핵심 원리

광섬유는 전반사를 이용하여 빛 신호를 먼 거리까지 전달합니다. 광통신은 전기 → 빛 → 전기 변환으로 고속 대용량 데이터를 전송하며, WDM으로 하나의 광섬유에 여러 채널을 동시에 실어 보낼 수 있습니다.

탐구 질문

  1. 광섬유에서 코어의 굴절률이 클래딩보다 큰 까닭을 전반사와 관련지어 설명해 보세요.
  2. 광섬유를 너무 급하게 구부리면 빛이 손실되는 까닭은 무엇일까요?
  3. 광통신이 구리선 통신보다 전자기 간섭에 강한 까닭은 무엇일까요?

실생활 예시

  • 대륙을 연결하는 인터넷 해저 케이블
  • FTTH(가정용 광섬유) 초고속 인터넷
  • 의료용 내시경과 광섬유 센서
  • 장식용 광섬유 조명과 차량 조명
전자기와 양자 II편 p84~91 — 레이저, 광통신, 광섬유

🌐 광통신과 광섬유

보기광섬유 전반사
코어 n₁1.62
클래딩 n₂1.52
임계각 θcarcsin(n₂ / n₁) = 69.8°
전반사 조건θ > θc → 전반사 (빛 유지)
전기 → 레이저(빛) → 광섬유 → 검출기(전기) → 데이터 복원
여러 파장 → 1개 광섬유에 동시 전송, 대역폭 = N × 단일 채널 대역폭
장점: 고속, 대용량, 전자기 간섭 없음
Information Panel

광섬유 전반사

코어와 클래딩의 굴절률 차이 때문에 빛이 경계면에서 전반사를 반복하며, 구부러진 광섬유 속에서도 신호가 유지될 수 있습니다.

현재 상태 일부 손실
임계 조건 θc 69.8°
전송 용량 단일 채널
메모 광 손실 확인

광섬유 vs 구리선

비교 표
특성 광섬유 구리선
전송 속도 매우 빠름 느림
대역폭 매우 넓음 좁음
전자기 간섭 없음 있음
무게 가벼움 무거움
거리 장거리 단거리
Electromagnetism and Quantum

광통신과 광섬유

코어와 클래딩의 굴절률 차이, 전반사, 전기-빛-전기 변환, WDM 다중화까지 한 화면에서 연결해 살펴보세요.

전반사 조건을 점검해 보세요.
현재 기본값에서는 입사각이 임계각보다 작아 일부 빛이 코어 밖으로 빠져나갑니다. 슬라이더를 조절해 전반사와 광 손실을 비교해 보세요.