분산천이 광섬유 (Dispersion-Shifted Fiber)
한 줄 정의: 굴절률 분포를 설계해 색분산이 0이 되는 파장을 1310 nm 부근에서 1550 nm 부근으로 옮긴 단일모드 광섬유입니다.
쉽게 풀면
일반 단일모드 광섬유는 손실이 가장 적은 1550 nm에서 색분산이 커 펄스가 퍼집니다. 분산천이 광섬유는 코어의 굴절률 모양을 바꿔 도파로 분산을 조절함으로써, 분산이 0인 파장을 손실이 적은 1550 nm로 옮겼습니다. 저손실과 저분산을 한 파장에서 동시에 얻으려는 설계입니다.
왜 중요한가
장거리 단일채널 전송에 유리했지만, 여러 파장을 함께 보내는 DWDM에서는 사파혼합이 심해지는 문제가 드러났습니다. 이 교훈이 작은 분산을 일부러 남기는 비영 분산천이 광섬유(NZ-DSF) 개발로 이어져, 광섬유 설계와 비선형 효과 논의에서 자주 인용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"분산천이 광섬유에서 채널 간격 50 GHz의 DWDM 신호를 전송하자 사파혼합 성분이 크게 증가하였다."
분산이 거의 없으니 채널들 위상이 잘 맞아 비선형 혼합이 강해졌다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
광섬유의 총 색분산은 재료 분산과 도파로 분산의 합이며, 삼각형·세그먼트 코어 같은 굴절률 분포로 도파로 분산을 키워 영분산 파장을 이동시킵니다. ITU-T 권고에서 분산천이 광섬유는 G.653, 비영 분산천이 광섬유는 G.655로 분류됩니다. 모드필드 직경이 일반 광섬유보다 작아 비선형 효과가 커지는 경향이 있습니다.
주의할 점
분산이 0이라고 무조건 좋은 것이 아니라 파장다중 환경에서는 오히려 불리할 수 있다는 점이 핵심입니다. 광섬유 색분산 항목이 분산 현상 자체를 설명한다면, 이 항목은 분산 특성을 옮긴 특정 광섬유 종류를 다룹니다.