광섬유의 세 가지 유형은 무엇입니까?

광섬유(Optical Fiber)를 분류하는 방법은 다양합니다. 일반적인 분류 표준에는 투과 모드, 굴절률 분포, 재료 구성 및 응용 시나리오가 포함됩니다. 전송 모드와 재료 특성에 따라 분류하면 다음 세 가지 유형이 가장 일반적입니다.
1. 전송 모드별 분류: 단일-모드 광섬유(SMF, 단일-모드 광섬유)
특징:
매우 미세한 코어 직경: 코어 직경은 일반적으로 8~10μm(머리카락의 약 1/10)로 빛의 파장에 가깝습니다.
단일 전송 모드: 모드 분산 및 작은 신호 왜곡 없이 하나의 조명 모드(기본 모드)만 직선으로 전파할 수 있습니다.
장거리-저손실: 낮은 손실(약 0.2dB/km), 전송 거리는 수십 킬로미터 또는 수백 킬로미터에 이릅니다.
높은 비용: 레이저 광원(예: DFB 레이저)과 일치해야 하며 커넥터 정밀도 요구 사항이 매우 높습니다.
애플리케이션 시나리오:
장거리 통신 간선(예: 대양 횡단 해저 광케이블)은 대도시 지역 네트워크의 핵심 레이어입니다.
광섬유 감지, 정밀 측정(예: 광섬유 자이로스코프)
2. 전송 모드에 따른 분류: 다중-모드 광섬유(MMF, 다중-모드 광섬유)
특징:
거친 코어 직경: 코어 직경은 일반적으로 50μm 또는 62.5μm이므로 여러 조명 모드를 동시에 전송할 수 있습니다.
모드 분산이 존재합니다. 다양한 모드의 빛은 서로 다른 전송 경로를 가지므로 거리에 따라 신호가 넓어지고(큰 분산) 전송 거리가 제한됩니다(보통 2km 미만).
저렴한 비용: LED 광원을 사용할 수 있으며 커넥터 설치가 비교적 간단합니다.
세분화 유형(굴절률 분포 기준):
단계-인덱스 다중 모드 광섬유
코어 굴절률은 균일하고 클래딩 굴절률은 낮으며 빛은 분산이 큰 '전반사' 파선 방식으로 전파되며 단거리 시나리오(예: 초기 근거리 통신망)-에서만 사용됩니다.
점진적-인덱스 다중 모드 광섬유
중심에서 가장자리로 갈수록 중심 굴절률이 점차 감소하고, 광 투과 궤적이 곡선을 이루며(렌즈 포커싱과 유사) 분산이 크게 감소합니다. 현재의 주류 다중 모드 광섬유(예: 50/125μm 사양)입니다.
애플리케이션 시나리오:
근거리 통신망(예: 기업 및 캠퍼스 네트워크), 데이터 센터의 내부 상호 연결(10G/40G 이더넷과 같은 단거리-고속{1}}전송)
광섬유 센서, 조명 및 디스플레이 시스템.
III. 재질별 분류 : 플라스틱 광섬유(POF, Plastic Optical Fiber)
특징:
재료는 고분자 폴리머입니다. 코어는 일반적으로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이고 클래딩은 불소수지(예: PTFE)이며 직경은 상대적으로 두껍습니다(일반적으로 1mm 또는 2mm).
낮은 대역폭, 높은 손실: 손실은 약 100~500dB/km이고 전송 거리는 짧지만(일반적으로 100미터 미만) 유연성이 매우 뛰어나고 굽힘 저항이 뛰어납니다.
저렴한 비용: 가시광선 LED 광원을 사용할 수 있으며 연결에 전문적인 도구(예: 스냅온 커넥터)가 필요하지 않습니다.-
애플리케이션 시나리오:
가전제품(예: 오디오 및 TV의 오디오 섬유 전송), 자동차 내부 통신(예: 자동차 엔터테인먼트 시스템).
단거리-및 저속-시나리오(예: 장난감, 장식 조명 및 산업용 제어 신호 전송)
기타 분류 방법(보충적 이해)
굴절률 분포 기준:
Step Index Fiber: 코어와 클래딩의 굴절률이 급격하게 변화하며 싱글{0}}모드와 멀티{1}}모드에 모두 사용됩니다.
Graded Index Fiber: 코어의 굴절률이 점진적으로 변하며 주로 분산을 줄이기 위해 다중-모드 광섬유에 사용됩니다.
재료별:
석영광섬유: 통신분야의 주류인 고순도 실리카(SiO2)를 코어로 한 것(싱글-모드/멀티{2}}모드는 이를 기반으로 함)
유리 광섬유: 코어는 특수 유리(예: 불소 유리)로 적외선 전송(예: 의료, 레이저 수술)에 사용됩니다.
애플리케이션 시나리오별:
통신용 광섬유: 데이터 전송에 사용됩니다(예: 단일-모드, 다중-모드).
특수 광섬유: 특수 기능(예: 편광-유지 광섬유, 광결정 광섬유, 광섬유 격자 등)에 사용됩니다.
요약: 세 가지 일반적인 광섬유 비교
유형 코어 소재 코어 직경 범위 전송 거리 일반적인 적용 시나리오
단일-모드 광섬유 석영 유리 8~10 μm 수십 킬로미터 장거리-거리 통신, 백본 네트워크
다중 모드 광섬유 석영 유리 50/62.5 μm 수백 미터 ~ 2km 근거리 통신망, 데이터 센터 단거리- 상호 연결
플라스틱 광섬유 고분자 폴리머 1~2mm 수십미터~100미터 가전제품, 자동차, 저-단거리-시나리오
특정 요구 사항에 따라 광섬유 유형을 선택할 때 전송 거리, 대역폭 요구 사항, 비용 및 환경 적응성과 같은 요소를 종합적으로 고려해야 합니다. 예를 들어, 장거리 백본 네트워크에는 단일{1}}모드 광섬유가 선호되는 반면, 가정용 오디오 및 비디오 장비에는 플라스틱 광섬유가 더 적합합니다.