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光ファイバの長所と短所

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John

翻訳者 ともや
2012年10月20日 に投稿された
2020-10-25 07:41:19
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光ファイバは、高速で減衰が少なく、電磁干渉(EMI)の影響を受けにくく、サイズが小さく、情報容量が大きくなっている等の卓越した利点により、電気通信とデータ通信の領域で迅速で発展しています。一方、絶え間ない帯域幅のニーズにより、光ファイバの需要も大幅に増加しています。汎用の光ファイバケーブルの種類を確認し、光ファイバの長所と短所を調べ、光ファイバケーブルを選択するためのヒントを学びましょう。

光ファイバとは?

光ファイバは、電気パルスの代わりに光パルスを使用して情報を送信するため、従来の電気システムより数百倍高い帯域幅を提供します。光ファイバケーブルは、過酷な環境条件に耐えられるように被覆とジャケットで保護できます。従って、音声、ビデオ、及びデータ伝送のために、商業ビジネス、政府、軍事、及び他の多くの業界で広く採用されています。

Optical fiber structure.jpg

図 1: 光ファイバ構造

汎用の光ファイバケーブル種類

一般的に、3種類の光ファイバケーブルがございます。2つのガラス光ファイバ(シングルモード光ファイバケーブルとマルチモード光ファイバ)、及びプラスチック光ファイバ(POF)です。

シングルモード光ファイバケーブル

光ファイバケーブルの「モード」とは、光が進む経路を指します。 シングルモードファイバはコア径が9μm(正確には8.3μm)で小さく、単一の波長と光の経路のみを通過させるため、光の反射が大幅に減少し、減衰が低下します。シングルモード光ファイバケーブルは、マルチモードのケーブルより少し高価ですが、長いネットワーク接続でよく使用されます。

Single mode fiber.png

図 2: シングルモードファイバ

マルチモード光ファイバケーブル

マルチモード光ファイバは、シングルモード光ファイバよりコア径が大きいため、複数の経路といくつかの波長の光を伝送できます。マルチモード光ファイバには、50μmと62.5μmの2つのサイズがございます。一般的にファイバからデスクトップへのパッチケーブルアプリケーションや、機器へのパッチパネル、データおよびLANのオーディオ/ビデオアプリケーションなどの短距離に使用されます。ファイバの屈折率分布に従って、マルチモードファイバは2つのタイプに分類できます。ステップインデックスマルチモードファイバ & グレーデッドインデックスマルチモードファイバ。

Multimode fiber.png

図 3: マルチモードファイバ

プラスチック光ファイバ(POF)

POFは、標準的な直径1 mmの大きなコアのステップインデックス光ファイバです。サイズが大きいため、高精度である必要のない光源やコネクタからの大量の光を簡単に結合できます。そのため、汎用コネクタのコストはグラス光ファイバーの10〜20%であり、終端処理は簡単です。プラスチック製なので、耐久性が高く、最 小限のツールとトレーニングで数分でインストールできます。 長距離にわたって高帯域幅を必要としないアプリケーションの場合、POFはより競争力があり、デスクトップLAN接続および低速ショートリンクの実行可能なオプションになります。

光ファイバの長所と短所

T光ファイバは銅ケーブルより速度と帯域幅の長所があるが、いくつかの短所もございます。ここでは、光ファイバケーブルの長所と短所を示します。

光ファイバの長所

より広い帯域幅&とより速い速度—光ファイバケーブルは、非常に高い帯域幅と速度をサポートします。光ファイバケーブルの単位あたりに送信できる大量の情報は、その最も重要な利点です。

安価—長い、連続した光ファイバケーブルは、同等の長さの銅線よりも安価です。多くのベンダーが市場シェアを争うために群がっているので、光ケーブルの価格は確実に下がるでしょう。

細くて軽量—光ファイバは細く、銅線よりも細い直径に引き出すことができます。これらは、同等の銅線ケーブルよりもサイズが小さく軽量であり、スペースが問題となる場所に適しています。

高い伝送容量—光ファイバは銅線よりもはるかに細いため、より多くのファイバを特定の直径のケーブルに束ねることができます。これにより、より多くの電話回線が同じケーブルを経由したり、ケーブルを介してケーブルテレビボックスに入るチャネルが増えたりします。

信号の劣化が少ない—光ファイバの信号損失は、銅線の場合より少なくなります。

光信号—銅線で伝送される電気信号とは異なり、1つのファイバからの光信号は、同じファイバケーブル内の他のファイバの信号と干渉しません。これは、より明確な電話での会話またはテレビ受信を意味します。

長寿命—光ファイバは通常、100年以上の長いライフサイクルを持っています。

光ファイバの短所

低電力—発光源は低電力に制限されています。電源を改善するために高出力エミッターを使用できますが、追加のコストがかかります。

脆さ—光ファイバは、銅線に比べて壊れやすく、損傷に対して脆弱です。光ファイバケーブルを強くねじったり曲げたりしないようにしてください。

距離—トランスミッターとレシーバーの間の距離を短くする必要があります。そうしないと、信号を増幅するためにリピーターが必要になります。

適切な光ファイバケーブルを選択するは?

光ファイバケーブルは通信ネットワークで大きな勢いを増しており、光ファイバケーブルの製造と供給をめぐって競合する見事な一連のベンダーが出現しています。光ファイバを選択するときは、信頼できるベンダーから始めて、選択基準を検討することをお勧めします。ここには光ファイバケーブルの選択に関するいくつかの困惑を明確にするためのガイドはございます。

メーカーの資格を確認する

主要な光ケーブルメーカーは、ISO9001品質システム認証、ISO4001国際環境システム認証、ROHS、情報産業省などの関連する国内および国際機関の認証、UL認証などを付与される必要があります。

ファイバ種類:シングルモード & マルチモード

上述のように、シングルモードファイバは長距離によく使用されますが、マルチモード光ファイバは短距離によく使用されます。更に、システムコストと設置コストは、ファイバ種類によって異なります。下記に参照して下さい。 シングルモードファイバとマルチモードファイバ:違いは何ですか?次に、必要なファイバ種類を決定します。

光ケーブルジャケット:OFNR、OFNP、またはLSZH

光ケーブルの標準的なジャケットタイプはOFNRで、「Optical Fiber Non-conductive Riser」の略称です。更に、OFNPまたはプレナムジャケットを備えた光ファイバも利用できます。ドロップ天井やフリーアクセスフロアなどのプレナム環境での使用に適しています。 別のジャケットオプションはLSZHです。「Low Smoke Zero Halogen」の略称で、発火してもほとんど煙が出ず、毒性がない特殊な化合物でできています。従って、ジャケットのタイプを選択する前に、必ず地元の消防法当局に問い合わせて、取り付け要件を明確にしてください。

光ファイバ内部構造:タイトパック、ブレイクアウト、アセンブリまたはルースチューブ

タイトパックケーブルは、分布スタイルケーブルとも呼ばれます。全てのファイバが単一のジャケットの下にあり、グレードインストラクションでエンクロージャーとコンジット間のストレングスメンバーを備えています。 ブレイクアウトファイバーケーブルまたはファンアウトケーブルは、丈夫で耐久性のある利点を備えたデバイス間アプリケーションに適用できます。アセンブリまたは郵便番号の構造は、多くの場合、光パッチケーブルと短いブレークアウトランの作成に使用されます。ルーズチューブ構造は、通信業界で使用されている電話会社の標準です。

屋内と屋外

選択はアプリケーションに大きく依存します。屋内と屋外のファイバーケーブルの主な違いは、防水機能です。屋外ケーブルは、長年の湿気からファイバーを保護するように設計されています。しかし、今日では、乾燥した水でブロックされた屋外機能と屋内設計の両方を備えたケーブルがあります。たとえば、キャンパス環境では、湿気に耐える外部PEジャケットと難燃性のUL定格の内部PVCジャケットの2つのジャケット付きケーブルを入手できます。

ファイバ芯数

屋内と屋外の両方のファイバケーブルには、ファイバ芯数が4から144までの幅広いオプションがございます。ファイバの需要がこの範囲を超える場合は、屋内または屋外の光ケーブルのファイバ芯数をカスタマイズできます。ファイバパッチコードを作成したり、2本のファイバーで単純なリンクを接続したりしない限り、予備のファイバーを入手することを強くお勧めします。

結論

光ファイバは、高速で持続的安定したインターネット接続を提供し、多くのデータを信じられないほどの距離で送信できます。データの需要が膨大になるにつれて、光ファイバケーブルはネットワークの柔軟性と安定性を確保するための確実な方法です。