싱글 모드 광파이버 document_id A220623112081

광파이버에 있어서, 굴절률 프로파일은 일반적으로 굴절률과 파이버의 반경을 관계짓는 함수의 그래프 상에서 두 점 간의 값의 차로서 정의된다. 종래에, 파이버의 중심까지의 거리(r)는 프로파일의 x축을 따라서 나타난다. 거리(r)에서의 굴절률과 외부 파이버 클래딩의 굴절률과의 차이는 y 축을 따라서 나타난다(도 2의 21 내지 24 참조). 외부 클래딩은 광학적인 클래딩으로서 기능하며, 실질적으로 일정한 굴절률을 가지며, 이러한 광학적 클래딩은 일반적으로 순수한 실리카로 구성되지만, 하나 이상의 도펀트를 포함할 수 있다. 광파이버 굴절률 프로파일을 해당 계단, 사다리꼴, 또는 삼각형의 형태를 갖는 그래프에 대하여 "계단형(step)" 프로파일, "사다리꼴형(trapezoidal)" 프로파일, 또는 "삼각형(triangular)" 프로파일이라고 한다. 이러한 곡선들은 일반적으로 파이버의 이론적이거나 참조적인 인덱스 프로파일(즉, 설정 프로파일)을 나타낸다. 파이버 제조 제한요소들이 실제 파이버에 있어서 다소 상이한 프로파일을 가져올 수 있다. 광파이버는 종래에는 (i) 광신호를 전송하며 광증폭하는 기능을 갖는 광학적인 코어, 및 (ii) 코어 내의 광학적 신호를 한정하는 기능을 갖는 광학적인 클래딩으로 구성된다. 이를 위해서, 코어의 굴절률(nc)과 클래딩의 굴절률(ng)은 nc003e#ng 가 된다. 공지된 바와 같이, 싱글 모드 광파이버에서의 광신호의 전파는 코어 내에서 안내되는 기본 모드(LP01으로 알려짐)와 코어-클래딩 어셈블리의 특정 반경 상에서 안내되는 2차 모드로 나누어진다. 종래에, 계단형 인덱스 파이버(또한, SMF(Single Mode Fiber)라 함)는 광파이버 전송 시스템 용의 라인 파이버(line fiber)로 사용된다. 이러한 파이버는 다색 확산성(chromatic dispersion) 및 특정 원격통신 권고안에 해당하는 다색 확산 기울기를 시현한다. 상이한 제조사의 광학 시스템들 사이의 호환성의 요구사항에 대하여, ITU(International Telecommunication Union)는 SSMF(Standard Single Mode Fiber)에 부합해야 한다는 ITU-T G.652 표준의 권고안을 정의하였다. 전송 파이버에 대한 이러한 G.652 권고안에서는, 특히, 1310 ㎚(제조 한계로 인해 +/- 0.4 ㎛ 변동가능함)의 파장에서 MFD(Mode Field Diameter)에 대하여 8.6 내지 9.5 micron의 공칭 범위; 케이블 차단 파장에 대하여 최대 1260 ㎚; 확산 상쇄 파장(λ0)에 대하여 1300 내지 1324 ㎚의 범위; 및 0.092 ps/(nm2ㆍkm) (즉, ps/nm2/km)의 최대 다색 확산 기울기를 권장하고 있다. 케이블 차단 파장은 종래에는 IEC(Internation Electrotechnical Commission) 60793-1-44 표준의 하부 위원회 86A에서 정의된 바와 같이, 22 미터의 파이버를 전파한 후, 광신호가 싱글 모드가 되는 파장으로서 측정된다. 대부분의 경우, 굴곡 손실에 가장 저항성이 있는 2차 모드는 LP11 모드이다. 따라서, 케이블 차단 파장은 22 미터의 파이버 전파 후 LP11 모드가 충분히 약화되기 시작하는 파장이다. 표준에서 제안된 방법은 LP11 모드의 감쇄가 19.3 dB 이상인 경우 광신호가 싱글 모드라는 것으로 간주하는 것을 포함한다. 또한, 주어진 파이버에 있어서, 소위 MAC 값은 유효 차단 파장(λceff)에 대한 1550 ㎚의 파이버의 MFD의 비로서 정의된다. 종래에 차단 파장은, IEC 60793-1-44 표준의 하부 위원회 86A에서 정의된 바와 같이, 2 미터의 파이버 전파후 광신호가 싱글 모드가 되는 파장으로서 측정된다. MAC는, 특히, MFD, 유효 차단 파장, 및 굴곡 손실 사이의 절충점을 찾기 위한 파이버의 성능을 산정하는 파라미터를 구성한다. 유럽특허출원 제1,845,399호 및 제1,785,754호에서는, 출원인의 경험적 결과를 나타내고 있다. 이러한 종래의 출원들은, 표준 계단형 인덱스 파이버(SSMF)에서 15 ㎜의 곡률 반경에 대하여 1550 ㎚의 파장에서의 MAC 값과 1625 ㎚에서의 굴곡 손실 사이의 관계를 설정한다. 이러한 유럽특허출원 각각은 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된다. 또한, 각 출원은 MAC의 값이 파이버의 굴곡 손실에 영향을 주며, MAC를 낮춤으로써 이러한 굴곡 손실을 줄인다는 것을 설정한다. MFD의 감소 및/또는 유효 차단 파장을 증가시키는 것은, MAC 값을 감소시키지만, G.652 권고안을 준수하지 못하는 결과를 가져올 수 있어, 파이버가 일부 전송 시스템과 상용으로 호환되지 않도록 할 수 있다. 특정의 광전송 파라미터는 유지하면서 굴곡 손실이 감소하면, 소위 FTTH(Fiber-To-The-Home)라고 하는 사용자용의 광파이버 시스템를 위해 의도된 파이버의 적용예에 대하여는 도전적인 것이 된다. ITU(International Telecommunication Union)는 또한 ITU-T G.657A 및 ITU-T G.657B라고 하는 권고안을 정의하였으며, 이는 특히 굴곡 손실에 대한 대비책이라는 측면에서 FTTH 적용예를 위해 의도된 광파이버들에 대하여 충족되어야 한다. G.657A 권고안은 굴곡 손실의 값들에 대하여 제한을 부과하지만, 무엇보다도, MFD 및 다색 확산성의 측면에서 G.652 권고안과의 호환성을 유지하고자 하는 것이다. 반면, G.657B 권고안은, 특히, (i) 15 ㎜의 곡률 반경에 대하여 1550 ㎚의 파장에서 0.003 dB/turn 미만의 굴곡 손실, (ii) 15 ㎜의 곡률 반경에 대하여 1625 ㎚의 파장에서 0.01 dB/turn 미만의 굴곡 손실에 대하여 보다 엄격한 굴곡 손실 제한을 부과한다. 유럽특허출원 제 1,845,399호 및 제1,785,754호에서는 특히 G.657A 권고안 및 G.657B 권고안의 기준에 해당하는 제한된 굴곡 손실을 갖는 파이버 프로파일을 제안하고 있다. 그러나, 이러한 유럽특허출원에 기재된 프로파일은 G.657B 권고안에 의해 부과되는 굴곡 손실 제한만을 성취할 수 있도록 하고 있다.