접속점 최소화-광선로망 신뢰도 향상
집합심선 교체만으로 시설 확장 가능


가정안 세대단자함까지 광케이블을 끌어오는 FTTH(Fiber To The Home, 광가입자망)가 정보통신 공사 업계 최대 관심사로 급부상하고 있다.
FTTH는 100Mbps 이상의 초고속인터넷 서비스는 물론 주문형비디오(VoD), 양방향 데이터방송, VoIP 등 다양한 통신·방송 융합 서비스를 가능하게 한다. 또한 홈쇼핑, 홈뱅킹, 원거리 교육, 원격진료, 네트워크 게임 등 홈네트워크 서비스의 밑바탕이 된다.
그러나 FTTH 활성화에는 여러가지 걸림돌이 있다. 그중 가장 먼저 거론되는 것은 FTTH 구축비용이다. 기존 동선 중심 인프라를 대체해 각 가입자까지 광케이블을 포설하는 데에는 엄청난 비용이 들어가기 때문이다. 특히 기축 아파트의 경우 통신용 관로가 아예 없는 곳도 있어 적합한 공법을 개발하는 것이 절실하다고 할 수 있다.
이러한 현실에서 ABF(Air Blown Fiber) 광케이블 포설공법은 최적의 대안으로 제시된다. 이미 광주 첨단지구 FTTH 구축에서 ABF 공법이 사용됐으며 충남 아산에 지어질 총 800세대 규모의 초고속정보통신 특등급 아파트에도 ABF 공법이 적용될 예정이다.
FTTH 보급에 큰 역할을 할 것으로 기대되는 ABF 포설공법에 대해 알아본다.

개요
ABF 기술이란 압축공기를 이용해 광튜브케이블 속으로 집합광섬유심선만을 불어 넣어 광선로망을 구축하는 기술이다.
광튜브케이블을 먼저 설치하고 향후 광가입자의 수요발생에 따라 필요한 광섬유심선들을 해당 광튜브에 포설해 광선로망을 구성하는 것을 말한다.

특징
□ ABF 광케이블은 집합심선을 수용하기 위한 수(십)개의 광튜브들을 연합케이블화한 광튜브케이블(Optical fiber tube cable)과 수 개의 광섬유심선이나 리본심선들을 집합해 코팅한 번들 형태의 집합심선(Fiber Bundle)으로 구성된다.
□ 광가입자의 수요예측 후, 시설 투자 초에 향후의 광섬유심선의 수요까지 미리 시설하는 일반광케이블에 비해 ABF 광케이블은 광튜브케이블을 시설한 후, 현재의 광섬유 수요만을 공급함으로써 초기 광선로망 구축비를 대폭 절감할 수 있다. 특히 잘못된 수요예측으로 인한 투자손실(과잉투자, 중복투자 등)을 방지할 수 있다.
□ 집합심선은 공기압력으로 공급되므로 광섬유심선 기계적 강도를 보장할 수 있으며 광섬유의 광학적 특성 저하를 최소화 할 수 있다. 또한 직선거리로 최대 2km까지 장거리로 포설할 수 있어 접속점을 최소화 할 수 있고 광선로망의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
□ 수요변경 등으로 인해 불필요한 집합심선을 철거할 경우에도 포설과 동일한 방법으로 철거가 가능하며, 압력으로 철거돼 손상이 없다.
□ 초기 광튜브케이블 망을 구성하고 접속노드에서 튜브 경로의 재구성만으로 새로운 광섬유심선 수요를 수용할 수 있으며 전화국에서 임의 가입자까지 광섬유심선의 분기접속 없이 점대점(point-to-point)의 광선로망 구성이 가능하다.
□ 다수의 광튜브 집합으로 이뤄진 광튜브케이블은 지하관로의 효율을 높이고 광케이블접속이나 분기접속에 따른 광튜브케이블의 여장확보가 불필요하다. 분기접속점에서는 광튜브접속으로 분기를 구현하므로 열악한 작업환경에서 작업성을 향상시킬 수 있다. 아울러 특성이 저하되거나, 수명이 만료된 집합심선만을 교체할 수 있으며 옥내외 시설공사의 구분 없이 광섬유심선을 One-pass로 시공할 수 있다.
□ 광튜브케이블내 광섬유종류별 혼용구성이 가능하며 집합심선으로의 교체만으로 시설확장이 가능하다.
□ ABF 광케이블의 설계 및 시공시에는 광튜브케이블의 허용인장력, 곡율경, 측압 등의 기계적특성과 집합심선의 허용곡율반경 및 광학적특성을 고려해 안전하게 시공될 수 있도록 해야 한다.

ABF용 광케이블 튜브
□ 광튜브케이블은 집합심선을 수용하기 위한 광튜브들을 연합해 케이블화한 것으로 광튜브케이블의 종류는 케이블내 수용된 광튜브 수에 따라 구별되며 시설형태에 따라 관로용, 직매용 가공용 등으로 구분된다.
□ 광튜브케이블의 종류



(표)용도별 광튜브케이블 종류



□광튜브케이블의 구조
o 광튜브케이블의 구조는 집합심선을 수용하기 위한 수(십) 개의 광튜브들과 외부적인 충격 등으로부터 광튜브들을 보호하기 위한 외층에 방습층테이프와 외피용 피복으로 이뤄져 있다.
o 광튜브는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 구성돼 있고 내경 3.5mm, 외경 5.0mm인 광튜브의 내벽에는 집합심선을 장거리로 포설하기 위해 마찰계수가 매우 낮은 재료로 코팅돼 있다. 튜브 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 반투명 종류와 튜브를 식별하기 위해 색상이 있는 종류도 있다.
o 케이블 외피를 용이하게 제거하기 위한 립코드가 삽입돼 있다.
o 관로용 광튜브케이블의 피복은 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)이며 PE피복 아래 알루미늄테이프로 방습층이 형성돼 있고 난연용은 연기 발생 및 화염의 전파 등 화재로 인한 피해를 최소화하기 위해 피복이 난연폴리에틸렌으로 돼 있다.
o 직매용 광튜브케이블의 외피는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 돼 있고 PE피복 내부에는 알루미늄테이프로 방습층이 형성돼 있다. 관로내 설치하지 않고 직접 매설시 사용된다.
o 광튜브케이블내 수용된 광튜브의 순번은 적색 광튜브를 기준튜브로 해 녹색인 부튜브측으로 튜브번호가 증가된다.



(그림1)
< 관로용 광튜브케이블 > < 직매용 광튜브케이블 >
광튜브케이블 구조



ABF Unit(집합 심선)
□ 수 개의 광섬유심선이나 리본심선들을 집합해 코팅한 번들 형태의 광섬유심선으로서 공기저항과 마찰계수를 줄이기 위해 표면처리가 돼 있으며 집합심선의 종류는 번들내 집합된 광섬유심선수로 구별된다.
□ 집합심선의 광학적특성은 루즈튜브 광케이블의 설계기준을 준용한다.
□ 집합심선의 종류



(그림 2) 집합심선 종류



□ 집합심선의 구조
o 12심 이상의 광섬유심선을 집합시켜 다층의 아크릴레이드(Acrylate)로 코팅해 하나의 유니트로 구성한 광섬유심선이다.
o 집합심선의 다층 코팅부는 내부의 광섬유심선을 보호하고 코팅표면은 포설시 공기저항과 마찰계수를 감소시키는 구조로 돼 있다.
o 집합심선은 집합한 광섬유심선의 종류에 따라 일반 광섬유심선이나 리본 심선으로 구성된다. 일반 광섬유의 경우 2심부터 최대 12심까지 구성 및 생산이 가능하며 리본 집합심선의 경우 4심, 8심 및 최대12심까지 구성 및 생산 가능하다.
o 집합심선을 구성하는 각각의 광섬유심선(리본심선)들의 식별을 위해 광섬유심선별 서로 다른 색상으로 착색(청·등·녹·적·황·자·갈·흑·백·회·연청·연등 등)돼 있다.

ABF용 광튜브 커넥터 및 포설장비
□ 광케이블 튜브와 튜브를 연결하는 튜브 커넥터 종류는 6가지가 있다.


□공기압 포설 장비



<적용 사례> ABF시스템을 이용한 특등급 아파트 구축
케이블 트레이내 포설시 최단거리 설정


설계 개요
□ABF 광케이블은 집중구내통신실에서부터 댁내 인출구까지 무접속단일포설(One Pass)로 포설이 가능하다.
□ABF광케이블망으로부터 ABF광케이블 분기는 광튜브만의 분기접속으로 분기가 이뤄지며 분기된 광튜브내로 집합심선을 불어넣어 광선로망을 구성한다.
□해당구간의 관로시설(케이블 트레이 및 배관) 또는 지형 및 포설여건에 따라 광튜브케이블의 포설거리는 가능한 최대 길이로 설계한다.
□ABF 광케이블의 접속점은 가능한 적게 발생하도록 설계해야 하며 ABF 광케이블의 접속점이 발생되는 구간은 접속의 형태에 따라 광튜브 접속함을 사용해 보강한다.

광튜브케이블의 포설
□광튜브케이블은 포설방법은 지상관로 및 지하관로 또는 케이블트레이내의 효율성과 장거리포설, 포설의 경제성을 고려해 포설한다.
□지상관로 및 지하관로에 포설 시에는 포설할 광튜브케이블이 배관 내부단면적의 32%를 초과하지 않는 범위 내에서 적용해 포설한다.
□케이블 트레이내 포설 시에는 케이블 트레이내에서 포설시작점으로부터 포설 종단점까지 최단거리로 포설할 수 있도록 포설루트를 구성해야 한다.

집합심선 포설 설계
□집합심선은 이미 포설돼 있는 광튜브케이블내 선정된 외경 5 mm, 내경 3.5 mm의 광튜브내로 압축공기를 불어 넣어 포설한다. 구축 환경에 따라서는 외경 3.5mm, 내경 3mm의 광튜브를 사용할 수도 있다.
□해당구간 광튜브케이블의 포설여건, 지형, 인공여건 등에 따라 집합심선의 포설거리가 제한될 수 있으며 집합심선을 안정적인 속도(30m/min)로 포설할 수 있다.
□공기압에 의한 집합심선 포설은 이론상 무한대거리로 포설이 가능하지만 하루의 작업시간, 제조시 집합심선의 길이, 현장의 여건 등의 이유로 인해 1일 최대포설거리는 6000m 내외로 산정한다. 이 지점마다 집합심선의 접속점을 둬야 하며, 집합심선의 접속점은 광케이블 접속함으로 보강해야 한다.
□집합심선 여장확보
o 집합심선의 포설은 광튜브케이블의 포설후에 이뤄지므로 집합심선 여장은 집합심선 접속여장과 성단여장을 제외하고는 두지 않는다.
o 집합심선 접속여장 및 성단여장 확보는 일반광케이블 설계기준을 준용한다.

ABF 광케이블 접속설계
□접속 설계시 고려사항은 일반 광케이블 설계기준에 준용한다.
□ABF 광케이블 접속작업은 집합심선의 접속과 무접속포설, 광튜브케이블의 연결방법 등에 따라 다음과 같이 구분해 시행하며, 광튜브 이음 및 광튜브분기, 광튜브케이블 이음은 ABF 광케이블 상호간 접속에만 적용된다.
□ABF 광케이블접속은 ABF 광케이블외피접속과 집합심선접속으로 구분되며 광튜브케이블과 집합심선이 같이 접속된다.
□ABF 광케이블 외피접속은 광케이블 접속함을 사용해 광튜브케이블을 연결하는 것이다.
□집합심선접속은 번들 내 광섬유심선들을 각각의 단위로 분리해 접속하는 것으로 루즈튜브 광케이블 설계기준에 준용한다.

광튜브 이음
□광튜브 이음은 집합심선이 없는 상태에서 광튜브 상호간에 광튜브커넥터를 사용해 연결하는 것이다.
□ABF 광케이블 상호간 외피접속시의 유휴 광튜브들의 연결, 분기접속에 따른 피분기광튜브와 분기 광튜브사이에 광튜브케이블 이음시 적용한다.

광튜브케이블 이음
□광튜브케이블 이음은 광튜브케이블 상호간을 연결하는 것으로 광튜브는 광튜브이음법을 준용하며 케이블의 외피 이음부는 테이핑법이나 접속함을 사용해 보강한다.
□ABF 광케이블구간에서 중간분기가 예상되는 지점은 접속함(광섬유보호지지판 제외)을 사용해 광튜브케이블 이음부를 보강하고 유휴 광튜브들은 광튜브 종단에 튜브마개로 삽입한다.

광튜브 분기
□ABF 분기점은 ABF 광케이블의 중간지점이나 광튜브의 경로만을 변경해 광케이블접속점에는 ABF 광케이블외피접속과 집합심선접속부를 두며, ABF분기점에는 광튜브이음과 광튜브분기부를 둔다.
□ABF 광케이블 중간분기
o 수요발생에 따른 광케이블의 분배가 필요한 곳에는 중간분기접속을 둔다.
o ABF 광케이블 외피접속을 준용해 광섬유심선의 접속부는 접속함으로 보강한다.

ABF 성단설계
□성단설계시 고려사항은 일반 광케이블 설계기준을 준용한다.
□ABF 광케이블은 광분배반, 랙 취부형 ABF용 분배셀프, 벽 취부형 ABF용 분배 셀프, 광종단장치에서 성단할 수 있다.
□성단에 사용되는 광커넥터들의 광학적특성은 일반 광케이블 설계기준에 준용한다.
□집중구내통신실내 성단
o 접속 셀프 또는 저장셀프 내에서 단심형태의 집합심선은 융착접속 또는 현장조립형으로 성단한다.
o 적용가능한 광튜브케이블은 1, 2, 4, 7, 12, 19, 24 광튜브케이블들이며, 광튜브케이블내 수용할 집합심선수를 고려해 성단함의 종류를 선정한다.
o 광분배반은 수용심선수에 따라 접속셀프를 달리할 수 있으며 하나의 접속셀프마다 최소 2심부터 최대 144심까지 수용할 수 있다
□아파트 동별장비실내 성단
o 가입자 분배를 목적으로 건물의 내 외벽에 설치돼 집합심선을 접속, 분기 및 분배하기 위해 설치하는 성단함으로 1튜브용부터 24튜브까지 수용할 수 있다.
o 적용 가능한 광튜브케이블은 1, 2, 4, 7, 12, 19, 24 광튜브케이블이며 광튜브케이블내 수용할 집합심선수를 고려해 성단함의 종류를 선정한다.
o 특별하게 언급되지 않은 사항은 일반광케이블 설계기준을 준용한다.
□세대단자함내 성단
o 인입된 ABF 집합심선은 심선 보호 튜브를 이용해 보강한다.
o ABF 집합심선은 융착접속 또는 현장조립형 광커넥터를 사용해 커넥팅 처리한다.

ABF 광케이블 시험
□ABF 설치후 특성시험은 일반 광케이블 시험과 동일한 방법으로 시험한다.

자료제공 : LG전선

김영길 기자 young@koit.co.kr