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보기 : 0 저자 : 사이트 편집기 게시 시간 : 2025-09-02 원산지 : 대지
단일 모드 파이버 (SMF)는 주어진 작동 파장에서 하나의 광 전파 모드 (또는 경로) 만 통과 할 수 있도록 설계된 광섬유입니다. 이것은 광 신호가 최소한의 반사와 분산으로 단일 경로에서 섬유의 중앙 축을 따라 이동한다는 것을 의미합니다. 결과적으로 감쇠 및 분산이 매우 낮은 장거리 고용량 데이터 전송을 가능하게합니다.
'mode '라는 용어는 광섬유를 통해 전파 될 때 빛의 전자기장 분포 패턴을 나타냅니다. 간단히 말해서, 빛이 섬유 내에서 다른 경로가 취할 수 있으므로 이해할 수 있습니다. 단일 모드 파이버는 하나의 경로 (기본 모드) 만 존재할 수 있습니다.
이것은 단일 모드 섬유의 가장 두드러진 구조적 특징입니다. 코어 직경은 매우 작으며 일반적으로 8μm ~ 10μm (9μm는 표준) 범위입니다. 비교를 위해, 다중 모드 파이버는 일반적으로 코어 직경이 50μm 또는 62.5μm 입니다 . 작은 코어는 빛이 물리적으로 한 모드 (직선 경로)로만 전파되도록 제한합니다.
단일 모드 파이버는 일반적으로 장파장 대역에서 주로 1310nm 및 1550nm 에서 작동합니다 . 이러한 파장에서, Rayleigh 산란으로 인한 재료 분산 및 손실은 최소화되어 최적의 성능을 보장합니다.
단일 모드 파이버는 높은 밝기, 일관성 및 탁월한 시준으로 인해 을 사용해야하므로 레이저 광원 (예 : 분산 피드백 레이저, DFB-LD) 빛을 매우 작은 코어로 효율적으로 커플 링 할 수 있습니다. 저렴한 LED (Light-Emitting Diodes) 는 조명이 단일 모드 섬유 코어에 효과적으로 연결되지 않기 때문에 사용될 수 없습니다.
하나의 모드만이 전송되기 때문에 단일 모드 섬유는 모달 분산을 제거합니다 (다른 시간에 종말점에 도달하는 다른 모드로 인한 신호 확장). 이로 인해 대역폭이 매우 높고 감쇠가 낮아서 초대형 거리 (수십 ~ 수백 킬로미터) 및 고속 통신 (예 : 10G, 40G, 100G, 400G 및 그 이상)에 이상적입니다.
단일 모드 섬유 자체의 비용은 멀티 모드 섬유와 비슷하거나 때로는 낮습니다. 그러나 관련 광학 장비 (레이저 송신기 및 정밀 수신기)는 다중 모드 시스템에 사용되는 장비보다 훨씬 비싸다.
멀티 모드 파이버를 넓은 파이프 로 생각하십시오 . 빛이 들어 오면 광자는 여러 각도 (모드)로 이동하고 일부는 직선으로, 다른 일부는 지그재그 패턴으로 이동할 수 있습니다. 이로 인해 다른 광 경로가 약간 다른 시간 ( 에 종말점에 도달하여 모달 분산 ) 전송 속도와 거리를 제한합니다.
장점 : 저렴한 장비 (LED 또는 VCSEL 레이저 사용) 및 더 쉬운 연결.
단점 : 거리가 짧고 대역폭이 낮습니다.
응용 프로그램 : 데이터 센터, LAN (Local Area Networks) 및 단거리 캠퍼스 네트워크.
단일 모드 섬유는 매우 얇은 빨대 와 같습니다 . 빛은 한 모드 (거의 완벽하게 직선)로만 이동할 수 있습니다. 모든 광자는 모달 분산없이 종말점에 동시에 도착할 수 있습니다.
장점 : 매우 높은 대역폭, 장거리 및 낮은 손실.
단점 : 고가의 장비 및 고정밀 연결이 필요합니다.
응용 프로그램 : 장거리 통신 네트워크, 대도시 지역 네트워크, FTTH (Fiber-to-the-Home) 및 잠수함 케이블.
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| 특징 | 단일 모드 파이버 (SMF) | 멀티 모드 파이버 (MMF) |
|---|---|---|
| 코어 직경 | 아주 작은 (8-10 μm) | 더 큰 (50 또는 62.5 μm) |
| 라이트 모드 | 단일 모드 | 다중 모드 |
| 광원 | 레이저 (LD) | LED 또는 VCSEL 레이저 |
| 대역폭 | 매우 높음 (이론적으로 무제한) | 낮추다 |
| 전송 거리 | 매우 길다 (킬로미터) | 짧은 (수백 미터) |
| 분산 | 주로 재료 분산 | 모달 분산이 기본입니다 |
| 비용 | 값 비싼 장비, 저렴한 섬유 | 저렴한 장비, 약간 더 비싼 섬유 |
단일 모드 파이버는 널리 사용되는 최신 통신 네트워크의 중추입니다.
장거리 통신 네트워크 : 도시와 국가 연결.
케이블 텔레비전 (CATV) 네트워크 : 고품질 비디오 신호 제공.
섬유에서 재택 (FTTH) : 가구에 고속 인터넷을 제공합니다.
데이터 센터 상호 연결 : 데이터 센터 간의 고속 데이터 동기화 활성화.
잠수함 케이블 : 국제 커뮤니케이션을위한 글로벌 대륙 연결.
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