시공 중에 실수로 끊어졌을 경우, 선 전체를 폐기하고 다시 설치해야 하나요?
광섬유가 시공 중에 우발적으로 파손되었을 때, 반드시 전체를 폐기하고 다시 포설할 필요는 없습니다. 광섬유의 복구 가능성과 처리 방안은 파손 지점의 물리적 위치(전송 구간 또는 센싱 구간) 및 광케이블의 구조 패키징 유형에 따라 달라집니다.
1. 광섬유 복구의 핵심 물리 원리
석영 광섬유(주성분: 이산화 규소 \text{SiO}_2 )는 파손 후 광학 공학의 두 가지 주요 수단을 통해 연결할 수 있습니다:
- 광섬유 열융착 접속(Fusion Splicing):
고압 방전으로 생성된 고온 아크를 이용하여 두 광섬유의 절단된 단면을 가열하여 하나로 융합합니다. 표준 단일 모드 광섬유(클래딩 직경 125\ \mu\text{m} , 코어 직경 9\ \mu\text{m} )의 경우, 우수한 열융착 접속 지점은 일반적으로 0.05\text{ dB} 미만의 삽입 손실로 제어할 수 있으며, 반사 손실도 우수하여 광 신호 전송에 거의 영향을 미치지 않습니다. - 기계적 접속(Mechanical Splicing):
정밀 V 홈과 광 커넥터 매칭액을 사용하여 물리적으로 정렬 및 고정합니다. 일반적인 삽입 손실은 0.1\text{ dB} \sim 0.5\text{ dB} 사이이며, 긴급 복구 또는 임시 테스트에 주로 사용됩니다.
따라서 광 전송의 물리적 특성상 광섬유 자체는 융착 및 복구 능력을 갖추고 있습니다.
2. 상황별 평가: 전체 폐기가 필요한가?
1. 전송 케이블 또는 테일 파이버 구간 파손(비 센싱 기능 영역): 전체 폐기 불필요
파손 지점이 광케이블의 전송 구간, 인출 테일 파이버 또는 센싱 소자가 없는 전송 간선에 있을 경우:
- 처리 방식: 손상된 파단면을 절단하고, 코팅층/재킷을 다시 벗겨낸 후, 광섬유 융착 접속기를 사용하여 코어를 융착하고, 융착 부위에 열수축 보호 튜브를 씌웁니다. 장갑이 있는 광케이블의 경우, 금속 보호 슬리브 또는 광케이블 접속 상자를 추가하여 기계적 보호 및 밀봉을 합니다.
- 적용 제품 예시: 스테인리스 스틸 튜브로 패키징된 통신 및 센싱 광케이블, 예를 들어 OFSCN® 300°C Seamless Steel Tube Fiber Cable의 경우, 내부 광섬유는 모두 열융착 접속 및 파단점 연결을 지원합니다. 융착 후 보호 슬리브를 적용해도 후속 신호 전송에 영향을 미치지 않습니다.
2. 광섬유 격자(FBG) 센싱 영역 또는 컴팩트 센서 내부 파손: 일반적으로 손상된 구간 교체 필요
파손이 광섬유 격자 센서 본체 또는 격자 영역에 발생한 핵심 물리적 위치에서 발생한 경우:
- 격자 영역 내부 파손: 광섬유 격자의 센싱 원리는 주기적인 굴절률 변조에 기반하며, 반사 중심 파장은 다음 공식으로 따릅니다:\lambda_B = 2 n_{\text{eff}} \Lambda파손이 격자 영역( \Lambda 작용 영역) 내부에서 발생하면, 현장 융착이 격자 영역 주기의 연속성을 파괴하고 국부 굴절률 분포를 변경하여 센서 파장 스펙트럼을 왜곡시키거나 실패하게 만들어 원본 공장 교정 매개변수를 복구할 수 없습니다.
- 구조 패키징 내부 파손: 예를 들어 OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor와 같은 금속 튜브 패키징 또는 과대 예압 패키징 변형률 센서의 경우, 내부 광섬유가 기판의 제약을 받고 고정된 공장 파장/변형률 교정 계수( \mu\varepsilon/\text{pm} )를 가지므로, 현장에서 금속 튜브를 분해하여 내부 융착을 수행하면 물리적 응력 전달 일관성을 보장하기가 매우 어렵습니다. 이 경우 손상된 센싱 유닛을 절단하고 새로운 센싱 접속 구간을 교체해야 합니다.
3. 엔지니어링 현장의 진단 절차 제안
- 파단점 위치 파악: 광 시간 영역 반사계(OTDR) 또는 시각적 적색광 펜(VFL)을 사용하여 시공 중 파손된 정확한 위치를 파악합니다.
- 손실 및 광 출력 예산 평가: 융착 복구 후, 광 출력계 또는 복조 장비를 사용하여 시스템 링크의 감쇠를 측정합니다. 총 링크 손실이 광섬유 복조기 또는 송수신기의 동적 범위(예: 복조기의 광학적 동적 범위) 내에 있다면 정상적으로 사용할 수 있습니다.