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Bahasa Melayu 광섬유 특성 평가: CD, PMD, 분광 감쇠, ORL, 지연
손실 시험은 광섬유가 빛을 통과시키는지만 알려줍니다. 그 광섬유가 80 km 구간에서 10G를 전송할 수 있는지, DWDM 채널 40개를 수용할 수 있는지, 400ZR 신호를 견디는지는 알려주지 않습니다. 이런 질문에 답하려면 색분산, 편광 모드 분산, 전체 대역의 감쇠, 반사, 때로는 지연시간까지 측정해야 합니다. 이를 측정하는 작업이 광섬유 특성 측정입니다. 이 페이지에서는 언제 특성 측정이 필요한지, 어떤 시험이 어떤 질문에 답하는지, 각 측정을 어떻게 수행하는지, 서비스마다 수치가 어떤 범위여야 하는지, 트랜시버에 비용을 들이기 전에 오래되었거나 정체를 알 수 없는 광섬유에서 그 결과가 무엇을 알려주는지를 설명합니다.
특성 측정이 필요한 경우
| 상황 | 표준 손실 시험과 OTDR 외에 필요한 시험 |
|---|---|
| 신규 경로, ≤ 10G, ≤ 40 km, 최신 G.652.D | 없음. 1310/1550 nm에서의 Tier 1 손실 시험과 양방향 OTDR이면 충분(시험과 측정) |
| 60–80 km 구간의 10G, 10G DWDM 직접 검출 | 색분산(한계값 1 000–1 600 ps/nm), ORL |
| 레거시 40G NRZ 또는 DPSK 직접 검출 | PMD(매우 민감), 보상 계획을 포함한 CD |
| 100G 이상 코히어런트, 400ZR/ZR+ | 손실과 ORL; 광섬유 종류 확인을 위한 CD(G.653/G.655는 비선형 계획이 달라짐); DSP 허용 범위 이내인지 확인하는 PMD; C-밴드 평탄도를 위한 스펙트럼 감쇠; 서비스가 요구하면 지연시간 |
| 다크 파이버 임대 또는 임대 심선 인수 | 전체 시험 항목을 양방향, 파장 세 개로, 여기에 광섬유 종류 확인, 반사율 지도, 단면 이미지까지 포함. 이른바 광섬유의 여권 |
| 노후 광섬유(2000년 이전 설치)의 업그레이드 전 점검 | 먼저 PMD(발목을 잡는 원인이 될 수 있음), 종류 확인을 위한 CD, 수분 피크와 수소를 확인하는 스펙트럼 감쇠(신뢰성과 노화) |
| CWDM 18채널 전체 사용 | 1 270–1 610 nm 스펙트럼 감쇠. 1383 nm 수분 피크가 채널 3개의 사용 여부를 결정 |
| PON 오버레이(1490/1577/1625 nm) | 해당 파장에서의 감쇠, ORL ≥ 32 dB(반사와 반사 손실) |
| 프론트홀, 시간 동기화 | 지연시간과 심선 쌍 두 가닥 사이의 길이 비대칭. PTP 정확도가 여기에 좌우됨 |
시험 종류
| 시험 | 방법 | 결과 | 일반적인 장비 |
|---|---|---|---|
| 스펙트럼 감쇠 | 광대역 광원과 광 스펙트럼 분석기, 파워미터를 결합한 스윕 튜너블 레이저, 또는 다파장 OTDR(1310/1383/1490/1550/1625/1650 nm) | 1 260–1 650 nm 전 구간에서 파장별 dB/km; 1383 nm 수분 피크, 수소, 1 625 nm 쪽으로 커지는 굴곡 손실, C-밴드 평탄도 | 광원을 갖춘 OSA, 또는 특성 측정용 OTDR |
| 색분산(CD) | 위상 편이 또는 차동 위상 편이(IEC 60793-1-42), 또는 4파장 OTDR 기반으로 분산 곡선을 피팅하는 방법 | ps/(nm·km) 단위의 D(λ), 영분산 파장 λ₀, 기울기 S₀, 링크 전체 분산(ps/nm)(분산과 대역폭) | CD 분석기 또는 원격 광원을 사용하는 OTDR 모듈 |
| 편광 모드 분산(PMD) | 간섭계 방식(TINTY/GINTY), 고정 분석기 파장 스캐닝, 존스 행렬; 불량 구간을 찾는 분산형 P-OTDR | ps 단위의 총 PMD(평균 DGD)와 ps/√km 단위의 계수; 통계적 수치이므로 반복 측정하고 온도를 기록 | 반대쪽 끝에 편광 광대역 광원을 둔 PMD 분석기 |
| 광 반사 손실과 반사율 | OCWR 또는 OTDR | dB 단위의 ORL, 이벤트별 반사율 | ORL 측정기, OTDR |
| 삽입 손실 | 모든 서비스 파장, 양방향(Tier 1)에서 광원과 파워미터로 측정 | 심선당 dB | OLTS |
| 지연시간과 길이 | OTDR로 측정한 길이, 또는 반대쪽 루프백을 이용한 지연시간 테스터(왕복 ÷ 2) | µs와 미터; 4.9 µs/km; 동일 굴절률에서 길이 차이로 구하는 심선 쌍 사이의 비대칭 | OTDR, 지연시간 기능이 있는 이더넷 테스터 |
| 광섬유 종류 확인 | CD 시험의 λ₀와 D(1550), 접속점의 후방산란 단차, 기록으로 판별 | G.652/G.653/G.655/G.654/G.657, 제조 시기(광섬유 종류) | CD 분석기와 OTDR |
| 멀티모드 모드 대역폭 | 샘플의 차동 모드 지연/유효 모드 대역폭 측정 | OM 등급 확인 | 실험실; 현장에서는 드묾 |
서비스별 한계값
아래는 일반적인 수치이며, 정확한 값은 트랜시버 사양이나 표준에서 확인합니다.
| 서비스 | 색분산 허용치 | PMD 허용치(평균 DGD) | 손실/ORL |
|---|---|---|---|
| 1G, 10G(최대 40 km, LR, ER) | G.652에서는 제한 요인 아님(40 km × 17 = 680 ps/nm, 한계값 ≈ 1 000–1 600) | ≤ 10 ps(100 ps 비트 폭의 10 %) | 버짓 6–15 dB; ORL ≥ 12 dB |
| 10G 80 km(ZR) 및 10G DWDM 직접 검출 | 보상 없이 ≤ 1 600 ps/nm; 80 km × 17 = 1 360 ps/nm로 여유가 빠듯함 | ≤ 10 ps | 버짓 23–24 dB; ORL ≥ 24 dB |
| 레거시 40G NRZ/DPSK | ≤ 60–100 ps/nm, 분산 보상 필요 | ≤ 2.5 ps | ORL ≥ 24 dB |
| 100G 코히어런트 DP-QPSK | ± 50 000 ps/nm(수천 km) | 25–30 ps 이상 | OSNR이 제한 요인; ORL ≥ 24 dB(코히어런트 장거리 전송) |
| 400ZR(OIF) | ± 2 400 ps/nm(G.652 기준 ≈ 120 km) | ≈ 10 ps | 무증폭: 손실 ≤ 11 dB(≈ 40 km); 증폭: 120 km에서 OSNR ≥ 26 dB |
| 400ZR+, 800ZR | ± 20 000…± 50 000 ps/nm | 허용치 넉넉함 | OSNR이 제한 요인 |
| CWDM 10G, 18채널 | 채널당 10G와 동일 | ≤ 10 ps | 수분 피크를 포함한 채널별 감쇠(CWDM 다중화와 버짓) |
| GPON/XGS-PON | 제한 요인 아님 | 제한 요인 아님 | 등급별 버짓(B+ 28, C+ 32, N1 29, N2 31, E1 33, E2 35 dB); ORL ≥ 32 dB; 반사율 ≤ −35 dB |
PMD 계산식: 평균 DGD = PMD 계수 × √L. 최신 G.652.D는 ≤ 0.1 ps/√km이므로 100 km에서 1 ps에 불과해 무관하지만, 1980년대 광섬유는 1–2 ps/√km이므로 100 km에서 10–20 ps가 되어 코히어런트를 쓰지 않는 한 해당 구간에서 10G NRZ는 한계에 도달합니다(공식과 계산).
결과 해석: 광섬유 종류와 사용 연수
| 측정값 | 결론 |
|---|---|
| λ₀ = 1 300–1 324 nm, D(1550) = 16–18 ps/(nm·km) | G.652; 1383 nm 피크가 낮으면 → G.652.C/D, 높으면 → G.652.A/B |
| D(1550) = 2–6 ps/(nm·km), λ₀가 1 450–1 520 nm 부근 | G.655 비영분산 시프트; 부호를 확인; 고밀도 DWDM에서는 4광파 혼합에 주의(비선형 효과) |
| D(1550) ≈ 0 | G.653 분산 시프트; 채널 간격을 불균등하게 하거나 L-밴드를 쓰지 않는 한 C-밴드 DWDM 불가 |
| D(1550) = 18–22 ps/(nm·km), 감쇠 ≈ 0.17 dB/km | G.654 순수 실리카 코어 |
| PMD 계수 > 0.5 ps/√km | 대략 1995년 이전 광섬유; 100 km 이상에서 10G는 위험 부담이 있음; 코히어런트는 문제없음 |
| 1383 nm 수분 피크가 0.5 dB/km 초과 | E-밴드 CWDM(1 371–1 411 nm 채널) 사용 불가; 나머지는 사용 가능 |
| 기준선 대비 감쇠 기울기가 상승, 1 383 nm와 1 550 nm 이상에서 가장 심함 | 수소 노화 또는 수분 침투; 교체가 필요한 구간 |
| 1 625–1 650 nm 쪽으로 손실이 급격히 상승 | 경로상의 매크로 굴곡 또는 마이크로 굴곡 |
| 심선 쌍의 길이 비대칭 > 10–20 m | 보상하지 않으면 PTP 타이밍 오차 50–100 ns |
절차와 보고
| 단계 | 방법 |
|---|---|
| 준비 | 원격 장치나 두 번째 작업조로 양쪽 끝에 장비 배치; 기준 코드는 검사·세정 완료(단면 검사와 세정); 광섬유는 무신호 상태여야 함. CD와 PMD는 활선 광섬유에서 측정 불가 |
| 조건 | 날짜, 시각, 온도를 기록. PMD는 이 조건에 따라 달라짐; 심선 쌍과 예비심을 모두 시험 |
| 소요 시간 | 숙련된 작업조 기준으로 심선당 전체 시험에 30–60분 |
| 산출물 | 심선별로 전 파장 양방향 손실, ORL, 양방향 OTDR 트레이스(.sor), λ₀와 총 분산을 포함한 CD 곡선, PMD, 스펙트럼 감쇠 곡선, 지연시간과 길이, 반사율 지도, 단면 이미지, 목표 서비스 기준 합격/불합격 |
| 보관 | PDF만이 아니라 설정값을 포함한 장비 고유 파일로 보관(문서화와 라벨링) |
| 표준 | IEC 61280-4-2(설치된 싱글모드 링크의 감쇠와 ORL), IEC 61280-4-4(설치된 링크의 PMD), IEC 61280-4-1(설치된 멀티모드 링크), IEC 60793-1-42(CD), TIA FOTP-175(CD), ISO/IEC 14763-3 및 TIA-568.3-D(인수)(표준 지도) |
다크 파이버 인수 체크리스트: 명시된 광섬유 종류를 CD로 확인; 1310/1550/1625에서 km당 손실이 제안 범위 이내; 모든 접속점 ≤ 0.1 dB, 모든 커넥터 ≤ 0.5 dB(양방향 기준); ORL ≥ 27 dB(PON은 ≥ 32 dB); PMD가 서비스 한계 이내; 스펙트럼 곡선에 수소 신호가 없음; 길이와 지연시간 기록; 문서와 좌표 인계.
CodingBox에서
코히어런트 모듈은 신호가 들어오는 순간부터 별도 비용 없이 광섬유 특성을 측정합니다. CMIS VDM은 DSP가 인식하는 색분산, DGD, PDL, OSNR, 편광 변화율을 보고합니다. CodingBox는 모듈이 어떤 관측값을 제공하는지 표시하고 DDM 페이지를 읽어 오므로, 광섬유의 준공 보고서와 동일 링크에 대한 모듈 자체의 측정값을 서로 비교할 수 있습니다. 두 값이 어긋나면 패치, 오염된 커넥터, 또는 조사 이후의 광섬유 교체를 의심할 수 있습니다(VDM과 FEC 지표, Check transceiver).