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엘넷컴퍼니-2022년에도 사업 번창하세요! : 네이버 블로그
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광케이블 (Fiber Optic Cable)이란?
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광케이블(싱글,멀티)의 종류 및 규격
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[통신 지식] 광케이블 접속
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광섬유 – LS전선
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광케이블(Optical Fiber Cable)의 종류
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광케이블 접속을 구경해볼까요? – IT에피소드
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클래딩
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광케이블 (Fiber Optic Cable)이란?
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일반적으로 광케이블을 사용하는 이유는 랜케이블이 가지는 거리의 한계 (90~100m)를 극복하기 위함입니다.
광케이블의 특성/종류/방식/사용법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
광케이블의 멀티모드, 싱글모드
광케이블 코어(유리관)은 광섬유 케이블을 통해 광신호를 전달합니다.
내심의 크기가 작을수록 광신호는 더 멀리 이동하며, 클수록 짧은 거리에 전합니다.
멀티모드(MM) : 50um ~62um / 단거리 대역폭 집약적(광원 : LED)
싱글모드(SM) : 8-9um / 장거리 (광원 : 레이저)
* um은 마이크로미터이며 미터의 백만분의 일의 단위입니다.
멀티모드/싱글모드
광케이블과 랜케이블의 차이점
광케이블과 랜케이블의 가장 큰 차이점은 아래와 같은 구분입니다.
광케이블 : 광섬유/빛의 파장
랜케이블 : 구리/RF 주파수
파장은 빛의 색으로 구분할 수 있으며, 광원이 광섬유를 이동하는 동안 다른 색의 빛과 간섭하지 않습니다.
멀티모드 파장 : 850nm ~ 1300nm
싱글모드 파장 : 1310nm ~ 1550nm
* nm은 나노미터이며
10의-9승 m 파장의 샘플
멀티모드 광케이블 종류
아래와 같은 종류별 광케이블을 용도에 따라 사용합니다.
종류 색상 코어크기 속도 거리 적용 OM1 주황색 62.5um 1Gb@850nm 300m 단거리 사설 LAN OM2 주황색 50um 1Gb@850nm 600m 단거리 사설 LAN OM3 아쿠아 50um 10Gb@850nm 300m 대규모 사설망 OM4 아쿠아 50um 10Gb@850nm 550m 고속네트워크 OM5 라임그린 50um 60Gb~100Gb@
850nm~953nm 고속네트워크센터
광케이블의 연결
광케이블 작업에서 가장 중요한 광케이블의 연결 부분입니다.
일반적으로 작업을 해본 경험이 없는 상태에서, 이론상으로 이해하기 가장 힘든 부분인데요..
이해를 쉽게 돕기 위해서 아래의 그림을 참고로 보시면 편하실 것 같습니다.
전체 연결 컨셉
위는 하나의 네트워크를 구성할 때 광케이블이 연결되는 구성도를 Sample로 만든 것입니다.
광케이블 : 이번 포스팅에서 다루는 주제입니다.
FO 점퍼코드 : 여러 가닥의 광케이블을 하나씩 분리 후 FO Patch Panel의 전면부에서 해당되는 장비로 연결하는 Rack 내부에서 사용하는 잘 휘어지는 광케이블입니다.
FO 점퍼코드의 스위치 연결 : 스위치는 광포트를 가지고 있습니다. SFP포트이며 일반적인 스위치는 오른쪽 끝 부분입니다. 지식이라는 USB처럼 생긴걸 먼저 스위치에 삽입하고, FO 점퍼코드를 지빅에 연결하는 구조입니다.
LAN 케이블 : 스위치 포트에서 컴퓨터 및 기타 장비에 연결하기 위해 사용합니다.
1. 광케이블의 연결
융착기
Rack 내부의 FO Patch Panel과, Rack으로 들어온 광케이블을 연결하는 작업입니다.
2. 융착 후 슬리브로 보호
보호슬리브
광코어는 앞에서 다룬 것처럼 아주 얇은 광섬유라 융착기의 연결 후 위와 같이 보호 슬리브를 입혀줍니다.
3. FO Pacth Panel의 완성
FO Patch Panel
연결된 나머지 끝부분은 Patch Panel의 전면부 커넥터로 나옵니다.
알고 보면 쉬운 과정이지만, 처음 접하면 알기까지 오래 걸리는 부분인 것 같네요..
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광케이블(싱글,멀티)의 종류 및 규격
광케이블(싱글,멀티)의 종류 및 규격
싱글모드 광파이버[ single-mode optical fiber ]
코어부가 수 ㎛로 매우 가늘고, 빛의 전반법(모드)이 한가지뿐이어서 매우 광대역이 되는 광파이버.
[해설]광파이버의 종류를 전반모드에 따라 분류할 때 사용하는 용어로, 멀티모드 파이버와 대비하여 사용된다. 광파이버의 구조는 코어와 클래드라는 동시원상의 2중 구조로 구성되어 있어 중심부인 코어부를 빛이 통과한다. 코어부는 클래드부 보다 굴절률이 약간 크게 되어 있기 때문에 파이버의 단면에 빛을 조사하면 전반 각도가 임계 각도보다 작은 각도로, 입사한 빛은 코어와 클래드의 경계에서 전반사를 반복하면서 코어 안을 전반해 가게 된다.
그래서 코어 지름을 10㎛정도 이하로 하고 또한 코어와 클래드의 굴절률 차를 멀티모드의 절반 정도 이하로 하면 단일 모드만 전반 가능하며 분산이 매우 적고, 초광대역 파이버가 되어 대용량 정보를 전반할 수 있다. 이것이 싱글모드(Single-Mode; SM형) 광파이버이다.
[응용과 전망]싱글모드(SM형) 광파이버는 멀티모드 파이버에 비해서 대용량이고 중계 간격의 거리도 길게 할 수 있기 때문에 주로 장거리 전기통신구간에 유효하다. NTT의 일본 종단 광파이버 케이블도 SM형 광파이버이다. 또 대용량 해저 광파이버 케이블로서는 장파장대용 SM형 광파이버를 사용하여 40㎞ 정도를 무중계 전송하는 방식도 출현했다.
[참고용어]일본종단 광파이버 케이블: NTT가 추진하고 있는 INS계획의 일환으로, 규슈에서 홋카이도까지 종단하는 광통신 간선을 포설하는 것을 말한다. 이 통신선로에는 싱글모드 파이버와 400Mb/s의 광송수신 장치가 개발 도입되어 광파이버 1가닥에 대해 5760 회선분의 용량을 가지고 있다.
멀티모드 광파이버[ multi-mode optical fiber ]
코어 지름이 50~200㎛로 크고, 전송할 수 있는 모드수도 매우 많은 광파이버.
[해설]광파이버의 종류를 전반모드에 따라 분류할 때에 쓰이는 용어로서 싱글모드(SM) 광파이버와 대비하여 사용되는 광파이버이다. 멀티모드 광파이버는 다수의 모드를 전반할 수 있는 파이버로서, 코어부의 반지름방향 굴절률 분포가 일정한 스텝 인덱스형과 거의 제곱으로 변화하는 그레디드 인덱스형이 있다. 멀티모드 광파이버는 단파장대에서 많이 사용되고 중계거리는 10㎞ 이상에 이르는 것도 있다.
싱글모드 광파이버에 비해 중계거리가 짧은 수도 있으며 대용량 전송, 중계용 등의 기간회선을 제외한 중소용량의 광통신 시스템 통신회선으로 사용되고 있다. 또 도쿄 미다까ㆍ무사시노 지구를 대상으로 하는 INS모델 시스템에서도 개발ㆍ설치되어 각종 광단국(光端局)ㆍ단말장치를 접속하는 회선으로 사용되고 있다.
[응용과 전망]중소용량용이며 전화, 팩시밀리 통신 외에 캡틴시스템과 같은 새로운 서비스에도 사용되고 있다. 이와 같이 멀티모드 광파이버는 기업과 사업소 내의 로컬적인 중소용량 네트워크의 구성과 가입자 단말을 접속하기 위한 가입자선 등을 중심으로 사용될 것으로 예상된다.
광케이블의 일반적 규격
1. 광케이블의 모양과 구조
광케이블은 아주 가느다란 유리로 된 실과 같습니다.
우리가 보는 광모뎀 혹은 아래 사진의 케이블은 코어+클래드+ 내부자켓+외피 등으로 포장되어 있을 뿐 실제는 매우 가느다랗습니다.
머리카락보다 가늘다고 생각하시면 되겠습니다.
구 분 싱글모드 광케이블 멀티모드 광케이블 코어의 직경 8~10um 50 / 62.5um
위 표와 같이 싱글 모드가 멀티모드보다 훨씬 가늘은 구조 입니다.
< 사진-1 광케이블의 구조, 광케이블은 광섬유+클래딩+튜브+내부자켓+외부자켓 등으로 구성되어 있습니다 >
[사진-2 멀티모드와 싱글모드]2. 광케이블의 두가지 구격 ‘싱글모드’ ‘멀티모드’
멀티모드는 빛의 전달 과정이 싱글모드와 다소 다른데 그 원인은 코어의 굵기에 따라 달라지는 것을 기초로 구분 합니다.
1)싱글모드는 케이블은, 코어의 직경이 8~10um로(1um는 1천분의 1m)로 머리카락의 1/5 수준도 채 안됩니다
즉 코어의 직경이 작아지고 굴절율을 적게하여 내부를 흐르는 빛은 한가지의 통로만 갖게 되는 것입니다.
그래서 다음과 같은 장점을 지니게 됩니다.
(1)전송손실 적다
(2)장거리 통신 가능
2)멀티모드 케이블은, 코어의 직경이 50 또는 60.5um 로 코어 내부를 통과하는 빛이 여려 경로라는 특징을 갖습니다,
즉 코어의 직경이 크기 때문에 코오 내부에서 빛이 분산되면서 여러 경로로 전달되는 성격을 갖게 됨으로서 멀티코드란 이름이 붙게 된 것입니다.
멀티모드 광케이블에도 SI형과 GI 형이 있는데 현재는 GI형만이 사용되고 있습니다.
※ GI 멀티모드 광-케이블 : 코어의 굴절율을 완만하게 변화시켜 빛의 전달속도가 빠르게 하여 전송손실을 줄이고 있습니다.
장점으로는,
(1) 가격이 싸다.
(2) 취급이 용이하다.
위 설명을 정리하면 다음과 같습니다.
비교 항목 멀티모드(MM) 싱글모드(SM) 코어 직경 50um / 62.5um 8~10um 클래딩 직경 125um 125um 광전송로 모드 복수 하나 모드 분산 있음 없음 전송 손실 적다 훨씬 적다 전송 거리 ~550m 70Km 케이블 취급 다소 어렵다 훨씬 어렵다 비용 고가 훨씬 고가
3. 광케이블을 사용하는 통신규격
광케이-블의 규격은 000BASE- □ △ 로 표시하는데 ‘ □’의 표시는 레이져의 종류를 나타냅니다.
그래서 1000BASE-SX에서 ‘S’는 단파장(850nm)의 파장으로 짧은 파장의 레이져를 사용하고 있으며 ‘멀티모드’용 입니다.
또 ‘L’이 붙으면 ‘긴 파장’으로 싱글모드용이 되는데 1000BASE-LX라고 표시된 제품은 싱글모드입니다.
※ ‘X’는 1000BASE를 뜻하는 것으로 기가비트 이더넷을 총칭하는 말입니다.
그리고 10GBASE-SR 및 10GBASE-LR에서 ‘R’은 10Giga 이더넷을 뜻합니다.
이를 표로 정리하면.
구 분 싱글 모드 멀티 모드 1.0Gbps 1000BASE-LX 1000BASE-SX 10GGbps 10GBASE-LR 10GBASE-SR
실제 멀티모드에서 10GBASE 로 사용되는 일은 흔하지 않습니다.
그 이유로는 사용거리가 극히 짧아져서 광-케이블 사용에 의한 잇점이 없기 때문입니다. (10GBASE-SR으로 33~300m 가능)
이제 광-케이블에 대한 정리를 하겠습니다.
구 분 전 송 매 체 MMF(멀티모드 광파이버) SMF(싱글모드 광파이버) 코어직경 62.5um 50um 8~10um 거리 275m
200MHz.Km시 550m
500MHz.Km시 10Km 70Km 파장 850nm 1,310nm 1,550nm 1Gbps규격
1000BASE-X 1000BASE-SX : IEE802.3z 1000BASE-LX : IEE802.3z 1000BASE-ZX
[통신 지식] 광케이블 접속
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학내망 네트워크 공사를 하다 보니 거리가 멀어 광케이블로 연결을 해야 되는 경우가 있다.
거리가 가까운곳은 UTP 케이블로 연결을 하는데 별관이나, 강당처럼 본관과 멀리 떨어져 있는 경우에는
전송거리가 긴 광케이블을 사용해서 작업을 한다.
이때 광케이블 접속과 광케이블 성단이라는 용어가 나오는데 처음에는 같은 것인 줄 알고 접속으로만 이야기를 했는데
약간의 차이가 있다. 접속은 접속인데 어떤것을 붙이느냐에 따라 용어에 차이가 생긴다.
광케이블 구성
일단 광케이블의 구성을 보면 이렇게 구성이된다.
광케이블 안에 머리카락의 1/10 정도의 얇은 광섬유가 있으며 그 광섬유 안에 코어라고 하는 유리막이 있는데 이곳을 타고 빛이 이동을 합니다.
코어수에 따라 4 코어, 8 코어, 12 코어, 36 코어 이런 형태로 올라갑니다.
광코어 선번
광케이블 내에 코어를 정확히 식별하기 위해 코어의 순서를 정해놓았는데 이것을 코어 선번이라고 합니다.
청색, 등색, 녹색, 적색, 황색, 자색, 갈색, 흑색, 백색, 회색, 연한 청색, 연한 등색 총 12가지 색을 기본으로 1번부터 12번으로 구분됩니다.
케이블 안에 유니트 안에 36 코어 이하 광케이블은 한 개의 유니트당 광코어 케수는 6개씩, 72 코어 이상 광케이블은 하나의 유니트당 12개의 광 코어를 포함하고 있습니다.
광코어가 많아질수록 유니트의 수도 늘어남에 따라 유니트 역시 색으로 식별할 수 있게 12가지 색으로 이루어져 있습니다.
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광케이블 접속
광케이블 접속은 정확히 말하면 광섬유와 광섬유의 연결이라고 보면 됩니다.
광케이블이 끊겨 다시 연결해야 될 때 광섬유 안에 있는 모든 광섬유를 연결을 해주어야 합니다.
광케이블은 전기선처럼 꼬아서 연결을 할 수가 없기 때문에 광케이블 접속기가 따로 있습니다.
광융착접속기
이장비를 가지고 광섬유와 광섬유를 연결해주는 것을 광 접속이라고 합니다.
끊어진 광케이블과 광케이블이 서로 연결되었을 때 광케이블을 접속했다고 합니다.
광케이블 성단
광케이블 성단도 광케이블 접속과 같습니다. 단지 차이가 있다고 하면 광케이블 끝단에 장비에 연결할 수 있는 커넥터를 연결해주는 작업이라고 보면 됩니다.
장비도 똑같은 접속기를 사용해서 연결을 하는데 다만 다른 것은 피그 테일이라는 커넥터가 달린 것을 접속해주는 겁니다.
피그테일
커넥터가 달린 부분은 광 장비에 연결되는 부분이고 뒤쪽에 케이블만 있는 곳은 광케이블과 연결되는 곳입니다.
정리해보면
광케이블 접속 : 광케이블과 광케이블 연결
광케이블 성단 : 광케이블과 피그 테일 연결
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