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제가 끊임없이 받는 질문은 "비표준 크기의 멀티모드와 싱글모드 광섬유를 사용할 때 어떤 광섬유 커넥터를 사용해야 하나요?"입니다. 이 질문이 잦아 이 블로그를 쓰게 되었습니다. 설치 기사와 기술자들이 이런 상황에 직면하면 매우 답답할 수 있습니다. 적절한 광섬유를 찾았는데, 제가 커넥터를 설치할 수 없다면 무슨 소용이 있겠습니까? 다행히도 해결책이 있으며, 여러분의 걱정을 조금이나마 덜어드리고자 합니다.
대부분의 통신 프로젝트는 쉽게 구할 수 있는 표준 장비와 광섬유를 사용하지만, 그렇지 않은 경우에는 어떻게 해야 할까요? 126um 정도의 페룰 구멍이 있는 표준 LC, SC, ST, FC 방식의 광섬유 커넥터는 99%의 경우 충분히 작동하지만, 의료, 자동차, 고전력 등과 같은 비표준 애플리케이션에서는 표준 장비로는 작동하지 않는 특수 광섬유를 사용합니다.
비표준(특수, 대형 코어) 광섬유
우리 대부분이 알고 있듯이, 표준 싱글모드 광케이블은 9㎛ 광학 유리 코어와 125㎛ 클래딩(9/125)으로 제작되며, 멀티모드 표준은 50/125, 북미의 기존 표준은 62.5/125입니다. 통신 분야가 아닌 많은 광 애플리케이션에서 비표준 광섬유를 사용합니다. 다음은 이러한 광섬유 중 일부입니다.
100/140 – 이 광섬유는 녹색 재킷 색상으로 식별이 가능하며 일반적으로 약 4dB/km의 감쇠를 보입니다.
200/230 - 200/230은 일반적으로 파란색 재킷을 가지며 표준 감쇠량은 6dB/km입니다. 광섬유 코어의 크기가 커질수록 표준 감쇠량도 커지는 것을 알 수 있습니다.
960/1000 – 이 광섬유는 일반적으로 광섬유에 사용되는 유리 대신 플라스틱을 사용하여 제조됩니다. 일반적으로 검은색 외피를 사용하는 이 광섬유는 광 오디오 케이블에 널리 사용됩니다. 300dB/km의 감쇠율로 단거리 전송에 적합합니다.
대형 코어 섬유도 사용 가능합니다: 300/330, 400/440, 500/550/600/660, 800/880 등 너무 많아서 다 언급할 수 없습니다.
정밀 드릴링 광섬유 커넥터
특수 광섬유는 표준 126um 광섬유 커넥터를 사용할 수 없으므로 기술자는 다른 솔루션을 찾아야 합니다. 먼저 광섬유 커넥터를 구성하는 구성 요소를 살펴보겠습니다.
광섬유 커넥터:
스트레인 릴리프 부츠
스트레인 릴리프 부트는 커넥터에서 나오는 광섬유가 굽힘 반경을 유지하도록 합니다. 부트가 없는 커넥터는 광섬유를 꼬아 감쇠(손실)를 일으키거나 광섬유 자체가 파손될 수 있습니다. 부트가 제자리에 고정되지 않도록 하는 것이 중요합니다. 부트를 접착하면 커넥터 내부의 스프링이 손상될 수 있으므로, 부트는 커넥터 본체에 슬립핏(slip-fit) 방식으로 장착해야 합니다.
커넥터 본체
커넥터 본체는 페룰을 제자리에 고정하고, 크림프 슬리브를 사용하여 커넥터를 광섬유와 본체에 압착할 수 있도록 합니다. 본체가 아닌 광섬유에만 압착되는 커넥터(예: ST 커넥터)는 광섬유에 힘이 가해지면 페룰이 피스톤처럼 움직입니다. 이것이 LC, SC, FC 커넥터가 이중 압착 방식을 채택하여 비광학적 분리라는 장점을 갖는 이유입니다.
페룰
모든 커넥터에서 가장 중요한 구성 요소는 페룰입니다. 과거에는 페룰이 스테인리스 스틸로 제작되었지만, 성능 문제로 인해 오늘날 대부분의 페룰은 세라믹(지르코니아)으로 제작됩니다. 페룰의 주요 기능은 광 신호 전송을 위해 광섬유를 정밀하게 고정하는 것입니다. 대부분의 표준 페룰은 126um의 구멍 크기를 갖습니다.
특수/일반적이지 않은(큰 코어) 광섬유를 사용하는 경우, 더 큰 구멍 크기를 가진 페룰을 구할 수 없는 경우가 많습니다. 더 큰 구멍이 필요한 경우, 해당 크기에 맞춰 페룰을 뚫어야 합니다.
세라믹 커넥터 페룰을 드릴링할 때 구멍 공차와 동심도에 영향을 미치는 문제가 발생합니다. 드릴링 과정에서 세라믹 소재가 깨지고 벗겨져 페룰을 사용할 수 없게 됩니다. 이러한 문제 때문에 안정적으로 드릴링할 수 있는 페룰 유형은 스테인리스 합금뿐입니다.
스테인리스 합금 페룰을 드릴링할 때 크기는 일반적으로 250um에서 최대 1550um까지 다양하며, 이러한 크기는 10um 단위로 증가합니다(예: 310um, 320um, 330um 등). 이러한 드릴링 페룰을 제조할 때 구멍 공차, 동심도, 길이 및 직경에 대한 사양을 모두 측정하고 합격/불합격 기준을 적용합니다. 일부 회사는 드릴링 페룰에 대해 표준 및 프리미엄의 두 가지 옵션을 제공합니다. 표준 드릴링 광 커넥터는 구멍 공차 사양이 -10µm/+50µm이고 동심도 값은 +/- 50µm입니다. 프리미엄 드릴링 커넥터는 공차가 더 좁습니다. 따라서 더 높은 성능(낮은 감쇠)이 필요한 경우 프리미엄 제품이 정답입니다. 프리미엄 드릴링 광 페룰은 구멍 공차 사양이 -4µm/+10µm이고 동심도 값은 +/- 25µm입니다. 프리미엄 페룰은 더 나은 빛 투과율을 제공하며, 이로 인해 이 제품은 모든 드릴 커넥터 중에서 가장 인기가 많습니다.
페룰을 커넥터 본체 내부에 삽입한 상태에서는 구멍을 뚫을 수 없습니다. 모든 페룰은 커넥터 제작 전에 구멍을 뚫습니다. 페룰이 구멍을 뚫고 모든 사양을 통과하면 완성된 커넥터에 설치됩니다. 많은 경우(예: 의료 기기) 페룰만 광섬유에 설치되고 본체와 스트레인 릴리프 부트는 외부에 노출됩니다.
구형 SMA905 및 SMA906 커넥터는 드릴링이 가능하며, 고출력 레이저와 방열이 필요한 군사, 의료, 항공우주 및 연구 시설에서 일반적으로 사용된다는 점도 유의해야 합니다. SMA 커넥터는 SC, FC, ST 커넥터에 일반적으로 사용되는 2.5mm 페룰과 LC 커넥터에 사용되는 1.25mm 페룰보다 더 큰 3mm 페룰을 사용합니다.
광커넥터 설치
올바른 커넥터 유형(ST, FC, SC, LC)과 홀 드릴 크기를 확인했다면 다음 질문은 "이 커넥터들을 어떻게 설치해야 할까?"입니다. 표준 광섬유 커넥터(수십 개 제조업체)를 고려할 때, 광섬유에 커넥터를 설치하는 방법은 세 가지 옵션으로 귀결됩니다. 이러한 옵션은 다음과 같습니다.
손/기계 연마
모든 광섬유 커넥터는 이 에폭시/연마 공정을 사용하여 제조됩니다. 지난 10년 동안 광섬유 업계는 이 공정을 기피하는 추세였습니다. 인력, 소모품, 기술 수준, 그리고 전반적인 품질 문제로 인해 현장 커넥터 종단 처리에는 이 공정이 더 이상 적합하지 않다고 판단하고 있습니다. 업계 제조 전문가들이 이 작업을 처리하도록 하는 것이 이 사고방식입니다.
기계식 커넥터
기계식 커넥터는 커넥터 제조업체에서 작은 광섬유 조각을 커넥터에 삽입하여 제작 및 기계 연마합니다. 이 광섬유는 페룰 뒷면 내부에서 정밀하게 절단된 후 끝부분을 기계 연마합니다. 현장 설치자는 광섬유를 절단하여 기계식 커넥터 뒷면에 삽입하고 클램프로 고정하기만 하면 됩니다. 기계식 커넥터를 사용하면 노동력과 기술자의 필요 기술이 크게 줄어듭니다. 이러한 커넥터는 에폭시 방식 커넥터보다 가격이 비싸지만, 인건비 절감 효과가 비용보다 큰 경향이 있습니다.
퓨전 스플라이스 커넥터
대부분의 사람들은 융착 접속기가 광섬유 케이블의 길이를 늘리고 수리하는 데 사용된다고 생각합니다. 이는 사실이지만, 융착 접속기의 가장 일반적인 용도는 기성품 피그테일이나 최신형 SOC(Splice on Connectors)를 연결하는 것입니다. 융착 접속기에 투자하는 비용이 많이 든다는 인식이 있지만, 실제로 커넥터 융착 접속은 공장에서 생산된 커넥터를 설치하는 가장 저렴하고, 노동력이 적으며, 품질이 가장 좋은 방법입니다.
이제 광섬유 커넥터의 현장 설치 프로세스를 파악했으니, 이를 대형 코어/특수/비표준 드릴 커넥터에 어떻게 적용할 수 있을까요? 실제로는 두 가지 옵션밖에 없습니다. 융착 접속기는 이러한 특수 광섬유를 접속할 수 없으며, 현재 이러한 대형 코어 광섬유에 사용할 수 있는 기계식 커넥터는 없습니다. 따라서 에폭시/수작업 연마 공정을 사용하여 현장에 커넥터를 설치하거나 광섬유 제조업체에서 커넥터가 설치된 케이블을 구매해야 합니다. 가장 확실한 방법은 평판이 좋은 광섬유 조립 업체에 케이블을 의뢰하는 것입니다. 이러한 사전 종단 처리된 케이블은 전문적으로 제조 및 테스트되므로, 케이블 설치만 하면 됩니다.
특수/대형 코어 광섬유를 사용할 경우 커넥터화 요구 사항에 대한 솔루션이 있으며 대부분의 경우 답은 정밀 드릴링된 광섬유 커넥터입니다.
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