More Meaningful Connections

光ファイバーの強度はどれくらい?曲げるとどうなる?

通信技術に必要な光ファイバーは、透明なプラスチックやガラスでできた細い糸状の繊維です。ネット接続の高速化には光ファイバーが欠かせないのですが、光ファイバーの強度はどれくらいなのでしょうか。また、光ファイバーを曲げるとどうなるのでしょうか。光ファイバーの強度について解説します。

光ファイバーの強度

光ファイバーはガラスでできています。ガラスはもろくてすぐ割れるものですが、ガラス製光ファイバーはそうではありません。ある面では、ガラスの常識を超えて頑丈にできているのです。ガラス製光ファイバーは、強い引き伸ばしに耐える力を持っていて、軽くなら結ぶこともできる脅威の素材なのです。

ただし、光ファイバーを丈夫なまま使うには、傷ができないようにしなければなりません。傷があると何らかの力がかかった場合に、割れてしまうおそれがあるのです。そのため、光ファイバーは表面に被膜をかけて保護されています。

また、光ファイバーは湿気に弱いので、なるべく湿度を避けましょう。また、衝撃が加わらないように注意しなければなりません。それさえ守れば、光ファイバーを長く保てます。

光ファイバーの強度特性

光ファイバの原料は石英ガラスやプラスチックです。これらの素材で作られる繊維状の物質で、中に光が通る構造になっているのが光ファイバーなのです。光の通る部分の太さにより、シングルモード、マルチモードと呼ばれます。

光ファイバー自体はガラス製なのでもろくて壊れやすく、強度特性はあまり高くありません。しかし、表面をシリコンやナイロンなどで覆っているので、軽く曲げる程度なら耐えることができます。実際に通信で使われる光ファイバーケーブルは、何本もの光ファイバーを束ねたものです。

光ファイバーを使った通信は、電気信号を送るのではなく、半導体レーザーやLEDなどの光を利用して通信します。光ファイバーは、わかりやすく言うと光を通す繊維です。光を通すので照明に利用されることも多いのですが、現在は光回線ケーブルとして多く利用されます。

「なぜ光ファイバーでネット通信ができるのでしょうか」という疑問をもたれる方も多いようです。ネット上の映像や文字などのデータは、一度レーザーの光に変換されて光ファイバーを通り、ふたたび光をデータに戻して利用されています。

ではなぜ光ファイバーだと、従来のネット回線よりも高速通信ができるのでしょうか。光ファイバー通信が実用化される前は、ADSL回線によってデータが送られていました。このADSLはデータを電気信号で送るので、一度に送れるデータ量が限られているために、どうしても速度を上げることができなかったのです。

光ファイバーは曲げて使えるの?

光ファイバーは曲げに弱く、曲げたままでの使用はおすすめできません。

 

光ファイバーは曲げて使わない

光ファイバーはガラス製ですから、基本的に曲げて使うものではありません。しかし、光ファイバーはシリコンなどの被膜で覆われており、少しくらい曲げても折れることはありません。軽くなら結ぶこともできるくらい柔軟性がありますが、それでも元々ガラス製であることを考えると、無理はしないほうがいいでしょう。

 

光ファイバーを曲げるとデータ通信に影響がある

また、光ファイバーを曲げてはいけないのは、壊れやすいからだけではありません。光ファイバーを曲げて負荷をかけると、データ通信に影響が出てしまうのです。少し曲げる程度なら影響はありませんが、各光ファイバーメーカーでは、光ファイバーの最小曲げ半径を30㎜までとしています。

 

光ファイバーを小さい半径で曲げると伝送損失が増加する

つまり、これ以上小さい半径で曲げると、伝送損失が増加してしまうのです。さらに半径を小さくして曲げると、5㎜程度を限度として多くの光ファイバーが通信不能に陥ります。ちなみに、光ファイバーが曲げに弱いのはガラス製だからというだけでなく、光ファイバーの通信の仕組みにも関係しています。

光ファイバーは屈折率の高い素材を中心にして、その周囲を屈折率の低い素材で包む構造になっています。光ファイバーに光を送ると、屈折率の違う2つの素材の境界面で反射しながら光が進んでいきます。光ファイバーがまっすぐであれば、光は境界面に一定の角度でぶつかりながら進みますが、光ファイバーを曲げると境界面の角度が変わるために、うまく反射できなくなって光が進まなくなるのです。

 

***

光ファイバーを曲げるのはNGです。光ファイバーは、透明なプラスチックやガラスでできた細い糸状の物質なので、曲げに弱いのです。

実際には光ファイバーの表面をシリコンなどの被膜で覆ってあるので、ある程度の力には耐えられるようになっています。しかし、光ファイバーを曲げると通信時にデータ損失が発生したり、通信そのものができなくなるおそれもあります。最近は曲げに強い光ファイバーも開発されていますが、それでも基本的に曲げに弱いものであることは変わりません。