□ 기술개요
BOF기술은 내부 직경 3.5 ~ 6mm 정도의 광튜브 내부로 공기압을 이용하여 집
합 광섬유를 포설하는 것을 말한다. 공기압으로 광섬유를 튜브 내부로 진행시키는 경우에는 포설이 이루어지는 전 구간에 대해 균일한 포설 장력이 가해지므로 광섬유에 손상이 발생하지 않는다.
가. 기존의 광케이블
현재 가장 널리 사용되는 광케이블인 루즈튜브 광케이블의 구조를 보면 광섬유는 방수, 방습 기능을 제공하는 젤리와 함께 튜브로 제조되며, 강연선 또는 FRP 등의 중심 인장선 둘레로 스트랜딩(stranding)된다. 튜브의 스트랜딩은 광케이블의 굴곡부에서 발생되는 압축 및 인장력을 분산시켜 광섬유의 손상을 방지하는 효과를 갖는다.
광케이블을 가능한 장거리로 포설하여 접속점을 줄이는 것은 매우 중요한 의미
를 갖는다.
광섬유 접속점은 통상 0.05 ~ 0.1dB 정도의 손실을 발생시켜 광전송 구간의 설
계마진을 제한하는 요인이 되며, 접속점을 설치하는데 따르는 비용과 시간의 투자가 발생된다. 또한 수분은 광섬유의 전송특성과 기계적 강도를 저하시키는 가장 큰 원인인데, 일반적으로 광케이블의 접속점에서 수분의 침투가 가장 용이하므로 접속점은 광선로의 신뢰성 측면에서 취약한 곳으로 인식되고 있다.
따라서 광케이블의 장거리 포설은 광섬유 접속점이 줄어들게 되므로 망의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 망구축 투자비를 절감하게 되므로 매우 바람직하다.
광케이블을 관로 내부로 포설하는 경우에는 광케이블의 중량과 포설 구간의 굴
곡, 단차 등으로 발생되는 마찰력으로 인하여 포설거리를 제한받게 된다. 마찰력의 발생은 포설 견인력을 증가시켜 광케이블의 신율을 발생시키게 되는데, 광케이블의 신율은 내부의 광섬유에도 전달되게 된다. 광케이블을 지하 직선구간에 설치하는 경우라면 광케이블에 걸리는 포설장력은 다음 식으로 주어진다.
T = fWL
단, T = 포설장력(kgf),
f = 마찰계수,
W = 케이블의 무게(kg/km),
L = 포설길이(m).
광케이블은 포설 및 운용시 광섬유에 발생되는 신율을 일정 범위 이하가 되도록 설계하고 있으며, 장기간의 수명을 고려하여 보통의 경우 0.2% 이하를 기준으로 하고 있다.
관로에 포설되는 광케이블은 전주에 가설되는 가공용 광케이블과는 달리 포설시 광케이블에 최대 인장력이 가해지므로, 광섬유에 가해지는 신율을 일정 범위 이하로 유지하면서 장거리 포설을 가능하게 하기 위하여 광케이블에는 강철선 또는 FRP 등의 인장선을 삽입하여 제조하게 된다.
그러나 인장선이 삽입된 광케이블은 광섬유를 안전한 상태로 유지하면서 장거리로 포설할 수 있으나, 광케이블의 외경과 중량이 증가하게 되어 취급이 불편해지며 광케이블의 제조비용을 상승시키게 된다는 약점이 있다.
나. 광튜브 케이블
19개의 튜브로 구성된 관로용 광튜브 케이블의 경우 내경 3.5mm의 광튜브를 사용했다면 케이블 외경은 29mm, 중량은 약 340g/m 정도이다. 광튜브 케이블은 광섬유가 내장되어 있지 않으므로 기존의 광케이블과 달리 일반적으로 인장선이 없으며, 무게가 가벼워 포설이 용이하다.
또한 지속적인 수요가 예상되는 구간에는 2조 이상의 광튜브 케이블을 내관을 사용하지 않고 포설함으로써 향후 수요에 경제적으로 대응할 수 있다.
각 광튜브는 외부에 일정간격으로 인쇄된 번호 및 튜브 자체의 색상으로써 다수의 튜브를 식별한다. 또한 광튜브는 반투명 재질로 이루어져 내부를 확인할 수 있으므로 기 사용여부를 판단할 수 있어 사용중인 광선로를 절단하는 등의 사고를 방지할 수 있다.
광튜브의 내면에는 마찰계수가 낮은 재료를 코팅 처리함으로써 집합 광섬유를
장거리로 포설할 수 있도록 하고 있다.
광튜브 케이블은 1튜브에서 24튜브 이상까지 다양한 조합으로 제조되어 광가입
자망이나 구내망의 수요에 따라 적절히 선택할 수 있다.
다. 집합 광섬유
광튜브 케이블 내부로 포설되는 집합 광섬유에는 광섬유 보호를 위하여 4심의 광섬유 위로 다층의 UV 아크릴레이트(acrylate)가 코팅되어 있으며, 외부에는 속이 빈 미세 유리구슬이 부착되어 있다. 부착된 미세 유리구슬은 집합 광섬유 외부의 공기 저항을 증가시킴으로써 보다 먼 거리로의 포설을 가능하게 하
는 효과가 있다. 보통의 조건에서 4심 집합 광섬유를 직선 경로에 포설하는 경우에는 1회의 공정으로 약 1,500m까지 포설이 가능하다.
집합 광섬유는 4심을 비롯하여 2심 ~ 12심 등으로 제조가 가능하여 광수요에 따라 적절히 선택하여 공급하는 것이 가능하다.
라. 포설장비
집합 광섬유가 압축 공기에 의해 광튜브 내부로 포설되어 들어가는 단위 길이
당 힘 F는 다음 식으로 나타내어진다.
F = (?d1d2/4)(dp/dl)
단, d1 = 광튜브의 내경,
d2 = 집합 광섬유의 외경,
dp/dl = 길이에 따른 압력 기울기.
d1, d2의 상수 값은 사용하는 자재에 따라 결정되며, dp/dl는 집합 광섬유의 진행 길이에 따라 변동되는 값이다. 식에서 나타낸 바와 같이 광튜브의 내경이 크고 압축 공기의 흐름이 원활한 조건에서 포설력이 증가됨을 알 수 있다.
포설 시스템은 포설 헤드(blowing head), 제어장치(controller), 컴프레서(compressor), 팬(pan) 및 가이드(guide) 등으로 이루어져 있다.
컴프레서는 튜브 케이블 내부로 집합 광섬유를 공급하기 위한 압축 공기를 발생시키며 수분을 제거하는 필터가 부착되어 있다. 안전을 위하여 포설 압력은 10bar를 초과하지 않으며, 실내에서 포설작업을 하는 경우에는 가스통에 저장된 질소 또는 압축공기를 사용하는 것이 편리하다.
집합 광섬유는 팬에 감겨진 상태로 보관, 사용되며 가이드를 사용하여 포설헤
드로 원활하게 공급될 수 있도록 한다.
포설 헤드는 집합 광섬유를 안내하고 광튜브를 고정시키며, 공급되는 압축 공기를 밀폐하는 구조로 되어 있다. 포설 헤드의 컨트롤러는 집합 광섬유의 진행 속도를 제어하고 누적 거리 등을 표시하는 기능을 갖는다.
포설 초기단계에서는 공기압 포설력을 받는 집합 광섬유의 길이가 짧아 원활한 포설이 이루어지지 못하므로 구동 모터를 사용하여 집합 광섬유를 밀어넣게 된다.
집합 광섬유가 광튜브 내부를 진행하는 중 장애가 발생하거나 하여 멈추는 경우에는 광섬유의 손상을 방지하기 위하여 구부러짐 감지장치(Buckle Detector)가 작동하게 된다. 구부러짐 감지장치가 작동하면 경보가 발생하고 구동모터를 멈추게 되어 추가적인 진행에 의한 광섬유 손상을 방지한다.
<다음호에 계속>
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