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まとめ

光ファイバーのことがわかるまとめ!

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光ファイバーは高速の光信号を伝送できるデバイスです。被覆し、両端にコネクターを取り付けた光ファイバーケーブルとして使用されており、現在のブロードバンド通信網を構築するには欠かせないものです。5Gの時代になっても、これまでと変わらず重要ですので、以下にまとめました。

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光ファイバーとは?種類と特徴は?5G時代にも必要なの?

光ファイバーとは、透明なコアと呼ばれる部分を透明がクラッドと呼ばれる部分で被覆した細い糸状のものです。コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも高くなっており、コア部を光が全反射しながら導光して行きます。石英ガラス製光ファイバーが、日本国内のNTTのほとんどの基地局間を結んでおり、さらに日本と海外のいくつかの国々を光ファイバーによる海底ケーブルが結んでいます。現在話題となっている5Gは、第5世代移動通信システムですので、無線を使っています。今後は5Gが普及していくと言われますが、それでも有線の光ファイバー通信網が不要になるわけではなく、ますます重要になっていきます。無線の通信網も有線の通信網に支えられているからです。詳しくは以下の記事で紹介しています。

記事:光ファイバーとは?種類と特徴は?5G時代にも必要なの?

光ファイバーの損失原因は?光散乱と光吸収の波長依存性

光ファイバーは、透明なコアとクラッド材料で作られていますが、それでも光ファイバー中を光が伝搬しながら徐々に減衰していきます。そのため光ファイバーを使用して光信号を伝送できる距離に限界があります。石英ガラス製光ファイバーの場合は、約40kmの長さまで光信号を伝送することができます。それなのに海底ケーブルで米国まで光信号を伝送できるのは、一定の間隔で光増幅器が配置されており、減衰した光信号を再び強めることができるからです。光ファイバーの伝送損失の原因は、大別すると外的な要因と本質的な要因がありまる。外的な要因としては不純物の混入などがあります。本質的な要因は、光散乱損失と吸収損失です。詳しくは以下の記事で紹介しています。

記事:光ファイバーの損失原因は?光散乱と光吸収の波長依存性


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光ファイバーはガラス製とプラスチック製のどちらが良い?

光ファイバーを使用されている材料の観点から大別すると、ガラス製光ファイバーとプラスチック製光ファイバーがあります。どちらが良いのでしょうか?光ファイバーで光信号を伝えられる距離と信号の伝送速度という、信号伝送用途の光ファイバーの基本性能においては格段に石英製光ファイバーの方が優れています。そのため都市間や海底ケーブルなどで利用されています。プラスチック光ファイバーの長所は、プラスチック故に軽く、曲げや衝撃に強いことです。そのため短距離用の光ファイバーケーブルとして、自動車内のネットワークや放送現場で使用されたりしています。詳しくは以下の記事で紹介しています。

記事:光ファイバーはガラス製とプラスチック製のどちらが良い?

データセンターで光ファイバーを利用!光で低消費電力化!

ITの進歩とともに年々通信ネットワークのブロードバンド化が進み、通信量は指数的に増大しています。クラウドサービスも普及し、多くのサーバーやストレージなどを設置したデータセンターが次々に建設されています。データセンターでは、多数の機器を備え、それぞれが通信ネットワークに接続されます。その接続に使用されているのが主に光ファイバーケーブルです。特に米国などの海外では、広大な土地に大規模なデータセンターが建設されることが多く、データセンター施設内を結ぶためにも光ファイバーを用いる必要があるからです。詳しくは以下の記事で紹介しています。

記事:データセンターで光ファイバーを利用!光で低消費電力化!

自動車のネットワークに光ファイバーが採用されている!

ITの進歩により、信号の伝送量が飛躍的に増大し、それらを送る伝送路の性能もより高いものが要求されています。自動車の場合、多くの信号が電気信号として金属ケーブルを用いて送られています。使用するセンサーや制御すべきデバイスも増える一方ですので、使用する金属ケーブルの重量と容積も増加し続けています。重量の増加は自動車の燃費や走行性能に直接的な悪影響を与えますし、容積の増加も車の居住性などの大切な特性に影響します。したがって、信号ケーブルにプラスチック光ファイバーケーブルを用い、軽量化・容積の削減を進めるとともに、ネットワークの高速化も図られています。詳しくは以下の記事で紹介しています。

記事:自動車のネットワークに光ファイバーが採用されている!

まとめ

光ファイバーの基本的なこと、どのようなところで利用されているのかなどについてまとめました。5Gが普及する将来においても光ファイバー通信網の重要性は変わらず、むしろますます重要になると考えられます。

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