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  "title": "光ファイバーに関する基本知識",
  "kind": "reference",
  "company": "GRISH / Beijing Grish Hitech",
  "category": "Lapping, honing & superfinishing",
  "parameters": {
    "Brand / publisher": "GRISH",
    "Content type": "articles",
    "Language": "日本語"
  },
  "language": "ja",
  "source_url": "https://grish.com/ja/basic-knowledge-about-optical-fiber/",
  "content_html": "<h2>光とその特性</h2>\n\n\n\n<p>光は一種の電磁波であり、可視光の波長範囲は390〜760nm（ナノメートル）です。760nmを超える部分は赤外線であり、390nm未満の部分は紫外線です。光ファイバーには、850、1300、1550の3種類があります。光の屈折、反射、および全反射。光は異なる材料で異なる速度で伝播するため、光が一つの材料から別の材料へ移動するとき、二つの材料の境界で屈折と反射が起こります。さらに、光が屈折する角度は入射光の角度が変わるにつれて変化します。入射光の角度が特定の角度に達するかそれを超えると、屈折した光は消え、すべての入射光が反射されます。これが光の全反射です。同じ波長の光に対する異なる物質の屈折角は異なり（つまり、異なる物質は異なる屈折率を持ち）、同じ物質でも異なる波長の光に対する屈折角が異なります。光ファイバー通信は上記の原理に基づいています。</p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-e169b35b0800a839b44dc048/optical-fiber.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<h2>光ファイバーの構造と種類</h2>\n\n\n\n<h3>光ファイバーの構造</h3>\n\n\n\n<p>裸の光ファイバーは一般的に3層に分かれています：中心の高屈折率ガラスコア（コア直径は一般的に50または62.5μm）、中間の低屈折率シリカガラスのクラッディング（直径は一般的に125μm）、外側は強化樹脂コーティング層です。</p>\n\n\n\n<h3>数値孔径</h3>\n\n\n\n<p>光ファイバーの端面に入射するすべての光がファイバーによって伝送されるわけではなく、特定の角度範囲内の入射光だけが伝送されます。この角度を光ファイバーの数値孔径と呼びます。光ファイバーの数値孔径が大きいほど、ファイバーの接続が有利です。異なるメーカーによって製造された光ファイバーは、異なる数値孔径を持っています。</p>\n\n\n\n<h3>光ファイバーの種類</h3>\n\n\n\n<p>A. 光ファイバー内の光の伝送モードに応じて、シングルモード光ファイバーとマルチモード光ファイバーに分かれます。</p>\n\n\n\n<p>マルチモード光ファイバー：中央のガラスコアは厚く（50または62.5μm）複数の光モードを伝送できます。ただし、相互モード分散が大きく、デジタル信号伝送の周波数を制限し、距離が増すにつれてさらに深刻になります。例えば、600MB/KMの光ファイバーは、2KMでの帯域幅が300MBしかありません。</p>\n\n\n\n<p>したがって、マルチモード光ファイバーの伝送距離は比較的短く、通常は数キロメートルです。 </p>\n\n\n\n<p>シングルモード光ファイバー：中央のガラスコアは薄く（コア直径は一般的に9または10μm）単一の光モードしか伝送できません。したがって、相互モード分散が非常に小さく、長距離通信に適していますが、色分散が主な役割を果たします。このように、シングルモードファイバーは光源のスペクトル幅と安定性に対して高い要求があります。つまり、スペクトル幅は狭く、安定性は良好でなければなりません。 </p>\n\n\n\n<p>B. 最適な伝送周波数ウィンドウに従って：従来のシングルモードファイバーと分散シフト型シングルモードファイバー。 </p>\n\n\n\n<p>従来型：光ファイバー製造業者が光ファイバーの伝送周波数を単一の光波長に最適化します。例えば1300nm。 </p>\n\n\n\n<p>分散シフト型：光ファイバー製造業者が光ファイバーの伝送周波数を二つの波長の光に最適化します。例えば1300nmと1550nm。 </p>\n\n\n\n<p>C. 屈折率分布に基づいて：突然変異型と勾配型ファイバー。 </p>\n\n\n\n<p>突然変異型：光ファイバーの中心コアからガラスクラッディングまでの屈折率が突然変化します。コストが低く、インターモジュール分散が高いです。産業用制御など、短距離低速通信に適しています。ただし、シングルモード光ファイバーはその小さな相互モード分散のために突然変異型を採用しています。 </p>\n\n\n\n<p>勾配光ファイバー：光ファイバーの中心コアからガラスクラッディングまでの屈折率が徐々に小さくなり、高モード光がサイン波的に伝播可能になります。これは相互モード分散を減少させ、ファイバー帯域幅を増加させ、伝送距離を増加させますが、コストは高くなります。今日では、多くのモードファイバーは主に勾配型ファイバーです。 </p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-d04b5872bfcfd60e9f749bbf/Gradient-optical-fiber.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<h2>光ファイバーの製造と減衰</h2>\n\n\n\n<ul>\n<li>光ファイバー製造：現在、主な光ファイバー製造方法には、インチューブCVD（化学蒸着）法、インロッドCVD法、PCVD（プラズマ化学蒸着）法、およびVAD（軸蒸着）法があります。</li>\n\n\n\n<li>ファイバー減衰：ファイバー減衰を引き起こす主な要因は、内因性、曲げ、圧縮、不純物、不均一性、および接続などです。</li>\n\n\n\n<li>内因性：光ファイバーの固有の損失で、レイリー散乱や固有の吸収などを含みます。</li>\n\n\n\n<li>曲げ：光ファイバーが曲がると、光ファイバー内の光の一部が散乱のために失われ、損失が生じます。</li>\n\n\n\n<li>圧縮：光ファイバーが圧縮されたときの微小な曲がりによって引き起こされる損失。</li>\n\n\n\n<li>不純物：光ファイバー内の不純物が光を吸収して散乱し、損失を引き起こします。</li>\n\n\n\n<li>非均一性：ファイバ材料の屈折率の非均一性によって引き起こされる損失。</li>\n\n\n\n<li>接続：光ファイバーが接続されるときに生じる損失。例えば、非軸（シングルモード光ファイバー同軸は0.8μm未満である必要があります）、端面が軸に対して垂直でない、端面が不均一、接続コア直径が一致しない、溶接品質が悪いなど。 </li>\n</ul>\n\n\n\n<h2>光ファイバーの利点</h2>\n\n\n\n<ul>\n<li>光ファイバーの通過帯域は非常に広いです。理論的には30億MHzに達する可能性があります。</li>\n\n\n\n<li>中継のないセクションは、数十キロから100キロ以上に及び、銅線は数百メートル程度です。</li>\n\n\n\n<li>電磁界や電磁放射の影響を受けません。</li>\n\n\n\n<li>軽量で小型です。例えば、21,000の電話回線を持つ900対ツイストペアは直径3インチ、重さ8トン/KMです。通信容量が10倍の光ケーブルは直径0.5インチ、重さ450P/KMです。</li>\n\n\n\n<li>光ファイバー通信は電気が通っておらず、引火性や爆発性の場所での使用が安全です。</li>\n\n\n\n<li>動作環境温度範囲は広いです。</li>\n\n\n\n<li>化学的腐食耐性があり、長寿命です。 </li>\n</ul>\n\n\n\n<h2>工事中の注意事項</h2>\n\n\n\n<p>未使用の光インターフェースの送信機は、オフにしてシャットダウン状態にする必要があります。シングルモードポートの短距離ピグテール相互接続では、適切な減衰とインターフェースタイプで光減衰を加える必要があります。そうしないと、インターフェースが焼損する可能性があります。光減衰は下のようになります： </p>\n\n\n\n<p>光ファイバー全体の経路のどの部分の曲げ半径も4cm未満にしてはいけません。そうしないと、光信号がひどく減衰するか、通過できなくなります。接続されていないピグテールコネクタは、次回使用時に光路をブロックするのを防ぐために、保護キャップを装着する必要があります。通常の動作時に、受信した光パワーはオーバーロード光パワーよりも3-5dBm少なく、受信感度よりも3-5dBm多い必要があります。フランジによって導入される光パワー減衰：各コネクタの減衰は0.3dBm未満でなければなりません。 </p>\n\n\n\n<p>光ファイバー距離によって導入される光パワー減衰：ファイバーの減衰はキロメートルあたり0.8dBm未満でなければなりません。シングルモードポートの相互接続にはシングルモード光ファイバーを使用し、マルチモードポートの相互接続にはマルチモード光ファイバーを使用します。ルーティングデバイス間またはルーティングデバイスと伝送デバイス間では、直接接続ポートの中心波長が一致している必要があります。一方が1310nmで、もう一方が1550nmではならない。 </p>\n\n\n\n<h2>工事における光路ループテスト</h2>\n\n\n\n<p>光モジュールには2つのインターフェースがあり、一対のピグテールを使用します。Tx（送信ポート）とRx（受信ポート）デバイス側のポートが対向端からの光を受信できれば、ポートインジケーターは通常点灯し、対向端が自分の光を受信している必要はありません。このため、工事では「ループ」テスト方法がよく使用され、ポイントツーポイントの連続性の障害を特定します。ケース：デバイスAのG1/0/0光ポートが一対のピグテールを使ってローカルODFラックに接続され、ODFラックが一対のピグテールをデバイスBのG1/0/0光ポートに接続します。ピグテールが接続された後、両端の光ポートインジケーターが点灯していないことがわかりました。 </p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-fb44b5fc3ec43d75b6543afc/optical.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<h3>トラブルシューティングのアイデア </h3>\n\n\n\n<p>1) 光パワーメーターを使用して、デバイスAの送信ポートに接続されたピグテールの発光パワーをテストします。光がない場合は、デバイスインターフェースがオンになっているか確認します。オンにしても光がない場合、通常使用されている光モジュールとピグテールを見つけて再度テストし、光モジュールやピグテールの損傷を排除します。光が正常であれば、ODF側でループを形成します（光モジュールを使用してデバイスAの送信ポートピグテールと受信ポートピグテールを直接接続します）。デバイスAのG1/0/0ポートインジケーターが点灯しない場合、受信ポートのピグテールに問題があるかもしれません。もし光がないなら、送信ポートと受信ポートのピグテールを交換して再テストします。光がない場合、受信ポートのピグテールが損傷していることを意味し、それを交換して再テストします。ループテストでデバイスAのG1/0/0ポートインジケーターが点灯し、デバイスAのG1/0/0インターフェースが正常に送受信していることが証明されます。 </p>\n\n\n\n<p>2) 同じ方法でデバイスBのG1/0/0インターフェースの送信および受信が正常であるかテストします。デバイスBのG1/0/0インターフェースが正常に送信および受信されたら、ODFを介して二つのデバイスのファイバーのペアを接続します。両デバイスのインジケーターが点灯しない場合、二つのデバイスの送信および受信の対応が間違っている可能性があります。ファイバーを交換します。両方のデバイスのポートインジケーターが点灯すれば、接続は成功です。 </p>\n\n\n\n<p>3) 注意：デバイスAのループスルー送信機が正常で、デバイスBのループスルー送信機も正常な場合、ODFを介して接続された後に両デバイスのポートが点灯しない場合、二つのデバスポートのデュプレックスステータスが一致しているか確認する必要があります。接続デバイスのデュプレックスステータスは、手動で全二重に設定するのが最良です。 </p>\n\n\n\n<p>光ファイバーケーブルは主にネットワークのバックボーン/長距離部分で使用されます。光ファイバーのネットワーク/統合配線システムにおける使用が広がるにつれて、近い将来には光ファイバーのコストがますます低くなり、私たちのデスクトップコンピュータに入るようになると思います。一方、バックボーン10G光ファイバーもますます成熟しています。</p>\n\n          \n          <div>\n            <ul>\n              <li>\n                <a href=\"https://www.facebook.com/sharer/sharer.php?u=https://grish.com/ja/basic-knowledge-about-optical-fiber/\" rel=\"noopener noreferrer\">\n                  <img src=\"/files/grish-asset-b6aed1b36995754585bf04f3/page_single_news-main_share-fb.svg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\">\n                </a>\n              </li>\n\n              <li>\n                <a href=\"https://twitter.com/share?url=https://grish.com/ja/basic-knowledge-about-optical-fiber/\" rel=\"noopener noreferrer\">\n                  <img 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  "summary": "光ファイバーの構造や種類、光の基本特性、製造工程および減衰の仕組みについて解説しています。また、光ファイバーの利点や工事中に注意すべき点、光路ループテストの方法、故障時のトラブルシューティングの考え方にも触れ、実用的な知識を網羅しています。",
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  "updated_at": "2026-10-16"
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