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광섬유 케이블 신호 손실, 감쇠 및 분산
다중 모드 및 단일 모드 광섬유 케이블의 신호 손실
다중 모드 광섬유는 빛의 광선이 내부적으로 반사될 수 있을 만큼 직경이 충분히 큽니다(광섬유의 벽에서 반사됨). 다중 모드 광학 인터페이스에서는 일반적으로 LED를 광원으로 사용합니다. 그러나 LED는 코히런트 소스가 아닙니다. 그들은 다양한 각도로 빛을 반사하는 다중 모드 광섬유에 다양한 파장의 빛을 분사합니다. 광선은 다중 모드 광섬유를 통해 들쭉날쭉한 선으로 이동하여 신호 분산을 유발합니다. 광섬유 코어에서 이동하는 빛이 광섬유 클래딩으로 방출되면 고차 모드 손실이 발생합니다. 이러한 요소는 함께 단일 모드 광섬유와 비교하여 다중 모드 광섬유의 전송 거리를 제한합니다.
단일 모드 광섬유는 직경이 너무 작아서 빛의 광선이 한 층을 통해서만 내부적으로 반사될 수 있습니다. 단일 모드 광학 인터페이스에서는 레이저를 광원으로 사용합니다. 레이저는 단일 모드 광섬유를 통해 직선으로 이동하는 단일 파장의 빛을 생성합니다. 다중 모드 광섬유와 비교할 때 단일 모드 광섬유는 대역폭이 더 높고 더 먼 거리의 신호를 전달할 수 있습니다.
최대 전송 거리를 초과하면 상당한 신호 손실이 발생하여 신뢰할 수 없는 전송이 발생할 수 있습니다.
광섬유 케이블의 감쇠 및 분산
광 데이터 링크의 올바른 기능은 올바르게 복조될 수 있는 충분한 전력으로 수신기에 도달하는 변조된 빛에 달려 있습니다. 감쇠 는 광 신호가 전송될 때 전력이 감소하는 것입니다. 감쇠는 케이블, 케이블 스플라이스 및 커넥터와 같은 수동 미디어 구성 요소로 인해 발생합니다. 광섬유의 감쇠는 다른 매체보다 현저히 낮지만 여전히 다중 모드 및 단일 모드 전송 모두에서 발생합니다. 효율적인 광 데이터 링크에는 감쇠를 극복할 수 있는 충분한 빛이 있어야 합니다.
분산 은 시간 경과에 따른 신호의 확산입니다. 다음 두 가지 유형의 분산은 광 데이터 링크에 영향을 줄 수 있습니다.
색채 분산(Chromatic dispersion) - 시간이 지남에 따라 신호가 확산되며, 이는 광선의 속도가 다르기 때문입니다.
모달 분산 - 시간 경과에 따른 신호의 확산, 이는 섬유의 다양한 전파 모드로 인해 발생합니다.
다중 모드 전송의 경우 색채 분산 또는 감쇠가 아닌 모달 분산이 일반적으로 최대 비트 전송률과 링크 길이를 제한합니다. 단일 모드 전송의 경우 모달 분산은 요인이 아닙니다. 그러나 더 높은 비트 전송률과 더 긴 거리에서는 모달 분산이 아닌 색채 분산이 최대 링크 길이를 제한합니다.
효율적인 광 데이터 링크는 수신기가 사양 내에서 작동하는 데 필요한 최소 전력을 초과하기에 충분한 빛이 있어야 합니다. 또한 총 분산은 Telcordia Technologies 문서 GR-253-CORE(섹션 4.3) 및 ITU(International Telecommunications Union) 문서 G.957의 링크 유형에 대해 지정된 제한보다 작아야 합니다.
색 분산이 허용되는 최대치에 도달하면 그 효과는 전력 예산에서 전력 패널티로 간주 될 수 있습니다. 옵티컬 전력 예산은 구성 요소 감쇠, 전력 패널티(분산으로 인한 페널티 포함) 및 예기치 않은 손실에 대한 안전 여유를 합산할 수 있어야 합니다.