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光ファイバー

辞書:通信用語の基礎知識 通信技術接続編 (CTIF)
読み:ひかりファイバー
外語:optical fiber 米国英語 , optical fibre 英国英語
品詞:名詞
2009/08/26 更新

光信号を転送するためのもの。髪の毛よりも細いガラス繊維またはプラスチックから出来ている。

直径10〜60µm程度のコアを中心にして、その周囲をクラッドが取り巻き、直径は125µmとなる。更に、ファイバー保護のためクラッドの周囲は被覆で被われている。

コアとクラッドの屈折率の違いで光を反射させて伝送することにより、光ファイバーを曲げても通信が可能である。

光ファイバーは大きく二種類、径の太いマルチモードと、径の細いシングルモードに分けられる。

太さを表わす時は、「コア径/クラッド径」で表わし、例えばシングルモードでは9/125µm、マルチモードでは62.5/125µmまたは50/125µmのファイバーがよく使用される。

マルチモード

径の太いマルチモードは、比較的丈夫で安価である。

マルチモード光ファイバーは径が太いため、乱反射や反射による時間の遅れで光が複数の経路(モード)に別れてしまいやすいという欠点がある。これがステップインデックス(SI)という最も単純なマルチモードファイバーであり、長距離伝送には向かない。

そこでコアの構造を改良したグレーデットインデックス(GI)と呼ばれるマルチモードファイバーが後に開発された。但し、GIでもマルチモードになることは変わらない。

シングルモード

シングルモードファイバーは径が細いため、光は分かれることなく光ファイバーに沿って進むため長距離伝送が可能である。

しかし径が細いため精度が要求され、結果としてシングルモードファイバーを利用する機器(GBICなど)は高価になりがちである。

メリット

光ファイバーを用いると、銅線を用いる場合に比べて以下のようなメリットがある。

  • 広帯域
  • 電磁誘導を受けないことからノイズが乗りにくい。また、電気ノイズ源にならない
  • 盗聴されにくい
  • 損失が少ないため長距離通信がしやすい
  • 落雷の影響を受けない
  • 通信拠点間の接地電圧の違いによる影響を受けない

ワークステーション同士の接続(数十cm)、同一敷地内のビル間接続(数百m)から国内バックボーンや日米間回線(1,000km以上)まで、近距離、遠距離を問わず様々なディジタル通信に使われている。

デメリット

  • 破損しやすく、扱いが難しい (昔よりは改善されたが、素人が引き回すのは極めて困難。特に終端処理は素人にはまず不可能)
  • 断線したときの修理が困難

光転送では銅線と異なり電流を流す事が出来ないため、ディジタル端末は必ず別途に電源を必要とするという弱点もある。

通常銅線によるアナログ電話回線では、NTTから48Vの直流電源が供給されているが、電話回線からの盗電を防ぐという意味では(NTTにとっては)メリットと言える。

電源を供給できないことから、Power over Ethernetのような技術は不可能である。

光通信

家電装置でも、音響機器等では光ファイバーケーブルを利用した通信が使われることがある。

S/PDIF 用光ファイバーケーブル
S/PDIF 用光ファイバーケーブル

昨今では、光ファイバーを利用した情報通信も発達し、家庭に光ファイバーを引くことも現実的になってきた。これをFTTHなどという。

またこういった通信方法を、俗に、単に光ファイバーと呼ぶこともある。

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