본 논문에서는 장거리, 저 손실 FTTH 구성에 필요한 현장조립 광커넥터(FIOC)의 접속 신뢰성과 성능 향상을 위한 방법을 제시한다. 이를 위해 FIOC의 내부 광섬유(inner fiber)와 외부 광섬유(field fiber)의 접속 면 각도를 최적화하여 별도의 각도 맞춤 툴과 광섬유 유각 절단기(fiber angled cleaver) 없이 조립하여도 저 손실 접속이 가능하도록 하였다. FIOC의 내부 광섬유(inner fiber)의 각도를 angled cleaver를 이용해 $2^{\circ}$로 고정하고, 외부 광섬유(field fiber)는 일반 광섬유 절단기를 이용해 오차를 포함해서 $0^{\circ}{\sim}1^{\circ}$의 각도로 서로 접속하여 삽입손실은 0.3dB 이내로 줄이고, 반사손실은 -60dB 이하를 유지 할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 장거리, 저 손실 FTTH 구성에 필요한 현장조립 광커넥터(FIOC)의 접속 신뢰성과 성능 향상을 위한 방법을 제시한다. 이를 위해 FIOC의 내부 광섬유(inner fiber)와 외부 광섬유(field fiber)의 접속 면 각도를 최적화하여 별도의 각도 맞춤 툴과 광섬유 유각 절단기(fiber angled cleaver) 없이 조립하여도 저 손실 접속이 가능하도록 하였다. FIOC의 내부 광섬유(inner fiber)의 각도를 angled cleaver를 이용해 $2^{\circ}$로 고정하고, 외부 광섬유(field fiber)는 일반 광섬유 절단기를 이용해 오차를 포함해서 $0^{\circ}{\sim}1^{\circ}$의 각도로 서로 접속하여 삽입손실은 0.3dB 이내로 줄이고, 반사손실은 -60dB 이하를 유지 할 수 있도록 하였다.
In this paper, we propose a design method for a reliable and improved field-installable optical connectors(FIOC) which are needed for long-distance and low loss FTTH configuration. To this end, we optimize the angle of splicing between the inner fiber and the field fiber of the FIOC, so that the low...
In this paper, we propose a design method for a reliable and improved field-installable optical connectors(FIOC) which are needed for long-distance and low loss FTTH configuration. To this end, we optimize the angle of splicing between the inner fiber and the field fiber of the FIOC, so that the low loss connection of optical fibers is possible without using any angle alignment tools as well as angled cleavers. More precisely, we set the cutting angle of the inner filber and the field fiber to be $2^{\circ}$ by using an angled cleaver and $0^{\circ}{\sim}1^{\circ}$ by using a general fiber cutter, respectively. Splicing these two optical fibers without any further adjustment, we can keep the insertion loss within 0.3dB and the reflection loss within -60dB.
In this paper, we propose a design method for a reliable and improved field-installable optical connectors(FIOC) which are needed for long-distance and low loss FTTH configuration. To this end, we optimize the angle of splicing between the inner fiber and the field fiber of the FIOC, so that the low loss connection of optical fibers is possible without using any angle alignment tools as well as angled cleavers. More precisely, we set the cutting angle of the inner filber and the field fiber to be $2^{\circ}$ by using an angled cleaver and $0^{\circ}{\sim}1^{\circ}$ by using a general fiber cutter, respectively. Splicing these two optical fibers without any further adjustment, we can keep the insertion loss within 0.3dB and the reflection loss within -60dB.
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문제 정의
본 논문에서는 FIOC에 대하여 참고문헌 [7]에서 요구한 삽입손실과 반사손실에 관한 조건을 만족하는 새로운 광섬유 접속방법을 제안하였다. 즉, FIOC의 V-groove 접속에서 굴절율 보정액의 특성을 고려하여 광섬유 접속면의 접속각도를 2° 정도로 유지하면 별도의 조립툴과 장비없이 FIOC의 삽입손실을 0.
제안 방법
내부 광섬유(inner fiber)의 각도 작업은 정밀 fiber angled cleaver[12]를 사용하여 광섬유 절단작업을 하였으며, 같은 각도의 광섬유 시료를 다량으로 확보하기 위해, 12심의 리본 광섬유[13]를 이용하여 한 번에 다수의 광섬유를 절단하는 방법을 적용하였다. 또한 정밀 fiber angled cleaver 의 경우 절단오차가 0.
4372인 제품을 이용하고, 보정액의 온도 의존특성[15]을 고려 하여 상온에서 실험을 진행하였다. 또한 굴절율 보정액이 V-groove의 V홈에 바르게 삽입될 수 있도록 주사기가 장착된 정밀 정량 토출기로 보정액을 주입하고, Gel이 흘러들어 갈 수 있는 시간만큼 기다린 후 시료를 제작 하였다. 측정방법은 Telcordia GR-326 의 측정 방법과 동일하게 하였다[16].
본 논문에서는 FIOC의 반사손실 개선을 위해 V-groove 접속점에 기 삽입되어 사용되는 굴절율 보정액의 특성을 고려하여, 별도의 조립 툴과 장비 없이 작은 양의 삽입손실을 유지하며, -60dB 이하로 반사손실을 개선할 수 있는 V-groove 접속면에서의 광섬유 접속각도를 제안하였다. 이렇게 만들어진 새로운 구조의 FIOC는 별도의 각도 맞춤 툴과 고가의 fiber angled cleaver 없이 현장에서 접속하여도 FTTH 구성에 요구되는 FIOC의 손실 규격을 만족 시킬 수 있다는 것을 실험으로 보인다.
삽입손실은 FIOC 측정에 나타나는 두 개의 접속점인 페룰 접속점과 V-groove 접속점을 포함한 FIOC 전체의 손실을 측정하는 방법을 사용하였다. 측정결과, 그림 6과 같이 단면 각도에 따른 손실 변화량이 그래프의 처음 일정 구간인 0°～3° 사이에서는 삽입손실의 증가량이 매우 적게 증가하고, 최고 손실 값도 0.
측정방법은 Telcordia GR-326 의 측정 방법과 동일하게 하였다[16]. 측정 조건은 그림 4와 같이 광섬유 절단각의 방향을 반대로 하여 최대한 접속 간격을 크게 하여 측정 하는 방법을 사용하였다.
측정 항목은 FTTH의 사용파장인 1490nm 와 1550nm 의 파장을 이용하여 삽입손실과 반사손실을 측정하였다. 측정 파장의 기준은 광섬유 손실특성이 가장 좋은 1550nm 파장을 사용하였으며, 사용된 광섬유의 특성에 맞춰 FTTH E-PON 의 하향 전송에 사용되는 1490nm 파장도 추가로 실험 하였다.
대상 데이터
652D 규격의 low water peak fiber[14]를 사용하였다. 굴절율 보정액은 파장에 따라 굴절율 변화가 작고, 1550nm 파장에서 굴절율이 1.4372인 제품을 이용하고, 보정액의 온도 의존특성[15]을 고려 하여 상온에서 실험을 진행하였다. 또한 굴절율 보정액이 V-groove의 V홈에 바르게 삽입될 수 있도록 주사기가 장착된 정밀 정량 토출기로 보정액을 주입하고, Gel이 흘러들어 갈 수 있는 시간만큼 기다린 후 시료를 제작 하였다.
측정 파장의 기준은 광섬유 손실특성이 가장 좋은 1550nm 파장을 사용하였으며, 사용된 광섬유의 특성에 맞춰 FTTH E-PON 의 하향 전송에 사용되는 1490nm 파장도 추가로 실험 하였다. 실험에 사용된 모든 광섬유는 G.652D 규격의 low water peak fiber[14]를 사용하였다. 굴절율 보정액은 파장에 따라 굴절율 변화가 작고, 1550nm 파장에서 굴절율이 1.
실험에 사용된 외부 광섬유(field fiber)는 일반 광섬유 절단기를 사용하여 시료를 제작 하였으며 절단각도는 오차를 고려했을 때 0～1°를 갖는다.
측정 항목은 FTTH의 사용파장인 1490nm 와 1550nm 의 파장을 이용하여 삽입손실과 반사손실을 측정하였다. 측정 파장의 기준은 광섬유 손실특성이 가장 좋은 1550nm 파장을 사용하였으며, 사용된 광섬유의 특성에 맞춰 FTTH E-PON 의 하향 전송에 사용되는 1490nm 파장도 추가로 실험 하였다. 실험에 사용된 모든 광섬유는 G.
이론/모형
또한 굴절율 보정액이 V-groove의 V홈에 바르게 삽입될 수 있도록 주사기가 장착된 정밀 정량 토출기로 보정액을 주입하고, Gel이 흘러들어 갈 수 있는 시간만큼 기다린 후 시료를 제작 하였다. 측정방법은 Telcordia GR-326 의 측정 방법과 동일하게 하였다[16]. 측정 조건은 그림 4와 같이 광섬유 절단각의 방향을 반대로 하여 최대한 접속 간격을 크게 하여 측정 하는 방법을 사용하였다.
성능/효과
3dB이하로 유지하면서도 반사손실을 -60dB에 맞출 수 있다는 것을 보였다. 따라서, FIOC의 내부 inner fiber의 접속면 각도를 2˚ 가 되도록 제작하면, Field Fiber와의 접속에서 Field Fiber에 별도의 각도 맞춤 도구를 사용하지 않고 광섬유를 접속하여도 FTTH 구성에 요구되는 FIOC의 손실 규격을 만족 시킬 수 있어 현장에서 신뢰성있는 저손실 FIOC를 저비용으로 손쉽게 제작할 수 있다.
를 이용하여 한 번에 다수의 광섬유를 절단하는 방법을 적용하였다. 또한 정밀 fiber angled cleaver 의 경우 절단오차가 0.5도 이상을 가지므로 10회 이상의 광섬유 절단을 통해 원하는 각도의 시료를 얻을 수 있었다.
본 실험에서 반사손실 측정결과, 현장조립 광커넥터의 내부 광섬유의 접속 면 각도가 2°이상이면 반사손실이 -60dB 이하로 나타났으며, 측정 과정에서의 손실요인을 감안할 경우 손실특성은 더욱 향상될 것으로 기대한다.
즉, FIOC의 V-groove 접속에서 굴절율 보정액의 특성을 고려하여 광섬유 접속면의 접속각도를 2° 정도로 유지하면 별도의 조립툴과 장비없이 FIOC의 삽입손실을 0.3dB이하로 유지하면서도 반사손실을 -60dB에 맞출 수 있다는 것을 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
FIOC란?
FIOC는 FTTH구성 현장에서 건물의 인입용 광케이블의 접속을 쉽게 하기 위해 광섬유의 종단을 커넥터처리하기 위한 광섬유 종단처리용 광커넥터이다. 현장조립 광커넥터의 구성은 그림 1과 같이 광섬유 절단기를 이용하여 일정 크기로 절단한 광섬유(inner fiber)를 세라믹 페룰 홀에 삽입, 경화하여 세라믹 과 함께 한쪽 면을 연마하고, 이것을 다시 V-groove까지 삽입하여 굴절율 보정액과 함께 위치시켜 외부 압박 구조물과 함께 조립되어 완제품으로 구성되게 된다.
FIOC의 사용이 증가한 원인은?
최근에 인터넷은 일반 데이터 전송의 기존 서비스에서 진화하여 전화(VoIP)와 영상(Video, TV)을 서비스하는 방송 통신 융합 서비스(triple service)로 진화하고 있다.
이러한 다양한 서비스를 제공하는 업체들도 많은 수로 늘어나고 있으며, 스마트폰의 보급으로 무선통신망을 이용한 데이터 트래픽도 추가되어, 광 통신망을 통하여 유통되어야 하는 정보용량이 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 정보 용량의 증가는 광통신 시스템의 사용 영역을 가입자망 뿐만 아니라 무선망으로 까지 확장 시키고 있다. 따라서 광통신망에서 사용하는 광섬유 종단처리를 위한 현장조립 광커넥터(Field Installable Optical Connector(FIOC))의 사용이 많은 수로 늘어나 현장조립 광커넥터 시장도 국내외에서 급격히 확대되고 있다.
FIOC의 손실특성을 좌우하는 중요 요소는?
일반 광커넥터와는 달리 현장조립 광커넥터(FIOC)의 가장 중요한 특징은 광커넥터 내부에서 V-groove와 굴절율 보정액(Index Matching Gel)을 이용한 굴절율 정합 방법을 이용하여 광섬유를 접속한다는 것이다. 따라서 FIOC의 손실특성을 좌우하는 중요 요소가 바로 굴절율 보정액을 이용한 V-groove 접속 부분이다.
참고문헌 (16)
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