신호가 두 개로 분할되면 격자는 정상적으로 작동합니까?
하나의 신호를 두 개로 분기해도 광섬유 격자(FBG)는 일반적으로 정상적으로 작동합니다. 그러나 실제 엔지니어링 설계에서는 광 출력 감쇠 및 파장 계획에 대한 엄격한 계산과 고려가 필요합니다.
다음은 구체적인 물리적 및 일반 엔지니어링 원리 분석입니다.
1. 광 출력 감쇠 및 링크 손실 분석 (Link Loss Budget)
광 분배기(Optical Splitter)는 하나의 광 신호를 두 개의 경로로 균일하게 분기할 때 다음 손실을 유발합니다.
- 분기 감쇠: 이상적인 상태에서 1x2 분배기는 광 출력을 절반으로 나누어 각 신호 경로의 감쇠를 3dB로 만듭니다. 실제 엔지니어링에서는 분배기 자체의 약 0.2dB ~ 0.5dB의 삽입 손실(Insertion Loss)을 더하여 각 광 경로의 전송 손실은 일반적으로 약 3.2dB ~ 3.5dB입니다.
- 양방향 왕복 손실: 광섬유 격자(FBG)는 특정 파장을 반사하여 작동하므로, 광대역 광원에서 방출된 빛이 왕복 시 분배기를 한 번 통과하고(약 3.5dB 감쇠), 반사된 광 신호가 복귀 시 분배기를 다시 통과하여 복조기로 돌아오면 두 번째 감쇠(약 3dB)가 발생합니다. 따라서 광 분배기가 전체 반사 시스템에 추가하는 총 링크 손실은 약 6.5dB ~ 7dB입니다.
2. 복조기의 동적 범위 및 임계값
현대의 광섬유 격자 복조기(FBG Demodulator)는 일반적으로 매우 넓은 동적 범위(일반적으로 30dB ~ 50dB)를 갖습니다.
이는 복조기로 돌아오는 FBG 반사 스펙트럼 피크의 전력이 복조기의 노이즈 플로어 및 탐지 한계(즉, 복조기의 수신 감도 범위 내)보다 높기만 하면, 복조기가 반사광의 중심 파장을 정확하고 정상적으로 추출할 수 있음을 의미합니다. 7dB의 손실은 대부분의 고성능 복조기에게는 허용 가능한 범위 내입니다.
3. 핵심 일반 엔지니어링 설계 요구 사항
물리적으로는 가능하지만, 시스템 구축 시 다음 두 가지 사항을 반드시 충족해야 합니다.
- 엄격한 파장 계획(Overlap Avoidance): 분기된 두 개의 광 신호는 물리적으로 독립적이지만, 분배기를 통해 다시 합쳐져 동일한 복조기 물리 채널에 연결될 경우, 복조기 입장에서는 여전히 동일한 논리 채널로 간주됩니다. 따라서 분기된 두 개의 지선에서 모든 광섬유 격자의 작동 파장 범위는 절대 겹치지 않아야 합니다. 각 FBG에 대해 온도 드리프트 및 변형률로 인한 최대 파장 이동 범위를 계획하여 모든 작동 상태에서 파장이 서로 어긋나도록 해야 합니다.
- 높은 반사율 선택: 전력 손실을 보상하기 위해 분기 시스템의 광섬유 격자는 높은 반사율(예: ≥70%)을 선택하는 것이 좋습니다. 이는 왕복 감쇠 후에도 복조기로 반사되는 신호가 여전히 높은 신호 대 잡음비를 갖도록 보장합니다.
OFSCN® 관련 제품 지원
대규모 광섬유 격자 센싱 프로젝트에서는 복조기 물리 채널을 재사용하고 시스템의 전반적인 채널 비용을 절감하기 위해, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)는 전용 OFSCN® Optical Fiber Splitter 시리즈 제품을 제공합니다. 이 제품은 복조기의 하나의 물리 채널을 논리적으로 두 개, 세 개 또는 그 이상으로 확장하여 보다 효율적인 네트워크 구축을 가능하게 합니다.
주요 매개변수 지표:
- 제품 유형: 광섬유 분배기, 광 분배기, 광섬유 격자 분배기;
- 일반 사양: 4x8 분배기, 8x16 분배기, 16x32 분배기, 32x64 분배기 등을 포함하며, 상온 또는 250°C 고온 맞춤 제작 지원;
- 엔지니어링 적용: OFSCN® 광섬유 격자 복조기와 함께 사용하여 물리 채널을 확장하고 채널당 단가를 절감합니다. 참고: 이 방법은 시스템 수준에서 엄격한 파장 중복 방지 설계가 필요합니다.