싱글모드 파이버(SMF)와 멀티모드 파이버(MMF) 케이블은 다양한 분야에서 널리 사용되고 있지만, 싱글모드 파이버와 멀티모드 파이버의 차이점은 다소 혼란스러울 수 있습니다. 이 글에서는 싱글모드 파이버와 멀티모드 파이버 유형을 심층적으로 비교하며, 기본 구조, 파이버 거리, 비용, 파이버 색상 등을 중점적으로 다룹니다.

싱글모드와 멀티모드의 비교

단일 모드 광섬유는 한 번에 한 가지 모드의 빛만 전송합니다. 다중 모드 광섬유는 여러 모드를 전송합니다. 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유의 주요 차이점은 코어 직경, 파장 및 광원, 대역폭, 재킷 색상, 전송 거리, 그리고 비용입니다.

코어 직경

단일 모드 광섬유는 다중 모드 광섬유보다 코어 직경이 훨씬 작습니다. 다른 유형도 있지만, 단일 모드 광섬유는 일반적으로 코어 직경이 9µm입니다. 반면 다중 모드 광섬유는 일반적으로 코어 직경이 50µm와 62.5µm로, 집광 성능이 뛰어나고 연결이 간편합니다. 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유 모두 클래딩 직경은 125µm입니다.

멀티모드 광섬유는 코어 직경이 더 크기 때문에 싱글모드 광섬유보다 감쇠율이 높습니다. 싱글모드 광섬유는 코어가 매우 좁기 때문에 광섬유를 통과하는 빛이 반사되는 횟수가 적어 감쇠율이 최소화됩니다.

파장과 광원

멀티모드 광섬유는 코어 크기가 크기 때문에 850nm와 1300nm 파장에서 작동하는 LED(발광 다이오드)와 VCSEL(수직 공진 표면 발광 레이저)과 같은 저가 광원이 일반적으로 사용됩니다. 반면, 싱글모드 광섬유는 일반적으로 레이저 또는 레이저 다이오드를 사용하여 케이블에 주입되는 빛을 생성합니다. 일반적인 싱글모드 광섬유 파장은 1310nm와 1550nm입니다.

대역폭

다중 모드 광섬유의 대역폭은 광 모드에 따라 제한됩니다. 현재 OM5 광섬유의 최대 대역폭은 28,000MHz*km입니다. 단일 모드 광섬유의 대역폭은 한 번에 하나의 광 모드만 통과시키므로 이론적으로 무제한입니다.

컬러 시스

TIA-598C에 따르면, 비군사적 용도의 경우 단일 모드 광섬유의 외피는 노란색이고, 다중 모드 광섬유의 외피는 주황색 또는 연두색입니다. 광섬유 케이블 색상 코드 에 대한 자세한 내용은 여기를 클릭하세요 .

싱글모드 및 멀티모드 파이버 작동 거리

싱글모드 광섬유는 장거리 전송에 적합한 반면, 멀티모드 광섬유는 단거리 전송에 적합하다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 그렇다면 싱글모드 광섬유와 멀티모드 광섬유의 전송 거리 차이는 얼마나 될까요?

차트에서 볼 수 있듯이, 1G에서 10G까지의 데이터 전송 속도에서 단일 모드 광섬유는 다중 모드 광섬유 보다 훨씬 더 긴 전송 거리를 제공 하지만, OM3/OM4/OM5 다중 모드 광섬유는 더 높은 데이터 전송 속도를 지원합니다. 다중 모드 광섬유는 코어 크기가 더 크고 여러 광 모드를 지원하기 때문에 전송 거리는 다중 모드 스텝 인덱스 광섬유에서 흔히 발생하는 모달 분산 현상에 의해 제한됩니다. 단일 모드 광섬유에서는 이러한 현상이 발생하지 않으며, 이는 두 광섬유의 근본적인 차이점입니다. 또한, OS2 단일 모드 광섬유는 40G 및 100G 링크에서 더 긴 전송 거리를 지원할 수 있지만, 이는 표에 명시되어 있지 않습니다.

단일 모드 비용 대 다중 모드 비용

단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유의 비용은 포럼에서 뜨거운 논쟁거리였습니다. 많은 사람들이 광 모듈 비용, 시스템 비용, 그리고 설치 비용에 초점을 맞춰 각자의 의견을 피력했습니다.

광 트랜시버 비용

단일 모드 광 모듈 에 비해 다중 모드 광 모듈은 거의 2~3배 저렴합니다. 다음 표에서는 Fibermart 호환 Cisco 단일 모드 및 다중 모드 광 모듈을 예로 들어 설명합니다.

표에서 볼 수 있듯이 속도가 빨라질수록 가격 차이는 상당히 커집니다.

시스템 비용

단일 모드 광섬유는 일반적으로 장거리 애플리케이션에 적합하지만, 그 본질적인 특성을 최대한 활용하려면 더 긴 파장에서 작동하고 스팟 크기가 더 작으며 일반적으로 스펙트럼 폭이 더 좁은 레이저를 장착한 트랜시버가 필요합니다. 이러한 트랜시버 특성과 더불어 더 작은 광섬유 코어 직경에 대한 더 정밀한 정렬 및 커넥터 허용 오차의 요구는 단일 모드 광섬유 상호 연결의 트랜시버 비용과 전반적인 상호 연결 비용을 크게 증가시킵니다.

VCSEL 기반 트랜시버의 제조 방식은 멀티모드 파이버에 최적화되어 있어 어레이 형태로 제조하기 쉽고 동급 싱글모드 트랜시버보다 비용이 저렴합니다. 여러 파이버 채널과 여러 트랜시버 어레이를 사용함에도 불구하고, 싱글모드 기술은 단일 또는 멀티채널 구성으로 작동하는 싱글모드 기술에 비해 단방향-이중 연결에서 상당한 비용 절감 효과를 제공합니다. 멀티모드 파이버 시스템은 병렬 파이버 상호연결을 사용하는 표준 기반 실내 애플리케이션에서 가장 낮은 시스템 비용과 100G로의 업그레이드 경로를 제공합니다.

설치 비용

싱글모드 광섬유는 일반적으로 멀티모드 광섬유보다 비용이 저렴합니다. 1G 광섬유 네트워크를 구축하고 최종적으로 10G 이상으로 확장하려는 경우, 싱글모드 광섬유의 비용 절감 효과로 가격이 거의 절반으로 떨어질 수 있습니다. 반면, 멀티모드 OM3 또는 OM4 광섬유의 SFP 모듈 비용은 35% 증가합니다. 싱글모드 광섬유는 비용이 더 많이 들지만, 특히 OM1에서 OM2, OM3, 그리고 마지막으로 OM4로 전환한 후에는 멀티모드 광섬유 교체에 드는 인건비도 그만큼 더 비쌉니다. 중고 파이버 채널 SFP를 고려한다면 싱글모드 1G 가격이 크게 떨어질 수 있습니다. 예산이 충분하고 단거리 10G 연결이 필요한 경우, 경제적으로는 멀티모드가 여전히 유리합니다. 하지만 과거 경험에 비추어 볼 때 싱글모드 광섬유의 가격 프리미엄은 감소할 것이므로 이러한 경제적 측면을 주의 깊게 살펴보십시오.

단일 모드 파이버 및 다중 모드 파이버에 대한 자주 묻는 질문

질문: 싱글모드와 멀티모드 중 어떤 유형의 광섬유가 더 낫습니까?

A: 위에서 언급했듯이, 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유는 비용과 적용 측면에서 각각 장점이 있습니다. 단일 모드 광섬유 중 어느 것이 더 좋거나 나쁠 수는 없습니다. 용도에 가장 적합한 광섬유를 선택하기만 하면 됩니다.

질문: 싱글모드와 멀티모드 광섬유 유형을 혼합할 수 있나요?

A: 이 질문에 대한 답은 "아니요"입니다. 멀티모드 광섬유와 싱글모드 광섬유는 코어 크기가 다르고 전송하는 광 모드의 개수도 다릅니다. 이 두 종류의 광섬유를 혼합하거나 직접 연결하면 상당한 광 손실이 발생하여 링크 지터나 간섭이 발생할 수 있습니다. 서로 다른 종류의 케이블을 혼합하여 사용하지 마십시오.

질문: 싱글모드 광섬유 케이블에 멀티모드 트랜시버를 사용할 수 있나요?

A: 일반적으로 대답은 '아니요'입니다. 멀티모드 광 모듈을 싱글모드 광섬유에 연결하면 상당한 광 손실이 발생합니다. 하지만 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 예를 들어, 1000BASE-LX 싱글모드 SFP는 모드 컨디셔닝된 광섬유 케이블을 사용하여 멀티모드 광섬유 케이블에서 작동할 수 있습니다. 경우에 따라 광섬유 미디어 컨버터를 사용하여 싱글모드와 멀티모드 광 모듈 간의 이 문제를 해결할 수도 있습니다.

질문: 싱글모드 대 멀티모드 광섬유 케이블 유형: 어떤 것을 선택해야 할까요?

A: 싱글모드 광섬유와 멀티모드 광섬유 중에서 선택할 때 가장 중요한 고려 사항은 실제로 필요한 광섬유 전송 거리입니다. 예를 들어, 데이터 센터 에서는 멀티모드 광섬유로 300~400m의 전송 거리를 확보할 수 있습니다. 하지만 수 킬로미터의 전송 거리가 필요한 경우에는 싱글모드 광섬유가 최선의 선택입니다. 싱글모드 광섬유와 멀티모드 광섬유를 모두 사용할 수 있는 경우에는 비용 및 향후 업그레이드 요구 사항과 같은 다른 요소도 고려해야 합니다.

요약

단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유를 비교하면 다음과 같은 특징이 있습니다. 단일 모드 광섬유 케이블 시스템은 장거리 데이터 전송에 적합하며 통신사 네트워크, 대도시권 통신망(MAN), 수동 광통신망(PON)에 널리 사용됩니다. 다중 모드 광섬유 케이블 시스템은 전송 거리가 짧으며 기업 네트워크, 데이터 센터, 근거리 통신망(LAN)에 널리 사용됩니다. 어떤 방식을 선택하든, 총 광섬유 비용을 기준으로 네트워크 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 선택하는 것은 모든 네트워크 설계자에게 중요한 과제입니다.