광섬유 케이블이 무지개처럼 서로 다른 색상을 통해 정보를 전달할 수 있다고 상상해 보십시오. 각 색상은 고유한 데이터 채널을 나타냅니다. 광섬유 통신에서 파장은 이러한 "색상" 역할을 하며 광 신호의 특성과 전송 효율성을 결정합니다. "파장"은 많은 사람들에게 난해한 용어처럼 들릴 수도 있지만 실제로는 광섬유 기술을 이해하는 데 핵심입니다. 이 기사에서는 광섬유 파장의 개념, 기본 원리, 실제 응용 분야에서의 중요한 역할에 대해 설명합니다.
빛은 우리 눈이 가시광선으로 인식하는 것 이상으로 확장됩니다. 이는 고에너지 X선 및 자외선부터 친숙한 전파 및 마이크로파, 마지막으로 광섬유 통신에 사용되는 적외선에 이르기까지 다양한 유형의 방사선을 포함하는 더 넓은 전자기 스펙트럼의 일부를 형성합니다. 이것들은 모두 기본적으로 전자기 방사선이며 주로 파장으로 구별됩니다. 전자기 스펙트럼은 다양한 "색상"에 해당하는 다양한 파장을 사용하여 광범위한 색상 팔레트로 시각화할 수 있습니다. 광섬유 통신은 정보 전송을 위해 이 팔레트에서 특정 "색상"을 전략적으로 선택합니다.
전자기 방사선은 일반적으로 파장이나 주파수를 사용하여 설명됩니다. 파장은 공간을 통해 전파되는 파동의 연속적인 최고점 또는 최저점 사이의 거리를 나타내며 일반적으로 나노미터(nm, 10억분의 1미터) 또는 마이크로미터(μm, 100만분의 1미터)로 측정됩니다. 주파수는 초당 파동이 진동하는 횟수를 나타내며 헤르츠(Hz) 단위로 측정됩니다. 파장과 주파수는 반비례 관계를 공유합니다. 파장이 짧을수록 주파수가 높고, 파장이 길수록 주파수가 낮습니다. 빛, 자외선, X선과 같은 짧은 파장의 경우 파장이 선호되는 설명자입니다. 전파, 텔레비전 신호 및 마이크로파와 같은 더 긴 파장의 경우 주파수가 더 일반적으로 사용됩니다.
가장 친숙한 빛의 형태는 물론 가시광선이다. 인간의 눈은 대략 400nm(청색/보라색광)에서 700nm(빨간색광) 범위의 파장을 감지할 수 있습니다. 이 범위는 태양에서 가장 강한 복사 대역과 일치하며, 이는 우리의 시각 시스템이 햇빛의 가장 강렬한 파장을 인식하도록 진화했음을 시사합니다. 이는 생물학적 적응의 우아한 예입니다.
광섬유 통신은 가시광선이 아닌 적외선에 의존합니다. 적외선의 파장은 일반적으로 약 850nm, 1300nm, 1550nm입니다. 적외선을 선택하는 이유는 광섬유의 감쇠가 낮기 때문입니다. 섬유의 감쇠는 흡수와 산란이라는 두 가지 주요 요인으로 인해 발생합니다.
신호 손실을 최소화하기 위해 광섬유 시스템은 적외선 스펙트럼에서 작동하여 수분 흡수 피크를 피하고 850nm, 1300nm 및 1550nm의 세 가지 표준 파장에 정착합니다. 다행스럽게도 레이저 다이오드(또는 LED)와 광검출기는 이러한 특정 파장에서 효율적으로 작동하도록 설계할 수 있습니다.
파장이 길수록 감쇠가 덜 발생한다면 이를 사용하는 것은 어떨까요? 대답은 적외선 파장과 열 복사의 근접성에 있습니다. 전기 스토브의 흐릿한 붉은 빛을 보고 그 열을 느낄 수 있는 것처럼, 더 긴 파장은 주변 열 잡음에 취약해져서 신호 전송을 방해할 수 있습니다. 또한 적외선 범위에는 다른 수분 흡수 피크가 존재합니다.
유리 섬유와 달리 플라스틱 광섬유(POF)는 더 짧은 파장에서 더 낮은 흡수율을 나타냅니다. 결과적으로 POF는 일반적으로 650nm 적색광을 사용하지만 유리 섬유 송신기를 사용하는 단거리 응용 분야에서는 850nm가 여전히 실행 가능합니다.
광섬유 네트워크에서 파장은 전송뿐만 아니라 테스트에도 중요합니다. 케이블 감쇠는 신호 전송에 사용되는 것과 동일한 파장에서 측정되어야 합니다. 마찬가지로, 광 파워 미터는 네트워크 성능을 정확하게 평가하기 위해 이러한 특정 파장에서 교정이 필요합니다.
NIST(National Institute of Standards and Technology)는 세 가지 기본 광섬유 파장(850nm, 1300nm 및 1550nm)에서 광 파워 미터에 대한 교정 서비스를 제공합니다. 다중 모드 광섬유는 일반적으로 850nm 및 1300nm용으로 설계된 반면, 단일 모드 광섬유는 1310nm 및 1550nm에 최적화되어 있습니다. 1300nm와 1310nm 사이의 약간의 불일치는 단일 모드 광섬유가 1310nm 레이저를 사용하고 다중 모드 광섬유가 1300nm LED를 사용하는 AT&T의 역사적 용어 관례에서 비롯됩니다.
| 섬유 종류 | 파장(nm) |
|---|---|
| 플라스틱 광섬유(POF) | 650 |
| 다중 모드 등급 인덱스 광섬유 | 850, 1300 |
| 단일 모드 광섬유 | 1310, 1490-1625 |
현대 통신 시스템은 DWDM(Dense WDM) 및 CWDM(Coarse WDM)을 비롯한 WDM(파장 분할 다중화) 기술을 널리 사용합니다. WDM을 사용하면 단일 광섬유가 여러 "색상"의 빛을 동시에 전달할 수 있으며 각 색상은 독립적인 데이터 채널을 나타냅니다. WDM 시스템에서 레이저는 용량을 최대화할 수 있을 만큼 가깝지만 간섭을 방지할 수 있을 만큼 충분히 떨어져 있는 고유한 파장에 정밀하게 조정됩니다. 이는 방송국이 서로 다른 주파수에서 작동하는 FM 라디오 방송과 유사합니다. WDM은 1260nm에서 1670nm까지의 전체 파장 범위를 특정 대역으로 나누어 활용합니다.
광섬유의 중요하지만 종종 간과되는 측면은 안전입니다. 대부분의 광섬유 시스템은 가시 스펙트럼 밖에서 작동하기 때문에 투과된 빛은 일반적으로 육안으로는 보이지 않습니다. 신호를 확인하기 위해 광섬유 끝을 직접 들여다보지 마십시오. CATV 및 DWDM과 같은 특정 고전력 시스템은 위험한 방사선을 방출할 수 있습니다. 광섬유 연결을 처리하기 전에 항상 보정된 미터로 광 전력 수준을 확인하십시오.
광섬유 파장을 이해하는 것은 광통신 기술을 익히는 데 기본입니다. 전문가들은 광섬유의 "색상 코드"를 풀어 네트워크 설계를 최적화하고, 효과적으로 문제를 해결하며, 데이터 전송 기능의 한계를 확장할 수 있습니다.
광섬유 케이블이 무지개처럼 서로 다른 색상을 통해 정보를 전달할 수 있다고 상상해 보십시오. 각 색상은 고유한 데이터 채널을 나타냅니다. 광섬유 통신에서 파장은 이러한 "색상" 역할을 하며 광 신호의 특성과 전송 효율성을 결정합니다. "파장"은 많은 사람들에게 난해한 용어처럼 들릴 수도 있지만 실제로는 광섬유 기술을 이해하는 데 핵심입니다. 이 기사에서는 광섬유 파장의 개념, 기본 원리, 실제 응용 분야에서의 중요한 역할에 대해 설명합니다.
빛은 우리 눈이 가시광선으로 인식하는 것 이상으로 확장됩니다. 이는 고에너지 X선 및 자외선부터 친숙한 전파 및 마이크로파, 마지막으로 광섬유 통신에 사용되는 적외선에 이르기까지 다양한 유형의 방사선을 포함하는 더 넓은 전자기 스펙트럼의 일부를 형성합니다. 이것들은 모두 기본적으로 전자기 방사선이며 주로 파장으로 구별됩니다. 전자기 스펙트럼은 다양한 "색상"에 해당하는 다양한 파장을 사용하여 광범위한 색상 팔레트로 시각화할 수 있습니다. 광섬유 통신은 정보 전송을 위해 이 팔레트에서 특정 "색상"을 전략적으로 선택합니다.
전자기 방사선은 일반적으로 파장이나 주파수를 사용하여 설명됩니다. 파장은 공간을 통해 전파되는 파동의 연속적인 최고점 또는 최저점 사이의 거리를 나타내며 일반적으로 나노미터(nm, 10억분의 1미터) 또는 마이크로미터(μm, 100만분의 1미터)로 측정됩니다. 주파수는 초당 파동이 진동하는 횟수를 나타내며 헤르츠(Hz) 단위로 측정됩니다. 파장과 주파수는 반비례 관계를 공유합니다. 파장이 짧을수록 주파수가 높고, 파장이 길수록 주파수가 낮습니다. 빛, 자외선, X선과 같은 짧은 파장의 경우 파장이 선호되는 설명자입니다. 전파, 텔레비전 신호 및 마이크로파와 같은 더 긴 파장의 경우 주파수가 더 일반적으로 사용됩니다.
가장 친숙한 빛의 형태는 물론 가시광선이다. 인간의 눈은 대략 400nm(청색/보라색광)에서 700nm(빨간색광) 범위의 파장을 감지할 수 있습니다. 이 범위는 태양에서 가장 강한 복사 대역과 일치하며, 이는 우리의 시각 시스템이 햇빛의 가장 강렬한 파장을 인식하도록 진화했음을 시사합니다. 이는 생물학적 적응의 우아한 예입니다.
광섬유 통신은 가시광선이 아닌 적외선에 의존합니다. 적외선의 파장은 일반적으로 약 850nm, 1300nm, 1550nm입니다. 적외선을 선택하는 이유는 광섬유의 감쇠가 낮기 때문입니다. 섬유의 감쇠는 흡수와 산란이라는 두 가지 주요 요인으로 인해 발생합니다.
신호 손실을 최소화하기 위해 광섬유 시스템은 적외선 스펙트럼에서 작동하여 수분 흡수 피크를 피하고 850nm, 1300nm 및 1550nm의 세 가지 표준 파장에 정착합니다. 다행스럽게도 레이저 다이오드(또는 LED)와 광검출기는 이러한 특정 파장에서 효율적으로 작동하도록 설계할 수 있습니다.
파장이 길수록 감쇠가 덜 발생한다면 이를 사용하는 것은 어떨까요? 대답은 적외선 파장과 열 복사의 근접성에 있습니다. 전기 스토브의 흐릿한 붉은 빛을 보고 그 열을 느낄 수 있는 것처럼, 더 긴 파장은 주변 열 잡음에 취약해져서 신호 전송을 방해할 수 있습니다. 또한 적외선 범위에는 다른 수분 흡수 피크가 존재합니다.
유리 섬유와 달리 플라스틱 광섬유(POF)는 더 짧은 파장에서 더 낮은 흡수율을 나타냅니다. 결과적으로 POF는 일반적으로 650nm 적색광을 사용하지만 유리 섬유 송신기를 사용하는 단거리 응용 분야에서는 850nm가 여전히 실행 가능합니다.
광섬유 네트워크에서 파장은 전송뿐만 아니라 테스트에도 중요합니다. 케이블 감쇠는 신호 전송에 사용되는 것과 동일한 파장에서 측정되어야 합니다. 마찬가지로, 광 파워 미터는 네트워크 성능을 정확하게 평가하기 위해 이러한 특정 파장에서 교정이 필요합니다.
NIST(National Institute of Standards and Technology)는 세 가지 기본 광섬유 파장(850nm, 1300nm 및 1550nm)에서 광 파워 미터에 대한 교정 서비스를 제공합니다. 다중 모드 광섬유는 일반적으로 850nm 및 1300nm용으로 설계된 반면, 단일 모드 광섬유는 1310nm 및 1550nm에 최적화되어 있습니다. 1300nm와 1310nm 사이의 약간의 불일치는 단일 모드 광섬유가 1310nm 레이저를 사용하고 다중 모드 광섬유가 1300nm LED를 사용하는 AT&T의 역사적 용어 관례에서 비롯됩니다.
| 섬유 종류 | 파장(nm) |
|---|---|
| 플라스틱 광섬유(POF) | 650 |
| 다중 모드 등급 인덱스 광섬유 | 850, 1300 |
| 단일 모드 광섬유 | 1310, 1490-1625 |
현대 통신 시스템은 DWDM(Dense WDM) 및 CWDM(Coarse WDM)을 비롯한 WDM(파장 분할 다중화) 기술을 널리 사용합니다. WDM을 사용하면 단일 광섬유가 여러 "색상"의 빛을 동시에 전달할 수 있으며 각 색상은 독립적인 데이터 채널을 나타냅니다. WDM 시스템에서 레이저는 용량을 최대화할 수 있을 만큼 가깝지만 간섭을 방지할 수 있을 만큼 충분히 떨어져 있는 고유한 파장에 정밀하게 조정됩니다. 이는 방송국이 서로 다른 주파수에서 작동하는 FM 라디오 방송과 유사합니다. WDM은 1260nm에서 1670nm까지의 전체 파장 범위를 특정 대역으로 나누어 활용합니다.
광섬유의 중요하지만 종종 간과되는 측면은 안전입니다. 대부분의 광섬유 시스템은 가시 스펙트럼 밖에서 작동하기 때문에 투과된 빛은 일반적으로 육안으로는 보이지 않습니다. 신호를 확인하기 위해 광섬유 끝을 직접 들여다보지 마십시오. CATV 및 DWDM과 같은 특정 고전력 시스템은 위험한 방사선을 방출할 수 있습니다. 광섬유 연결을 처리하기 전에 항상 보정된 미터로 광 전력 수준을 확인하십시오.
광섬유 파장을 이해하는 것은 광통신 기술을 익히는 데 기본입니다. 전문가들은 광섬유의 "색상 코드"를 풀어 네트워크 설계를 최적화하고, 효과적으로 문제를 해결하며, 데이터 전송 기능의 한계를 확장할 수 있습니다.
