KR100769268B1 - 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크 및 이를 위한 광파이버 및 광케이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크(100)는 분배장치(40)와, 상기 분배장치(10)가 상기 다수의 사용자 장비(42)와 교신하도록 형성된 다수의 광케이블(1)을 구비한다. 차례로, 각 광케이블(1)은 코어(14), 클래딩(12) 및 기설정된 간단한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 갖는 광파이버(10)를 구비한다. 각각의 광파이버(10)는 약 1260㎚ 보다 더 큰 파장에서 단일모드 전파와, 약 850㎚에서 수 개의 모드 전파를 보장하는데 적합하고, 각각의 광파이버는 약 0.5dB 미만인 1550㎚에서 매크로벤딩 손실과 약 1ns/Km이거나 미만인 850㎚에서 인터모드 지연 Δτ을 보장하도록 하는 이러한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 갖는다.
네트워크, 광파이버, 매크로벤딩 손실, 굴절률 프로파일

Description

다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크 및 이를 위한 광파이버 및 광케이블{A signal distribution network for distributing signal to a plurality of user equipments, optical fiber and optical cable therefor}
본 발명은 분배장치와 다수의 광파이버 케이블을 구비한 공통 분기점으로부터 다수의 사용자 장비로의 신호 분배 네트워크(signal distribution network)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 신호 분배 네트워크에 사용되도록 형성된 광파이버 케이블과 광파이버에 관한 것이다.
현재, 전자통신분야에서 광기술은 주로 광파이버에 의해 제공된 광대역의 공지된 성질을 이용한 광신호의 장거리 전송을 위해 사용된다. 이에 반하여, 다수의 사용자에게 (예를 들면, 텔레비젼 및/또는 아날로그 및/또는 디지털 전화 신호와 같은) 신호를 분배하고 (예를 들면, LAN 네트워크의 개인용 컴퓨터와 같은) 전자장비 사이에 디지털 데이터를 전송하기 위해 최근 사용되는 기술은, 예를 들면, 동축 케이블이나 구리쌍으로 구성된 케이블과 같은 전기 케이블을 사용한다.
그럼에도 불구하고, 전기 케이블은 상대적으로 협소한 대역을 가지고, 전송되어지는 신호대역에 대해 진행방해(bottleneck)되어 진다. 또한, 전기 케이블은 전자기 간섭과 임피던스 매칭의 문제를 나타내고, 뻣뻣함으로 인해 건물의 특정 배선관로(raceway)에 도입되기가 어렵다. 게다가, 부피도 커서, 배선관로에 삽입될 수 있는 케이블 갯수를 상당히 감소시킨다. 더욱이, 전기 안전성 요건에 기인하여, 전기 케이블은 전기에너지 분산을 위해 사용되는 케이블로부터 이격된 배선로의 설비를 필요로 한다.
따라서, 본 연구는 장거리 신호전송에서 뿐만 아니라 공통 분기점으로부터 다수의 사용자에게로 신호 분배 네트워크에서의 광학의 이용 가능성에 착수하였다. 사실, 광파이버 케이블은 너무 부피가 크지 않고, 가요성이 있으며, 가볍고 전자기 간섭이 없으므로 빌딩의 특정 배선관로에 삽입되는데 적합하다. 또한, 광파이버 케이블은 전기에너지 분산을 위해 사용되는 동일한 배선관로에 삽입되는데 적합하다. 더욱이, 광파이버는 잠재적으로 매우 광범위한 대역과, 감쇠 값이 작으며, 비트율과, 포맷 및 전송코드에 대해 투과적이다.
또한, 광파이버의 다양한 형태 중에서, 종래 단일모드 광파이버는 저흡수 손실을 가지며 저렴하므로 다중모드 보다 더 바람직하다; 단일모드 광파이버는 파장분할다중(WDM) 전송에 사용되도록 형성되며 더 넓은 대역을 갖는다.
일반적으로, ITU-T G652 표준에 따르면, 종래 단일모드 광파이버는 1100㎚ 내지 1280㎚ 사이에 포함된 컷오프 파장을 가지고, 제 2 또는 제 3 광파이버 전송윈도우와 (컷오프 파장보다 더 큰 신호 파장의) 단일모드 전파에서의 전송을 허용하기 위해 약 1300㎚ 및/또는 1550㎚에서 작동하는 레이저 소스 및 검출기와 함께 사용된다.
그럼에도 불구하고, 약 1300㎚ 및/또는 1550㎚에서 작동하는 (예를 들면, 광소스 및 검출기와 같은) 광전자 및 광부품의 상대적으로 높은 비용으로 인해, 단일 모드 전파조건에서 작동하는 종래 단일모드 광파이버를 포함한 분배 네트워크는 전기 케이블을 이용한 종래 네트워크에 대해 매우 가격경쟁이 되지 않는다.
따라서, 종래 단일모드 광파이버는 여러가지 이점을 보이나, 다수의 사용자에 대한 신호 분배 네트워크에서의 광파이버의 사용은 여태껏 상당히 제한되었다.
상기 단점을 극복하기 위해, 1300㎚에서의 종래 단일모드 광파이버와 약 800㎚에서 작동하는 레이저 소스와 검출기로, 즉, 다중모드 전파조건에서 작동하는 광파이버로 신호 전송선을 구현하기 위해 제안되었다 [지.에이. 보거트(G.A. Bogert)("Signal transmission with optical carriers in multimode range of single-mode fibers"), Electronics Letters, January 1987, Vol.23, No.2, page 71-73); 에프.제이. 길함 등(F.J. Gillham et al.)("Single mode fiber optic transceiver using short wavelength active devices in long wavelength fiber" SPIE Fiber Networking and telecommunication, 1989, Vol. 1179, pages 26-33; 브이.씨.와이. 소 등(V.C.Y. So et al.)("Multiple wavelength bidiretional transmission for subscriber loop applications", Electronics Letters, January 1989, Vol. 25, No.1, pages 16-19) 및 코-이치 수토 등(Ko-ichi Suto et al.)("0.78㎛ digital transmission characteristics using 1.3㎛ optimized single-mode fiber for subscriber loop", Electronics and Communicaitons in Japan, Part 1, 1992, Vol. 75, No. 2, pages 38-47)].
사실, 상기 전송선들은 단일모드 광파이버의 상기 이점을 활용하게 하고 동시에, 약 800㎚에서 작동하는 레이저 소스와 검출기가 약 1300㎚ 또는 1550㎚에서 작동하는 레이저 소스와 검출기보다 훨씬 저렴하기 때문에 비용이 절감된다.
그럼에도 불구하고, 다중모드 전파조건에서 사용될 때, 광파이버는 2개의 다른 전파모드(예를 들면, 기본모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11)가 다른 군속도로 이동함으로써 파이버에서 전파하는 광펄스의 일시적 넓어짐을 야기함에 따라 공지된 인터모드 분산(intermodal dispersion) 현상을 보인다.
따라서, 다중모드 전파조건에서 작동하는 광파이버 전송선에서 인터모드 분산은 최대 데이터 전송속도(즉, 비트율) 또는 선의 최대 길이를 제한한다.
일부 방법이 인터모드 분산현상을 줄이기 위해 제안되었다.
엠. 로마이저 등(M. Romeiser et al. ("Sources and systems: 800㎚ transmission on 1300㎚ SM fiber", FOC/LAN '87 & MFOC-WEST, pagg. 388-3891); 엠. 스턴 등(M. Stern et al.)("Three-channel, high-speed transmission over 8Km installed, 1300㎚ optimised single-mode fibre using 800㎚ CD laser and 1300/1500㎚ LED transmitters", Electronics Letters, February 1988, Vol. 24, No. 3, pages 176-177); 제이.엘. 맥나우톤 등(J.L. McNaughton et al.)("A compact-disc laser system for video single-mode fiber distribution in the subscriber loop", FOC/LAN '88, pages 231-233); 엠. 스턴 등(M. Stern et al.)("Short-wavelength transmission on 1300㎚ optimized single-mode fiber". Optical Engineering, October 1988, Vol. 27, No. 10, pages 901-908) 및 에이치.조링(H. Jorring)("Design of optical fibre for single-mode transmission at 800 ㎚", E-FOC/LAN '91, pages 105-108)은 1300㎚에서 종래 광파이버 단일모드와, 800/850㎚에서 방출하는 레이저 소스(예를 들면, 컴팩트 디스크 또는 CD용 레이저)와 고차모드를 제거하기 위한 모드 필터(modal filter)를 구비하는 로컬 전송 시스템을 개시한다.
케이.에이.에이치. 반 리우웬 등(K.A.H. van Leeuwen et al.)("Measurement of higher-order mode attenuation in single-mode fibers: effective cutoff wavelength", Optics Letters, June 1984, Vol. 9, No. 6, pages 252-254)은 단일모드 광파이버 통신시스템이 LP11모드에서 전송된 광의 감쇠가 모드잡음과 인터모드 분산의 효과를 상당히 크게 줄인다면 LP11모드의 이론적인 컷오프 파장 아래로 작동할 수 있다고 한다. 이를 위해, 저자들은 단일모드 광파이버에서 LP11모드의 파장에 따른 감쇠계수를 결정하기 위한 방법을 도입한다.
케이. 키타야마 등(K. KItayama et al.)("Experimental verification of modal dispersion free characteristics in a two-mode optical fiber", IEEE Journal of Quantum Electronics, January 1979, Vol. QE-15, No. 1, pages 6-8)은 하나의 파장 영역을 따르는 계단형 광파이버에서 LP01 및 LP11 모드의 군(群)지연을 측정하기 위해 형성된 이론적 계산 및 실험적 측정 결과를 개시하며, 여기서 광파이버는 2개 모드를 단지 안내한다. 획득된 결과는 2개 모드의 군지연이 일치하는 파장이 있음을 나타낸다.
미국특허 제4 955 014호는 가입자 영역에서의 광도파관 통신 시스템을 제안하며, 여기서 1300㎚에서 1600㎚ 범위의 전파에 최적화된 종래 단일모드 광도파관은 그것의 작동 파장이 도파관 컷오프 파장 아래인 광송신기 및 수신기와 함께 사용된다. 이 도파관은 높은 비트전송률의 디지털 신호 전송을 허용하는 단일전파 모드를 활성화시키도록 레이저에 결합된다.
미국특허 제4 204 745호는 하기에 제시된 코어축으로부터 반경방향 거리(r)의 함수로서 굴절률(n)의 분포를 갖는 집속형 광파이버(graded index optical fiber)를 개시하며;
Figure 112006054626216-pct00031
여기서, n0는 코어축에서의 굴절률이고, a는 코어반경이며, α는 거듭지수이고, Δ=(n0-ne)/ne 및 ne는 클래딩 굴절률이다. 상기 파이버에서 거듭지수α와 정규화된 주파수 ν[ν=(2πan0/λ)×(2Δ)1/2]는 기본모드의 군지연이 제 1 고차모드의 군지연과 동일하도록 선택된다.
출원인은 상기 특허가 특히 1.25㎛ 파장에서 다중모드, 바람직하게는 2개 모드, 전파조건에서의 방사 전송에 관한 것이며, 단일모드 전파조건에서 파이버의 사용을 개시하거나 제안하지 않은 것을 알았다.
미국특허 제4 877 304호는 코어축에서의 굴절률 n0, 클래딩의 굴절률 n1, 코어반경 a 및 코어 굴절률 프로파일은 (a) j번째 모드(j=1 또는 2)의 정규화된 지연시간과 기본모드의 정규화된 지연시간 사이의 차가 정규화된 주파수 V[V=(n1 2-n0 2)1/2×(2πa)/λ]의 광범위한 값에 대해 약 5×10-2 미만이고 (b) 정규화된 도파관 분산은 제 1 고차모드의 정규화된 컷오프 주파수 부근의 V 값에서 0.2 이하가 되도록 선택된다. 상기 특허 명세서에서 계단형 굴절 프로파일이나 α형태의 설계에서 제한된 변수의 갯수로 인해, 상기 굴절률 프로파일(refractive index profile)을 갖는 파이버는 양 조건 (a)와 (b)를 모두 충족하리라 기대하지 않는다고 한다. 상기 조건을 충족할 수 있는 파이버의 예는, 예를 들면, 단편화된 코어지수 프로파일을 가지는 W형태의 파이버이다. 상기 특징 (a) 및 (b)을 갖는 광파이버는 2GHz×Km 내지 4GHz×Km 사이에 포함된 대역폭을 가지며 800㎚ 내지 900㎚ 사이의 파장범위에 걸쳐 2 또는 3개 모드를 갖는 신호와 1250㎚ 보다 더 큰 파장에서 낮은 분산 단일모드 신호(총 분산이 5ps/Km×㎚ 미만)를 전파할 수 있다.
상기 특허에서, 상기 파이버는 몇가지 시스템 응용에 사용될 수 있다고 한다. 예를 들어, 첫째, 대역폭 요건이 2GHz×Km 내지 4GHz×Km 사이에 포함되면, 상기 광파이버를 사용한 시스템은 광파이버가 몇 개 모드를 안내하는 800㎚ 내지 900㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동될 수 있어, 저가 소스와 접속기를 사용하는 이점을 취한다. 다른 한편으로, 나중에 대역폭 요건이 증가되면, 시스템은 더 큰 비트율로 작동하는 단말기 장비와 광파이버의 낮은 분산 단일모드 영역에서 작동하는 소스 및 검출기를 이용함으로써 업그레이드될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 출원인은 실제로 미국특허 제4 877 304호에 의해 개시된 광파이버는 제조가 매우 어렵고 비용이 많이 듬을 알았다. 따라서, 비용요인이 매우 중요한 광파이버 분배 네트워크에 사용되는데 상기 광파이버는 적합하지 않다.
준-이치 사카이 등(Jun-ichi Sakai et al.)("Large-core, broadband optical fiber", OPTICS LETTERS, Vol. 1, No. 5, 1977, pages 169-171)은 종래 단일모드 광파이버의 코어직경보다 더 큰 코어직경을 갖는 이중모드 광대역 광파이버를 개시하였다. 사카이 등은 4.6인 정규화된 주파수와 4.5인 굴절율 프로파일 파라미터 α를 선택함으로써, 1.25㎛ 파장에서 굴절율 차가 0.3%인 크기가 16.3㎛ 정도인 코어직경이 획득될 수 있다.
출원인은 처음에, 대역요건이 상대적으로 제한될 때, 전기 케이블을 이용한 종래 분배 네트워크에 대해 비용면에서 경쟁력있는 다중모드 전파조건에서 약 850㎚에서의 광대역폭에 사용되는데 적합하고, 나중에, 대역폭 요건이 증가될 때, 약 1300㎚ 및 1550㎚에서 매우 광범위한 대역의 단일모드 전파조건에서 작동하도록 업그레이드되는데 적합한 단순하고 효과적인 방식으로 신호 분배 네트워크를 제공하는 기술적 문제에 다다랐다.
따라서, 제 1 태양으로, 본 발명은 분배장치와, 상기 분배장치가 다수의 사용자 장비와 통신하도록 형성되어진 다수의 광케이블을 구비하고, 각 광케이블은 코어, 클래딩 및 기설정된 간단한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 가지는 광파이버를 포함하며, 이때 상기 Δn(r)은 반경방향 거리(r)의 함수로서 상기 코어와 상기 클래딩 사이의 굴절률 차를 의미하고, 각 광파이버는 약 1260㎚ 보다 더 큰 파장에서는 단일모드 전파를 약 850㎚에서는 다중모드 전파를 제공하도록 형성되어진 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크로서, 상기 각각의 광파이버의 굴절률 프로파일 Δn(r)은 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 약 0.5dB 미만인 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실과; 약 1 ns/Km이거나 미만인 850㎚에서의 인터모드 지연 Δτ을 제공하기 위한 것을 특징으로 한다.
본 명세서와 하기 청구항에서, 표현
* "다중모드 전파"는 기본모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11 및 선택적으로, 제 2 고차모드 LP02의 광파이버 전파를 나타내는데 사용된다. 그럼에도 불구하고 제 2 고차모드는, 존재시에, 일반적인 사용조건에서 받기 쉬운 높은 감쇠에 의해 상당히 불리해진다. 바람직하게는, 표현 "다중모드 전파"는 제 2 모드 LP02의 감쇠에 의해 야기된 출력손실을 방지하기 위해 (기본모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11의) 2개 모드 광파이버 전파를 나타내는데 사용된다;
* "간단한 굴절률 프로파일"은 생산공정으로 인한 가능한 변동과는 별개로 파이버의 단일 반경방향 단편, 스몰 딥 또는 확산후미에 의해 정의된 굴절률 프로파일을 나타내는데 사용된다.
본 출원인의 인식에 따르면, 850㎚에서 다중모드 전파조건 및 1550㎚에서 단일모드 전파조건의 송신용량을 모두 최적화함으로써, 매우 광범위한 대역을 갖는 업그레이드 가능한 다중파장 광분배 네트워크를 획득하는 것이 가능하다.
본 발명의 분배 네트워크의 광파이버는 약 1 ns/Km 미만인 인터모드 지연 Δτ을 갖는 850㎚에서 수 개 전파조건에 작동하도록 형성되므로, 고 대역폭을 갖는 850㎚에서 작동하는 저가의 광부품 및/또는 광전자 부품의 사용을 효과적인 방식으로 허용한다.
또한, 본 발명의 분배 네트워크의 광파이버는, 기본 전파모드 LP01에 대해, (약 26dB/Km에 대응하는) 60㎜ 직경 주축주위로 감긴 파이버의 100회 회전 후 0.5dB 미만인 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실을 갖는다.
더욱이, 전파모드에 대한 매크로벤딩 손실은 파장이 증가함에 따라 증가함이 증명되었으므로, 본 발명의 네트워크의 광파이버는, 기본 전파모드 LP에 대해, 1300㎚에서 및 850㎚에서 또한 0.5dB 미만인 매크로벤딩 손실을 갖는다.
본 출원인은 1550㎚에서 0.5dB 미만인 벤딩 손실을 갖는 본 발명의 광파이버는 분배 네트워크에서의 파이버가 다중모드 전파조건 및 단일모드 전파조건에서 둘 다 받기 쉬운 어려운 상황(hard conditions)의 요망하지 않은 효과를 상당히 감소하게 한다. 사실, 빌딩내에 설치된 분배 네트워크에서, 광파이버가 삽입되는 배선관로의 권선 경로, 배선관로내에 다른 전기 케이블 또는 광케이블의 존재 및 배선관로 내벽에 미치는 압력으로 인해, 광파이버는 미가공 표면 상에 강한 응력과, 굽힘, 비틀림, 및 측면압력을 받기 쉬우며, 이는 파이버로 전파하는 신호에 대한 강한 감쇠의 원인이다.
특히, 본 출원인은 상기 특징을 갖는 파이버가 적어도 1625㎚ 파장까지 빌딩에 설치하는 형태와 같은 심한 사용조건에서 낮은 벤딩손실을 제공하며, 1550㎚에서 전송대역의 상단 한계까지 전송을 허용함을 알았다.
따라서, 본 발명의 분배 네트워크는 다중모드 전파조건에서 (약 850㎚에서) 저비용으로 그리고 효과적으로 작동하기 위해 유리하게 형성되며(1ns/Km 미만인 Δτ와 850㎚에서 0.5dB 보다 낮은 벤딩손실), 단일모드 전파조건에서 효과적으로 작동하게 업그레이드될 수 있다(1300㎚ 및 1550㎚에서 0.5dB 보다 낮은 벤딩손실).
먼저, 대역폭 요건이 상대적으로 제한될 때, 따라서 본 발명의 분배 네트워크는 광대역폭의 다중모드 전파조건에서 저비용으로 사용되게 형성되고, 전기 케이블을 이용한 종래 분배 네트워크에 대해 비용면에서 경쟁력이 있다. 또한, 나중에, 대역 요건이 증가될 때, 매우 광범위한 대역폭의 단일모드 전파조건에서 작동하도록 업그레이드하는데 적합하다.
특히, 본 발명의 분배 네트워크는 850㎚, 1300㎚, 1550㎚에서의 3개 밴드중 하나 이상의 어떤 파장에서 하나 이상의 공급기에 의해 전송된 신호의 광전송을 직접적으로 최종 사용자에게 허용한다.
더욱이, 본 발명의 광파이버는 간단한 굴절률 프로파일을 가지므로, 광파이버는 간단한 굴절률 프로파일을 가지는 ITU-T G652 표준을 따르는 단일모드 광파이버와 잘 호환될 수 있다.
또한, 간단한 굴절률 프로파일을 가지는 본 발명의 광파이버는 제조가 용이하고 저생산 비용과 적은 불량품을 보장한다.
바람직하게, 850㎚의 파장에서 인터모드 지연 Δτ은 약 0.5 ns/Km 미만이다. 더 바람직하게, 850㎚의 파장에서 인터모드 지연 Δτ은 약 0.05 ns/Km 미만이다.
바람직하게, 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 1550㎚의 파장에서의 매크로벤딩 손실은 약 0.2dB 미만이다.
바람직하게, 본 발명의 분배 네트워크의 광파이버는 1550㎚의 파장에서 약 15[(dB/Km)/(g/㎜)] 미만인 마이크로벤딩(microbending) 손실을 가질 정도이다. 더 바람직하게, 1550㎚의 파장에서 약 10[(dB/Km)/(g/㎜)] 미만인 마이크로벤딩 손실을 가질 정도이다.
마이크로벤딩 손실은 예를 들면 지. 그라쏘(G. Grasso) 및 에프. 멜리(F. Meli)("Microbending losses of cabled sigle-mode fibers", ECOC '88, page 526이하) 또는 지. 그라쏘 등("Microbending effects in single-mode optical cables", International Wire and Cable Symphosium, 1988, page 722이하)에 의해 개시된 신장성 코일 방법으로 측정될 수 있다.
각 광파이버의 클래딩은 코어의 굴절률에 대해 더 낮은 굴절률을 가지므로, 전송된 신호가 코어에 한정되게 한다.
일반적으로, 코어와 클래딩 둘 다는 실리카 기반의 유리재료(n이 약 1.46)이며, 코어와 클래딩 사이의 굴절률 차는 기설정된 굴절률 프로파일 Δn(r)을 얻기 위해 적절한 첨가제(도판트)를 코어 및/또는 클래딩의 유리 매트릭스에 포함함으로써 얻어진다.
일반적인 상기 도판트의 예는 플루오르(fluorine), 인(phosphorus) 및 게르 마늄(germanium)이다.
공지된 방법에 따라 수행된 실제 파이버, 특히, "외부기상증착"(OVD) 또는 "기상축증착"(VAD) 생산방법으로 제조된 파이버의 굴절률 프로파일의 측정으로부터, 본 명세서에서 하기에 개시된 방법에 따른 정규화된 주파수 값 V 및 Δn0 값을 결정하는 것이 가능하다.
바람직하게, 각각의 광파이버는 약 3.0 내지 3.6 사이에 포함된 (하기에 정의된) 850㎚에서의 정규화된 주파수 값 V을 가진다. 더 바람직하게, 주파수 값은 약 3.2 내지 3.6 사이에 포함된다.
일반적으로, 각각의 광파이버는 5×10-3 내지 7×10-3에 포함된 Δn0 값을 갖는다.
이점적으로, 굴절률 프로파일에 의해 경계지어진 세미영역(semi-area)(즉, 0부터 클래딩부에 대응하는 반경방향 값까지 가변하는 r에 의해 코어와 클래딩 사이의 굴절률의 차이 값을 적분함으로써 결정된 영역)은 약 0.017㎛ 이상이다. 바람직하게는, 약 0.018㎛ 이상이다.
이점적으로, ITU-T G650 표준에 따라 정의된 각 광파이버의 코어 반경은 3㎛ 내지 6㎛ 사이에 포함된다. 이는 본 발명의 광파이버가 일반적으로 4㎛ 내지 6㎛ 사이에 포함된 반경을 가지며 ITU-T G650 표준에 따른 단일모드 광파이버, 및 (예를 들면, 종래 광파이버 피그테일(pig tail)을 갖는 레이저 소스와 종래 단일모드 광파이버를 접속하기 위해 최적화된 광접속기와 같은) 종래 광파이버 원격통신 시스템에 사용되는 장치 및 광부품 및/또는 광전자 부품을 측정하는 장비와 크게 호환가능하게 한다.
이점적으로, 클래딩 외부의 각각의 광파이버는 일반적으로 2층으로 구성된 폴리머 재료로 만들어지는 외부 보호코팅이 제공된다.
일반적으로, 외부보호코팅의 직경은 약 250㎛이다. 또한, 클래딩의 외부 직경은 일반적으로 약 125㎛이다.
바람직하게, 상기 외부코팅 또는 클래딩에 접한 상기 외부코팅의 적어도 일부분의 재료는 클래딩의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는다. 이는 예를 들면, 접합, 연결 또는 휨이 있는 광파이버에서 일반적으로 여기되고, 클래딩 모드들이 수신기로 전파되게 두어질 때 시스템 성능을 떨어뜨리게 하는 클래딩 모드 스트리핑(cladding mode stripping)("모드 스트리핑")을 유리하게 한다.
더 바람직하게, 상기 외부 코팅을 구성하는 재료의 굴절률은 온도가 일반적으로 10℃ 내지 60℃ 사이에 포함된 온도 범위에서 변할 때 클래딩의 굴절률보다 더 높다. 이는 가변하는 온도 조건에서 또한 클래딩 모드의 억제를 보장하게 한다. 이는 빌딩에 설치된 신호 분배 네트워크에서 광파이버는 일반적으로, 예를 들면, 전기 케이블 부근에 광파이버의 배열, 가정난방 목적용 열원, 온수 본관, 또는 전기 장비로 인한 온도변화를 받으므로 이점적이다.
다른 방안에 따르면, 외부 보호코팅은 관계된 파장에서 전자기 복사를 강하게 흡수할 수 있는 재료로 구성됨으로써, 가능한 클래딩 모드를 억제한다.
이점적으로, 본 발명의 네트워크의 광파이버는, 다중모드 전파조건에서, 약 300m 길이의 링크 상에 2.5 Gbit/s 이상의 비트율의 광신호를 전송하게 한다.
이점적으로, 각각의 광케이블은 제 2 광파이버를 또한 구비한다.
상기 제 2 광파이버의 구조적 및 기능적 특징에 대해, 제 1 광파이버에 대한 상기 개시된 바로 참조가 이루어질 것이다.
일반적으로, 사용자 측에서, 본 발명의 네트워크는 다수의 광케이블과 통신하는 다수의 광전자 변환장치를 또한 구비한다.
각각의 광전자 변환장치는 연계된 광케이블로부터 나온 광신호를 대응하는 사용자 장비로 보내기 위해 대응하는 전기신호로 변환하도록 형성된다.
일반적으로, 각각의 광전자 변환장치는 광검출기(photodetector)를 포함한다.
양방향 실시예에서, 각각의 광전자 변환장치는 또한 연계된 사용자 장비로부터 나온 전기신호를 대응하는 광케이블로 보내기 위해 대응하는 광신호로 변환하도록 또한 형성된다. 이 경우, 각각의 광전자 변환장치는 또한 광소스를 구비한다.
일반적으로, 광파이버의 다중모드 전파조건에서 작동하기 위해, 상기 광소스는 약 820㎚ 내지 870㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동하도록 형성된다. 바람직하게, 약 830㎚ 내지 860㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동하도록 형성된다. 더 바람직하게는, 약 850㎚ 파장에서 작동하도록 형성된다.
변형에 따르면, 광파이버의 단일모드 전파조건에서 작동하기 위해, 상기 광소스는 약 1300㎚ 내지 1625㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동하도록 형성된다.
일반적으로, 분배장치 측에서, 본 발명의 네트워크는 또한 다수의 광케이블 과 통신하는 다수의 광전자 변환장치를 구비한다.
각각의 광전자 변환장치는 분배장치로부터 나온 전기신호를 대응하는 광케이블을 통해 연관된 사용자 장비에 보내기 위해 대응하는 광신호로 변환하도록 형성된다.
일반적으로, 각각의 광전자 변환장치는 종래 광소스를 포함한다.
일반적으로, 광파이버의 다중모드 전파조건에서 작동하기 위해, 상기 광소스는 약 820㎚ 내지 870㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동하도록 형성된다. 바람직하게, 약 830㎚ 내지 860㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동하도록 형성된다. 더 바람직하게는, 약 850㎚ 파장에서 작동하도록 형성된다.
변형에 따르면, 광파이버의 단일모드 전파조건에서 작동하기 위해, 상기 광소스는 약 1300㎚ 내지 1625㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동하도록 형성된다.
양방향 실시예에서, 각각의 광전자 변환장치는 연관된 광케이블을 통해 사용자 전자장비로부터 나온 광신호를 대응하는 전기신호로 변환하도록 또한 형성된다.
이러한 경우, 각각의 광전자 변환장치는 일반적으로 광검출기를 포함한다.
종래 광소스의 일반적인 예는 약 850㎚ 또는 약 1310㎚에서 방출하는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 레이저 소스이다. 또한, 1300㎚ 내지 1350㎚-1350㎚ 또는 1480㎚-1625㎚ 범위에서 방출하는 종래 광소스의 일반적인 예는 패브리 페롯(Fabry-Perot) 레이저와 DFB 또는 DBR 반도체 레이저이다.
종래 광검출기의 일반적인 예는 특히 PIN 형태의 포토다이오드이다.
일반적으로, 분배 신호는 디지털이다.
일반적으로, 공통 분기점으로부터 출발하여 최종 사용자에게 신호의 분배를 위해 제공되는 사용방법을 고려하여, 광케이블 길이는 약 2Km 미만이다. 바람직하게, 광케이블의 길이는 1Km 미만이다. 더 바람직하게는 300m 미만이다.
실시예에 따르면, 사용자 측에서 본 발명의 분배 네트워크는 대응하는 광케이블에 접속된 적어도 하나의 가정 네트워크(domestic network)를 포함한다. 일반적으로, 가정 네트워크는 성형(star type) 또는 버스(bus)형이다.
가정의 네트워크는 접속된 광케이블로부터 나온 신호를 다수의 사용자 장비, 예를 들면, 사용자의 집에 위치된 다수의 사용자 장비에 보내도록 형성된다.
이 경우, 본 발명의 네트워크 분배장치는 하나의 파장분할 다중화된(또는 WDM) 광신호에 따라 파장의 다수의 신호를 다중화하고 광케이블을 따라 WDM 광신호를 보내도록 형성된다.
일반적으로, 가정 네트워크는 입력부에 들어오는 WDM 광신호를 다른 파장의 다수의 신호로 파장 역다중화하고, 상기 다수의 신호를 다른 사용자 장비에 연계된 광전자 변환장치로 보내도록 형성된 (종래 형태의) 파장선택 광결합기(optical coupler)를 포함한다.
변형에 따르면, 가정 네트워크는 입력부에 들어오는 WDM 광신호의 출력을 분배하고 WDM 광신호의 획득된 출력일부를 다른 사용자 장비에 연계된 광전자 변환장치로 보내도록 형성된다. 이 경우, 광전자 변환장치는 유리하게 연계된 사용자 장비에 대해 의도된 정보를 전하는 파장을 WDM 광신호로부터 추출하기 위한 필터를 또한 구비한다.
제 2 태양으로, 본 발명은 또한 코어, 클래딩 및 기설정된 간단한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 가지는 적어도 하나의 광파이버를 포함하고, 이때 상기 Δn(r)은 반경방향 거리(r)의 함수로서 상기 코어와 상기 클래딩 사이의 굴절률 차를 의미하고, 상기 적어도 하나의 광파이버는 약 1260㎚ 보다 더 큰 파장에서는 단일모드 전파를 약 850㎚에서는 다중모드 전파를 보장하도록 형성되어지는 신호 분배 네트워크에 사용되기에 적합한 광케이블로서, 상기 적어도 하나의 광파이버는 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 약 0.5dB 미만인 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실과, 약 1 ns/Km이거나 미만인 850㎚에서의 인터모드 지연 Δτ을 보장하기 위해 이러한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 케이블은 또한 제 2 광파이버를 또한 포함한다.
상기 광파이버와 상기 광케이블의 구조적 및 기능적 특징에 대해, 본 발명의 분배 네트워크에 대해 상기 개시된 바에 의해 참조가 이루어질 것이다.
제 3 태양으로, 발명은 또한 코어, 클래딩 및 기설정된 간단한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 가지고, 이때 상기 Δn(r)은 반경방향 거리(r)의 함수로서 상기 코어와 상기 클래딩 사이의 굴절률 차를 의미하며, 약 1260㎚ 보다 더 큰 파장에서는 단일모드 전파를 약 850㎚에서는 다중모드 전파를 제공하도록 형성된 신호 분배 네트워크에 사용되기에 적합한 광파이버로서, 상기 광파이버는 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 약 0.5dB 미만인 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실과, 약 1 ns/Km이거나 미만인 850㎚에서의 인터모드 지연 Δτ을 보장하기 위한 이러한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 광파이버의 구조적 및 기능적 특징에 관해, 본 발명의 분배 네트워크에 관해 함께 상기 개시된 바에 의해 참조가 이루어질 것이다.
본 발명의 또 다른 특징과 이점은 첨부도면을 참조로 이루어진 하기의 바람직한 실시예의 상세한 기술로부터 보다 더 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광파이버의 굴절률 프로파일 Δn(r)의 제 1 예이다;
도 2는 본 발명에 따른 광파이버의 굴절률 프로파일 Δn(r)의 제 2 예이다;
도 3은 본 발명에 따른 신호 분배 네트워크의 개략도이다;
도 4는 본 발명의 신호 분배 네트워크의 제 1 실시예의 개략도이다;
도 5는 본 발명의 신호 분배 네트워크의 제 2 실시예의 개략도이다;
도 6은 본 발명의 신호 분배 네트워크의 제 3 실시예의 개략도이다;
도 7은 도 6의 제 3 실시예에 대한 변형 개략도이다;
도 8은 광케이블의 통과에 대한 배선관로와 함께 빌딩에 설치된 본 발명의 분배 네트워크이다;
도 9는 본 발명에 따른 광파이버의 실시예이다;
도 10은 본 출원인에 의해 제조된 본 발명에 따른 광파이버의 굴절률 프로파일 Δn(r)을 도시한다;
도 11(a)-(c)은 베타형태의 굴절률 프로파일 Δn(r)의 3가지 예이다.
도 12는 본 발명의 신호 분배 네트워크의 제 4 실시예의 개략도이다;
도 13은 베타형태의 굴절률 프로파일로 획득되고 1ns/Km 이거나 미만인 인터 모드 지연 값에 대한 정규화된 주파수 변화로서 폼 팩터(form factor) g의 패턴을 도시한다;
도 14는 베타형태의 프로파일로 획득된 굴절률 프로파일 변화에 의해 대응하는 반영역으로서 벤딩 손실의 패턴을 도시한다;
도 15(a)-(c)는 베타형태의 굴절률 프로파일 Δn(r)의 3 이상의 예이다;
도 16(a)-(c)는 베타형태의 굴절률 프로파일 Δn(r)의 3 이상의 예이다;
도 17(a)-(c)는 베타형태의 굴절률 프로파일 Δn(r)의 2 이상의 예이다.
도 9는 본 발명에 따른 광파이버(10)의 실시예를 도시한 것으로, 광파이버는 광신호가 전송되는 코어(core)라는 내부영역(14)과 클래딩(cladding)이라는 외부 환형영역(12)을 구비한다. 클래딩(12)은 코어(14)의 굴절률에 대해 더 낮은 굴절률을 가지므로 전송된 신호를 코어에 한정한다.
일반적으로, 코어(14)와 클래딩(12) 둘 다는 실리카-기반의 유리재료로 만들어지며, 코어(14)와 클래딩(12) 사이의 굴절률 차는 적절한 첨가제(도판트)를 코어(14) 및/또는 클래딩(12)의 유리 매트릭스에 포함함으로써 얻어진다.
광파이버(10)의 코어(14)와 클래딩(12)에 도판트의 반경방향 분포에 기초하여, 소정의 굴절률 프로파일 Δn(r)이 얻어지며, 여기서 Δn(r)은 광파이버(10)의 길이방향 축(XX)으로부터 반경방향 거리(r)의 함수로서 코어(14)와 클래딩(12) 사이의 굴절률 차를 의미한다.
일반적으로, 아래에 개시된 예에서 도시된 바와 같이, 클래딩(12)은 실질적 으로 순수 실리카로 만들어지며, 축(XX)으로부터 반경방향 거리가 변하더라도 실질적으로 일정한 굴절률 n0을 갖는다.
본 발명에 따른 광파이버(10)는 제 1 고차모드 LP11와 제 2 고차모드 LP02에 대한 컷오프 파장과 간단한 굴절률 프로파일 Δn(r)을 가지고 하기와 같은 방식으로 선택되어
- 약 1260㎚보다 더 큰 파장에서의 단일모드 전파 - 즉, 약 1260㎚ 미만인 제 1 고차모드 LP11의 2m 파이버 컷오프 파장(ITU-T G652);
- 약 850㎚에서 수 개의 모드 전파 - 즉, 약 850㎚ 이상인 제 1 고차모드 LP11의 2m 파이버 컷오프 파장(ITU-T G652);
- 60㎜직경을 갖는 주축 주위로 파이버의 100 회전 후 약 0.5dB 미만인 1550㎚의 파장에서의 매크로벤딩 손실(macrobending loss); 및
- 약 850㎚의 파장에서 약 1 ns/Km이거나 미만인 기본 전파모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11 사이의 인터모드 지연(intermodal delay) Δτ을 제공한다.
또한, 제 2 고차모드 LP02의 2m 파이버 컷오프 파장(ITU-T G652)은 바람직하게 약 800㎚ 미만이다.
예를 들면, 일반적인 이론으로 간단한 굴절률 프로파일은, 이하 "베타 프로파일(beta profile)"이라 하며 - "외부기상증착"(또는 OVD, outside vapor deposition) 및 "기상축증착"(또는 VAD, vapor axial deposition)으로 공지된 광파 이버 생산을 위한 종래 방법으로 얻은 실제 굴절률 프로파일과 유사하다 - 초기에 포물선 패턴을 가지나 후에 평평해지는 (OVD 생산공정을 나타내는) 코어(14)의 중앙에 스몰 딥(small dip)과, 슈퍼가우시안(super Gaussian) 패턴을 갖는 중앙부와 로렌찌안(Laurentzian) 패턴을 갖는 외부 후미를 포함하고, 슈퍼가우시안 패턴은 하기 식에 의해 정의된 곡선도표로 제시되며;
Figure 112006054626216-pct00032
여기서 r은 광파이버(10)의 길이방향 축(XX)으로부터 반경방향 거리이며, a와 g는 반경방향 치수와 패턴 폼의 2개 파라미터이고, 로렌찌안 패턴은 하기 식에 정의된 곡선도표에 의하여 제시되며;
Figure 112006054626216-pct00033
여기서 r은 광파이버(10)의 길이방향 축 XX으로부터 반경방향 거리이며, 파라미터 A, w, xc는 로렌찌안 후미가 가우시안부의 변곡점(inflection point)에서 중앙 슈퍼가우시안부를 교차하도록 선택된 폼 파라미터이다.
출원인은 기본 전파모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11 사이의 850㎚에서 인터모드 지연 Δτ이 정규화된 주파수 V와, 베타 프로파일의 중앙 슈퍼가우시안부의 폼 파라미터 g와, 일반적으로 베타 프로파일의 스몰 딥, 슈퍼가우시안부 및 로렌찌안 후미를 정의하는 파라미터에 따름을 주목하였다.
정규화된 주파수 V는 다음과 같이 정의되며;
Figure 112006054626216-pct00034
여기서 Δn0는 코어(14)와 클래딩(12) 사이의 최대 굴절률 차이며, n은 실리카의 굴절률(약 1.46)이고, a는 코어반경이다.
베타 프로파일에 대해, Δn0는 0인 r 값에 대해 보간하는 슈퍼가우시안 곡선에 의해 취해진 값에 대응하며, a는 슈퍼가우시안 곡선의 반경치수 파라미터이다.
또한, 출원인은 매크로벤딩 손실이 간단한 굴절률 프로파일에 의해 정의되는 세미영역과 베타 프로파일의 스몰 딥, 슈퍼가우시안부 및 로렌찌안 후미를 정의하는 파라미터에 따름을 주목하였다.
따라서, 컴퓨터 모의실험은 850㎚에서 정규화된 주파수 V가 베타 프로파일의 파라미터의 다른 값에 대해 변할 때 상기 g값은 850㎚에서 1ns/Km이하인 인터모드 지연 Δτ을 얻을 수 있게 베타 프로파일의 슈퍼가우시안 패턴을 갖는 중앙부의 폼 파라미터 g의 값을 결정하기 위해 수행되었다.
또한, 컴퓨터 모의실험은 상기 프로파일에 대응하는 세미영역이 베타 프로파일 파라미터의 다른 값에 대해 변할 때 베타 굴절률 프로파일을 갖는 파이버에 대해 60㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 감긴 파이버의 100회 회전으로 얻은 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실을 측정하기 위해 수행되었다.
도 13은 모의실험으로 얻은 정규화된 주파수가 변할 때 폼 파라미터 g의 값을 도시한 것이다.
도 13에서, 선(500)은 제 1 고차모드 LP11의 정규화된 컷오프 주파수를 나타내는 반면에 선(501)은 제 2 고차모드 LP02의 정규화된 컷오프 주파수를 나타낸다; 즉, 2개 선(500,501)은 상기 선 내에 (기본모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11의) 2개 모드 전파영역을 정의한다. 더욱이, 선(502)은 1 ns/Km이거나 미만인 인터모드 지연을 갖는 베타 프로파일에 대응하는 점(V,g)들이 밀집되는 영역을 이루며, 선(503)은 0.5 ns/Km이거나 미만인 인터모드 지연을 갖는 베타 프로파일에 대응하는 점(V,g)들이 밀집되는 영역을 이루고, 선(504)은 약 0.05 ns/Km이거나 미만인 인터모드 지연을 갖는 베타 프로파일에 대응하는 점(V,g)들이 밀집되는 영역을 이룬다.
주목되는 바와 같이, 1 ns/Km 미만인 인터모드 지연 Δτ을 갖기 위한 베타 형태의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버에 대해, 850㎚에서 정규화된 주파수 V는 약 2.85 내지 약 3.95 사이에 포함되어져야만 한다. 바람직하게, 정규화된 주파수 V는 약 3.0 내지 약 3.6 사이에 포함된다. 더 바람직하게는, 약 3.2 내지 약 3.6 사이에 포함된다. 이러한 마지막 경우에, 폼 파라미터 g의 값은 바람직하게는 9이하이다.
차례로, 도 14는 상기 모의실험으로 얻은 프로파일 변화에 의해 대응하는 세미영역(A)으로서 - 60㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 감긴 파이버의 100회 회전 후 dB로 표현되는 - 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실(L)을 도시하고 있다.
60㎜ 주축 주위로 감긴 파이버의 100회 회전 후 0.5dB 보다 더 큰 매크로벤딩 손실을 갖는 베타 프로파일에 대응하는 점(A,L)들로 구성되는 상부 영역과, 0.5dB 보다 더 낮은 매크로벤딩 손실을 갖는 베타 프로파일에 대응하는 점(A,L)들로 구성되는 하부 영역의 2개 영역들이 도 14에서 주목될 수 있다.
주목되는 바와 같이, 0.5dB 보다 더 낮은 매크로벤딩 손실을 갖기 위한 베타 형태의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버에 대해, 프로파일에 대응하는 세미영역은 약 0.017㎛보다 더 큰 값을 가져야만 한다. 바람직하게는, 프로파일에 대응하는 세미영역은 약 0.018㎛보다 더 큰 값을 갖는다.
도 11(a)-(c), 도 15(a)-(c), 도 16(a)-(c) 및 도 17(a)-(b)은
- 약 1260㎚ 보다 더 큰 파장에서의 단일모드 전파;
- 약 850㎚에서 다중모드 전파;
- 60㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 파이버의 100회 회전 후 약 0.5dB 미만인 1550㎚에서의 매크로벤딩 손실; 및
- 약 1 ns/Km이거나 미만인 약 850㎚에서의 기본 전파모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11 사이의 인터모드 지연 Δτ을 제공하는 베타 프로파일의 11개 예를 도시한다.
도 11(a)-(c), 도 15(a)-(c), 도 16(a)-(c) 및 도 17(a)-(b)에 도시된 베타 프로파일의 주요 특징이 표 1-4에 도시되어 있다.
특성 11(a) 11(b) 11(c)
Δn0 5.9×10-3 5.8×10-3 6.6×10-3
a(㎛) 3.5 3.6 3.4
g 4 2.7 3.4
850㎚에서의 Δτ(ns/Km) 0.02 0.02 0.019
세미영역(㎛) 0.020 0.020 0.020
정규화된 주파수 V 3.38 3.53 3.45
λ컷오프 LP11(㎚) 1204 1244 1177
λ컷오프 LP02(㎚) 808 843 779
1550㎚에서의 색분산[ps/(㎚×Km)] 14.5 15.4 13.3
850㎚에서의 모드필드직경(㎛) 6.5 6.8 6.2
1550㎚에서의 모드필드직경(㎛) 9.8 10.2 9.3
850㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 <10-3 <10-3
1550㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) 0.6×10-3 0.9×10-3 <10-3
850㎚에서의 매크로벤딩 LP11(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) 0.3×10-3 0.2×10-3 <10-3
1550㎚에서의 마이크로벤딩 [(dB/Km)/(g/㎜)] 3.9 4.9 2.4
특성 15(a) 15(b) 15(c)
Δn0 6.8×10-3 5.3×10-3 5.3×10-3
a(㎛) 3.3 3.5 3.5
g 3.5 4.0 5.7
850㎚에서의 Δτ(ns/Km) 0.03 0.01 0.03
세미영역(㎛) 0.022 0.019 0.019
정규화된 주파수 V 3.47 3.24 3.23
λ컷오프 LP11(㎚) 1226 1208 1177
λ컷오프 LP02(㎚) 824 835 792
1550㎚에서의 색분산[ps/(㎚×Km)] 13.86 15.3 14.65
850㎚에서의 모드필드직경(㎛) 6.2 7.0 6.7
1550㎚에서의 모드필드직경(㎛) 9.2 10.7 9.3
850㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 <10-3 <10-3
1550㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 0.05 0.02
850㎚에서의 매크로벤딩 LP11(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 0.06 0.04
1550㎚에서의 마이크로벤딩 [(dB/Km)/(g/㎜)] 1.9 9.0 6.9
특성 16(a) 16(b) 16(c)
Δn0 5.0×10-3 7.2×10-3 7.5×10-3
a(㎛) 3.5 2.9 2.8
g 6.9 7.0 8.9
850㎚에서의 Δτ(ns/Km) 0.04 0.03 0.01
세미영역(㎛) 0.018 0.022 0.022
정규화된 주파수 V 3.18 3.19 3.15
λ컷오프 LP11(㎚) 1162 1162 1170
λ컷오프 LP02(㎚) 783 780 816
1550㎚에서의 색분산[ps/(㎚×Km)] 14.70 11.71 11.18
850㎚에서의 모드필드직경(㎛) 6.8 5.7 5.6
1550㎚에서의 모드필드직경(㎛) 10.5 8.7 8.6
850㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 <10-3 <10-3
1550㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) 0.11 <10-3 <10-3
850㎚에서의 매크로벤딩 LP11(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) 0.3 <10-3 <10-3
1550㎚에서의 마이크로벤딩 [(dB/Km)/(g/㎜)] 9.1 1.4 1.25
특성 17(a) 17(b)
Δn0 6.6×10-3 5.1×10-3
a(㎛) 3.1 3.4
g 9.2 10.7
850㎚에서의 Δτ(ns/Km) 0.04 0.04
세미영역(㎛) 0.021 0.018
정규화된 주파수 V 3.18 3.08
λ컷오프 LP11(㎚) 1184 1151
λ컷오프 LP02(㎚) 828 815
1550㎚에서의 색분산[ps/(㎚×Km)] 12.51 13.98
850㎚에서의 모드필드직경(㎛) 5.9 6.6
1550㎚에서의 모드필드직경(㎛) 9.1 10.4
850㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 <10-3
1550㎚에서의 매크로벤딩 LP01(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 0.11
850㎚에서의 매크로벤딩 LP11(60㎜직경을 가지며 100회 회전 한 후 dB) <10-3 0.58
1550㎚에서의 마이크로벤딩 [(dB/Km)/(g/㎜)] 2.1 8.7
상기 표에서,
- "모드필드직경(MFD, Mode Field Diameter)"은 ITU-T G650 표준에 따른 모드필드직경을 말한다;
- "60㎜ 직경을 갖는 매크로벤딩"은 60㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 100회 감긴 광파이버가 받기 쉬운 dB에서의 감쇠를 말한다;
- "마이크로벤딩(microbending)"은 상술한 신장성 코일 방법(expansible coil method)에 따라 측정된 기준 미가공면 상의 압력(g/㎜로 표시)을 전제로 광파이버에 의해 도입된 감쇠(dB/Km)를 말한다.
표 1-4로부터, 색분산 값은 ITU-T G652 표준에 따른 광파이버의 색분산 값보다 양호함을 주목할 수 있다. 이는, 예를 들면, 대도시 시스템에서 중장거리 광통신 시스템에 대한 광파이버의 응용에 유리하다.
더욱이, MFD 값은 낮은 접합손실, 연결손실 및 결합손실을 제공하기 위해 형성된다.
따라서, 본 발명에 따른 광파이버는, 효과적인 방식으로, 저비용의 광전자 부품(광소스 및 검출기)을 갖는 신호 분배 네트워크를 구현하고, 850㎚에서 작동하게 하며, 약 1300㎚ 및/또는 1550㎚에서 단일모드 전파영역에 효과적인 방식으로 작동하기 위해 업그레이드될 수 있다.
도 1 및 도 2는 광파이버(10)의 축(XX)으로부터 반경방향 거리(r)이 변함에 따라 광파이버(10)에 대한 본 발명에 따른 굴절률 프로파일 Δn(r)의 2가지 다른 예를 도시한다.
도 1 및 도 2에서 굴절률 프로파일은 r이 약 4.65㎛인 값에서 10-4보다 더 낮은 값을 취함을 주목할 수 있다.
더욱이, 도 1 및 도 2의 굴절률 프로파일에 의해 정의된 세미영역은 각각 0.19 및 0.0179㎛인 값을 갖는다.
수치 모의실험은 제 1 고차 전파모드 LP11에 대한 이론적 컷오프 파장(λc)이 도 1의 광파이버에 대해 약 1098㎚이고, 도 2의 광파이버에 대해 약 1095㎚이다. 차례로, 제 2 고차 전파모드 LP02에 대한 이론적 컷오프 파장(λc)은 도 1의 광파이버에 대해 약 715㎚이고, 도 2의 광파이버에 대해 약 714㎚임을 보였다.
따라서 도 1 및 도 2의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버(10)는 (각각 약 1310㎚와 1550㎚의 파장 주위에 집중된) 제 2 및 제 3 전송 윈도우에서 광신호의 단일모드 전파와 약 850㎚에서 2개 모드(기본모드 LP01와 제 1 고차모드 LP11) 전파를 허용한다.
광파이버에서 광신호의 전파에 대한 수치 모의실험으로 도 1 및 도 2의 굴절률 프로파일을 갖는 (약 850㎚의 단일파장에서) 광파이버의 2개모드 전파조건에서
·2개 모드 LP01와 LP11의 전파지연의 차이 Δτ는 도 1의 경우 0.34 ns/Km이고 도 2의 경우 0.23 ns/Km이며;
·모드 LP01에 대한 60㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 100회 감긴 파이버에 대해 계산된 매크로벤딩에 기인한 감쇠는 도 1의 경우 0.059 dB/Km이고 도 2의 경우 1.17 dB/Km임을 알았다.
따라서, 상기 광파이버는 약 850㎚에서 작동하며 저비용의 광전자 부품(광소스 및 검출기)을 갖는 신호 분배 네트워크를 효과적인 방식으로 구현하게 한다.
또한, 수치 모의실험으로 (약 1310㎚와 1550㎚의 단일파장의) 단일모드 전파조건에서 도 1 및 도 2의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버는 표 5 및 표 6에 각각 요약된 특징을 가짐을 알았다.
1310㎚에서 1550㎚에서
색분산(ps/(㎚×Km)) -4.2 12.5
색분산 기울기(ps/(㎚2×Km)) 0.085 0.059
모드필드직경(㎛) 8.25 9.66
유효영역(㎛2) 51.5 69.3
직경 60㎜의 매크로벤딩(dB) <10-3 0.02
마이크로벤딩(dB/Km)(g/㎜) 0.8 2.8
1310㎚에서 1550㎚에서
색분산(ps/(㎚×Km)) -3.4 13.4
색분산 기울기(ps/(㎚2×Km)) 0.086 0.059
모드필드직경(㎛) 8.76 10.26
유효영역(㎛2) 58.0 78.2
직경 60㎜의 매크로벤딩(dB) <10-3 0.34
상기 표에서, "유효영역"은 ITU-T G650 표준에 따라 정의된다.
표 5 및 표 6으로부터 매크로벤딩 값은 양 경우에 60㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 감긴 파이버의 100회 회전 후 0.5dB 미만임을 주목할 수 있다.
또한, 표 5 및 표 6으로부터 색분산 및 색분산 기울기 값은 ITU-T G652 표준에 따른 광파이버에 상당하거나 더 양호함을 주목할 수 있다. 이는, 예를 들면, 대 도시 시스템에서 중장거리 광통신 시스템에 대한 광파이버의 적용에 유리하다.
이점적으로, 1550㎚에서 색분산은 오름차순으로 열거된 20,19,18,17,16 ps/(㎚×Km)의 값 중 하나이거나 더 낮은 값을 갖는다.
더욱이, MFD 및 유효영역 값은 낮은 접합손실, 연결손실 및 결합손실을 생성하기 위해 형성된다.
따라서 본 발명에 따른 광파이버는 약 850㎚에서 작동하며 약 1300㎚ 및/또는 1550㎚의 단일모드 전파영역에서 작동하도록 업그레이드 될 수 있는 저비용의 광전자 부품(광소스 및 검출기)을 갖는 신호 분배 네트워크를 효과적인 방식으로 구현하게 한다.
도 10은 출원인에 의해 생산된 본 발명에 따른 광파이버(10)의 실험적으로 측정된 실제 굴절률 프로파일 Δn(r)을 도시하고 있다.
주목되는 바와 같이, 프로파일은 베타형태의 프로파일과 유사하다.
이러한 지수 프로파일에 대응하는 세미영역은 약 0.0186㎛이다.
도 10의 지수 프로파일을 갖는 광파이버 상에 수행된 실험측정으로 상기 파이버의 제 1 고차 전파모드 LP11에 대한 2m 파이버 컷오프 파장(ITU-T G652)은 약 1069㎚인 반면에, 제 2 고차 전파모드 LP02에 대한 2m 파이버 컷오프 파장(ITU-T G652)은 약 690㎚임을 알았다.
또한, 실험측정으로 도 10의 굴절률 프로파일을 갖는 (약 850㎚의 단일파장의) 광파이버의 2개모드 전파조건에서
·2개 모드 LP01 및 LP11의 전파지연의 차이 Δτ는 약 0.8 ns/Km이고;
·40㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 1회 감긴 파이버에 대해 계산된 매크로벤딩에 기인한 감쇠는 모드 LP11에 대해 약 0.28dB이며, 모드 LP01에 대해서 무시되고;
·32㎜ 직경을 갖는 주축 주위로 1회 감긴 파이버에 대해 계산된 매크로벤딩에 기인한 감쇠는 모드 LP11에 대해 약 0.42dB이며, 모드 LP01에 대해서 무시됨을 알았다.
한편, (약 1310 및 1550㎚의 단일파장의) 단일모드 전파조건에 대해, 실험측정으로 도 10의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버는 표 7에 요약된 특징을 가짐을 알았다.
1310㎚에서 1550㎚에서
색분산(ps/(㎚×Km)) -3.6 13.2
색분산 기울기(ps/(㎚2×Km)) 0.089 0.055
모드필드직경(㎛) 8.7 10.1
직경 60㎜를 가지며 100회 회전 후 매크로벤딩(dB) <10-3 0.2
직경 40㎜를 가지며 1회 회전 후 매크로벤딩(dB) <10-3 0.15
직경 32㎜를 가지며 1회 회전 후 매크로벤딩(dB) <10-3 0.37
마이크로벤딩(dB/Km)(g/㎜) 0.9 7.5
감쇠(dB/Km) 0.38 0.199
표 7로부터 60㎜ 직경 주축에 감긴 파이버의 100회 회전 후 측정된 매크로벤딩 값은 0.5dB 미만임을 주목할 수 있다.
또한, 표 7로부터 도 10의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버는 ITU-T G652 표준에 따른 광파이버에 상당하거나 더 양호한 색분산과 색분산 기울기를 가짐을 주목할 수 있다.
더욱이, MFD와 유효영역 값은 예를 들면 낮은 접합손실, 연결손실 및 결합손실을 생성하기 위한 것이다.
따라서 본 발명의 광파이버는 약 850㎚에서 작동하며 저비용의 광전자 부품(광소스 및 검출기)을 갖는 신호 분배 네트워크를 효과적인 방식으로 구현하게 하고, 약 1300㎚ 및/또는 1550㎚에서 단일모드 전파영역에 효과적인 방식으로 작동하도록 업그레이드 될 수 있다.
실험측정은 건물내 설치의 전형적인 권선경로를 모방한 테스트 배선관로에 삽입된 도 10의 지수 프로파일을 갖는 광파이버를 구비한 약 60m 길이의 케이블 상에 수행되었다.
상기 실험 테스트로 광파이버는 1550㎚에서 총 0.2dB 감쇠를 가지는 것을 알았다.
또한, 실험측정은 광케이블에 배열된 도 10의 지수 프로파일을 갖는 광파이버의 감쇠를 - 열주기에서 - 측정하기 위해 채택되어 수행되었다. 상기 실험 테스트로 1310㎚와 1550㎚에서의 감쇠 값은 ITU-T 표준에 의해 제공된 값과 일치함을 알았다.
베타 프로파일로서 (OVD 생산공정의 전형인) 코어(14)의 중앙에 스몰 딥과, 슈퍼가우시안과 유사한 패턴을 갖는 중앙부와 외부 후미를 갖는 (예를 들면 도 10의 굴절률 프로파일과 같이) 실제 굴절률 프로파일에 대해, 출원인은 하기 개시된 단계에 따라 파라미터 g, V, a 및 Δn0를 결정할 수 있음을 알았다:
a) 예를 들면 저역필터(숫자) 또는 이동평균방식을 갖는 측정 잡음에 의해 측정된 실제 프로파일을 필터링하는 단계;
b) 일반적으로, 프로파일(Δn최대)에 의해 취해진 최대 값에 대응하는 반경으로 결정될 수 있으며, 스몰 딥의 최대 확장을 정의하는 일반적으로 약 0.3㎛ 내지 2.5㎛ 사이의 범위에 있는 반경 r딥을 결정하는 단계;
c) 장치의 민감도에 따라 프로파일의 측정 가능한 최소값 Δn에 대응하며, 일반적으로 Δn=0.0001인 반경 r최대을 결정하는 단계;
d) 파라미터 Δn0, a, g가 변할 때 슈퍼가우시안 함수
Figure 112006054626216-pct00005
의 군(群)을 이용한 r딥 및 r최대 사이에 측정된 프로파일의 선정법(best fit method)에 따르고 슈퍼가우시안과 측정된 프로파일 사이의 편차를 최소화하는 3가지 파라미터의 값을 결정하게 하는 보간을 수행하는 단계: 그리고
e)
Figure 112003008496048-pct00006
계산단계.
예를 들면, 이러한 방법을 도 10의 실제 지수 프로파일에 적용함으로써, g, V, a 및 Δn0에 대한 하기의 값을 얻었다:
g = 3.85
a = 3.27㎛
Δn0 = 5.62×10-3
V = 3.09.
도 13으로부터, 점(V = 3.09; g = 3.85)은 선(502)에 의해 이루어진 영역에 있음을 주목할 수 있다.
상기 방법은 또한 스몰 딥 없이 베타 형태의 실제 굴절률 프로파일에 대해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 단계 b)는 생략되어야만 하고, 단계 d)는 r=0 과 r최대 사이에 측정된 프로파일 상에 수행되어야만 한다.
본 발명의 광파이버(10)는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크에 사용되기 위해 형성된다.
도 3은 분배장치(40)와, 다수의 광케이블(1)과 다수의 광전자 변환장치(62)를 구비한 다수의 사용자 전자장비(42)에 신호를 분해하기 위한 네트워크(100)의 본 발명에 따른 실시예를 도시한다.
예시의 단순성을 위해, 도 3의 실시예에서 3개의 광케이블(62) 3개의 사용자 전자장비가 도시되어 있다.
광케이블(1)은 분배장치(40)가 사용자 전자장비(42)와 통신하게 한다.
더 구체적으로, 광케이블(1)은 상기 분배장치로부터 나온 광신호를 광전자 변환장치(62)로 전송하기 위해 분배장치(40)의 3개의 광 입력포트/출력포트에 연결된다. 상기 광전자 변환장치(62)는 분배장치(40)로부터 나온 광신호를 대응하는 전기신호로 변환하고 이들 전기 신호를 대응하는 사용자 전자장비(42)에 보내기 위한 종래 (도시되지 않은) 광검출기를 구비한다.
일반적으로, 광전자 변환장치(62)는 또한 물리적 요건과 사용자 장비(42)에 의해 요구되는 프로토콜, 예를 들면, 인터넷 프로토콜, 또는 디지털이나 아날로그 텔레비젼 신호 또는 전화신호의 전형적인 프로토콜에 따른 광검출기로부터의 출력에서 전기신호를 형성하기 위해 의도된 장치를 구비한다.
더욱이, 광케이블(1)은 본 발명에 따른 적어도 하나의 광파이버(10)를 구비한다.
광파이버(10)의 2 끝단중 하나는 광전자 변환장치(62)의 광검출기의 광포트에 결합된 반면에, 다른 한 끝은 상기 분배장치(40)의 광포트(43)중 하나에 결합된다.
변형에 따르면, 광케이블(1)은 이점적으로 양방향이어서, 사용자 전자장비(42)로부터 분배장치(40)로, 및 분배장치(40)로부터 사용자 장비(42)로 신호의 전파를 허용한다.
양방향 경우에, 각 광전자 변환장치(62)는 사용자 장비(42)로부터 나온 전기신호를 대응하는 광신호로 변환하고 광케이블(1)을 통해 상기 광신호를 분배장치(40)에 보내기 위한 종래 레이저 소스와 분배장치(40)로부터 나온 광신호를 대응하는 전기신호로 변환하고 상기 전기신호를 사용자 전자장비(42)에 제공하는 광검출기 둘 다를 구비한다.
일반적으로, 레이저 소스는 레이저 공급전류를 변조함으로써 또는 사용자 장비(42)로부터 나온 전기신호에 의해 수반된 정보에 따른 종래 진폭 변조기를 통해 진폭 변조된 전자기 복사를 방출한다.
더욱이, 양방향의 경우에, 각 광케이블(1)은 일반적으로 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 광파이버(10)를 가진다. 제 1 광파이버는 광전자 변환장치(62)의 레이저 소스에 연결되고 대응하는 사용자 장비(42)로부터 분배장치(40)로 광신호를 전송하기 위해 형성된다. 차례로, 제 2 광파이버는 광전자 변환장치(62)의 광검출기에 연결되고 분배장치(40)로부터 대응하는 사용자 장비(42)로 광신호를 전송하기 위해 형성된다.
변형에 따르면, 각 광케이블(1)은 두방향으로 광신호를 전송하기 위해 형성되고 종래 광결합기 또는 종래 광순환장치(circulator)를 통해 레이저 소스와 광전자 변환장치(62)의 광검출기 둘 다에 연결된 본 발명에 따른 단일 광파이버(10)를 가진다.
또 다른 변형에 따르면, 두방향으로 이동하는 광신호는 다른 파장을 가지고, 결합기는 이점적으로, 예를 들면, 종래 파장 다중(multiplexing)/역다중 (demultiplexing) 장치와 같이 파장 선택적이다.
마지막 변형에서, 광신호의 2 전파방향으로 2개 다른 파장은, 예를 들면, 하나는 다중모드전파 조건에서 작동하도록 광파이버(10)의 제 1 고차 모드 LP11에 대한 컷오프 파장 아래로 및 다른 하나는 단일모드 전파조건에서 작동하도록 광파이버(10)의 제 1 고차 모드 LP11에 대한 컷오프 파장 위로 선택될 수 있다. 예를 들면, 도 1, 도 2 및 도 10의 굴절률 프로파일을 갖는 광파이버(10)의 경우에, 2개 파장은 약 850㎚ 및 1310㎚ 또는 1550㎚일 수 있다.
광파이버(10)의 다중모드 전파조건의 경우, 광전자 변환장치(62)의 레이저 소스는, 예를 들면, 약 850㎚의 파장에서 방출을 갖는 VCSEL 형태의 레이저 소스이다.
차례로, 광전자 변환장치(62)의 광검출기는, 예를 들면, 약 850㎚에서 밀집된 파장대에서 수신을 하는 PIN 형태의 종래 포토다이오드이다.
상기 형태의 레이저 및 광검출기는 저가로 시장에서 입수 할 수 있다.
광파이버(10)의 단일모드 전파조건의 경우에, 레이저 소스는, 예를 들면, 종래 패브리 페롯 형태의 레이저이거나 1300㎚-1350㎚ 또는 1480㎚-1625㎚의 대역에서 방출하는 종래 DFB 또는 DBR 형태의 반도체 레이저이다.
일 예에서, 약 850㎚ 파장에서 5 Km까지 전송을 포함하기 위해 -20dBm, 특히 약 -16dBm, 보다 더 큰 출력이 광파이버(10)에 결합되었다.
상기 예에서, 광검출기의 민감도는 -32dBm , 특히 약 -34dBm 보다 양호하였다.
따라서 상기 예의 광파이버(10) 연결에 대한 이용가능한 광출력(출력 공급)은 12dB 보다 더 크며, 특히 약 18dB 였다.
레이저 소스와 광전자 변환장치(62)의 광검출기는 일반적으로 종래 광접속기(optical connector)를 통해 본 발명의 광파이버(10)에 연결된다.
광전자 변환장치(62)는 (도시되지 않은) 전기 케이블, 바람직하게는 접속기를 통해 각각의 사용자 전자장비(42)에 접속된다.
전기케이블은 일반적으로 RJ-45 형태의 종래 접속기로 종결되는 종래 UTP-5 형태 또는 대응하는 접속기를 갖는 종래의 동축 케이블이다.
광파이버(10)이외에도, 광케이블(1)은 또한 파이버를 피복하기 위한 플라스틱 코팅과 외부 플라스틱 외장(sheath)을 포함한다.
또한, 광파이버(10)의 플라스틱 코팅과 외부 플라스틱 외장 사이에, 광케이블(1)은 또한, 예를 들면, (도시되지 않은) 케블라(KevlarTM)로 만든 다수의 길이방향 얀과 같은 강화부재를 포함하며, 상기 광케이블는 가요성이고 인장력 저항적이다.
예를 들면, 광케이블(1)은 출원인에 의해 출원된 유럽특허출원 제EP 0 829 742호에 개시된 형태이거나, 리본 형태이다.
변형에 따르면, 광케이블(1)은 또한, 예를 들면, 공급전류를 운반하기 위해 형성된 하나 이상의 전기도체를 구비한다.
그럼에도 불구하고, 전기도체가 없는 광케이블(1)의 변형은 어떤 전기 안전문제 없이 전기에너지 분산을 위해 사용된 동일한 배선관로에 삽입되는 이점을 가지는 것으로 선호된다.
도 4의 실시예에서, 분배 네트워크(100)는 광파이버 선(46)으로부터 나와 사용자 전자장비(42)로 (바람직하게는 디지털 정보를 수반하는) 광신호를 보내기 위해 형성된다.
이 실시예에서, 분배장치(40)는, 예를 들면, 광파이버 선(46)으로부터 나온 광신호를 3개의 광 입력포트/출력포트(43)로 발송하기 위해 형성된 종래 분배기를 포함한 광장치이다.
이 실시예에서, 3개 광케이블(1)의 광파이버(10)는 바람직하게 융착 접속(fusion joint)을 통해 상기 분배장치(40)의 광포트(43)에 단단히 고정된다.
변형에 따르면, 상기 광파이버(10)는 종래 광접속기를 통해 상기 분배장치(40)의 광포트(43)에 기계적으로 연결된다.
도 5의 실시예에서, 분배 네트워크(100)는 분배장치(40)가 광전자장비(48 및 49)를 구비하도록 형성된 것을 제외하고는 도 4의 분배 네트워크와 유사하다.
더 구체적으로, 분배장치(100)는, 다수의 전기 입력포트/출력포트(47)로부터, 다수의 전기 케이블(44)로부터 나온 다수의 전기 입력신호(바람직하게는 디지털 형태)를 수신하고; 응용에 따라 전기 입력신호를 처리하는 전기처리장치(48)로 상기 전기 입력신호를 보내어; 다수의 전기 출력신호를 제공하며; 상기 전기 출력신호를 광전자 변환장치(49)를 통해 대응하는 광신호로 변환하고; 상기 광신호를 광 입력포트/출력포트(43)에 제공하여 광케이블(1) 상의 전송을 통해 상기 광신호를 광전자 변환장치(62)로 그리고 이에 따라 사용자 전자장비(42)에 보내도록 형성된다.
더욱이, 분배장치(40)는 또한 - 광케이블(1)을 통해 - 사용자 장비(42)로부터 나온 광신호를 광포트(43)로부터 수신하고; 상기 광신호를 광전자 변환장치(49)를 통해 대응하는 전기신호로 변환하며; 응용에 따라 전기신호를 처리하는 전기처리장치(48)로 상기 전기신호를 보내어 다수의 전기 출력신호를 다수의 전기 입력포트/출력포트(47)에 제공하도록 형성된다.
전기처리장치(48)는, 예를 들면, 입력포트/출력포트(47)로부터 나온 전기 디지털 신호를 복조하고, 상기 전기 디지털 신호를 증폭하며 선택적으로, 종래 변조 포맷에 따라 상기 전기 디지털 신호를 변조하거나 그리고 상기 신호가 각각의 광케이블(1)에 보내지게 선택되도록 형성된다. 또한, 예를 들면, 광전자 변환장치(49)로부터 나온 전기 디지털 신호를 복조하고, 상기 전기 디지털 신호를 증폭하며 선택적으로, 종래 변조 포맷에 따라 상기 전기 디지털 신호를 변조하거나 그리고 상기 신호가 각각의 입력포트/출력포트(47)에 보내지게 선택되도록 형성된다.
일반적으로, 광전자 변환장치(49)는 레이저 공급전류를 변조함으로써, 또는 상기 처리장치(48)로부터 출력시에 전기신호에 의해 수반된 정보에 따른 종래 진폭변조기를 통해 진폭이 변조되는 전자기 복사를 방출하는 레이저 소스를 구비한다.
또한, 양 방향의 경우, 광전자 변환장치는 광포트(43)로부터 나온 광신호를 수신하고, 상기 광신호를 대응하는 전기신호로 변환하며, 상기 전기신호를 처리장치(48)에 제공하기 위해 형성된 종래 광검출기를 또한 이점적으로 구비한다.
광파이버(10)의 다중모드 전파조건의 경우에, 광전자 변환장치(49)의 레이저 소스는, 예를 들면, 약 850㎚의 파장에서 방출하는 VCSEL 형태의 레이저 소스이다.
차례로, 광전자 변환장치(49)의 광검출기는, 예를 들면, 850㎚ 부근에 밀집된 파장대에서 수신하는 PIN 형태의 종래 포토다이오드이다.
상기 형태의 레이저 및 포토다이오드는 저가로 시장에서 입수할 수 있다.
광파이버(10)의 단일모드 전파조건의 경우에, 레이저 소스는, 예를 들면, 패 브리 페롯 형태의 종래 레이저이거나 1300㎚-1350㎚ 또는 1480㎚-1625㎚의 대역에서 방출하는 DFB 또는 DBR 형태의 종래 반도체 레이저이다.
차례로, 광검출기는, 예를 들면, 1300㎚-1350㎚ 또는 1480㎚-1625㎚의 파장대에서 수신하는 PIN 형태의 종래 포토다이오드이다.
레이저 소스와 광전자 변환장치(49)의 광검출기는 일반적으로 종래 광접속기를 통해 본 발명의 광파이버(10)에 연결된다.
도 6의 실시예에서, 분배 네트워크(100)는 분배장치(40)가 또한 광전자 변화기(50)를 구비하고 입력포트/출력포트(47)가 전기포트 대신에 광포트인 것을 제외하고는 도 5의 분배 네트워크와 유사하다.
더 구체적으로, 분배장치(40)는 다수의 광파이버(46)로부터 나온 (바람직하게는 디지털 정보를 수반하는) 다수의 광신호를 다수의 광 입력포트/출력포트(47)에 입력시에 수신하고; 상기 광신호를 광전자 변환장치(50)를 통해 대응하는 전기신호로 변환하며, 응용에 따라 전기신호를 처리하고 다수의 전기신호를 출력시에 제공하는 전기처리장치(48)로 상기 전기신호를 보내고; 상기 전기신호를 광전자 변환장치(49)를 통해 대응하는 광신호로 변환하며; 상기 광신호를 광 입력포트/출력포트(43)에 제공하여 광케이블(1) 상의 전송을 통해 상기 광신호를 사용자 전자장비(42)에 보내도록 형성된다.
또한, 분배장치(40)는, 또한 광포트(43)로부터, - 광케이블(1) 상의 전송을 통해 - 사용자 장비(42)로부터 나온 광신호를 수신하고; 상기 광신호를 광전자 변환장치(49)를 통해 대응하는 전기신호로 변환하며; 전기신호를 처리하는 전기처리장치(48)로 상기 전기신호를 보내어; 다수의 디지털 전기신호를 대응하는 광신호로 변환하는 광전자 변환장치(50)에 다수의 디지털 전기신호를 제공하며; 상기 광신호를 입력포트/출력포트(47)에 제공하고 상기 광신호를 다수의 광파이버(46)를 따라 보내도록 형성된다.
도 7은 네트워크(100)가 패스트에더넷(FastethernetTM) 100 Mbit/s 프로토콜에 따라 다수의 사용자에게 디지털 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크인 도 6의 실시예를 도시한다. 상기 신호는 광입력 파이버(51)로부터 광포트(47)까지 광형태로 도달하며 광전자 변환장치(50)에 의하여 대응하는 전기신호로 변환된다. 전기신호는 처리장치(48)에 의하여 처리되며, 상기 처리장치는 각 사용자에 대한 의도된 디지털 신호(예를 들면, 에더넷(EthernetTM) 10 Mbit/s 프로토콜에 따른 디지털 신호)를 선택하고 상기 디지털 신호를 대응하는 광전자 변환장치(49)로 보내도록 형성된다. 상기 변환장치는 사용자에 대한 의도된 디지털 전기신호를 대응하는 광신호로 변환하고 상기 광신호를 관련된 광케이블(1)을 통해 사용자의 전자장비(42)로 보낸다.
또한, 도 7의 변형으로, 각 사용자 전자장비(42)는 에더넷 10 Mbit/s 프로토콜에 따른 디지털 신호를 분배장치(40)로 전송하기 위해 형성된다. 광포트(43)중 하나에 광케이블(1)로부터 나온 각 디지털 신호가 관련된 광전자 변환장치(49)에 의해 대응하는 전기신호로 변환되어 장치(48)로 보내지며, 상기 장치는 응용에 따라 전기신호를 처리한다. 다른 것들 중에서 장치(48)는 다른 사용자 장비(42)로부터 나온 상기 신호를 시다중화(time multiplex)하고 패스트에더넷 100 Mbit/s 프로토콜에 따라 광전자 변환장치(50)로 하나의 시다중화된 전기신호를 제공한다. 상기 변환장치(50)는 상기 다중화된 전기신호를 대응하는 광신호로 변환하고 상기 광신호를 광출력 파이버(52)에 접속된 광포트(47)로 보낸다.
도 7의 예에서, 처리장치(48)는 예를 들면, 시스코 시스템(CISCO SYSTEM)에 의해 생산된 로우터 카탈리스트(ROUTER CATALYST) 2900 XL이다.
도 12의 실시예에서, 분배 네트워크(100)는 분배 네트워크(40)와 가정 네트워크(601,603) 사이에 확장된 다수의 광케이블(1)로 구성된 빌딩 또는 로컬 네트워크 이외에도, 분배장치(40)가 또한 전기 입력포트/출력포트(47)와 가정(또는 가내) 네트워크(601 및 603)를 포함하는 것을 제외하고는 도 6의 분배 네트워크와 유사하다.
더 구체적으로, 분배장치(40)는 다수의 광파이버(46,46')로부터 나온 다수의 광신호(바람직하게는 디지털 정보)와 다수의 전기 케이블(44)로부터 나온 다수의 전기신호(바람직하게 또한 디지털)를 다수의 입력포트/출력포트(47)에 입력시에 수신하도록 형성된다.
다른 전기케이블(44)과 광파이버(46,46')에 의해 전송된 신호는, 예를 들면, 다른 공급기, 예를 들어, 전화, 텔레비젼 및 인터넷 서비스 공급기 등으로부터 나온 신호이다.
광파이버(46)로부터 나온 광신호는 광전자 변환장치(50)에 의해 대응하는 전기신호로 변환되고, 전기처리장치(48)로 보내진다. 상기 전기처리장치는 광전자 변 환장치(50)로부터 나온 전기신호와 응용에 따라 전기케이블(44)로부터 나온 전기신호를 처리하고 다수의 전기신호를 각각의 광전자 합성기(opto-electronic combiner)(49)에 제공한다.
더 구체적으로, 전기처리장치(48)는 때때로 상기 전기장치장치와 연계된 사용자에 대해 의도되고, 다양한 공급기로부터 나온 전기신호를 각각의 광전자 합성기(49)에 제공한다.
차례로, 각각의 광전자 합성기(49)는 (광전자 변환장치(49')를 통해) 다양한 공급기로부터 나온 전기신호를 상기 합성기에 입력시에 다른 파장(일반적으로, 각 공급기 또는 각 서비스 형태에 대한 파장)의 대응하는 광신호로 변환하고, 상기 광신호를 종래 파장 선택 등을 통한 파장별로 결합기(41)에 다중화하며, 파장분할 다중화된(또는 WDM) 광신호를 입력/출력 광포트(43)에 제공하고, 상기 광신호를 광케이블(1)의 광파이버(10) 상의 전송을 통해 관련된 사용자에게 보내도록 형성된다.
차례로, (분배 네트워크에서 다른 공급기나 서비스에 연관된 파장과는 다른) 기설정된 파장을 갖는 광파이버(46')로부터 나온 광신호는 종래 광결합기(38)에 의해 출력시에 분리되고 결합기(41)에 직접 보내지며, 상기 결합기는 광신호를 다른 파장의 다른 신호와 함께 다중화한다.
비록 단일 광파이버(46')와 단일 광결합기(38)가 도 12에 표시되어 있지만, 네트워크는 다른 공급기나 서비스에 연계된 다수의 대응하는 광파이버(46')에 연결하기 위한 많은 광결합기(38)를 구비할 수 있다.
각각의 광전자 합성기(49)로부터 출력시에 WDM 신호가, 광케이블(1)을 통해, 대응하는 가정 네트워크(601,603)에 보내진다.
가정 네트워크(601)는 성형이며, 결합기(39)와, 다수의 광케이블(1)과 예를 들면, 사용자 가정의 여러 방에 마련된 다수의 전기 사용자 장비(42)에 연결되도록 형성된 다수의 광전자 변환장치(62)를 구비한다. 예를 들면, 상기 사용자 장비(42)는 전화, 텔레비젼 수상기 및/또는 개인용 컴퓨터일 수 있다.
실시예에 따르면, 결합기(39)는 여러 사용자 장비(42)에 연계된 광케이블(1)에 접속된 출력부들 사이에 입력 WDM 광신호의 광출력(optical power)을 분배하는 종래의 광학적 빔분배기(beam splitter)이다. 더욱이, 각각의 광전자 변환장치(62)는 - 종래 광검출기 및 선택적으로, 양방향 전파인 경우에, 광소스를 포함하는 것이외에 - 또한, WDM 광신호로부터, 상기 변환장치에 대응하는 사용자 장비에 연계된 정보를 수반하는 파장을 추출하고, 상기 파장을 광검출기에 보내기 위해 형성된 광필터를 포함한다. 이러한 필터는 고정되거나, 예를 들면, 기계적, 열적 또는 전기적 제어를 통해 자동적으로 또는 수동적으로 조정될 수 있다. 조정가능한 필터의 사용으로 때때로 요망하는 파장에서 사용될 수 있는 광전자 변환장치(62)를 위한 일반 모듈을 배치하게 한다. 상기 모듈은 사용자 장비(42)의 프로토콜에 따라, 신호 프로토콜 변환을 위한 전자회로를 또한 구비한다.
변형에 따르면, 결합기(39)는 들어오는 입력 WDM 광신호를 다른 파장의 다수의 광신호로 역다중화하고, 상기 광신호를 여러 사용자 장비(42)에 연계된 광케이블(1)에 보내도록 형성된 종래의 파장 역다중 장치이다. 이 경우, 기선택된 파장이 각각의 광전자 변환장치(62)에 도달하고, 광필터의 존재가 더이상 필요없게 된다.
가정 네트워크(603)는 버스형이다. 상기 네트워크(603)에 연결된 광케이블(1)로부터 도달한 WDM 신호가 광신호 변환장치(62)에 보내진다는 점을 제외하고는 가정 네트워크(601)와 전적으로 유사하며; 상기 광전자 변환장치(62)는 WDM 신호를 처리하고 상기 WDM 신호를 광전자 변환장치(63)로 보내며, 차례로, 상기 광전자 변환장치(63)는 WDM 신호를 처리하고 상기 WDM 신호를 광신호 변환장치(64)로 보낸다.
더 구체적으로, 각각의 광전자 변환장치(62,63,64)는 입력 WDM 광신호로부터 상기 변환장치에 대응하는 사용자 장비에 연계된 정보를 수반하는 파장을 추출하고 상기 파장을 광검출기에 보내기 위한 위에서 개시된 형태의 필터를 가진다.
변형으로, 각각의 광전자 변환장치(62,63,64)는 입력 WDM 광신호로부터 출력일부를 끌어내고, 상기 출력일부로부터 요망 파장을 추출하여 WDM 광신호의 나머지 출력부분을 연결된 광전자 변환장치에 보내도록 형성된다. 다른 변형에 따르면, 각각의 광전자 변환장치(62,63,64)는 입력 광신호로부터 직접적으로 요망 파장을 추출함으로써, 나머지 파장을 갖는 WDM 광신호를 접속된 광전자 변환장치로 보내도록 형성된다.
먼저, 대역 요건이 크지 않다면, 광케이블(1)의 광파이버(10) 상에 WDM 전송이 약 850㎚에서의 다중모드 전파영역에서 유리하게 실행될 수 있다. 예를 들면, 다수의 파장 다중화된 광신호의 파장은 20㎚, 10㎚, 5㎚ 또는 2㎚의 간격을 가지며 820㎚ 내지 870㎚ 사이에 구성된 대역에서 선택될 수 있다.
이후, 밴드 요건이 더 커진다면, WDM 전송은 광파이버(10)의 단일모드 전파 영역에서 실행될 수 있고 다수의 파장 다중화된 광신호의 파장은, 예를 들면, 20㎚, 10㎚, 5㎚ 또는 2㎚의 간격을 가지며 1300㎚-1350㎚ 및/또는 1480㎚-1625㎚ 사이에 구성된 대역에서 선택될 수 있다.
또한, WDM 전송은 광파이버(10)의 다중모드 전파영역과 단일모드 전파영역 둘 다에서 실행될 수 있다.
도 12의 분배 네트워크의 사용자측으로부터 분배장치(40)측으로 광파이버(10) 상의 전송에 대해, 분배장치(40)측에서 사용자측으로 전송을 위한 상기 개시된 WDM 전송과 전적으로 유사한 방식의 WDM 전송을 통해 실행될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 사용자측으로부터 분배장치(40)측으로 전송된 정보의 양은 제한적이므로 (일반적으로, 수신된 정보를 제어 및/또는 선택하는데 맞추어진다), 사용자측으로부터 분배장치(40)측으로의 광파이버(10) 상의 전송은 바람직하게는 종래의 저렴한 시분할 다중(또는 TDM) 전송에 따라 수행된다. 이러한 경우, 분배 네트워크는 또한, 각 사용자 측에서, 종래 TDM 전송관리 전자기술을 포함한다.
분배장치(40)로부터 사용자 장비(42)로, 처리실패 및/또는 경고상황 및/또는 반대방향으로 TDM 전송의 동기(synchronisation) 허용에 대한 서비스 채널의 전송에 대해 하나 이상의 이용가능한 파장을 이용하는 것이 가능하다. 상기 서비스 채널은 적절한 제어 전자기술과 전자광학 변환장치를 통해 분배장치(40)에서 작동되고, 출력분배를 통해 각각의 광전자 변환장치(62)에 분배된다.
일반적으로, 본 발명의 신호 분배 네트워크(100)는 다수의 전자 사용자 장비(42)에 장거리 위성 및/또는 동축 케이블 및/또는 광파이버 및/또는 공중 전송 으로부터 나온 다수의 텔레비젼 및/또는 전화기 및/또는 인터넷 디지털 신호를 분배하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 예를 들면, LAN 분배 네트워크에 사용될 수 있다.
도 8은 빌딩에 설치된 본 발명의 분배 네트워크(100)를 도시하고 있다. 더 구체적으로, 분배장치(40)는 빌딩의 지하실 또는 지하층(45)에 배치되고, 빌딩의 적절한 배선관로에 수용된 광케이블(1)은, 선택적으로 도 12를 참조로 개시된 형태의 가정 광네트워크를 통해, 분배장치(40)를 빌딩의 여러층에 위치한 사용자 장비(42)에 접속시킨다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (41)

  1. 분배장치(40)와,
    상기 분배장치(40)가 다수의 사용자 장비(42)와 통신하도록 형성되어진 다수의 광케이블(1)을 구비하고, 상기 각 광케이블(1)은 코어(14), 클래딩(12) 및 생산 공정으로 인한 가능한 변동과는 별개인 단일 반경방향 단편(single radual segment), 스몰 딥(small dips) 또는 확산 후미(diffusion tails)에 의해 정의된 기설정된 굴절률 프로파일(refractive index profile) Δn(r)을 가지는 광파이버(10)를 포함하며, 이때 상기 Δn(r)은 반경방향 거리(r)의 함수로서 상기 코어(14)와 상기 클래딩(12) 사이의 굴절률 차를 의미하고, 각 광파이버(10)는 1260㎚ 보다 큰 파장에서는 단일모드 전파를, 850㎚에서는 다중모드 전파를 제공하도록 형성되어진 다수의 사용자 장비(42)에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크(100)로서,
    상기 각각의 광파이버(10)의 굴절률 프로파일 Δn(r)은 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 1550㎚의 파장에서 약 0.5dB 미만인 매크로벤딩 손실(macro-bending loss)과,
    850㎚의 파장에서 약 1 ns/Km 이하인 인터모드 지연(intermodal delay) Δτ을 제공하기 위한 것을 특징으로 하는 다수의 사용자 장비(42)에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터모드 지연 Δτ이 약 850㎚의 파장에서 0.5 ns/Km 미만인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인터모드 지연 Δτ이 약 850㎚의 파장에서 0.05 ns/Km 미만인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 1550㎚의 파장에서의 매크로벤딩 손실이 약 0.2dB 미만인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광파이버는 1550㎚의 파장에서 마이크로벤딩(micro-bending) 손실이 약 15[(dB/Km)/(g/㎜)] 미만인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광파이버는 1550㎚의 파장에서 마이크로벤딩 손실이 약 10[(dB/Km)/(g/㎜)] 미만인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 광파이버는 850㎚의 파장에서 약 3.0 내지 3.6 사이에 포함되는 정규화된 주파수 값(V)을 가지는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각각의 광파이버는 850㎚의 파장에서 약 3.2 내지 3.6 사이에 포함되는 정규화된 주파수 값(V)을 가지는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 광파이버는 "외부기상증착(OVD)" 방법으로 제조되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 광파이버는 "기상축증착(VAD)" 방법으로 제조되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 광파이버는 약 5×10-3 내지 7×10-3 사이에 포함된 코어와 클래딩 사이의 최대 굴절률 차인 Δn0값을 갖는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절률 프로파일에 대응하는 세미영역(semi-area)은 약 0.017㎛ 내지 0.021㎛ 사이인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 굴절률 프로파일에 대응하는 세미영역은 약 0.018㎛ 내지 0.021㎛ 사이인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 광파이버의 코어반경이 약 3㎛ 내지 6㎛ 사이에 포함되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 클래딩 외부의 각 광파이버는 폴리머 재료로 만들어진 외부 보호코팅이 형성되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 클래딩과 접촉한 상기 외부코팅의 일부는 약 10℃ 내지 60℃ 사이에 포함된 온도 범위에서 클래딩의 굴절률 보다 더 큰 굴절률을 갖는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 외부 보호코팅은 전자기 방사를 강하게 흡수할 수 있는 재료로 구성되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 광케이블은 또한 제 2 광파이버를 구비하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 광케이블과 통신하는 다수의 광전자 변환장치를 또한 구비하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  20. 제 19 항에 있어서,
    각각의 광전자 변환장치가 광검출기를 구비하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 각각의 광전자 변환장치는 광소스를 구비하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 광소스는 약 820㎚ 내지 870㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동되도록 형성되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광소스는 약 830㎚ 내지 860㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동되도록 형성되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  24. 삭제
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 광전자 변환장치의 적어도 일부의 광소스는 약 1300㎚ 내지 1625㎚ 사이에 포함된 파장에서 작동되도록 형성되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배장치는 서로 다른 파장의 다수의 신호를 단일의 WDM 신호로 다중화하고 광케이블 중 적어도 하나를 따라 상기 WDM 신호를 보내도록 형성되는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  27. 제 1 항에 있어서,
    대응하는 광케이블에 접속되고 상기 광케이블로부터 나온 신호를 다수의 사용자 장비에 보내도록 형성된 적어도 하나의 가정 네트워크(domestic network)를 - 사용자 측상에 - 포함하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 가정 네트워크는 성형(star type)인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 가정 네트워크는 버스형(bus type)인 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  30. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 가정 네트워크는 입력부에 들어오는 WDM 광신호를 파장 역다중화(demultiplex)하기 위해 형성된 파장선택 광결합기를 구비하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  31. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 가정 네트워크는 입력부에 들어오는 WDM 광신호의 출력을 분배하도록 형성된 광결합기(optical coupler)를 구비하는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 광파이버(10)는 1550㎚의 파장에서 20, 19, 18, 17 및 16 ps/(㎚×Km) 중 하나이거나 이보다 더 낮은 색분산 값을 갖는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  33. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 광파이버(10)는 1550㎚의 파장에서 15.4 ps/(㎚×Km) 이하의 색분산 값을 갖는 다수의 사용자 장비에 신호를 분배하기 위한 신호 분배 네트워크.
  34. 코어(14), 클래딩(12) 및 생산 공정으로 인한 가능한 변동과는 별개인 단일 반경방향 단편(single radual segment), 스몰 딥(small dips) 또는 확산 후미(diffusion tails)에 의해 정의된 기설정된 굴절률 프로파일 Δn(r)을 가지고, 이때 상기 Δn(r)은 반경방향 거리(r)의 함수로서 상기 코어(14)와 상기 클래딩(12) 사이의 굴절률 차를 의미하며, 약 1260㎚ 보다 큰 파장에서는 단일모드 전파를 약 850㎚의 파장에서는 다중모드 전파를 제공하도록 형성되는 광파이버(10)로서,
    상기 기설정된 굴절률 프로파일 Δn(r)은 60㎜ 직경을 갖는 주축 상에 100회 회전 후 1550㎚의 파장에서 약 0.5dB 미만인 매크로벤딩 손실과,
    850㎚의 파장에서 약 1 ns/Km이하인 인터모드 지연 Δτ을 제공하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광파이버.
  35. 제 34 항에 있어서,
    1550㎚의 파장에서 20, 19, 18, 17 및 16 ps/(㎚×Km) 중 하나이거나 더 낮은 색분산 값을 갖는 것을 특징으로 하는 광파이버.
  36. 제 34 항에 있어서,
    1550㎚의 파장에서 15.4 ps/(㎚×Km)이하인 색분산 값을 갖는 것을 특징으로 하는 광파이버.
  37. 제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 광파이버를 구비하는 신호 분배 네트워크에 사용하기 위해 형성되는 광케이블.
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