よくある質問

メタル通信ケーブルと比べて光ファイバケーブルはどのような特徴があるのですか?

石英径光ファイバは、伝送損失が小さく伝送帯域が広いので、中継無しで遠くまで大容量の情報を同時に伝送できます。また、一本の光ファイバは、髪の毛ほどに細く軽いので、多数の光ファイバをケーブル内に収容でき、多心のケーブルにおいても細くて軽く可とう性に優れています。

更に、外部からの漏話や誘導の影響を受けないので、同時に伝送できる情報量も安定し、また、電力会社、鉄道分野の重要回線にも適しています。

欠点としては、石英系光ファイバは材質がガラスなので極端に曲げてしまうと折れてしまう、光ファイバどうしの接続には、専用の接続機器やコネクタの取り付けが必要などがあります。

光信号と電気信号は、どのようにつながるのですか?

光信号と電気信号は、電気信号を光信号に変換する装置(E/O変換装置)、及び光信号を電気信号に変換する装置(O/E変換装置)を接続箇所で使用することにより接続することが可能となります。

電気信号を光信号に変換する装置には、主に半導体レーザ(LD)や発行ダイオード(LED)のような発光素子を使用して電気信号を光信号に変換し、光ファイバに信号を送出していきます。

また、光信号を電気信号に変換する装置には、主にフォトダイオード(PD)やアバランシェフォトダイオード(APD)のような受光素子を使用して、光ファイバを伝送されてきた光信号を電気信号に変換しています。

SM光ファイバとGI光ファイバの違いは、何ですか?

SM光ファイバとGI光ファイバでは、主に伝搬モード数とコアの大きさが異なります。SMはシングルモード(Single Mode)の略で、一つのモードのみを伝搬する光ファイバのことです。GIはグレーデッドインデックス(Graded Index)の略で、多数のモードを伝搬するマルチモード(MM Multi Mode)光ファイバの一種です。マルチモード光ファイバ特有のモード分散を改善した光ファイバです。現在使用されているマルチモード光ファイバのほとんどはGI光ファイバです。

SM光ファイバとGI光ファイバでは、光が伝搬するコアと呼ばれる部分の大きさが大きく異なり、SM光ファイバのコア(SMではモードフィールド径と呼ばれます)径がおよそ9~10μmであるのに対して、GI光ファイバのコア径は50μmや62.5μmになります。このため、光の伝送モード数や伝送特性に違いが生じます。

SM光ファイバとGI光ファイバの特徴は、何ですか?

SM光ファイバは分散がほとんど無く信号の減衰が少ないことから長距離、大容量伝送が可能になります。よって主に公衆回線やバックボーン配線などに使用されます。一方GI光ファイバはSM光ファイバと比較してコア径が大きいことから、光源との接続が容易です。

また、分散値が大きいことから伝送帯域の制限を受けることがあり、主にLAN配線などの中距離、中容量の通信に使用されています。

GI光ファイバで50/125と62.5/125の2種類がありますが、違いは何ですか?使い分け方は?

50/125はコア径50μmで日本、62.5/125はコア径62.5μmで米国で仕様化されたクラッド径125μmのGI光ファイバであり、それぞれの国で一般的に使用されています。

62.5μmと50μmでは使用する伝送機器が異なりますが、62.5μm仕様はコア径が大きいので伝送機器との結合が容易になり、機器の価格が安価になります。50μm仕様は機器の価格は相対的に高くなりますが、光ファイバの帯域が広帯域になるメリットがあります。

光ファイバどうしの接続の際、50/125に62.5/125を接続するような異なるタイプの光ファイバを連結接続すると、著しく光信号が劣化し、接続が不安定になる危険性があります。

GI光ファイバを布設する場合は、使用する機器、装置の指定ファイバ、または光ファイバタイプによる最大伝送距離を確認して布設してください。

近年では広帯域光ファイバを使用したギガビットイーサ、10ギガビットイーサの普及によってコア径50μmの仕様が主流になりつつあります。

一般のSM光ファイバ(1310nmゼロ分散型)を1550nmの波長で使用しても大丈夫ですか?

SM光ファイバ(SMF)に波長1550nmを使用して通信することは技術的に可能ですが、システム全体に従来よりも更に注意を払い使用して頂く必要があります。

理由としてはSM光ファイバは波長1310nmで分散がゼロとなり、更に、曲げや側圧等による損失変動にもある程度強くなるように製造されているからです。

その光ファイバを波長1550nmで使用する場合は、分散が大きくなり光パルスの波形に時間的な広がりが生じ、システムによっては伝送情報量が減少してしまいます。更に、モードフィールド径が大きくなり、曲げや側圧等による損失変動が大きくなる等の問題が生じます。

防湿や防水の機能をもった光ケーブルはありますか?

あります。主にWB型とLAPシース型があります。

WB型はケーブル心に吸水テープを巻き、防湿・防水機能をもたせています。浸水時に吸水材が膨張し、走水を防止できます。

LAPシース型は、シース内面にアルミニウムテープを溶着し、防湿・防水機能をもたせています。シース損傷などによる浸水時には、ケーブル内を走水することがあります。

光ファイバケーブルにはなぜテンションメンバが入っているのですか?

光ファイバケーブルは通常の場合、ケーブル内にテンションメンバを設ける構造を採用しています。これはケーブル製造時、布設時、敷設後にケーブルに加えられる張力や温度伸縮力をテンションメンバに負担させ、光ファイバに歪応力がかからない構造とするためです。

一方メタル通信ケーブルは、導体が金属であるため、それ自身が抗張力体となり、温度変動による伸縮や機械的に加えられる応力に耐え得る構造となっています。

般的に光ファイバケーブルのテンションメンバには、ヤング率の高い鋼線、FRP、アラミド繊維などから抗張力体が用いられています。

光ファイバの接続はどのように行えば良いのですか?

光ファイバの接続方法には、着脱が不可能な永久接続と着脱が可能なコネクタ接続があります。

また永久接続には大きく分けて融着接続とメカニカルスプライスがあります。融着接続は、光ファイバを突き合わせてその先端を加熱溶融し融着させる方法です。

特徴として接続損失が約0.1dBと低損失で安定した接続が可能です。

但し、融着機やその他の工具、スキルが必要となります。メカニカルスプライスは専用の部品の中の位置決めガイド基板に沿って光りファイバを挿入し、突き合わせて永久的に接続する方法です。特徴は工具が小型軽量無電源での使用が可能です。接続損失は約0.2dBとなります。コネクタ接続は工場などで光ファイバの先端にあらかじめ光ファイバコネクタを取り付けます。

特徴として容易に着脱が可能で代表的なコネクタとしてはSCコネクタ、FCコネクタ、LCコネクタがあります。接続損失は約0.5dBとなります

光ファイバケーブルの寿命は何年ですか?

光ファイバケーブルの寿命は、一般の電線、ケーブルと同様に絶縁・シース材料の劣化特性及び光ファイバの寿命を考慮し、20年程度を基準に設計されていますが、使用状態における寿命はその布設環境や使用状況により変化します。

また電力用ケーブルなどではJCSの技術資料(技資第107号より)では低圧ケーブルの布設状況が屋内、屋外(水影響なし)の場合20~30年、屋外(水影響あり)の場合15~20年とあります。

そのほかに光ファイバケーブルの布設時の張力や曲げ並びに布設後の残留応力に依存します。

引用文献 日本電線工業会
     技術資料 技資第107号 「電線・ケーブルの耐用年数」
     技術資料 技資第138号 「光ファイバケーブル Q&A」
     住友電工 「Optigate」 他
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