제 제 1 1 장 광섬유의 개요장 광섬유의 개요

광섬유의 성질

광섬유의 장점과 단점

광섬유의 제조

광섬유의 역사 및 장 / 단점

광섬유의 종류

Electromagnetic SpectrumElectromagnetic Spectrum

660nm

Hz106

Radio

Radio andtelevision

Microwaves

Millim

etric waves

Far

infr

ared

Ultra violetRadio Activity

Violet 4000nm

Low frequencies High frequencies

Hz102

Hz104

Hz108

Hz1010

Hz1012

Hz1014

Hz1016

Hz1018

Hz1020

Hz1022

1550nm

1300nm

850nm

광섬유의 역사 광섬유의 역사 11

1621 Willbrord Snell 는 하나의 매질에서 다른 매질로 통과하는 빛의 작용을 처리하는 법칙을 공식화했다 .

1870 John Tyndall 은 물의 흐름 속에서 빛의 전송을 실험했다 .

1897 John William Strutt 는 빛의 전달을 설명하는 몇 개의 기본 법칙을 공식화 했다 .

1900 Max Planck 는 불규칙한 광자의 방사 이론과 전자와 광자의 에너지에 관련된 Planck 상수 h 를 만들었다 .

1905 Albert Einstein 은 광전효과를 설명하는 광자이론을 제안했다 .

1930 Willis Lamb,Ju. 는 광섬유에서의 빛의 유도실험을 했다 .

1951 미국 연구소 단체는 광섬유의 다발을 통해 영상을 전송했다 .

1953 Narinder Singh Kapany 는 클래딩을 가지는 광섬유를 만들었으며 , 전송특성이 상당히 개선됐다 .

1960 Theodore Maiman 은 처음으로 루비 레이져를 실험했다 .

1962 Theodore Maiman 은 반도체 레이져를 발견했다 .

1966 Charles Kao 와 Charles Hockman 은 원거리 전송에서의 광섬유의 사용을 제안했다 .

1970 Robert Maurer 과 Corning Glass 회사의 단체는 20dB/km 이하의 손실을 가지는 광섬유를 생산했다 .

1980 AT&T 는 Boston, Massachusetts, Richmond, Virginia 사이에 광섬유 통신을 시작했다 .

1981 Corning Glass 회사는 상업적으로높은 대역과 낮은 손실을 가지는 단일 모드 광섬유를 제안했다 .

1983 AT&T, MCI 와 다른 회사들은 단일 모드 광섬유를 이용하여 원거리의 광통신망을 설치했다 .

광섬유의 역사 광섬유의 역사 22

송신기 변조기 반송파원 채널결합기 ( 입력 )

정보채널

채널결합기 ( 출력 )

검출기신호처리기

수신기

신호원

신호출력

통신 시스템 블럭도통신 시스템 블럭도

광통신 계통도광통신 계통도

전기신호변 환 기

수 광다이오드

전기신호변 환 기

전기신호증 폭 기

펄스신호변 환 기

전기신호 관찰 펄스 신호 관찰

각종정보

흙 물

반 도 체변 조 기

광섬유

광섬유

스피커

광섬유의 장점

1. 전송손실이 극히 적다 .

2. 광대역이다 .

3. 대용량 고속 데이터전송4. 전자파의 영향이 없다 .

5. 세경 및 경량6. 자원의 풍부성7. 가요성이 우수하다 .

8. 비밀화9. 설치 공간이 적다

1. 광섬유 접속이 어렵다 .

2. 전력 전송이 어렵다 .

3. 급준한 휨에 약하다 .

4. 분기 및 결합이 어렵다 .

5. 광소자가 필요하다 .

6. 큰 휨강도에 약하다 .

7. 낮은 대역폭 시스템

응용에서의 높은 비용

광섬유의 단점광섬유의 단점

슈트

모 재

화염

광섬유 모재 제조(MCVD 법 이용 )

열원

인출기

모재

모니터 / 피드백완성된 광섬유

광섬유 인출

광섬유의 제조과정광섬유의 제조과정

광섬유의 성질광섬유의 성질

광섬유 : 빛을 유도하는 고체 ( 혹은 플라스틱 ) 섬유

광섬유의 구조 광섬유의 구조 11

폴리우레탄 외부 자켓

스트렝스 멤버

버퍼 자켓

실리콘 코팅클래딩 ( 실리카 )

코어 ( 실리카 ) 광섬유

광섬유의 구조 광섬유의 구조 22

전파방식 전파방식 : : 전반사를 이용전반사를 이용

굴절광선

반사광선

임계각(B )

전반사

굴절각

굴절광선

부분반사

입사광선

반사광선

cladding

core

n2

coren1

c

c a2

a

a

10

n

Cladding

Acceptance angle : 2/122

21

1 )(sin nna

)/(cos 121 nnc

Critical angle :

광섬유 내에서의 전파광섬유 내에서의 전파

광섬유의 크기에 따른 종류 1

실리카

m500

m300

m125m8

보호용플라스틱 자켓

내부자켓

불순물이 투여된실리카 코어

클래딩

단일 모드 계단형 계수 광섬유

m500

3 m350

m200

보호용 플라스틱자켓플라스틱

클래딩 실리카 코어

큰코어 / 플라스틱 클래딩 섬유

m300

m125 m50

보호용플라스틱 자켓

내부자켓실리카

불순물이 투여된실리카 코어

클래딩

광대역 경사형 계수 다중 모드 광섬유

m500

광섬유의 종류 2

Spec. of fiber1Spec. of fiber1

Fiber Type

Manu-facturer

Model RefractiveProfile

CoreDiameter

(µm)

CladdingDiameter

(µm)

All-siliconstep-index

Silica core,plastic-cladstep-index

All-silicondraded-index

All-plasticstep-index

All-siliconsingle-modestep-indexSilicon,single-mode,W profiledispersion-shifted

Quqrtzproducts Corp.

Dupont

Valtec/PhillipsCorp.

Dupont

CorningGlass Inc.

CorningGlass Inc.

QSF 133/200ASW

Pifax S-120Type30

MG05

Pifax PIR140Type B

SMF-28

SMF-D5

133 200

200 600

50 125

368 400

8.3 125

16 125

nclad N.A.1

)/(

2

kmdBLoss

)(

3

kmMHzBW

Fiber Type

All-siliconstep-index

Silica core,plastic-cladstep-index

All-silicondraded-index

All-plasticstep-index

All-siliconsingle-modestep-indexSilicon,single-mode,W profiledispersion-shifted

ncore

0.2 5 20

1.46 1.409 0.38 30 0.85

0.2 5 400

1.48 1.419 0.42 270 0.58 @790nm

1.471 =0.36% 0.12 1.8 >2000 @1300nm @850nm @1300nm

1.476 max = 0.9% — 2.06 >4000 min = 0.3% @850nm @1550nm 0.22 (565Mb/s @1550 -80km)

Spec. of fiber2Spec. of fiber2