광섬유의 구성 요소는 무엇입니까?
광섬유의 구성 요소는 무엇입니까? 일반적인 광섬유는 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다 : 빛을 운반하는 코어; 코어를보다 낮은 굴절률로 둘러싸고 광을 함유하는 클래딩; 그리고 깨지기 쉬운 섬유를 보호하는 코팅.
핵심
빛을 운반하는 코어 는 광섬유의 가장 작은 부분입니다. 광섬유 코어는 보통 플라스틱으로 만들어 지지만 유리로 만들어집니다. 코어에 사용 된 유리는 매우 순수한 이산화 규소 (SiO2)로, 마치 당신이 가정용 창문을보고있는 것처럼 5 마일을 볼 수있는 매우 명확한 소재입니다.
제조 공정에서, 게르마니아, 오산화 인 또는 알루미나와 같은 도펀트가 제어 된 조건 하에서 굴절률을 높이기 위해 사용된다.
광섬유 코어는 다양한 용도로 다른 직경으로 제조됩니다. 일반적인 유리 코어는 최소 3.7um에서 최대 200um까지 다양합니다. 통신에 일반적으로 사용되는 코어 크기는 9um, 50um 및 62.5um입니다. 플라스틱 광섬유 코어는 유리보다 훨씬 클 수 있습니다. 인기있는 플라스틱 코어 크기는 980um입니다.
클래딩
클래딩 은 코어를 감싸고 더 낮은 굴절률을 제공하여 광섬유가 작동하도록합니다. 유리 클래딩이 사용되는 경우, 클래딩과 코어는 영구적으로 융합 된 상태로 동일한 이산화 규소 - 기반 물질로부터 함께 제조된다. 제조 공정은 코어와 클래딩에 서로 다른 양의 도펀트를 첨가하여 이들 사이의 굴절률 차이를 약 1 %로 유지합니다.
전형적인 코어는 1300nm에서 1.49의 굴절률을 가질 수있는 반면, 클래딩은 1.47의 굴절률을 가질 수있다. 그러나이 숫자는 파장에 따라 다릅니다. 동일한 섬유의 코어는 상이한 파장에서 상이한 굴절률을 가질 것이다.
코어와 마찬가지로 클래딩도 표준 직경으로 제조됩니다. 두 가지 가장 일반적으로 사용되는 직경은 125um와 140um입니다. 125um 클래딩은 일반적으로 9um, 50um, 62.5um 및 85um의 코어 크기를 지원합니다. 140um 클래딩은 일반적으로 100um 코어를 가지고 있습니다.
코팅
코팅 은 광섬유의 순수 보호 층입니다. 코팅은 클래딩을 손상시킬 수있는 충격, 흠, 긁힌 자국 및 습기까지 흡수합니다. 코팅이 없으면 광섬유는 매우 약해집니다. 클래딩에서 하나의 현미경이 없어지면 광섬유가 구부러 질 때 파손될 수 있습니다. 코팅은 모든 유리 섬유에 필수적이며, 그것 없이는 판매되지 않습니다.
코팅은 단독으로 보호합니다. 어떤 식 으로든 광섬유의 광 전달 능력에 기여하지는 않습니다. 코팅의 외경은 일반적으로 250um 또는 500um입니다. 일반적으로 코팅은 무색입니다. 그러나 일부 용도에서는 코팅이 착색되어 광섬유 그룹의 개별 광섬유를 식별 할 수 있습니다.
광섬유에서 발견 된 코팅은 특정 유형의 성능 또는 환경에 맞게 선택됩니다. 한 번 코팅의 가장 일반적인 유형의 아크릴 레이트입니다. 이 도료는 일반적으로 2 층으로 도포됩니다. 1 차 코팅은 클래딩에 직접 적용됩니다. 이 코팅은 부드럽고 구부러 질 때 광섬유에 쿠션을 제공합니다. 2 차 코팅은 1 차 코팅보다 딱딱하고 단단한 외부 표면을 제공합니다. 그러나 아크릴 레이트는 온도 성능이 제한적입니다. 일반적인 아크릴 레이트는 최고 125ºC의 온도에서 작동 할 수 있습니다.
실리콘, 탄소 및 폴리이 미드는 항공 전자 공학, 항공 우주 및 우주와 관련된 거친 환경에서 사용되는 광섬유에서 발견 될 수있는 코팅입니다. 또한 광업 용으로 설계된 광섬유 또는 석유 및 가스 시추 용으로 사용할 수 있습니다.
표준
코어와 클래딩 크기의 많은 조합이 가능하지만 커넥터와 장비가 적절하게 일치 할 수 있도록 표준이 필요합니다. 이것은 광섬유에 사용되는 부품만큼 작은 부품을 처리 할 때 특히 중요합니다. 광섬유에서 사용되는 부품은 약간의 오정렬로도 전체 시스템이 쓸모 없게 될 수 있습니다.
두 기관은 통신 산업에서 사용되는 광섬유의 성능을 정의하는 표준을 발표합니다. 그들은 통신 산업 협회 (TIA)와 국제 전기 통신 연합 (ITU)입니다. TIA와 ITU는 광섬유에 대한 많은 표준을 발표하고 있지만 ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 및 ITU-T G.657에 익숙해야하는 핵심 표준을 제시합니다.
ANSI / TIA-568-C.3 표준은 구내 광섬유 케이블 링 구성 요소에 적용 할 수 있습니다. ITU 표준은 단일 모드 광섬유 케이블에 적용됩니다. 다음은 그 설명입니다 :
> ITU-TG.652 : 단일 모드 광섬유 및 케이블의 특성
> ITU-T G.655 : 분산 형 단일 모드 광섬유 및 케이블의 특성
> ITU-T G.657 : 0이 아닌 분산 이동 단일 모드 광섬유 및 케이블의 특성
이 표준에는 광섬유, 광섬유 네트워크 케이블 및 광 커넥터 및 스플 라이스와 같은 구성 요소의 성능을 정의하는 중요한 정보가 포함되어 있습니다.
기재
광섬유는 일반적으로 유리 코어와 유리 클래딩으로 만들어 지지만, 광섬유의 성능과 광섬유 설치 비용의 균형을 맞추고 커넥터로 고정하고 손상으로부터 적절하게 보호해야하는 경우 다른 재료를 사용할 수 있습니다. 많은 경우, 섬유는 짧은 거리에서 만 움직여야하며 고품질의 모든 유리 섬유는 단순히 비용을 절감하는 것보다 중요하지 않게됩니다. 섬유가 진동, 극한 온도, 반복 취급 또는 일정한 움직임과 같은 열악한 조건에 노출되는 경우도 있습니다. 다른 섬유 분류는 다른 조건, 비용 요소 및 성능 요구 사항에 맞게 발전했습니다.
재료 별 주요 섬유 분류는 다음 과 같습니다.
유리 섬유 : 여기에는 유리 코어와 유리 클래딩이 있습니다. 높은 데이터 전송률, 장거리 전송 거리 또는이 둘의 조합이 필요할 때 사용됩니다. 유리 섬유는 다양한 유형 중에서 가장 취약한 유형이며, 결과적으로 대량의 남용을받지 않는 환경에 설치해야하거나 특수한 케이블이나 인클로저로 보호해야 환경을 보호 할 수 있습니다 손상되지 않았습니다.
유리 섬유는 일반적으로 장거리 데이터 및 건물 간 및 사무실 간 네트워킹 응용 프로그램에서 발견됩니다.
플라스틱 피복 실리카 (PCS) :이 섬유에는 유리 코어와 플라스틱 피복재가 있습니다. 코어는 모든 유리 섬유보다 큽니다. 일반적으로 200μm이며 클래딩 두께는 50μm입니다. 실리콘으로 코팅 된 유리 광섬유와 마찬가지로 PCS 광섬유의 플라스틱 코팅은 일반적으로 플라스틱 클래딩을 둘러싸는 열 플라스틱 버퍼와 함께 사용됩니다. 일반적인 PCS 섬유 사양은 200 / 300μm입니다. 플라스틱 클래딩은 유리 코어의 보호 층 역할도하기 때문에 일반적으로 모든 유리 섬유에있는 코팅은 PCS 섬유에 포함되어 있지 않습니다. PCS 섬유는 일반적으로 산업용 감지 응용 프로그램 및 의료 / 치과 응용 프로그램에 사용됩니다.
Hard-clad silica (HCS) :이 섬유는 PCS 섬유와 유사하지만 경질 고분자 또는 다른 재료로 만들어진 클래딩이있는 유리 코어를 가지고 있습니다. 일반적으로 다른 클래딩 재료보다 강합니다. 단단한 실리카 섬유는 제조, 공장 자동화 및 충격과 진동으로 인해 표준 유리 섬유를 신뢰할 수없는 곳과 같이 견고성이 가장 중요한 고려 사항 인 곳에서 일반적으로 사용됩니다. HCS 광섬유는 일반적으로 유리 광섬유보다 훨씬 큽니다. 매우 인기있는 크기는 200 / 230μm입니다.
플라스틱 섬유 :이 섬유에는 플라스틱 코어와 플라스틱 클래딩이 있습니다. 저비용, 견고 함 및 사용 편의성을 고려하여 선택되었으며, 높은 대역폭과 긴 전송 거리가 요구되지 않는 곳에 설치됩니다. 플라스틱 섬유는 장거리의 고성능 전송에는 적합하지 않지만 100m 미만의 거리에서도 유용한 데이터 전송 속도를 유지합니다. 매우 인기있는 크기는 980 / 1000μm입니다. 플라스틱 섬유는 일반적으로 650nm 범위의 가시 파장 용으로 설계되었습니다. 플라스틱 섬유의 일부 일반적인 위치는 홈 엔터테인먼트 시스템, 자동차 및 제조 제어 시스템을 포함합니다. 또한 컴퓨터와 주변 장치 및 의료 장비 간의 연결에 사용될 수도 있습니다.
대형 코어 플라스틱 광섬유의 장점
유리 광섬유의 고 대역폭 및 장거리 전송 기능에 대해 흥미를 느끼기는 쉽습니다. 그것은 다른 매체보다 분명히 우월합니다. 그러나 많은 응용 프로그램은 먼 거리에서 높은 대역폭을 필요로하지 않습니다. 가정에 광섬유에 대한 많은 응용 프로그램이 있습니다. 플라스틱 광섬유를 사용하는 가정용 엔터테인먼트 시스템이 이미 있거나 오디오 장치 나 DVD 체인저를 연결하기 위해 플라스틱 광섬유를 사용하는 자동차를 소유하고있을 수도 있습니다. 이러한 응용 프로그램 중 어느 곳도 먼 거리에서 높은 대역폭을 필요로하지 않습니다. 이러한 응용 프로그램은 대형 코어 플라스틱 광섬유에 이상적입니다. 플라스틱 광섬유는 일반적으로 650nm 범위 주변의 가시 파장에서 작동하도록 설계되었습니다. 빛이 광섬유를 빠져 나올 때 빛을 볼 수 있다는 것은 상당한 이점이 있습니다. 값 비싼 테스트 장비가 필요하지 않습니다. 적외선 범위에서 작동하는 유리 광섬유에서 나오는 빛을 측정하려면 전력량계가 필요합니다. 전력 계량기는 홈 엔터테인먼트 시스템보다 더 많은 비용이들 수 있습니다.
플라스틱 광섬유 의 큰 코어는 작은 유리 섬유보다 다른 장점이 있습니다. 다른 섬유 또는 광원이나 검출기와 정렬하기 쉽습니다. 끝이 닿아 서 완벽하게 가운데에 오도록 두 개의 인간 머리카락을 정렬한다고 상상해보십시오. 이제 2 가지 날지 않은 스파게티 국수로 같은 일을한다고 상상해보십시오.