광케이블에 대해 설명해보세요.

[광케이블이란]

광케이블은 광섬유케이블(fiber optic cable) 이라고도 하며, 광신호를 이용해 정보를 전달하는 전송매체이다. 광섬유 자체는 기본적으로 코어(core), 클래딩(cladding), 코팅(coating) 으로 구성된다. 코어는 빛이 전달되는 중심부이고, 클래딩은 코어보다 굴절률이 낮아 빛이 코어 밖으로 빠져나가지 않도록 하는 층이다. 실제 케이블 구조에는 광섬유를 보호하는 코팅 외에도, 인장 강도를 높이기 위한 강도부재(strength member, 예: 아라미드 얀/Kevlar) 와 외부 환경으로부터 보호하는 재킷(jacket) 이 포함된다.

광케이블은 전기 신호가 아니라 빛 펄스로 데이터를 전달하므로, 금속 케이블에 비해 대역폭이 크고, 전자기 간섭(EMI)의 영향을 거의 받지 않으며, 장거리·고속 전송에 유리하다. 그래서 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 가입자망, 장거리 백본망 등 다양한 통신 인프라에 널리 사용된다.

전송용량은 광섬유 자체만으로 정해지는 것이 아니라 사용되는 광모듈, 변조 방식, 파장 수, WDM/DWDM 적용 여부에 따라 달라진다. 현재는 단일 파장 기준 100/200/400\mathrm{Gbps}급 광전송도 상용화되어 있으며, WDM/DWDM 기술을 적용하면 하나의 광섬유에서 훨씬 더 큰 총 전송용량을 구현할 수 있다.

[광케이블 모드]

(1) 싱글모드(Single-mode)

코어 직경이 작아(주로 8 \sim 10\mu\mathrm{m}) 하나의 전파 모드만 전달하는 광섬유이다.

여러 경로로 빛이 전달되지 않아 도달 시간 차이에 의한 모드 분산(Modal Dispersion)이 거의 발생하지 않으므로, 장거리·고속 전송에 매우 적합하다. 주로 장거리 백본망, 통신사망, WAN 구간 등에서 사용된다.

단, 싱글모드라고 해서 단 하나의 신호만 보내는 것은 아니며, 실제 시스템에서는 WDM 등을 통해 여러 파장을 동시에 전송한다. 또한, 모드 분산은 없으나 색분산(Chromatic Dispersion)과 편광모드분산(PMD) 등의 다른 제약 요소는 여전히 존재한다.

(2) 멀티모드(Multimode)

코어 직경이 상대적으로 커서(주로 50\mu\mathrm{m} 또는 $62.5\mu\mathrm{m}) 여러 전파 모드가 동시에 전달되는 광섬유이다.

여러 모드가 서로 다른 경로로 진행하므로 모드 분산이 커져 장거리 전송에는 불리하다. 하지만 광원 및 커넥터 비용이 저렴하여 단거리 구간에서는 경제적으로 활용하기 좋다.

주로 건물 내부 배선, 데이터센터, 통신 장비 간 단거리 연결 등에 사용된다.