광 케이블 분배함

광 케이블 분배함의 함체는 일반적으로 금속 또는 내구성 있는 플라스틱 재질로 제작되어 내부 광학 부품을 보호하고 구조적 안정성을 제공합니다. 함체는 먼지와 습기로부터 내부를 차단하는 방진 및 방수 성능을 갖추는 경우가 많으며, 설치 환경에 따라 IP 등급이 부여됩니다. 전면 또는 측면에는 작업을 위한 도어가 장착되어 있으며, 내부 공간은 광섬유 케이블과 광 커넥터를 체계적으로 배치하고 고정할 수 있도록 설계됩니다.

랙 마운트 구조는 표준화된 19인치 랙 또는 벽면 랙에 장착하기 위한 형태를 말합니다. 이 구조는 주로 데이터센터, 전기실, 기업망의 MDF(Main Distribution Frame)나 IDF(Intermediate Distribution Frame)와 같은 실내 환경에서 사용됩니다. 함체 양측에는 랙에 고정하기 위한 레일 또는 플랜지가 있으며, 표준 랙 유닛(1U, 2U, 4U 등) 크기로 제작되어 공간 효율적인 배치가 가능합니다.

함체 내부에는 광섬유를 정리하고 보호하기 위한 다양한 관리 장치가 포함됩니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

이러한 구조적 설계는 광섬유의 최소 굽힘 반경을 유지하고, 물리적 스트레스를 방지하며, 향후 유지보수나 증설 작업을 용이하게 하는 데 중점을 둡니다.

광 커넥터는 광섬유의 끝단을 정렬하여 다른 광섬유 또는 광통신 장비와 연결하는 기계적 장치이다. 광 케이블 분배함 내부에서는 주로 LC 커넥터, SC 커넥터, FC 커넥터 등이 사용되며, 각각 크기, 고정 방식, 손실 특성이 다르다. LC 커넥터는 소형화와 고밀도 설치가 필요한 현대 데이터센터 환경에서 가장 널리 채택된다.

광 어댑터 또는 커플러는 두 개의 광 커넥터를 정밀하게 정렬하여 결합시키는 역할을 한다. 어댑터는 커넥터의 유형에 따라 구분되며(예: LC-LC, SC-SC, LC-SC 듀플렉스), 싱글모드와 멀티모드 광섬유 용도로도 별도로 설계된다. 어댑터의 내부 정렬 슬리브는 세라믹(주로 지르코니아) 또는 금속 소재로 만들어져 낮은 삽입 손실과 높은 반복성을 보장한다.

분배함 내에서 커넥터와 어댑터는 광 신호의 경로를 분기, 접속, 전환하는 핵심 요소이다. 이들의 품질과 정확한 결합 상태는 전체 광링크의 광 신호 대 잡음비와 비트 오류율에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 설치 시에는 커넥터 페룰의 청결 상태와 어댑터의 정렬 상태를 꼼꼼히 확인해야 한다.

광섬유 관리 장치는 광 케이블 분배함 내부에서 광섬유의 과도한 굽힘을 방지하고, 여분의 길이를 체계적으로 보관하며, 접속 부위를 보호하는 핵심 구성 요소이다. 이 장치들은 주로 광섬유 스플라이스 트레이와 광섬유 패치 코드 관리용 구조물로 구성된다.

광섬유 스플라이스 트레이는 융접이나 기계식 접속으로 연결된 광섬유의 접속점을 안전하게 고정하고 보호하는 역할을 한다. 트레이는 일반적으로 플라스틱이나 금속으로 제작되며, 접속된 광섬유를 일정한 반경으로 감아 보관할 수 있는 홈을 가지고 있다. 이는 광섬유의 최소 굽곡 반경을 유지하여 광 손실이나 광섬유의 파손을 방지하는 데 필수적이다. 트레이는 분배함 내부의 레일이나 클립에 고정되어 쉽게 꺼내어 점검하거나 추가 작업을 할 수 있도록 설계된다.

광섬유 패치 코드 관리를 위해 패널이나 스풀, 가이드 등의 장치가 함께 사용된다. 여분의 패치 코드 길이는 스풀에 감거나 가이드를 따라 정리하여 내부 공간을 효율적으로 활용한다. 이러한 관리 장치의 구성은 분배함의 포트 수와 설치 환경에 따라 달라진다. 예를 들어, 고밀도 분배함의 경우 슬라이드식 트레이나 회전식 패널을 채택하여 제한된 공간 내에서 많은 수의 광섬유를 관리하기도 한다[1]. 모든 관리 장치는 분배함의 전면 또는 측면 도어를 열었을 때 작업자가 쉽게 접근하고 조작할 수 있도록 배치된다.

광 케이블 분배함은 수용 가능한 광섬유 코어의 총 수, 즉 포트 수와 이에 따른 물리적 크기에 따라 주로 분류된다. 포트 수는 일반적으로 1U 랙 마운트 장비 기준으로 12포트, 24포트, 48포트, 96포트 등 표준화된 계열로 구분된다. 소규모 접속점에는 4포트 또는 8포트의 소형 벽걸이형이 사용되며, 대규모 교환기국이나 데이터센터에서는 144포트 이상을 수용하는 대형 랙이나 독립형 캐비닛이 활용된다.

포트 수에 따른 주요 분류와 특징은 다음과 같다.

물리적 크기와 포트 밀도는 직접적인 연관이 있다. 고밀도 설계를 통해 동일한 1U 공간에 48포트 이상을 수용하는 제품도 등장했다. 이러한 고밀도 분배함은 LC 커넥터나 MPO 커넥터와 같은 소형화된 커넥터를 채택하고, 내부 트레이 구조를 최적화하여 공간을 효율적으로 활용한다. 반면, 포트 수가 적은 소형 분배함은 주로 SC 커넥터나 ST 커넥터를 사용하는 경우가 많으며, 외부 환경 노출에 대비한 방진/방수 등급을 갖춘 제품도 있다.

선택 시에는 현재 필요한 포트 수뿐만 아니라 미래의 확장 가능성을 반드시 고려해야 한다. 일반적으로 총 포트 용량의 20-30% 정도를 예비 포트로 남겨두는 것이 권장된다[3]. 이는 향후 서비스 추가나 장애 발생 시 유연한 대응을 가능하게 한다.

설치 환경에 따른 분류는 광 케이블 분배함이 배치되는 물리적 조건과 보호 등급에 따라 구분된다. 주로 실내용과 실외용으로 대별되며, 특수 환경을 위한 방폭형 등이 존재한다.

실내용 분배함은 건물 내부의 통신실, 랙 또는 벽면에 설치된다. 주로 금속 또는 플라스틱 재질로 제작되며, 먼지 유입을 방지하는 정도의 보호 등급을 가진다. 실외용 분배함은 FTTH 네트워크의 가입자 구간이나 맨홀, 전주 등에 설치되어 강우, 먼지, 자외선, 온도 변화 등 외부 환경으로부터 광섬유 접속부를 보호한다. 이들은 높은 방수 및 방진 등급(예: IP 등급 IP65 이상)을 갖추고, 내후성 재질로 제작되며, 온도 조절을 위한 환기구나 히터가 포함될 수 있다.

특수 환경을 위한 분류도 존재한다. 방폭형 분배함은 화학 공장, 유류 저장소 등 위험 지역에 설치되어 스파크 발생을 방지하는 설계를 갖춘다. 또한 해양 환경이나 철도 변전소 등 극한의 진동, 습도, 염분에 노출되는 경우를 위한 강화된 설계의 제품도 있다.

광 손실 예산은 광섬유 통신 시스템에서 송신기부터 수신기까지 허용 가능한 총 광 손실량을 의미합니다. 광 케이블 분배함 설계 시 이 예산을 정확히 계산하고 준수하는 것은 시스템의 신뢰성과 성능을 보장하는 핵심 요소입니다. 예산은 광섬유 자체의 감쇠, 광 커넥터 및 스플라이스 접속부에서의 손실, 그리고 분배함 내부의 배선 경로에 따른 손실 등을 모두 포함하여 산정합니다.

주요 고려사항으로는 먼저 사용되는 광섬유의 종류(단일모드 또는 다중모드)와 파장별 규격 감쇠치를 확인하는 일입니다. 다음으로, 분배함 내부에서 발생하는 손실을 최소화해야 합니다. 이는 광 커넥터의 정렬 정밀도, 접속 횟수, 그리고 광섬유가 지나가는 경로의 곡률 반경 관리에 달려 있습니다. 과도하게 꼬이거나 급격하게 구부러진 광섬유는 추가적인 굴절 손실을 유발하여 전체 손실 예산을 초과하게 만들 수 있습니다.

설계 단계에서는 일반적으로 링크 손실 예산을 다음 공식에 따라 계산합니다[4].

분배함 내부 배선 설계는 이러한 계산된 값을 바탕으로 이루어집니다. 가능한 한 접속점의 수를 줄이고, 고품질의 광 커넥터와 광 어댑터를 사용하며, 광섬유를 여유 길이를 두고 부드럽게 정리하는 것이 중요합니다. 설치 완료 후에는 OTDR 또는 광 파워 미터를 이용해 실제 손실을 측정하여 설계 시 산정한 손실 예산을 초과하지 않음을 반드시 검증해야 합니다.

배선 및 접속 절차는 광 케이블 분배함의 성능과 신뢰성을 결정하는 핵심 작업이다. 이 과정은 계획, 준비, 시공, 검증의 단계를 거쳐 체계적으로 진행된다.

먼저, 사전 계획 단계에서는 광 손실 예산을 고려하여 배선 경로와 광 커넥터 접속 방식을 결정한다. 케이블의 최소 굽힘 반경을 준수하고 장력, 압박, 열원으로부터 보호할 수 있는 경로를 선정한다. 필요한 공구와 소모품(예: 광섬유 절단기, 스플라이스 슬리브, OTDR)을 준비한다. 시공 단계에서는 외부 광 케이블을 분배함 내부로 도입한 후, 외피와 강도 부재를 제거하여 광섬유 심선을 노출시킨다. 이후, 다음과 같은 절차에 따라 접속 작업을 수행한다.

접속이 완료되면, 광섬유 심선을 과도한 장력을 주지 않도록 광섬유 관리 장치(예: 스풀 또는 트레이)에 순서대로 감아 정리한다. 각 심선에는 출발지와 도착지 정보가 명시된 라벨을 부착하여 향후 유지보수를 용이하게 한다. 최종적으로 광파워미터를 사용한 삽입 손실 측정을 통해 연결 품질을 검증하고, 모든 작업 내용과 측정값을 기록부에 상세히 기입한다. 이 기록은 향후 네트워크 확장이나 장애 조치 시 중요한 참고 자료가 된다.

FTTH 네트워크에서 광 케이블 분배함은 최종 가입자까지 광신호를 안정적으로 배분하는 핵심 접속점 역할을 한다. 이 장치는 중계국에서 배출된 주광케이블을 다수의 가입자 구간으로 분기시키며, 광신호의 분배와 접속, 보호 기능을 통합하여 제공한다. FTTH 아키텍처에서 분배함은 주로 배선반 또는 배선함으로 불리며, OLT와 ONU 사이의 수동 광 네트워크 구간을 구성하는 필수 요소이다.

분배함의 주요 역할은 광신호의 효율적인 분기와 물리적인 광섬유의 체계적인 관리이다. 일반적으로 1:32 또는 1:64와 같은 높은 분배비로 신호를 나누어 각 가입자에게 전달한다. 이를 통해 한 가닥의 주광케이블로 수십 가구에 서비스를 제공하는 것이 가능해진다. 내부에는 스플라이스 트레이와 광 커플러가 장착되어, 광섬유의 접속과 분기를 수행하고 여분의 광섬유를 안전하게 보관한다.

FTTH 환경에서의 분배함 설치는 주로 실외(주상, 지중, 벽면) 또는 실내(공동 구내, 아파트 단지)에 이루어진다. 설치 위치에 따라 방수, 방진, 온도 저항 성능이 요구되며, 특히 실외용은 환경적 요인으로부터 광섬유 접속부를 보호하는 데 중점을 둔다. 네트워크 확장이나 가입자 변경 시에도 분배함 내에서 쉽게 광선로를 재배선하거나 추가할 수 있어 유연한 네트워크 운영을 지원한다.

광 케이블 분배함은 데이터센터와 기업망에서 광섬유 인프라의 핵심적인 집선 및 관리 지점 역할을 한다. 데이터센터 내에서는 주로 메인 분배 영역(MDA), 중간 분배 영역(IDA), 수평 분배 영역(HDA) 사이의 광섬유 배선을 종단하고 관리하는 데 사용된다. 고밀도의 서버 랙과 네트워크 장비를 연결하는 백본 및 스위치 간 링크에 광섬유가 광범위하게 채택되면서, 이를 체계적으로 정리하고 보호하는 분배함의 중요성이 증가했다. 기업 건물 또는 캠퍼스 네트워크에서는 층간 또는 건물간 광 백본 케이블을 개별적인 파이버 케이블로 분기하여 최종 장비에 연결할 수 있도록 한다.

데이터센터 적용 시 주요 고려사항은 고밀도, 뛰어난 관리성, 그리고 냉각 효율이다. 현대적인 데이터센터용 분배함은 높은 포트 밀도(예: 1U 랙 공간에 24개 이상의 LC 포트 수용)를 지원하며, 케이블의 전방/후방 배출 경로와 슬랙 관리를 최적화한 설계를 갖춘다. 이는 제한된 랙 공간을 효율적으로 사용하고, 공기 흐름을 방해하지 않아 냉각 비용을 절감하는 데 기여한다. 또한, 빠른 장애 복구와 재배선을 위해 광 커넥터 접근성이 우수하고, 광섬유 관리 장치가 내장된 제품이 선호된다.

기업망 환경에서는 내구성과 설치 유연성이 더 강조된다. 벽면 또는 랙에 장착 가능한 소형에서 중형 규모의 분배함이 일반적으로 사용된다. 기업망은 종종 FTTH와 같은 단일 서비스 공급자 네트워크보다 더 복잡한 토폴로지와 다양한 장비 벤더를 포용해야 하므로, 분배함은 다양한 광 커넥터 유형(SC, LC, MTP/MPO 등)을 수용할 수 있는 모듈식 어댑터 패널을 채택하는 경우가 많다. 보안과 물리적 보호 측면에서, 기밀 구역이나 통신실에 설치될 때는 잠금 장치가 있는 함체를 선택한다.

두 환경 모두에서 광 케이블 분배함은 단순한 연결 박스를 넘어, 네트워크의 확장성과 유지보수성을 결정하는 중요한 인프라 요소이다. 향후 대역폭 수요 증가에 대비하여, MPO 기반의 병렬 광학 기술을 지원하는 고밀도 분배 솔루션으로의 전환이 두 영역에서 공통적인 추세이다.

정기적인 점검과 청소는 광 케이블 분배함의 신뢰성과 수명을 유지하는 데 필수적이다. 점검은 주로 외관, 내부 구성 요소, 그리고 광 신호의 품질을 확인하는 과정을 포함한다.

점검 절차는 일반적으로 다음과 같은 순서로 진행된다. 먼저 함체 외부를 육안으로 검사하여 물리적 손상, 부식, 이물질 침투 여부를 확인한다. 내부 점검에서는 광 커넥터 및 어댑터의 연결 상태, 광섬유의 꺾임이나 과도한 긴장이 없는지, 그리고 광섬유 관리 장치(예: 스플라이스 트레이, 패치 코드 홀더) 내부가 정리되어 있는지를 살핀다. 광 신호의 품질을 확인하기 위해서는 광 손실 예산을 참고하여 광 손실 측정기나 OTDR을 사용해 삽입 손실과 반사 손실을 측정한다. 측정값이 허용 기준을 초과할 경우 문제의 원인을 추가로 조사한다.

청소 작업은 광 신호 열화의 주요 원인인 커넥터 엔드페이스의 오염을 제거하는 것이 핵심이다. 청소는 반드시 무알코올 청소용액과 무먼지 청소지를 사용하여 수행하며, 일반적인 과정은 다음과 같다.

청소 후에는 커넥터를 즉시 더스트 캡으로 보호하고, 필요시 어댑터 내부도 전용 청소 도구로 청소한다. 모든 점검 및 청소 작업은 해당 장비의 제조사 매뉴얼과 관련 산업 표준 및 규격을 준수하여 안전하게 수행해야 한다.

광 케이블 분배함 내에서 발생하는 장애는 주로 광 손실 증가나 신호 단절로 나타난다. 주요 원인은 광 커넥터의 오염, 물리적 손상, 광섬유의 과도한 굴곡, 접속부의 풀림 등이다. 장애 진단은 체계적인 접근이 필요하며, 일반적으로 광 손실 테스터나 OTDR을 사용하여 광 손실 수준과 이상 발생 위치를 정량적으로 측정한다. 특히 OTDR은 분배함 내 특정 접속점이나 커넥터에서의 반사 및 손실을 그래프로 보여주어 문제 지점을 정확히 찾아내는 데 유용하다.

초기 진단은 시각적 점검으로 시작한다. 분배함 내부를 열어 광섬유가 꼬이거나 급격하게 꺾여 있지 않은지, 광 커넥터가 제대로 장착되어 있는지 확인한다. 커넥터 단말면은 펨토초 레이어 수준의 미세 먼지도 신호에 영향을 미칠 수 있으므로, 펨토스코프나 전문적인 광학 현미경을 통해 오염 여부를 검사한다. 간단한 신호 등락은 광 파워 미터를 사용하여 입력과 출력 전력을 비교함으로써 손실 증가를 확인할 수 있다.

문제가 확인되면 즉각적인 대응이 필요하다. 광 커넥터 오염이 가장 흔한 원인으로, 무알코올 청소 천과 특수 세정액을 사용하여 정해진 절차에 따라 세심하게 청소한다. 절단이나 손상된 광섬유는 퓨전 접속기를 이용하여 재접속하거나, 필요시 해당 구간을 교체한다. 모든 수리 작업 후에는 반드시 광 손실 테스터로 손실 값을 재측정하여 설계된 광 손실 예산 내로 복구되었는지 검증한다. 분배함 내 배선이 복잡한 경우, 장애 조치 과정에서 다른 정상 경로를 방해하지 않도록 주의한다.