멀티모드가 되어 전송대역폭이 대단히 좁다. 이 코어의 직경을 점차 감소시키면 도파되는 모드수가 줄어든다. 그래서 10[μm] 이하가 되면 1개의 모드만이 도파됨.
□ 코어의 직경은 10[μm]와 8.5[μm] 등이 있음.
□ 클래딩 직경은 125[μm]임.
6) 상호비교
종류
항목
SI형 SM케이블
(단일 모드)
SI형 MM케이블
GI형 MM케이블
Core의 직경
Clad의 직경
광 선
특 징
10[μm]와 8.5[μm]등
125[μm]
M, S
□ 모드 분산이 전혀 생기지 않는다.
□ 코어경이 작아서 접속 이 어렵고 수광능률이 나쁘다.
□ 광파손실이 가장 적어 서 중계기의 설치간격 이 넓어진다.
□ 전송 대역폭이 가장 넓어서 10[GHz] 이상 이 된다.
50[μm]
125[μm]
M, S
□ 모드 분산이 생긴다.
□ 코어경이 비교적커서 접속이 용이하고 수광능률이 좋다.
□ 광파손실이 가장 많아서 중계기의 설치간격이 좁다.
□ 전송대역폭이 가장 좋아서 5-60[MHz] 정도이다.
50[μm]
125[μm]
M, S, H
□ 코어의 굴절률 분포가 타원형 으로 되어서 모드 분산이 생기지 않는다.
□ 코어경이 비교적커서 접속이 용이하고 수광능률이 좋다.
□ 광파손실은 SI형 MM보다는 작고 SI형 SM보다는 크다.
□ 전송대역폭은 SI형 MM 보다 는 넓고 SI형 SM 보다는 좋아 서 수 100[MHz]에서 수[GHz] 까지 정도이다.
(주) 광선
□ M(Meridional) 광선 : 레이져 광선이 코어 중심을 통과하는 광선
□ S(Skew) 광선 : 레이져 코어의 주변을 회전하는 광선
□ H(Helical) 광선 : 코어의 중심과 외주 사이에서 나선형으로 회전하면서 도파하는 광선

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정보통신,   기술사,   인터페이스,   네트워크,   프로토콜,   제어 기능