안녕하세요, 이번 포스팅은 광케이블 종류 규격 정리 (feat. Single, Multi Cable) 대해서 작성하도록 하겠습니다.
광케이블에는 크게 싱글모드, 멀티모드가 있는데 멀티모드는 상대적으로 짧은 거리에 적용하며 싱글모드는 장 거리에 활용을 합니다.
이와 더불어 광케이블 통신규격에 대해서도 정리하였으니 도움이 되셨으면 합니다.
싱글모드 광케이블 (single-mode optical fiber)
: 그럼 광케이블 종류 규격 설명을 위해 먼저 싱글모드 광케이블 대해서 설명 드리도록 하겠습니다.
싱글모드는 코어수 직경이 매우 가늘고(수 ㎛) 한 가지 빛을 전달하는 방식의 케이블입니다.
single optical fiber 는 코어와 클래드라는 동시원상의 2중 구조로 구성되어 있습니다.
그리고 중심부인 코어부를 통해서 빛이 통과 및 전달이 됩니다.
코어부는 클래드부 보다 굴절률이 크게 되어 있기 때문에 fiber의 단면에 빛을 조사하면 전반 각도가 임계 각도보다 작은 각도로, 입사한 빛은 코어와 클래드의 경계에서 전반사를 반복하면서 코어 안을 전반이 되어 전달이 되는 구조입니다.
이런 이유로 코어 지름을 10㎛정도 이하로 하고 또한 코어와 클래드의 굴절률 차를 멀티모드의 절반 정도 이하로 한 것입니다.
이런 전반은 Single 모드가 가능하며 멀티모드에 비해 분산이 매우 적기 때문에 장거리 통신에 활용을 합니다.
멀티모드 광케이블 (multi-mode optical fiber)
: 다음은 멀티모드 광케이블 (multi mode optical fiber) 대해서 설명드리도록 하겠습니다.
멀티모드 광케이블은 코어 지름이 50~200㎛로 크고, 전송할 수 있는 모드 수도 많아 단파장, 단거리에 활용하는 광케이블입니다.
싱글모드의 경우에는 한 가지 빛만 전달하는 특징이 있다면 멀티 모드 광케이블의 경우에는 다수의 모드를 전반 할 수 있는 optical fiber 케이블입니다.
멀티모드 광케이블에는 코어부의 따라 2가지 타입으로 구분이 됩니다.
- 반지름방향 굴절률 분포가 일정한 스텝 인덱스형
- 반지름방향 굴절률 분포 거의 제곱으로 변화하는 그레디드 인덱스형
그리고 멀티모드 광케이블 (multi mode optical fiber) 은 중소용량의 광통신 시스템 통신회선으로 주로 사용이 됩니다.
광케이블 구조
: 다음은 광케이블 구조 대해서 설명 드리도록 하겠습니다.
전기 케이블과 다르게 광케이블의 직격은 작습니다.
그리고 광케이블의 코어는 거의 머리카락 수준의 가닥스로 이뤄어져 있습니다.
일반적인 구조는 코어, 클래드, Inner Sheath, Outer Sheath로 구성이 되어 있는데, 신호 잡음을 없애기 위해 Shield를 추가하기도 합니다.
보통 케이블 직경은 싱글모드 광케이블이 직경은 8~10um 이며, 멀티모드 광케이블 직경은 50 / 62.5um 입니다.
| 항목 | 싱글모드 광케이블 | 멀티모드 광케이블 |
| 직경 | 8~10um | 50 / 62.5um |
| Note. 1) 일반적인 구조는 코어, 클래드, Inner Sheath, Outer Sheath 로 구성 2) 신호 잡음을 없애기 위해 Shield를 추가하기로 함 |
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광케이블 싱글모드 멀티모드 비교 분석
: 그럼 다음은 광케이블 싱글모드 멀티모드 비교 분석한 내용에 대해서 설명드리도록 하겠습니다.
1) 호환성을 위한 싱글모드 멀티모드 일치
일단 광케이블은 서로의 호환성을 위해서 싱글 or 멀티 모드를 맞춰주셔야 합니다.
이렇게 맞추주지 않으면 서로의 신호를 다르게 인식하게 되어 전기적인 신호를 다르게 해석하여 제대로 된 성능을 발휘할 수 없다고 합니다.
사실 실제적으로 현장이나 공장에서 적용되는 장비들은 서로 업체가 다른 장치를 사용하는 경우가 많기 때문에 이런 사소한 이유만으로도 성능이 제대로 구현이 안 되는 경우가 많습니다.
2) 싱글모드 광케이블
먼저 싱글모드 광케이블에서 설명 드리면 멀티모드보다는 코어의 굴기는 작습니다.
코어의 직경이 작기 때문에 굴절율이 적게 하여 내부를 흐르는 빛은 한 가지 통로로 갖게 되는 것입니다.
이로 인해 전송 손실이 적고, 장거리 통신에 주로 사용되는 광케이블 타입입니다.
– 싱글모드 광케이블 특징
- 코어의 직경이 8~10um로(1um는 1천분의 1m)
- 머리카락의 1/5 수준되는 크기
- 굴절율을 적게하여 내부를 흐르는 빛은 한 가지의 통로만 갖게 됨
- 전송손실 적음
- 장거리 통신 가능함
3) 멀티모드 광케이블
: 다음은 멀티모드입니다.
멀티모드는 싱글모드에 비해 코어는 직경이 크고 코어 내부에 빛이 여러 경로로 전달이 됩니다.
싱글모드 반대로 코어의 직경이 크기 때문에 코어 내부에서 빛이 분산되는 특징을 가지고 있습니다.
멀티모드 광케이블에는 SI형과 GI형이 있는데 각 현장과 설비에 맞게 적용해서 사용하시면 됩니다.
현재 현업에서는 GI형만이 사용을 한다고 하지만 오래된 공장 유지보를 위해서는 SI형도 알고 계시는 걸 추천드립니다.
이런 특징으로 멀티모드 광케이블은 가격이 상대적으로 싸고, 여러가지 설비에 적용이 가능하며, 싱글모드보다는 취급이 용이하다고 합니다.
| 구분 | 멀티모드(MM) | 싱글모드(SM) |
| 코어 직경 | 50um / 62.5um | 8~10um |
| 클래딩 직경 | 125um | 125um |
| 광전송로 모드 | 멀티모드 | 싱글모드 |
| 모드 분산 여부 | 있음 | 없음 |
| 전송 손실 | 적다 | 적다(멀티모드 보다 적다) |
| 전송 거리 | 550m 이내 | 70Km 이내 |
| 비용 | 싱글모드보다 저렴 | 비쌈(멀티모드 보다 비쌈) |
광케이블 통신규격
: 다음은 광케이블을 사용하기 위한 통신규격 대해서 설명 드리도로 하겠습니다.
전기에도 KEC 와 같은 규격이 있듯이 통신케이블을 사용하는 분야에도 통신 규격이 있습니다.
광케이블의 규격은 “000BASE- □ △ “로 표시를 합니다.
여기에서 “□” 표시는 레이져의 종류를 나타나는데 “S” 의경우에는 단파장을 나타냅니다.
단파장이라는 말이 짧은 파장의 레이저라는 말이기 때문에 멀티모드 용으로 사용이 된다라고 이해하시면 됩니다.
만약 “□” 표시에 “L” 이 붙으면 긴 파장을 나타내는 것이면 전송거리가 긴 싱글모드용이라고 이해하시면 됩니다.
– 1000BASE-SX : 단파장, 멀티모드 용 광케이블
– 1000BASE-LX : 긴 파장, 싱글모드 용 광케이블
추가적으로 “X”는 1000BASE를 뜻하는 것으로 “1 Giga 이더넷”을 말하는 사항입니다.
만약 X 대신에 “R” 이 기재가 되어 있다면 “10Giga 이더넷”을 의미하는 것입니다.
– 1000BASE-SX : 단파장, 멀티모드 용 광케이블, 1 Giga 이더넷
– 1000BASE-LR : 긴 파장, 싱글모드 용 광케이블, 10 Giga 이더넷
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여기까지 작성하도록 하겠습니다.
지금까지 광케이블 종류 규격 정리 (feat. Single, Multi Cable) 대해서 포스팅을 작성하였습니다.
전기는 통신과 정말 많은 관련이 있기 때문에 통신 부분도 꼭 잘 공부하시는 걸 추천드립니다.
