다중 모드 광섬유에 대한 네 가지 측면

데이터 센터는 통신 및 데이터 통신 산업에 더 빠른 속도와 효율성을 제공하기 위한 노력을 멈추지 않습니다. 매일 엄청난 양의 데이터가 전송, 수집 및 분석되기 때문에 데이터 센터와 사람 사이에 엄청난 양의 고대역폭 상호 연결이 필요합니다. 이러한 상호 연결 중에 광섬유 케이블이 가장 많이 사용됩니다.

 

광섬유 케이블은 음성, 비디오 및 데이터 애플리케이션에 더 많은 대역폭을 제공할 수 있으며 구리선보다 수천 배 더 많은 정보를 전달할 수 있습니다. 광섬유 케이블을 사용하면 안정적이고 안전한 데이터 전송이 보장됩니다. 광섬유 케이블은 전송 모드 표준에 따라 단일 모드 및 다중 모드 버전으로 제공됩니다. 이 기사에서는 후자 버전인 MMF(다중 모드 광섬유)에 중점을 두고 코어 크기 감쇠, 대역폭 및 제조 방식에서 MMF를 논의합니다.

 

MMF: 더 큰 코어 크기

MMF는 훨씬 더 큰 코어 크기와 클래딩 직경을 갖는 것으로 알려져 있으며, 다양한 유형은 재킷 색상으로 구별됩니다. 62.5/125 µm(OM1) 및 50/125 µm(OM2)의 경우 주황색 재킷이 권장되고 아쿠아는 재킷 색상으로 권장됩니다. 50/125 µm "레이저 최적화" OM3 및 OM4. MMF의 더 큰 코어는 더 큰 집광 용량을 제공하여 여러 모드의 빛이 광섬유를 통해 동시에 전파될 수 있도록 합니다. 따라서 MMF는 일반적으로 600m 미만의 상대적으로 짧은 도달 거리에 더 적합합니다. GbE 애플리케이션에 배포할 때 최대 도달 범위는 1000BASE-SX SFP 조합에서 550m입니다.

 

MMF: 감쇠/신호 손실

감쇠는 빛이 광섬유 케이블을 통해 이동할 때 신호 손실이 감소하는 것을 말하며 킬로미터당 데시벨(db/km)로 측정됩니다. 삽입 손실은 모든 소스의 총 감쇠에 특정 광섬유 길이에 대한 반사 손실을 더한 것입니다. 이러한 감쇠는 철, 구리 또는 코발트와 같은 섬유의 작은 불순물에 의한 광 에너지 흡수로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 때로는 레일리 산란(Rayleigh Scattering)이라고 불리는 미세한 결함에 부딪힐 때 광선이 산란되는 것도 신호 손실 현상으로 이어질 수 있습니다. 감쇠 문제는 MM섬유마트에서 흔한 일입니다.

 

MMF: 더 많은 대역폭

대역폭은 MMF의 복잡한 데이터 전송 용량을 메가헤르츠킬로미터(MHz·km) 단위로 정량화한 것입니다. MMF의 대역폭 동작은 광섬유 코어에서 서로 다른 모드를 따라 이동하는 빛의 결과로 발생하는 다중 모드 분산(다중 경로 신호 확산)에서 발생합니다. MMF 성능의 대역폭 사양은 광섬유 제조 과정에서 광학 측정을 통해 검증됩니다. 실제 시스템 성능과 데이터 속도 처리는 대역폭에 크게 좌우되며 트랜시버 기술과 장치 특성의 영향을 받습니다.

 

MMF: 제조 방식

MMF는 스텝 인덱스(step index)와 그레이디드 인덱스(graded index)의 두 가지 방법으로 제조할 수 있습니다.

 

스텝 인덱스 광섬유는 코어의 굴절률과 클래딩의 굴절률 사이에 급격한 변화 또는 계단이 있습니다. 다중 모드 스텝 인덱스 광섬유는 다른 광섬유 설계보다 대역폭이 낮습니다.

 

Graded index Fiber는 Step Index Fiber 고유의 Modal Dispersion을 줄이도록 설계되었습니다. 이 설계는 단순화된 시스템 조립, 연결 및 네트워크 비용 절감을 위해 더 큰 코어 직경을 유지하면서 대역폭을 극대화합니다. 등급 인덱스 광섬유는 코어에서 굴절률이 가장 높은 여러 층으로 구성됩니다. 각 후속 레이어는 레이어가 중심에서 멀어짐에 따라 굴절률이 점차 감소합니다. 고차 모드는 클래딩의 외부 레이어로 들어가고 코어쪽으로 다시 반사됩니다. 다중 모드 등급 인덱스 광섬유는 출력 펄스의 감쇠(손실)가 적고 다중 모드 스텝 인덱스 광섬유보다 대역폭이 더 높습니다.

 

MMF 관련 트랜시버: 다중 모드 트랜시버

광섬유 트랜시버는 광섬유 한쪽 끝에 있는 수신기와 다른 쪽 끝에 있는 송신기로 구성된 패키지(일반적으로 플러그형 모듈)입니다. 수년에 걸쳐 다중 모드 대역폭 사양 및 측정 방법은 더 높은 전송 속도를 제공하기 위해 트랜시버 기술과 함께 발전해 왔습니다. 트랜시버와 광섬유 케이블의 조합은 광섬유의 실제 링크 길이에 중요한 역할을 합니다. 더 큰 코어를 가진 다중 모드 트랜시버의 경우 850mn 파장의 단거리 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 아래에는 일반적으로 사용되는 여러 다중 모드 트랜시버 포트가 나열되어 있습니다. 1000BASE-SX, 10GBASE-SR, 10GBASE-LRM 중 10GBASE-SR 포트 유형은 필요한 거리가 그리 길지 않을 때 10GbE 애플리케이션에 널리 배포됩니다. 예를 들어 F5-UPG-SFP+-R을 사용하면 Fiberstore에 나열된 이 F5 호환 10GBASE-SR SFP+ 트랜시버는 OM3 MMF를 300m 도달 거리의 전송 매체로 사용합니다.

 

위에서 논의한 것 외에도 마음속에 떠오르는 또 다른 MMF 기능이 있습니다. 바로 경제성입니다. MMF는 단일 모드 광섬유(SMF)보다 저렴합니다. 이 때문에 더 많은 사람들이 SMF보다 MMF를 선호합니다.필요한 거리는 그리 길지 않습니다. 따라서 이러한 큰 절감 효과는 다른 프로젝트에서 다시 창출될 수 있습니다.