광섬유 케이블은 무엇을합니까?

광섬유 케이블 유리 나 플라스틱 가닥을 통해 정보를 빛의 펄스로 전송합니다. 이들은 현대 통신의 중추 역할을하며 최소한의 신호 손실로 장거리에서 고속 데이터 전송을 가능하게합니다.

핵심 기능

광섬유는 송신기를 사용하여 전기 신호를 빛으로 변환합니다. 조명은 전체 내부 반사를 통해 케이블을 통과하여 코어와 클래딩 사이를 튀어 나옵니다. 대상에서 수신기는 빛을 전기 신호로 다시 변환합니다.

주요 구성 요소

• 핵심 : 빛을 운반하는 얇은 유리/플라스틱 센터
• 클래딩 : 빛을 안쪽으로 반사하는 외부 층
• 버퍼 코팅 : 보호 플라스틱 재킷
• 강도 멤버 : 섬유 강화 (예 : Kevlar)
• 외부 재킷 : 날씨 방향 외관

기술 사양

단일 모드 섬유 (9µm 코어)는 100km를 초과하는 거리의 적외선 레이저 라이트 (1310-1550nm)를 운반합니다. 멀티 모드 섬유 (50-62.5µm 코어)는 더 짧은 런 (≤2km)에 LED 광원을 사용합니다.

성능 비교

신호 전송 역학

광 펄스는 전체 내부 반사를 통해 신호 무결성을 유지합니다. 임계 각도 계산은 Snell의 법칙을 따릅니다 : θ _기음 = 죄 ^-1 (N ₂ /N ₁ ), 여기서 n ₁ 그리고 n ₂ 코어 및 클래딩의 굴절률입니다.

배포 시나리오

• 해저 케이블 : 전 세계 1.3mkm에 걸친 400 개의 시스템
• ftth (섬유에서 집에서) : 직접 소비자 연결
• 데이터 센터 : 400Gbps 링크가있는 척추 잎 아키텍처
• 산업 : EMI 방지 공장 자동화

제한 및 고려 사항

설치 비용은 구리를 10-30%초과합니다. 스 플라이 싱에 필요한 특수 장비 (스플 라이스 당 0.1dB 손실). 최소 벤드 반경 (일반적으로 10-20 × 케이블 직경)은 광 누출을 방지합니다.

진화 타임 라인

1977 : 첫 상업용 설치 (시카고)
1988 : TAT-8 대서양 횡단 케이블 (동시에 40,000 통화)
2016 : 4,000km 레코드 (1TBPS 단일 채널)
2023 : 섬유 쌍 당 24Tbps를 달성하는 해저 시스템

미래의 발전

멀티 코어 섬유 (7 코어 시연)를 사용한 공간 분할 멀티플렉싱. 중공 섬유는 대기 시간을 3μs/km로 줄입니다. 양자 암호화 네트워크와 통합.

기술적 인 다이빙

광섬유 시스템은 WDM (파장 분할 멀티플렉싱)을 활용하여 용량을 증가시킵니다. 밀도가 높은 WDM (DWDM)은 각각 100Gbps를 운반하는 섬유 당 최대 160 파장을 지원합니다. 신호 재생은 80-100km 간격으로 간격을두고 전기 변환없이 광학 증폭을 유지하면서 EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifiers)를 통해 발생합니다. 4 파 믹싱과 같은 비선형 효과는 17dBm을 초과하는 전력 수준에서 유의미 해져 분산 시프트 섬유 설계가 필요합니다. 편광 모드 분산 (PMD) 보상은 100Gbps에서 작동하는 40km 이상의 링크에 중요합니다.

재료 과학

초음파 융합 실리카 (SIO ₂ )는 핵심 재료를 형성하며 게르마늄 도핑은 굴절률을 증가시킨다. 클래딩은 0.36% 더 낮은 굴절률을 갖는 불소 도핑 실리카를 사용합니다. 제조에는 1900 ℃에서 가스가 사전 형 튜브 내부에 실리콘 층을 증착하는 변형 된 화학 증기 증착 (MCVD)이 포함됩니다. 섬유 드로잉은 2000 ° C에서 발생하며 직경이 ± 0.1µm로 제어되는 직경으로 10km/분을 당겨