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ファイバーケーブルの種類は大きく分けて2種類!それぞれの特徴まとめ

ファイバーケーブルにはマルチモードとシングルモードの2種類があります。

適切に使用できる場面が異なります。

シングルモードは光を単一で伝達するので、伝達時間にずれがなく長距離の通信に向いています。

マルチモードは光を複数のモードに分けて伝達をするので多くデータを伝達できますが、伝達時間にずれが生じるので短距離の通信向きです。

長距離のデータ伝達をするならシングルモード、短距離で複数のデータのやり取りをするならマルチモードを選ぶとよいでしょう。

マルチモードとシングルモードの2種類のファイバーケーブルについて、それぞれ詳しく説明していきます。

ファイバーケーブルは大きく分けて2種類

光ファイバーケーブルにはマルチモードとシングルモードの2種類があります。

それぞれ強度やファイバーケーブル内での光の伝達方法、光の伝達速度や伝達距離が違います。

どちらを使えばよいかは、データの容量や通信距離によって変わります。

長距離のデータ伝達をするならシングルモード、短距離で複数のデータのやり取りをするならマルチモードを選ぶとよいでしょう。

その理由や、2つのモードの特徴を次章から解説します。

ファイバーケーブルのマルチモードとは?

ファイバーケーブルのマルチモードは50μm・62.5μmの太いコア系を採用しており、光を複数のモードに分けて伝達をします。

多くの種類のデータを伝達できるのですが、一方で光の伝達時間にずれが生じたり、光の損失が見られたりするので、高速で長距離の通信には不向きです。

またコア系が太いため、外部から曲げられることに対して非常に強いのも特徴です。

さらにマルチモードはステップインデックスマルチモードとグレートインデクスマルチモードの2つに分けることができます。

ステップインデックスマルチモードとグレートインデクスマルチモードそれぞれについて、詳しく解説します。

 

ステップインデックスマルチモード(SI)

ステップインデックスマルチモード(SI)はコア内の屈折率が一定であるため、伝達する複数の光のとおり道がさまざまです。

1つの光は進行方向に対して直線で、最短距離に進んでいくのに対し、もう1つの光は何度も反射を繰り返して遠回りをして進んでいくといった具合です。

光のとおり道がそれぞれ異なるため、伝達時間は異なり、光の損失も大きくなってしまいます。

そのため、現在ではあまり採用されていません。

 

グレートインデクスマルチモード(SI)

グレートインデックスマルチモード(GI)はコア内の屈折率をなめらかにしているため、伝達する光のとおり道が似たような形で集まります。

進行方向に対して直線で最短距離に進んでいく1つの光は、屈折率が高くなっているコアの中心を通過するため伝達速度が遅くなり、遠回りの進み方をしている光は、屈折率の低い部分を通過していくため伝達速度が速くなるのです。

その結果どの光の伝達速度も同じようになり、ステップインデックスマルチモード(SI)よりも伝達速度のずれと光の損失は小さくなるのです。

現在は近距離での情報通信のために使用されています。

ファイバーケーブルのシングルモードとは?

ファイバーケーブルのシングルモードは10μm以下の小さいコア系を採用しており、光を単一のモードで伝達します。

光を単一で伝達することで光が分散せず、伝達速度のずれや光の損失がなくなるため、高速で長距離の通信を得意としています。

またコア系が小さいため、外部から曲げられることに弱いです。

シングルモードはさらに汎用シングルモード、分散シフト・シングルモード、非零分散シフト・シングルモードに分けることができます。

3つのモードについて、詳しく解説します。

 

汎用シングルモード

汎用シングルモードはコア系を小さくすることによって、光の伝達のモードを単一にしたものです。

光が単一であるため、当たり前ですが伝達速度にずれは生じず、光の損失も少ないです。

また、1310nm帯に零分散波長があるため、安定した高いクオリティでの通信が必要になる幹線網に用いられることが多いでしょう。

 

分散シフト・シングルモード

分散シフト・シングルモードは1310nm帯よりも低い1550nm帯に零分散波長があります。そのため、長距離の伝達をするのに適しています。

 

非零分散シフト・シングルモード

非零分散シフト・シングルモードは1550 nm帯から零分散波長を少しずらすことで、1550nm帯での非線形現象を抑制しました。

そのため、超高速で長距離の伝達を行うのに適しています。

 

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ファイバーケーブルには、シングルモードとマルチモードの2種類があります。

シングルモードは光を単一で伝達するので、伝達時間にずれがなく光の損失も少ないです。

マルチモードは光を複数のモードに分けて伝達をするので多くデータを伝達できますが、伝達時間にずれが生じて光の損失も起こりえます。

長距離のデータ伝達をするならシングルモード、短距離で複数のデータのやり取りをするならマルチモードを選ぶとよいでしょう。