光ファイバ技術

Study

電気と光 †

• 電気信号よりも光信号の方が高速な理由
  • 速度に差はない
  • 電気信号は通信速度を上げると減衰率が高くなるので抑えている
  • 光信号はもともと減衰率が低い上に、速度を上げても減衰は起こりにくい
    • おまけに電気的な雑音の影響も受けない

FTTx †

• 光ファイバを使用した光通信サービスの総称
• 光ファイバをどこまでのばすかで名称が変わってくる
  • FTTH*1
    • 電話局から直接個別ユーザ宅やオフィスまで光ファイバを施設する方法
    • FTTO*2など

• FTTB*3
  • 電話局からマンションや一般商用ビルまで光ファイバを敷く
  • そこからは，既存のメタルケーブルを使ってVDSL*4で

• FTTC*5
  • 電話局からユーザの近くにある電柱や道路脇まで光ファイバを敷く
  • そこからは，無線のFWA*6やメタルケーブルのVDSLで

• FTTCab*7
  • 電話局からユーザの近くにある，キャビネット（通信装置を格納する箱）まで光ファイバを敷く
  • そこからは，FWAやVDSLなどで

ケーブル †

構造 †

コア †

• ケーブルの中心部分
  • 光信号が通る部分
• 屈折率が高い

クラッド †

• コアの周辺部分
• 屈折率が低い

被膜 †

• ファイバを保護する

モード †

シングルモード †

• 細いケーブル
  • コアの直径が小さい
• 入射角が小さい光だけしか全反射してコア内を進んでいかない
  • 他は屈折してクラッドの中に逃げてく
  • 1つしか光が通らないのでシングルモード
• 1つしかないのでエラーも起こらない
  • 長くしても大丈夫なので長距離間をつなぐ時に使う

マルチモード †

• 太いケーブル
  • コアの直径が大きい
• ある程度の光なら全反射してコア内を進んでいく
  • 複数の光が通るのでマルチモード
• それぞれの光でズレが出てくる
  • 反射角が大きいと往復する回数も増えて光の進む距離が長くなる
  • 到着する時間がそろわなくなり、信号の幅が広がる
  • ある程度長くなってずれすぎると通信エラーになる
  • １つの建物の中を結ぶ用途に使われる

しくみ †

光信号と電気信号 †

• デジタルデータの１
  • 光：明かりがついた状態
  • 電気：電圧が高い状態
• デジタルデータの０
  • 光：暗い状態
  • 電気：電圧が低い状態

送受信 †

• 送信側
  • デジタルデータを光信号に変えて光源から発する
  • その明暗が光ファイバを通って受信側に届く

• 受信側
  • 受光素子のフォトダイオードで光を感知
  • それに応じて電圧や電流を生じる
  • 最後にデジタルデータに直す

装置 †

メディアコンバータ †

• 家庭にて，光信号と電気信号を変換する装置（O/E,E/O変換）
  • 一般的に100Mbpsの通信なので，100BASE-TXのイーサネットに変換

• 局舎にも集合型のメディアコンバータがある
  • 電気信号に戻して、BASのポートで受信した後インターネットへと中継する
  • BASは局舎からインターネットへアクセスするログイン動作の窓口役

• 1本の光ファイバでユーザと電話局の間をつなぐ場合に使う
  • 分岐装置が無いので複数のユーザが使うと、セキュリティの面で危ない

ONU*8 †

• メディアコンバータと同じだが、電話局のOLT*9と連携する
  • 信号の衝突を防ぐ、タイミングを合わせる
• 光スプリッタ
  • ユーザ近くの電柱に分岐器を設置する
  • それとOLTとの同期により複数のユーザが同時に利用可能に

クロージャボックス †

• 何本も束ねられてる光ファイバーを少しずつ分割していく（ドロップダウンケーブル）

波長多重 †

• 上りと下りで光信号の波長を変えて区別すること
  • 周波数帯ではない

サービス †

NTT †

• Bフレッツ
  • ビジネスタイプ
    • 高スループット
  • ベーシックタイプ
    • SOHO*10や個人宅での利用
  • ニューファミリータイプ
    • 複数のユーザで1本の光ファイバを共用する
  • マンションタイプ
    • 酒豪住宅内で共用する