지식

광섬유는 현대 통신 네트워크의 기초이지만 단일 제품은 아닙니다. 광섬유의 두 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.단일-모드 광섬유(SMF) 및다중모드 광섬유(MMF). 두 가지 광섬유 케이블 유형 -의 차이점을 이해하고 각각의 유형 -을 언제 사용해야 하는지 아는 것은 네트워크 배포를 계획하거나 기존 인프라를 업그레이드하거나 데이터 센터, 캠퍼스 또는 통신 프로젝트용 광섬유를 지정하는 모든 사람에게 필수적입니다.

이 가이드에서는 광섬유를 분류하는 방법을 설명하고 각 범주 내의 주요 하위 유형과 표준을 분석하며 네트워크에 적합한 광섬유를 선택하기 위한 실용적인 지침을 제공합니다.

광섬유 분류 방법

광섬유 유형이 혼란스러워 보일 수 있는 한 가지 이유는 광섬유를 분류하는 몇 가지 유효한 방법이 있기 때문입니다. 가장 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

• 빛 전파에 의한(모드):단일{0}}모드 광섬유 대 다중 모드 광섬유 -는 대부분의 구매자에게 가장 실용적인 출발점입니다.
• 굴절률 프로필 기준:단계-인덱스 섬유 대 등급별-인덱스 섬유 -는 코어의 굴절률이 어떻게 구성되어 있는지 설명합니다.
• 재료별:유리 섬유 대플라스틱 광섬유-는 섬유가 무엇으로 만들어졌는지 정의합니다.
• 표준에 따르면:다중 모드용 OM 클래스(OM1–OM5); G.652, G.657 및 기타ITU-T G.65x 권장사항단일-모드용.

엔지니어, 네트워크 계획자, 조달 팀의 경우 가장 유용한 접근 방식은 단일 모드와 다중 모드 결정으로 시작한 다음 표준 및 배포 시나리오별로 범위를 좁히는 것입니다.{0}} 다른 분류 방법인 - 굴절률 프로필, 재료 -는 유용한 배경 정보를 제공하지만 주류 네트워크 프로젝트에서 주요 구매 결정을 거의 주도하지 않습니다.

단일-모드와 다중 모드 광섬유: 주요 차이점

단일-모드 광섬유한 가지 모드의 빛만 전파되도록 허용하는 작은 코어(일반적으로 약 8~10μm)를 가지고 있습니다. 이는 모달 분산을 제거하고 신호 저하를 최소화하면서 장거리를 이동할 수 있게 하므로 - 통신 백본, 메트로 네트워크, 액세스 네트워크 및 장거리 링크에 대한 표준 선택이 됩니다-.

다중모드 광섬유다양한 모드의 빛을 동시에 지원하는 더 큰 코어(50μm 또는 62.5μm)를 가지고 있습니다. 이는 기업 건물, 캠퍼스 백본 및데이터 센터, 링크 거리는 일반적으로 수백 미터 미만입니다.

일반적인 오해는 케이블 가격만으로 어떤 광섬유가 더 저렴한지를 결정한다는 것입니다. 실제로 총 시스템 비용은 트랜시버, 커넥터 및 설치 인력에 따라 크게 달라집니다. 단거리-기업 및 데이터 센터 환경의 경우, 호환 가능한 VCSEL-기반 트랜시버 및 커넥터가 단일-모드 광학보다 저렴하기 때문에 다중 모드 광섬유가 총 시스템 비용을 낮추는 경우가 많습니다. 그러나 링크 거리가 증가함에 따라 멀티모드 광섬유는 확장된 도달 범위에서 신호 품질을 유지할 수 없기 때문에 비용에 관계없이 단일{6}}모드가 필요해집니다.

다중 모드 광섬유 유형: OM1, OM2, OM3, OM4 및 OM5

다중 모드 광섬유는 다음과 같이 정의된 등급으로 더 나뉩니다.티아ISO/IEC 표준. - OM1부터 OM5 -까지의 등급은 주로 주어진 속도에서 데이터를 전송할 수 있는 거리를 결정하는 모달 대역폭이 다릅니다.

OM1 및 OM2: 레거시 다중 모드 광섬유

OM1 광섬유는 62.5μm 코어를 사용하며 원래 LED- 기반 광원용으로 설계되었습니다. OM2는 50μm 코어를 사용하며 초기에는 LED 전송용으로 설계되었습니다. 두 등급 모두 현대 표준에 따라 대역폭이 제한되어 있으며 레거시 광섬유 유형으로 분류됩니다. TIA는 다음을 권장합니다.신규 설치에서는 OM3, OM4 또는 OM5를 사용합니다.OM1이나 OM2가 아닙니다.

기존 건물에서 OM1 또는 OM2를 만나더라도 단거리에서는 여전히 1기가비트 이더넷 트래픽을 전달할 수 있습니다. 그러나 새로운 케이블링 프로젝트의 경우 OM1 또는 OM2를 지정하면 향후 업그레이드 옵션이 제한되므로 일반적으로 피해야 합니다.

OM3: 레이저-10G 이상에 최적화된 멀티모드

OM3은 850nm의 VCSEL 레이저 소스를 위해 특별히 설계된 최초의 다중 모드 광섬유 등급입니다. 850nm에서 2000MHz·km의 유효 모달 대역폭(EMB)을 가지며 최대 300m까지 10기가비트 이더넷을 지원합니다. OM3은 10G 링크가 지배적이고 거리가 적당한 기업 네트워크에 대해 실행 가능한 옵션으로 남아 있습니다.

OM4: 데이터 센터 및 캠퍼스 링크를 위한 더 높은 대역폭

OM4는 OM3의 두 배 이상인 850nm에서 4700MHz·km의 EMB를 제공합니다.- 이를 통해 10기가비트 이더넷은 최대 400미터까지, 100기가비트 이더넷(100GBASE-SR4)은 최대 100미터까지 지원할 수 있습니다. 많은 데이터 센터 갱신 프로젝트와 새로운 캠퍼스 백본 배포의 경우 OM4는 성능, 도달 범위 및 비용의 적절한 균형을 유지합니다.

OM5: 다중-파장 전송을 위한 광대역 다중 모드

WBMMF(광대역 다중 모드 광섬유)라고도 알려진 OM5는 850nm와 953nm에서 모두 지정됩니다. 이는 단일 광섬유 쌍을 통해 여러 파장(일반적으로 850, 880, 910 및 940nm)을 전송하는 단{4}}파장 분할 다중화(SWDM)를 지원하도록 설계되었습니다. 따라서 로드맵에 40G, 100G 또는 400G 전송을 위한 SWDM{11}기반 트랜시버가 포함되어 있는 경우 OM5가 관련성이 있습니다.

그러나 모든 최신 다중 모드 네트워크에 OM5가 자동으로 필요한 것은 아닙니다. 배포에서 SWDM 없이 표준 850nm 트랜시버를 사용하는 경우 OM4는 더 저렴한 케이블 비용으로 동일한 성능을 제공합니다. 다중-파장 전략이 기본값이 아닌 실제 업그레이드 계획-의 일부인 경우 OM5를 평가해 보세요.

OM3 대 OM4 대 OM5: 빠른 결정 가이드

단일{0}}모드 광섬유 유형: G.652 대 G.657

단일-모드 광섬유 표준은 다음에 의해 정의됩니다.ITU-T(국제전기통신연합 – 통신표준화 부문). 여러 가지 G.65x 권장 사항이 있지만 대부분의 배포 결정에서 가장 중요한 두 가지는 G.652와 G.657입니다.

G.652: 표준 단일-모드 광섬유

ITU{0}}T G.652는 세계에서 가장 널리 설치된 단일{2}}모드 광섬유입니다. 1984년에 처음 표준화된 이 기술은 1310nm 근처에서 분산 파장이 0-인 광섬유를 지정하고 1310nm 대역에서 작동하도록 최적화되었으며 1550nm 대역에서도 사용할 수 있습니다. 최신 하위 범주인 G.652.D는 전체-스펙트럼 작동을 위한 수위 피크를 제거하고 보다 엄격한 PMD(편광 모드 분산) 성능을 제공하므로- CWDM 및 DWDM 시스템에 적합합니다.

G.652는 범용-용 기본 선택으로 남아 있습니다.단일-모드 광섬유굴곡 반경 요구사항이 표준인 백본, 지하철 및 운송 네트워크-(최소 굴곡 반경 30mm)

G.657: 굴곡-무감각 단일-모드 광섬유

ITU-T G.657은 액세스 네트워크, 실내 케이블링 및 데이터 센터와 같은 공간이 제한된 환경에서 발생하는 굴곡 문제를 해결하기 위해 만들어졌습니다.{2}} G.657 광섬유는 G.652에 비해 신호 손실이 훨씬 적고 더 엄격한 굽힘 반경을 견딜 수 있습니다.

G.657에는 두 가지 주요 범주가 있습니다.

• 카테고리 A(G.657.A1, G.657.A2):G.652.D와 완벽하게 호환되므로 G.652.D가 지정된 모든 곳에 배치할 수 있으며 향상된 굽힘 성능도 제공합니다. G.657.A1은 10mm의 최소 굽힘 반경을 지원합니다. G.657.A2는 7.5mm를 지원합니다.
• 카테고리 B(G.657.B2, G.657.B3):B3는 5mm의 최소 굴곡 반경을 지원하여 짧은 도달 거리 및 실내 환경의 매우 좁은 굴곡에 최적화되었습니다. 카테고리 B 광섬유는 G.652.D 색분산 사양을 완전히 준수하지 않을 수 있지만 액세스 네트워크 사용에 대해 시스템-호환이 가능합니다.

광섬유가 단단한 라이저, 작은 인클로저 또는 날카로운 모서리를 통과하여 라우팅되어야 하는 액세스 배포에서 G.657 광섬유는 과도한 굽힘 손실의 위험을 줄입니다. 고밀도-데이터 센터 환경패치 코드라우팅, G.657.A-호환 광섬유는 표준 G.652에 비해 의미 있는 이점을 제공합니다.

G.652 대 G.657: 각각을 선택하는 시기

단계-지수와 등급별-지수 섬유

광섬유를 분류하는 또 다른 방법은 굴절률 프로필을 사용하는 것입니다. 에서단계-색인섬유의 굴절률은 코어 전체에서 균일하고 코어-클래딩 경계에서 급격하게 떨어집니다. 에서등급-색인섬유의 경우 코어 중심에서 클래딩으로 갈수록 굴절률이 점차 감소합니다.

굴절률 프로필이 모달 분산에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이러한 구별이 중요합니다. 단계-인덱스 다중 모드 광섬유에서는 서로 다른 모드의 빛이 균일한 코어를 통해 서로 다른 속도로 이동하므로 신호가 서로 다른 시간에 도착하고 대역폭이 제한됩니다. 등급-굴절률 다중 모드 광섬유에서는 다양한 굴절률로 인해 코어 중심에서 더 멀리 있는 광선이 더 빠르게 이동하여 더 긴 경로를 부분적으로 보상합니다. 이러한 균등화 효과는 모달 분산을 크게 줄이고 장거리에서 더 높은 대역폭을 가능하게 합니다.

데이터 통신에 사용되는 거의 모든 최신 다중 모드 광섬유 - OM2, OM3, OM4 및 OM5 -은 등급-인덱스입니다. 스텝-인덱스 다중 모드 광섬유는 주로 플라스틱 광섬유(POF)와 같은 구형 설계 및 특수 응용 분야와 관련이 있습니다. 이와 대조적으로 단일{9}}모드 광섬유는 기본적으로 단계-인덱스 프로필을 사용하지만 하나의 모드만 전파되므로 모드 분산이 적용되지 않습니다.

유리 섬유와 플라스틱 광섬유

통신 및 데이터 네트워킹에 사용되는 대부분의 광섬유는 실리카 유리로 만들어집니다. 유리 섬유는 낮은 감쇠, 높은 대역폭 및 장거리 전송 적합성을 제공합니다.- 위에서 설명한 모든 OM 및 G.65x 표준은 유리 섬유에 적용됩니다.

플라스틱 광섬유(POF)는 일반적으로 큰 스텝-인덱스 설계를 갖춘 폴리머 코어를 사용합니다. 유리 섬유보다 종단이 더 쉽고 유연성이 뛰어나지만 감쇠율이 훨씬 높고 대역폭이 더 낮습니다. POF는 주류 고용량 통신 네트워크가 아닌 자동차 네트워크, 홈 오디오/비디오 연결 및 산업용 감지-와 같은 짧은-링크 애플리케이션에 사용됩니다.

네트워크에 적합한 광섬유를 선택하는 방법

광섬유 선택을 교과서 연습으로 다루기보다는 특정 배포에 따른 실용적인 결정으로 접근하십시오. 일반적인 시나리오에 적용되는 주요 요소는 다음과 같습니다.

1. 거리 요건 결정

링크가 수백 미터를 초과하는 경우 일반적으로 단일{0}}모드 광섬유가 유일하게 실행 가능한 옵션입니다. 300~400미터 미만의 링크의 경우 - 건물 내부, 캠퍼스 건물 간 또는 건물 내에서 일반적입니다.데이터 센터- 다중 모드 광섬유는 더 낮은 총 비용으로 필요한 성능을 제공할 수 있습니다.

2. 케이블 가격뿐만 아니라 전체 시스템 비용을 평가하십시오.

멀티모드 광섬유 케이블은 일부 시장에서 단일{0}}모드보다 미터당 비용이 약간 더 비쌀 수 있지만 멀티모드트랜시버커넥터는 일반적으로 훨씬 저렴합니다. 데이터 센터 및 기업 환경의 단거리-링크 링크의 경우 트랜시버 절감 효과가 케이블 비용 차이보다 더 큰 경우가 많습니다. 도달 범위 요구 사항이 증가함에 따라 경제성은 단일-모드로 전환됩니다.

3. 물리적 설치 환경 평가

액세스 네트워크, 라이저 설치 및 고밀도 케이블 관리 시나리오에서는 -긴장된 굴곡이 불가피합니다. 이러한 조건에서 단일{2}}모드 광섬유를 배포하는 경우 다음을 지정합니다.G.657 굴곡-무감각 섬유굴곡 시 과도한 감쇠 위험을 줄입니다. 실내 및실내 케이블라우팅이 제한된 애플리케이션에서는 이것이 특히 중요합니다.

4. 속도 및 업그레이드 경로 계획

새로운 다중 모드 인프라를 구축하는 경우 OM1 또는 OM2를 지정하지 마십시오. 10G~100G 요구 사항의 경우 OM4가 가장 일반적인 선택입니다. 조직의 로드맵에 SWDM-기반 트랜시버가 포함되어 있는 경우 OM5를 평가해 보세요. 단일-모드의 경우 G.657.A-호환 광섬유는 G.652.D와의 하위 호환성을 제공하는 동시에 더 나은 굽힘 허용 오차를 제공하므로 -새로운 단일 모드 설치에 적합한 기본값이 됩니다.-

5. 케이블 구성 및 환경 고려

케이블 내부의 광섬유 유형은 케이블 구성과 별개입니다. 동일한 단일-모드 또는 다중 모드 광섬유를 다음과 같이 패키징할 수 있습니다.지하 케이블, 공중 케이블, 타이트-버퍼 실내 케이블, 또는느슨한-튜브 실외 케이블어디에 설치될지에 따라. 귀하의 환경에 맞는 광섬유 유형과 적절한 케이블 구성을 모두 지정하십시오.

광섬유를 선택할 때 흔히 저지르는 실수

몇 가지 반복되는 오류로 인해 최적이 아닌 섬유 선택이 발생합니다.

• 새 설치에 대해 OM1 또는 OM2를 지정합니다.이러한 레거시 등급은 대역폭과 향후 업그레이드 기능을 제한합니다. TIA는 모든 새로운 다중 모드 배포에 OM3, OM4 또는 OM5를 권장합니다.
• 케이블 비용만 비교합니다.트랜시버, 커넥터 및 설치 비용을 무시하면 불완전한 그림이 제공됩니다. 케이블 비용만이 아닌 총 링크 비용-이 결정을 좌우해야 합니다.
• 케이블 구조와 섬유 유형을 혼동합니다.광섬유 케이블의 재킷, 갑옷 및구조 설계설치 환경에 따라 선택됩니다. 내부의 광섬유는 전송 요구 사항에 따라 선택됩니다. 이는 두 가지 별도의 결정입니다.
• SWDM 로드맵 없이 OM5로 기본 설정됩니다.OM5는 다중-파장 전송이 계획될 때 가치를 더합니다. SWDM 트랜시버가 없으면 OM4는 더 저렴한 비용으로 동일한 단일{4}}파장 성능을 제공합니다.
• 굴곡이 심한 환경에서 표준 G.652 사용-라우팅이 작은 인클로저나 좁은 모서리를 통과하는 경우 G.657 굴곡-에 민감하지 않은 광섬유는 불필요한 신호 손실을 방지합니다.

섬유 유형별 일반적인 응용 분야