광섬유 케이블

Fiber-optic cable
클리어 재킷이 있는 TOSLINK 광섬유케이블이러한 케이블은 주로 디바이스 간의 디지털 오디오 연결에 사용됩니다.

광섬유 케이블이라고도 불리는 광섬유 케이블은 전기 케이블과 비슷하지만 빛을 전달하기 위해 사용되는 하나 이상의 광섬유를 포함하는 어셈블리입니다.광섬유 소자는 일반적으로 플라스틱 층으로 개별적으로 코팅되어 있으며 케이블이 사용되는 환경에 적합한 보호 튜브에 포함되어 있습니다.다른 타입의 케이블은[1], 예를 들면, 장거리 통신이나 건물의 다른 부분간에 고속의 데이터 접속을 제공하는 등, 다양한 용도에 사용됩니다.

설계.

멀티파이버 케이블

광섬유는 코어층클래드층으로 구성되며, 코어층과 클래드층은 굴절률 차이로 인해 전체 내부반사를 위해 선택된다.실용적인 섬유에서 클래드는 보통 아크릴레이트 폴리머 또는 폴리이미드 층으로 코팅된다.이 코팅은 파이버를 손상으로부터 보호하지만 광도파로 특성에는 기여하지 않습니다.개개의 코팅 섬유(또는 리본 또는 다발로 형성된 섬유)는 그 주위에 단단한 수지 버퍼층 또는 코어 튜브를 돌출시켜 케이블 코어를 형성합니다.애플리케이션에 따라 여러 층의 보호 피복이 추가되어 케이블이 형성됩니다.견고한 파이버 어셈블리는 파이버 사이에 광흡수('어두운') 유리를 끼워 하나의 파이버에서 누출되는 빛이 다른 파이버로 들어오는 것을 방지합니다.이것에 의해, 파이버간의 크로스 토크를 줄이거나, 파이버 번들 이미징 애플리케이션의 [2]플레어를 줄일 수 있습니다.

좌측: LC/PC 커넥터
오른쪽: SC/PC 커넥터
4개의 커넥터 모두 페룰을 덮는 흰색 캡이 있습니다.

실내 애플리케이션의 경우, 재킷이 있는 섬유는 일반적으로 아라미드(: Twaron 또는 Kevlar)와 같은 유연한 섬유 고분자 강도 부재 다발과 함께 가벼운 플라스틱 커버에 넣어 간단한 케이블을 형성합니다.케이블의 양끝은 전용 광섬유 커넥터에 의해 종단되어 쉽게 접속 및 송수신 기기와의 접속을 끊을 수 있다.

Telstra 피트 내 광섬유케이블
파이버 케이블 접속 배선함 고장 조사접속 배선함 내의 개별 파이버 케이블 가닥이 보입니다.
광섬유 브레이크아웃케이블
광섬유 리본 케이블
'리본'형 광케이블은 '느슨 튜브'형보다 더 많은 섬유를 수용할 수 있다.

보다 부하가 높은 환경에서 사용하기 위해서는 보다 견고한 케이블 구조가 필요합니다.느슨한 튜브 구조에서는 파이버가 나선형으로 반강성 튜브에 부설되어 파이버 자체를 늘리지 않고 케이블을 늘릴 수 있습니다.이렇게 하면 부설 시 및 온도 변화에 의한 장력으로부터 섬유를 보호할 수 있습니다.느슨한 튜브 섬유는 "드라이 블록" 또는 젤로 채워질 수 있습니다.드라이 블록은 겔로 채워진 것보다 섬유에 대한 보호는 덜하지만 비용이 상당히 적게 듭니다.느슨한 튜브 대신 섬유는 흔히 "타이트 버퍼" 구조라고 불리는 무거운 폴리머 재킷에 내장될 수 있습니다.타이트 버퍼 케이블은 다양한 용도로 제공되지만 가장 일반적인 것은 "브레이크아웃"과 "배포"입니다.브레이크아웃 케이블에는 보통 립코드, 2개의 비전도성 유전체 강화 부재(통상 유리봉 에폭시), 아라미드사 및 각 파이버를 둘러싼 케블라 추가 층이 있는 3mm 완충관이 포함됩니다.립코드는 케이블의 재킷 아래에 있는 강한 실의 평행한 코드입니다.[3]배전 케이블은 케블라 전체를 감싸고 있으며, 립코드 및 각 파이버를 둘러싼900 마이크로미터 버퍼 코팅이 되어 있습니다.이러한 섬유 장치는 일반적으로 추가 강철 강도 부재와 함께 번들로 제공되며, 신축이 가능하도록 나선형으로 꼬여 있습니다.

옥외 케이블 배선에서는 파이버를 물에 의한 손상으로부터 보호하는 것이 중요합니다.이것은 구리 튜브, 발수성 젤리 또는 섬유를 둘러싼 흡수성 분말과 같은 고체 장벽을 사용하여 실현됩니다.

마지막으로, 케이블은 건설 작업이나 동물을 갉아먹는 것과 같은 환경적 위험으로부터 보호하기 위해 장갑을 착용할 수 있다.해저 케이블은 보트 닻, 낚시 도구, 심지어 상어로부터 보호하기 위해 근해 부분에 더 중무장되어 있으며, 이는 케이블 내의 파워앰프나 리피터로 전달되는 전기에 끌릴 수 있다.

최신 케이블은 참호 직접 매설, 송전선 이중 사용, 전선관 설치, 공중 전신주에 대한 밧줄 연결, 해저 설치, 포장된 도로에서의 삽입 등과 같은 응용 분야를 위해 설계된 다양한 피복과 갑옷으로 구성되어 있습니다.

용량과 시장

2012년 9월 NTT Japan은 50km의 [4]거리에서 1페타비트/15(10비트/)를 전송할 수 있는 단일 파이버 케이블을 시연했습니다.

현대의 파이버 케이블은 1개의 케이블에 최대 1,000개의 파이버스트랜드를 포함할 수 있습니다.단, 일반적으로 제조되는 가장 높은 스트랜드 카운트의 싱글모드 파이버 케이블은 각각 24개의 [5]파이버를 포함한 36개의 리본으로 구성되어 있는 864카운트입니다.

경우에 따라서는, 케이블내의 파이버의 극히 일부만이 실제로 사용되고 있는 경우가 있습니다.기업은 미사용 파이버를 지역 내 또는 지역을 통해 서비스를 필요로 하는 다른 프로바이더에게 리스 또는 판매할 수 있습니다.특정 지역의 규제에 따라서는 기업은 대규모 다크 파이버 네트워크를 판매하기 위해 네트워크를 과잉 구축할 수 있기 때문에 트렌치화 및 시 당국의 [citation needed]허가 필요성이 전반적으로 감소합니다.그 대신에, 그들은 경쟁자들이 그들의 [citation needed]투자로부터 이익을 얻는 것을 막기 위해 의도적으로 과소 투자를 할 수도 있다.

신뢰성과 품질

광섬유는 매우 강하지만 제조공정 특유의 불가피한 미세한 표면 결함으로 강도가 대폭 저하된다.초기 파이버의 강도 및 시간에 따른 변화는 특정 환경조건의 취급, 배선 및 설치 시 파이버에 가해지는 부하에 대해 고려해야 합니다.결함 성장을 유도하여 강도 저하 및 실패를 초래할 수 있는 세 가지 기본적인 시나리오가 있습니다. 동적 피로, 정적 피로 및 제로 스트레스 에이징입니다.

Telcordia GR-20은 광섬유 광섬유케이블의 일반 요건으로서 모든 동작 [6]조건에서 광섬유를 보호하기 위한 신뢰성과 품질 기준을 포함하고 있습니다.기준은 외부 플랜트(OSP) 환경 조건에 초점을 맞춘다.실내 플랜트의 경우 Telcordia GR-409, 실내 광케이블의 일반 [7]요건에도 같은 기준이 있습니다.

케이블 타입

  • OFC: 광섬유, 도전성
  • OFN: 광섬유, 비전도성
  • OFCG: 광섬유, 전도성, 일반용도
  • OFNG: 광섬유, 비전도성, 일반용도
  • OFCP: 광섬유, 도전성, 플레넘
  • OFNP: 광섬유, 비전도성, 플레넘
  • OFCR: 광섬유, 도전성, 라이저
  • OFNR: 광섬유, 비전도성, 라이저
  • OPGW: 광섬유 복합 가공 접지선
  • ADSS: 전유전 셀프 서포트
  • OSP: 광섬유 케이블, 공장 외부
  • MDU: 광섬유 케이블, 다중 주택 유닛

재킷 소재

재킷 소재는 용도에 따라 다릅니다.이 재료는 기계적 견고성, 화학 및 UV 방사선 저항 등을 결정합니다.일반적인 재킷 재료로는 LSZH, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드있습니다.

섬유소재

광섬유에는 유리와 플라스틱의 두 가지 주요 재료가 사용됩니다.그것들은 매우 다른 특성을 제공하며 매우 다른 응용 프로그램에서 사용됩니다.일반적으로 플라스틱 파이버는 초단거리 및 소비자 용도로 사용되며 유리 파이버는 단거리/중거리(멀티 모드) 및 장거리([8]싱글 모드) 통신에 사용됩니다.

컬러 코딩

패치 코드

패치 코드의 버퍼 또는 재킷은 사용되는 파이버의 종류를 나타내기 위해 많은 경우 컬러 코딩됩니다.커넥터의 파이버가 구부러지는 것을 방지하는 스트레인 릴리프 「부트」는, 접속 타입을 나타내기 위해서 색상으로 구분되어 있습니다.플라스틱 쉘(SC 커넥터 등)이 있는 커넥터에서는 일반적으로 색상 구분 셸을 사용합니다.재킷(또는 버퍼)과 부트(또는 커넥터 셸)의 표준 컬러 코딩은 다음과 같습니다.

코드 재킷(또는 버퍼) 컬러
색. 의미.
오렌지 멀티 모드 광섬유
아쿠아 OM3 또는 OM4 10 G 레이저 최적화 50/125 µm 멀티 모드 광섬유
에리카[9] 바이올렛 OM4 멀티 모드 광섬유(일부 벤더)[10]
라임[11] 그린 OM5 10 G + 와이드밴드 50/125 µm 멀티모드 광섬유
회색 멀티 모드 광섬유의 구식 색상 코드
노란 색 싱글 모드 광섬유
파랑색 편파 유지 광섬유를 지정하기 위해 사용되기도 합니다.
커넥터 부트(또는 셸) 색상
색. 의미. 댓글
파랑색 물리적 접촉(PC), 0° 주로 싱글 모드 파이버에 사용됩니다.일부 제조원에 따라서는 편광 유지 광섬유에 사용됩니다.
초록의 각도 연마(APC), 8°
블랙입니다. 물리적 접촉(PC), 0°
회색 물리적 접촉(PC), 0° 멀티모드 파이버 커넥터
베이지
하얀색 물리적 접촉(PC), 0°
빨간. 고광학력외부 펌프 레이저 또는 라만 펌프를 연결하는 데 사용되기도 합니다.

비고: E-2000 커넥터의 레버나 어댑터의 프레임 등 커넥터의 작은 부분이 추가로 색상으로 구분되어 있을 수도 있습니다.이 추가 컬러 코딩은 여러 개의 패치 코드가 한 포인트에 설치되어 있는 경우 패치 코드의 올바른 포트를 나타냅니다.

멀티파이버 케이블

멀티파이버 케이블의 개별 파이버는 각 파이버 상의 컬러 코딩된 재킷 또는 버퍼에 의해 서로 구별되는 경우가 많습니다.Corning Cable Systems에서 사용되는 식별방식은 EIA/TIA-598, "광섬유케이블 컬러 코딩"에 기초하고 있습니다.이것에 의해, 외부 플랜트 및 구내 광섬유케이블 내의 파이버, 버퍼링된 파이버, 파이버 유닛, 및 파이버유닛 그룹의 식별방식이 정의됩니다.이 규격에서는 인쇄된 범례에 의해 파이버유닛을 식별할 수 있습니다.이 방법은 파이버 리본 및 파이버 서브유닛 식별에 사용할 수 있습니다.범례에는 [12]식별에 사용할 수 있도록 인쇄된 해당 숫자 위치 번호 또는 색상이 포함됩니다.

EIA598-A 파이버컬러[12] 차트
위치 재킷 컬러 위치 재킷 컬러
1 Fiber blue.svg
파랑색
13 Fiber blue black stripe.svg
블루/블랙
2 Fiber orange.svg
오렌지색
14 Fiber orange black stripe.svg
오렌지/검은색
3 Fiber green.svg
초록의
15 Fiber green black stripe.svg
녹색/검은색
4 Fiber brown.svg
갈색
16 Fiber brown black stripe.svg
갈색/검은색
5 Fiber gray.svg
슬레이트
17 Fiber gray black stripe.svg
슬레이트/검은색
6 Fiber white.svg
하얀색
18 Fiber white black stripe.svg
흰색/검은색
7 Fiber red no stripe.svg
빨간.
19 Fiber red black stripe.svg
빨강/검은색
8 Fiber black.svg
블랙입니다.
20 Fiber black yellow stripe.svg
검정/노란색
9 Fiber yellow.svg
노란 색
21 Fiber yellow black stripe.svg
노란색/검은색
10 Fiber violet.svg
보라색
22 Fiber violet black stripe.svg
보라색/검은색
11 Fiber rose.svg
로즈.
23 Fiber rose black stripe.svg
장미/검은색
12 Fiber aqua.svg
아쿠아
24 Fiber aqua black stripe.svg
아쿠아/블랙
구내 광섬유[12] 케이블의 색 부호화
파이버 타입 및 클래스 직경(µm) 재킷 컬러
멀티모드 Ia 50/125 오렌지
멀티모드 Ia 62.5/125 슬레이트
멀티모드 Ia 85/125 파랑색
멀티모드 Ia 100/140 초록의
싱글 모드 IVa 모든. 노란 색
싱글 모드 IVb 모든. 빨간.

위의 색상 코드는 표준 전화 배선에 사용되는 PE 동선 케이블과 유사합니다.

영국에서는 다른 색상 코드를 따릅니다.케이블 광섬유 200/201 케이블 내의 각 12 파이버번들 또는 소자는 다음과 같이 색칠됩니다.

COF200/201 파이버컬러 차트
위치 재킷 컬러 위치 재킷 컬러
1 Fiber blue.svg
파랑색
7 Fiber brown.svg
갈색
2 Fiber orange.svg
오렌지색
8 Fiber violet.svg
보라색
3 Fiber green.svg
초록의
9 Fiber black.svg
블랙입니다.
4 Fiber red no stripe.svg
빨간.
10 Fiber white.svg
하얀색
5 Fiber gray.svg
잿빛
11 Fiber rose.svg
핑크색
6 Fiber yellow.svg
노란 색
12 Fiber aqua.svg
청록색

각 요소는 케이블 내의 튜브 안에 있습니다(파열된 파이버 튜브가 아님).케이블 요소는 빨간색 튜브에서 시작하여 케이블 주위에서 녹색 튜브로 카운트됩니다.활성 요소는 흰색 튜브 안에 있으며, 케이블에 노란색 필러 또는 더미를 배치하여 파이버와 유닛의 수에 따라 보충합니다.외부 케이블의 경우 최대 276개의 파이버 또는 23개의 엘리먼트, 내부 케이블의 경우 최대 144개의 파이버 또는 12개의 엘리먼트를 사용할 수 있습니다.케이블에는 보통 유리섬유 또는 플라스틱 섬유로 만들어진 중심 강도 부재가 있습니다.외부 케이블에는 구리 도체도 있습니다.

전파 속도 및 지연

광케이블은 유리로 빛의 속도로 데이터를 전송합니다.이는 진공에서 빛의 속도를 사용된 유리의 굴절률로 나눈 값이며, 일반적으로 약 180,000 ~ 200,000 km/s로 km당 5.0 ~ 5.5 마이크로초의 지연이 발생합니다.따라서 1000km의 왕복 지연 시간은 약 11밀리초입니다.[13]

손실

광섬유의 신호 손실은 데시벨(dB) 단위로 측정됩니다.링크 전체에서 3dB의 손실이 발생한다는 것은 원단의 빛이 파이버로 전송되는 빛의 절반밖에 되지 않는다는 것을 의미합니다.6dB의 손실은 파이버를 통과하는 빛의 4분의 1만 있음을 의미합니다.너무 많은 빛이 손실되면 신호가 너무 약해져 회복이 불가능해지고 링크의 신뢰성이 저하되어 최종적으로 기능 전체가 정지됩니다.이것이 발생하는 정확한 지점은 송신기의 전력과 수신기의 감도에 따라 달라집니다.

일반적인 최신 멀티모드 그레이드 인덱스 파이버는 850nm 파장에서 km당 3dB의 감쇠(신호 손실)와 1300nm에서 1dB/km의 감쇠가 있습니다.싱글 모드에서는 1310 nm에서는 0.35 dB/km, 1550 nm에서는 0.25 dB/km가 손실됩니다.장거리 어플리케이션용 매우 고품질의 싱글모드 파이버는 1550 [14]nm에서 0.19 dB/km의 손실로 지정됩니다.플라스틱 광섬유(POF)는 650 nm에서 1 dB/m의 손실이 훨씬 커집니다.POF는 TOSLINK 광학 오디오와 같은 짧은 저속 네트워크 또는 [15]차내에서 사용하기에 적합한 대형 코어(약 1mm) 파이버입니다.

케이블 간의 각 연결은 평균 손실의 약 0.6dB를 더하고, 각 조인트(접합)는 약 0.1dB를 [16]더합니다.

눈에 보이지 않는 적외선(750nm 이상)은 가시광선보다 그러한 물질에서 감쇠가 낮기 때문에 상용 유리 섬유 통신에 사용됩니다.그러나 유리섬유는 가시광선을 어느 정도 투과하기 때문에 고가의 기기를 필요로 하지 않고 간단한 섬유시험에 편리하다.스플라이스를 육안으로 검사하고 조인트의 광 누출을 최소화하도록 조정할 수 있으므로 접합되는 파이버의 끝부분 사이의 광투과가 극대화됩니다.

광섬유에서의[17] 파장 이해광섬유에서의[18] 광파워 손실(감쇠) 차트는 가시광선과 사용되는 적외선 주파수의 관계를 나타내며 850, 1300 및 1550 nm 사이의 흡수수 대역을 나타냅니다.

안전.

통신에 사용되는 적외선은 보이지 않기 때문에 기술자에게 잠재적인 레이저 안전상의 위험이 있습니다.눈이 갑자기 밝은 빛에 노출되는 것에 대한 자연적인 방어는 눈 깜빡임 반사인데, 이것은 적외선 [19]소스에 의해 유발되지 않습니다.특히 눈에 보이지 않는 적외선을 방출하는 섬유를 검사하기 위해 렌즈나 현미경을 사용하는 경우, 경우에 따라서는 눈에 손상을 줄 정도로 전력 레벨이 높은 경우가 있습니다.광학 안전 필터가 있는 검사 현미경을 사용하여 이를 방지할 수 있습니다.최근에는 핸드헬드 디바이스 내에 장착된 카메라와 노트북 등의 디스플레이 디바이스에 접속하기 위한 USB 출력을 갖춘 간접 시청 보조 기구를 사용할 수 있다.이렇게 하면 커넥터 표면의 손상이나 먼지를 찾는 작업이 훨씬 더 안전해집니다.

작은 유리 조각도 누군가의 피부 밑에 들어갈 경우 문제가 될 수 있으므로 섬유 절단 시 발생하는 조각이 적절하게 수집되어 폐기되도록 주의해야 합니다.

하이브리드 케이블

무선 옥외용 Fiber To The Antenna(FTTA) 어플리케이션에는 하이브리드 광케이블과 전기케이블이 사용되고 있습니다.이들 케이블에서는 광섬유가 정보를 전달하고 전기 도체가 전력 전송에 사용됩니다.이러한 케이블은 기둥, 타워 및 기타 구조물에 장착된 안테나를 제공하기 위해 여러 환경에 배치할 수 있습니다.

Telcordia GR-3173에 따르면, 무선 옥외 광섬유와 안테나(FTTA)에 대한 하이브리드 광케이블의 일반적인 요건 이러한 하이브리드 케이블은 광섬유, 트위스트 페어/쿼드 소자, 동축 케이블 또는 통전성 전기 도체를 공통 외부 재킷 아래에 갖추고 있습니다.이러한 하이브리드 케이블에 사용되는 전력 도체는 안테나에 직접 전력을 공급하거나 안테나 전용 타워형 전자 장치에 전력을 공급하기 위한 것입니다.일반적으로 공칭 전압은 60VDC 또는 108/[20]120VAC 미만입니다.애플리케이션 및 관련 NEC(National Electrical Code)에 따라 다른 전압이 존재할 수 있습니다.

이러한 유형의 하이브리드 케이블은 실내, 실외 및 옥상 위치에서 안테나를 공급하는 Distributed Antenna System(DAS; 분산 안테나 시스템) 플랜트 등 다른 환경에서도 유용합니다.이러한 환경에서는 내화성, 국가 공인 시험소(NRTL) 목록, 수직축 배치 및 기타 성능 관련 문제 등의 고려 사항을 충분히 다루어야 합니다.

이러한 하이브리드 케이블 내에서 사용되는 전압 레벨과 전력 레벨은 다르기 때문에 전기 안전 코드는 하이브리드 케이블을 전원 케이블로 간주하며, 이는 간극, 분리 등에 관한 규칙을 준수해야 합니다.

이너덕트

이너덕트는 기존의 지하 도관 시스템에 설치되어 상대적으로 당기는 장력 한계가 낮은 광케이블을 배치하기 위한 깨끗하고 연속적인 저마찰 경로를 제공합니다.이러한 케이블은 원래 단일 직경의 금속 도체 케이블용으로 설계된 기존의 도관을 보다 작은 광케이블용으로 여러 채널로 분할하는 수단을 제공합니다.

종류들

이너덕트는 일반적으로 직경이 작고 반플렉시블 서브덕트입니다.Telcordia GR-356에 따르면 이너덕트에는 스무드월, 파형 및 [21]리브드라는 세 가지 기본 유형이 있습니다.이러한 다양한 설계는 내부 직경의 프로파일을 기반으로 합니다.당김 강도, 유연성 또는 최소 마찰 계수 등 특정 특성 또는 특성 조합의 필요성에 따라 필요한 내부 제품의 유형이 결정됩니다.

기본 프로파일 또는 등고선(평활벽, 파형 또는 리브드)을 넘어 내부 도체는 점점 더 다양한 다중 교량 설계에서도 사용할 수 있습니다.멀티다이렉트는 최대 4개 또는 6개의 개별 내부덕트로 이루어진 복합유닛 또는 여러 개의 케이블을 당기기 위한 여러 채널을 가진 단일 압출제품 중 하나입니다.어느 경우든 다교는 코일 가능하며 기존 내관과 마찬가지로 기존 도관에 끌어 들일 수 있다.

배치

내부 도관은 주로 맨홀 위치 간의 연결 경로를 제공하는 지하 도관 시스템에 설치됩니다.이너덕트를 도관에 배치하는 것 외에 직접 매설하거나 강철 서스펜션 스트랜드에 이너덕트를 묶음으로써 공기 중에 설치할 수 있다.

GR-356에서 설명한 바와 같이 케이블은 일반적으로 3가지 방법 중 하나로 내부 도체에 배치됩니다.그럴 수도 있다.

  1. 이너덕트 제조업체에 의해 압출 공정 중에 사전 장착되었습니다.
  2. 기계적 보조 풀 라인을 사용하여 내부로 당긴다.
  3. 고공기량 케이블 송풍 장치를 사용하여 내부로 송풍합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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    Hecht, Jeff (2002). Understanding Fiber Optics (4th ed.). Prentice Hall. ISBN 0-13-027828-9.
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외부 링크