광섬유 케이블은 잡음과 전자파 간섭에 대한 저항성 덕분에 전 세계적으로 데이터 전송에 혁명을 일으켰으며 다양한 애플리케이션에 사용되고 있습니다.
광섬유 케이블 기술은 흥미로운 역사를 가지고 있으며 1920년대에 처음 발명되었습니다. 시간이 지남에 따라 이 놀라운 기술에는 많은 발전이 이루어졌습니다. 그 결과 다음과 같은 많은 애플리케이션에서 광섬유 케이블이 광범위하게 사용되었습니다. 인터넷, 의료 산업 및 휴대폰 통신에 사용됩니다. 이 케이블은 다음 분야의 첨단 시스템 개발에 도움이 될 것입니다. 미래.
광섬유 케이블의 역사적 배경, 현재 적용 분야 및 향후 전망에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요.
광섬유 케이블의 전신입니다:
텔레그래프
1800년대에 장거리 통신을 위한 수단으로 전기 전신이 개발되었습니다. 최초의 성공적인 실험은 1837년 찰스 휘트스톤 경과 윌리엄 포더길 쿡에 의해 이루어졌습니다. 국제 전화를 걸거나 해외에 있는 사람에게 꽃을 보낸 적이 있다면 이 기술이 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다! 전기 전신은 향후 광섬유 케이블 개발의 토대를 마련했으며, 많은 비용을 들여 사람을 운송하지 않고도(그리고 위험한 지형을 이동하며 목숨을 걸지 않고도) 먼 거리로 메시지를 보낼 수 있게 했습니다.
전화:
알렉산더 그레이엄 벨은 1876년 '전화기' 디자인에 대한 특허를 취득하고 1878년 최초의 전화선을 설치했습니다. 전화가 발명되기까지 이렇게 오랜 시간이 걸렸다는 사실이 놀랍지만, 당시 사람들은 이미 전기 전신처럼 다른 사람에게 물리적으로 목소리를 전달하지 않고도 음성으로 소통할 수 있는 미래를 상상하고 있었습니다.
구리선:
광섬유 케이블의 주요 전신은 구리선입니다. 이는 유선 네트워크에서 데이터를 이동하는 주요 방법입니다. 전선은 신호 강도가 저하되고 손실되기 시작하기 전에 일정한 거리와 품질로 제한됩니다. 광섬유는 케이블이 시간이 지나도 빠르게 성능이 저하되지 않기 때문에 데이터 신호가 훨씬 더 오래 이동할 수 있습니다.
구리선으로 만들어진 전화 케이블은 컴퓨터와 다른 전자 기기 간에 데이터를 주고받는 가장 일반적인 방법이었습니다. 이러한 장치는 '모뎀'이라는 이름으로 불리며 디지털 코드를 오디오 신호로 변환하여 전화선을 통해 그림과 텍스트를 전송할 수 있었습니다. 이러한 케이블의 문제점은 빠르게 과부하가 걸리고 더 이상 정보를 전송할 수 없는 최대 속도가 있다는 것입니다. 인터넷, 휴대폰, 스트리밍 서비스와 같은 최신 기술이 효과적으로 작동하려면 더 빠른 방법이 개발되어야 했습니다.
구리선은 전기를 사용하여 데이터를 전송하는 대부분의 통신 장비에 사용됩니다. 구리선을 통해 데이터는 1~2Mb/s의 속도로 전송될 수 있으며, 이 속도에 도달하는 데 1초 동안 1억 비트가 소요됩니다. 구리선을 사용하면 발열, 스파크, 비용 등 몇 가지 단점이 있습니다. 더 빠른 속도로 정보를 전송하는 더 새로운 방법이 있기 때문에 구리선은 광섬유 케이블이 발명되기 전보다 훨씬 덜 사용됩니다.
광섬유 케이블은 누가 발명했나요?
광섬유 케이블은 1926년 3월 31일 인도 암리차르에서 태어난 나린더 싱 카파니 박사에 의해 발명되었습니다. 그는 1964년 최초의 광섬유 케이블 특허를 받았습니다. 그는 빛을 이용해 이미지를 찍고 거울에 반사시켜 반대편에서도 같은 것을 관찰할 수 있게 함으로써 자신의 방법이 효과가 있음을 증명했습니다. 나린더 싱 카파니는 통신에 빛을 사용하는 방법을 연구하던 중 향후 수년간 데이터 전송 방식에 혁명을 일으킬 광섬유 케이블을 발명했습니다.
광섬유를 통한 최초의 데이터 전송은 1974년에 이루어졌으며, 그 해에는 단일 모드 광섬유가 도입되고 해저 광섬유 케이블이 북미 외 지역에 최초로 설치되는 등 두 가지 주요 기술 발전이 이루어졌습니다.
광케이블은 언제부터 우리 눈앞에 나타났을까요?
광섬유 케이블은 구리선보다 훨씬 빠른 속도로 데이터를 전송하기 때문에 컴퓨터나 스마트폰과 같이 전기를 이용해 통신하는 기술에 사용됩니다. 최초의 광섬유가 발명된 것은 1965년이지만, 광섬유가 통신 목적으로 널리 사용되기 시작한 것은 1990년대에 이르러서입니다.
1965: 플라스틱으로 만든 최초의 광섬유
1965년 다니엘 노블은 폴리에틸렌으로 만든 최초의 플라스틱 섬유를 시연했습니다. 50미터 거리까지 이미지를 전송할 수 있는 긴 가닥이었습니다. 1970년, 그는 덴마크의 쉬리프-뮤 연구 센터에서 콩 하랄드 욘 왕에게 자신의 발명품을 보여주었습니다. 두 사람은 함께 플라스틱 코어를 더 작게 만들어 다니엘 노블의 원래 디자인을 개선했습니다. 그들은 이를 "광섬유"라고 명명하고 1974년 이 아이디어에 대한 특허를 받았습니다.
1960년대-1980년대: 통신용 광섬유
1970년, 코닝 유리 공장의 과학자들은 열화 없이 장거리 이미지를 전송할 수 있는 광섬유를 만들었습니다. 1973년 광섬유를 사용한 최초의 장거리 회선이 만들어졌습니다. 최초의 상용 케이블은 모노 모드 광섬유(MMF)로, 한 번에 한 광선만 전송할 수 있었습니다. 즉, 모든 광선이 목적지에 성공적으로 도달하기 위해서는 데이터 속도를 낮춰야 했습니다.
1980s: 통신용 플라스틱 광섬유
1980년대 초, 플라스틱 광섬유가 대유행했습니다. 생산 비용이 저렴하고 기존 광섬유 기술과 호환이 가능했기 때문입니다. 1983년까지 일부 회사는 플라스틱 광섬유를 사용하여 장거리 데이터를 전송했습니다.
1990년대-현재: 통신을 위한 다중 모드 광섬유
다중 모드 광섬유는 제한된 대역폭으로 인해 단점이 있었습니다. 장거리 통신에는 사용할 수 없었지만 생산 비용이 저렴하고 제조가 쉬웠기 때문에 오늘날에도 인터넷에서 사용되고 있습니다.
2000s: 통신용 단일 모드 광섬유
단일 모드 광섬유는 장거리에서 신호 손실을 줄이기 위해 유리로 만들어집니다. 멀티모드 광섬유보다 비싸지만 엄청난 양의 데이터를 매우 빠른 속도로 전송할 수 있는 용량을 제공합니다.
2015-현재: 통신용 플라스틱 광섬유
2015년부터 플라스틱 광섬유가 단거리 데이터를 대규모로 전송하는 데 사용되고 있습니다. 이는 셀 서비스 안테나가 장착된 풍선에 컴퓨터 시스템을 탑재하여 시골 지역에 인터넷을 전송하는 Google의 프로젝트 룬과 같은 혁신을 통해 확인할 수 있습니다.
광케이블은 현재 우리 생활에서 어디에 적합할까요?
-인터넷 서비스
광섬유 케이블은 인터넷 서비스 확장에 크게 기여했습니다. 광섬유 케이블의 사용으로 인터넷 속도가 빨라지고 광대역 용량이 증가했으며 인터넷 보급률이 높아졌습니다. 데이터 전송 속도의 증가는 광섬유 케이블을 통해 전송할 수 있는 데이터의 양을 증가시켰습니다.
특정 케이블 내부에 더 많은 광섬유를 설치하여 광대역 용량을 늘릴 수 있습니다. 또한 광섬유는 구리 케이블처럼 직접 가시선 전송이 필요하지 않으므로 유연한 배치가 가능합니다. 즉, 광섬유는 잡음 간섭 및 감쇠에 강하기 때문에 구리 케이블로 도달하기 어려운 지역도 이제 접근할 수 있습니다.
-음성 및 비디오 서비스
통신 업계에서 떠오르는 트렌드는 음성 및 비디오 서비스에 광섬유 케이블의 사용이 증가하고 있다는 것입니다. 그 주된 이유는 광섬유 케이블의 한쪽 끝을 전화 교환기에 연결하고 다른 쪽 끝을 고객 구내의 전화에 연결할 수 있기 때문입니다. 즉, 전화 교환기에서 구리선으로 전송되는 모든 음성 및 비디오 신호가 광섬유 케이블을 통해서도 전송됩니다.
-엔터테인먼트
광섬유 케이블은 엔터테인먼트 목적으로 사운드 및 이미지와 같은 빛의 정보 빔을 전송하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 작업은 송신기에서 광선을 광섬유로 전송한 다음 수신기에서 두 개 이상의 광선을 분할하여 수행할 수 있습니다. 이 과정은 광케이블의 길이를 따라 여러 위치에서 반복됩니다.
-의료 서비스
광섬유 케이블의 가장 활용도가 낮은 용도 중 하나는 의료 서비스이지만 치과 작업 및 수술실 등 많은 유망한 응용 분야가 있습니다. 치과에서는 광섬유를 사용하여 조명과 배율로 치과 작업을 수행할 수 있습니다. 광섬유 기술은 또한 광섬유가 포함된 플래시 램프 광원을 사용하여 수술실의 이미지를 반사할 수 있습니다.
-자동차의 통신 애플리케이션
광섬유 케이블 기술은 자동차의 통신 애플리케이션에서 속도 및 엔진 성능과 같은 자동차 관련 정보를 전송하는 데 광범위하게 사용됩니다. 이를 통해 자동차 제조업체는 자동차의 배선 양을 줄여 무게를 줄이고 연비를 높일 수 있습니다.
-산업적 용도
광케이블은 산업 환경의 다양한 애플리케이션에서 광범위하게 사용됩니다. 여기에는 의료 영상 장비, 모터 제어 센터, 공장 자동화 시스템, 공정 제어 시스템과 같은 기계가 포함됩니다. 광섬유는 잡음 간섭이 거의 없이 대용량의 데이터를 빠르게 전송하는 데 사용할 수 있어 강력한 기기를 간섭 없이 사용할 수 있습니다. 이러한 이점 덕분에 광섬유 케이블은 이러한 애플리케이션에서 구리선을 대체할 수 있게 되었습니다.
-통신 서비스
통신 업계에서 광케이블을 사용하면 서비스 제공업체는 헤드 엔드와 네트워크의 다른 지점 사이의 링크 수를 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 장거리 구리선과 관련된 신호 감쇠 및 기타 잡음 간섭이 줄어들어 더 강력하고 안정적인 신호가 생성됩니다.
또한 광섬유 케이블을 통해 서비스 제공업체는 텔레비전 및 전화 서비스와 같은 서비스를 제공하기 위해 더 빠른 인터넷 속도, 광대역 용량 증가, 대용량 데이터 전송을 제공할 수 있습니다.
-의료 기기
광섬유 케이블은 의사의 질병 진단 및 치료와 외과 수술에 도움이 되는 내시경 시술용 의료 애플리케이션에 사용됩니다. 광섬유 기술은 장거리에서도 큰 감쇠 없이 빛을 전송할 수 있어 내시경에 사용되어 보다 정확한 진단과 치료가 가능합니다.
-해저 케이블
광섬유 케이블은 해저 통신 케이블(해저 케이블이라고도 함)에 광범위하게 사용됩니다. 이러한 광섬유 케이블은 해저 표면에 설치되어 대륙 간 정보를 전송하여 국제 통신을 가능하게 합니다. 광섬유 케이블은 잡음 간섭 및 수중에서 발견되는 기타 조건에 강하기 때문에 사용됩니다.
-군사용 애플리케이션
광케이블은 잡음 간섭에 강하기 때문에 감청의 우려 없이 암호화된 신호를 전송하는 데 사용할 수 있습니다. 군에서는 드론, 전투기 및 기타 군용 차량에 신호를 전송하기 위해 광섬유 기술을 광범위하게 활용하고 있습니다.
-놀라운 속도와 대역폭
광섬유 케이블의 발달로 놀라운 속도와 대역폭을 제공하는 기술이 등장했습니다. 여기에는 FTTH, FTTC, FTTB가 포함됩니다. 이 세 세대의 광섬유 기술은 광섬유 케이블의 속도와 성능 기능을 향상시켰습니다.
최근 광섬유 케이블의 발달로 데이터 전송 속도와 대역폭이 놀라울 정도로 빨라졌습니다. 이 속도 덕분에 우리는 매우 쉽게 정보를 전송할 수 있게 되었습니다. 광섬유는 안전하고 신뢰할 수 있으며 초고속으로 데이터를 전송할 수 있어 수년 동안 신뢰할 수 있는 정보 전송 수단으로 사용되어 왔습니다. 구글이나 페이스북과 같은 대기업이 광케이블을 사용하는 이유는 광케이블의 정확성과 신뢰성을 가장 잘 알고 있기 때문입니다.
-다양한 애플리케이션
이러한 유형의 케이블은 범위가 제한적이고 한 가지 용도로만 사용할 수 있는 구리선과 달리 광섬유는 다양한 방식으로 사용할 수 있기 때문에 인간에게 유익합니다. 따라서 매우 비용 효율적이며 정보 전송에 필요한 부품의 양을 줄여 낭비도 줄일 수 있습니다. 통신 목적으로 광섬유를 사용하면 전기 케이블로 인한 공해와 교통량을 줄일 수 있습니다.
앞으로 광섬유는 어디에 사용될까요?
향후 몇 년 동안 광섬유 케이블을 통해 증폭이나 재생 없이 장거리로 전송되는 데이터의 양이 지속적으로 증가할 것입니다.
이 매체를 통해 전달할 수 있는 정보에는 거리 제한이 없으므로 손실 없이 어디서나 정보를 전송할 수 있어 장거리 대용량 데이터 전송에 이상적입니다.
-광대역 용량 증가
광케이블이 우리 사회를 개선하는 데 도움이 될 수 있는 한 가지 방법은 광대역 용량을 늘리는 것입니다. 이는 기존 케이블에 더 많은 광섬유를 배치하고 더 많은 광섬유로 새로운 케이블을 설계함으로써 달성할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 광섬유 케이블을 통해 전송할 수 있는 데이터의 양이 증가하고 광섬유당 비용이 감소하는 것을 목격할 수 있습니다.
광섬유 케이블 시스템은 이미 가정에 인터넷 액세스를 제공하는 데 사용되고 있지만, 점점 더 많은 사람들이 느리고 대역폭 소비를 제한하는 케이블 모뎀과 같은 기존 서비스에 싫증을 느끼면서 이러한 추세는 앞으로도 계속될 것으로 예상됩니다. FTTH가 널리 보급됨에 따라 90%의 가정이 이 매체를 통해 고속 광대역 연결에 액세스할 수 있을 것으로 예상됩니다.
-장거리 네트워크
광섬유 기술이 더 자주 사용되는 또 다른 곳은 장거리 네트워크입니다. 구리 케이블은 100~200미터마다 리피터가 필요한 반면 광섬유 케이블을 통해 데이터를 전송할 수 있는 거리는 증폭 없이 최대 200,000km까지 가능합니다. 따라서 지난 수십 년 동안 해저 케이블이 광섬유 케이블로 거의 완전히 대체된 것은 놀라운 일이 아닙니다.
-데이터센터 간 고속 링크
데이터 센터는 기업이 온라인에서 비즈니스를 운영하는 데 필요한 서버와 기타 장비를 보관하는 고가의 부동산입니다. 광섬유 케이블은 서로 다른 장소 간에 대량의 정보를 고속으로 전송하는 데 필요한 막대한 양의 대역폭을 제공하기 때문에 이러한 데이터 센터를 연결하는 데 중요한 역할을 합니다.
-홈 네트워킹
광섬유는 가정 내 정보를 전송하는 데도 사용되어 가정 내 여러 장치 간의 통신 속도를 높일 수 있습니다. 여기에는 컴퓨터, 가전제품, 심지어 텔레비전과 같은 엔터테인먼트 기기까지 포함됩니다. 사람들이 대역폭 제약이나 보안 문제에 대한 걱정 없이 스마트폰, 태블릿, TV, 노트북 등을 서로 무선으로 연결하는 것이 더 쉬워질 것입니다.
-효율적인 네트워크 관리 시스템
네트워크의 관리 효율성을 개선하기 위해 광섬유 기술을 사용할 수 있는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 파장 분할 다중화를 사용하면 다양한 파장을 통해 데이터를 전송할 수 있어 광대역 연결을 매우 효율적으로 사용할 수 있습니다.
또한 광섬유와 함께 수동 광 네트워크 기술을 사용하여 서로 다른 네트워크를 효율적으로 연결할 수 있으므로 보다 능률적인 운영이 가능합니다.
-대용량 해저 케이블 시스템
해저 케이블 시스템은 특히 국경이 없는 지역에서 국가 간 고대역폭 연결을 제공하는 데 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다. 해저 케이블은 큰 바다로 분리된 국가에 가장 비용 효율적인 옵션일 뿐만 아니라 쓰나미, 지진 등 지상 통신선을 파괴할 수 있는 자연재해에 대한 보안을 강화할 수 있습니다.
-가정 내 인터넷 연결
또 다른 주요 트렌드는 광섬유 기술을 가정에 직접 구현하는 것으로, FTTH(Fiber to the Home)라고도 합니다. 이 기술의 주요 이점 중 하나는 장치를 연결할 때 여러 개의 케이블이 필요하지 않으므로 벽에 케이블을 덜 연결하고 더 편리하게 연결할 수 있다는 것입니다.
-모바일 디바이스의 지속적인 성장
새로운 기술 발전을 따라잡는 가장 좋은 방법 중 하나는 일반적으로 모든 최신 소프트웨어와 애플리케이션이 설치되어 있는 모바일 디바이스를 이용하는 것입니다. 광섬유 기술은 최근 몇 년 동안 모바일 디바이스에서 큰 인기를 얻고 있으며, 대용량 대역폭이 필요한 동영상 스트리밍 및 다운로드에 대한 빠른 속도에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 추세는 계속될 것으로 예상됩니다.
-ISP 및 통신 사업자 확대
점점 더 많은 사람들이 인터넷에 연결됨에 따라 ISP와 통신 제공업체에 대한 수요가 증가할 것입니다. 특히 장거리 또는 내륙 국가와 같은 지리적 제약으로 인해 고속 광대역에 액세스하기 어려웠던 개발도상국에서는 더욱 그렇습니다. 광섬유 기술은 안정적인 고속 연결 옵션을 제공함으로써 이 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
네트워크를 통해 대량의 데이터에 액세스하려면 많은 대역폭 용량이 필요하며, 효율적으로 사용하지 않으면 금방 막힐 수 있습니다. 대역폭 사용량을 최적화할 수 있는 한 가지 방법은 모든 네트워크 사용자가 빠르고 쉽게 데이터에 액세스하고 공유할 수 있도록 NAS(네트워크 연결 스토리지) 장치 클라우드 컴퓨팅과 같은 공유 저장 매체를 사용하는 것입니다.
-전력망 관리 개선
광케이블은 태양광 패널과 같은 재생 에너지원과 함께 사용하여 소스에서 소비자에게 데이터를 더 빠르고 안정적으로 전송할 수 있습니다. 태양광 패널 어레이에서 인근 주택까지 광케이블 시스템을 연결하면 장거리 송전보다 훨씬 쉽고 저렴하게 전기를 공급할 수 있습니다.
-대역폭 비용 절감
최근 몇 년 동안 광대역 기술의 새로운 발전과 원자재(유리 등) 비용 감소로 인해 대역폭 가격이 꾸준히 하락하고 있는 것을 확인했습니다.
광섬유 케이블은 기존 구리 기반 시스템에 비해 물리적 재료가 거의 필요하지 않아 자체 장비를 구매하는 ISP와 통신 사업자에게 더 많은 비용을 절감할 수 있기 때문에 이러한 추세가 계속될 것입니다.
최종 단어:
광섬유 케이블은 다른 유형의 케이블보다 더 높은 대역폭으로 데이터를 전송하기 때문에 정보 및 통신 산업에서 중요한 부분을 차지합니다. 광섬유는 인터넷 연결, 전화선, 케이블 TV 신호 등과 같은 다양한 애플리케이션에서 볼 수 있습니다.
전기나 전파가 아닌 빛을 전송에 사용하는 새로운 기술이 개발되면서 광케이블은 용량의 한계로 인해 10년 이내에 구식이 될 수도 있지만, 현재 기술은 이미 이를 비약적으로 뛰어넘었습니다!
광케이블의 미래는 밝아 보입니다. 광케이블이 경쟁사보다 더 빛을 발하는 애플리케이션이 항상 존재할 것이기 때문입니다. 이 글에서는 광섬유 케이블의 작동 원리와 용도에 대한 개요를 제공했으니, 이제 다음 저녁 파티에 참석할 때 약간의 지식으로 친구들에게 깊은 인상을 남길 수 있을 것입니다.