光ファイバの種類　

　 情報通信用途に最も使用されている主な光ファイバは、品質上コア・クラッドとも石英ガラスでできています。光ファイバは、光の伝搬するモードの数によって「マルチモード」と「シングルモード」の2種類に分類されます。さらに、マルチモード光ファイバは、コアの屈折率分布によって、「ステップインデックス」と「グレーデッドインデックス」に分けられます。また、シングルモード光ファイバは、零分散波長により、「汎用シングルモード」と「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」に分けられます。これらのうち、LANで使用するのは、主に「グレーデッドインデックス」と「汎用シングルモード」です。

　○ ステップインデックス・マルチモード光ファイバ（ＳＩ）

　コアの屈折率が一定の光ファイバで、光はコア内を多くのモード（光の通り道）に分かれて伝搬します。右図の中のモードを比較すると、一方はまっすぐ最短距離で進むのに対し、もう一方は反射を繰り返して遠回りしており、その結果、伝搬信号は大きく歪んでしまいます。このため「ステップインデックス」は狭帯域になり、現在ではほとんど使用されていません。

　○ グレーデッドインデックス・マルチモード光ファイバ（ＧＩ）

　コアの屈折率を滑らかに分布させた光ファイバで、標準的には、50μｍ、または62.5μｍのコア径をもっています。コア内の屈折率を滑らかに変化させることにより、「ステップインデックス」に見られた伝搬信号の歪みが、大幅に改善されました。右上図では、伝搬距離の異なるモードが複数存在していますが、最短距離を進むモードは屈折率の高いコア中心を通るため光の速度が遅く、遠回りするモードは屈折率の低い部分を通るため光の速度が速くなり、相対的にどのモードの光も同じ速度で伝搬することになります。「グレーデッドインデックス」は、次に紹介する「シングルモード」に比べ伝送損失が大きいのですが、光ファイバ接続が簡単でネットワーク機器も圧倒的に安価なため、LANなどの近距離情報通信用途として広く使用されています。

　○ 汎用シングルモード光ファイバ（ＳＭ）

　コア径を小さくすることでモードを1つにした光ファイバで、マルチモードで見られたようなモードの違いによる伝搬信号の歪みは発生せず、極めて広帯域な特性を有します。汎用のシングルモード光ファイバは、1310nm帯に零分散波長があるため、伝送損失が低く優れた特性を有し、高品質で安定した通信が求められる幹線網に用いられています。

　○ 分散シフト・シングルモード光ファイバ（ＤＳＦ）

　分散シフト・シングルモード光ファイバは、伝送損失が1310nm帯よりも低い1550nm帯を零分散波長としたシングルモード光ファイバです。長距離伝送に適しています。

　○ 非零分散シフト・シングルモード光ファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）

　非零分散シフト・シングルモード光ファイバは、零分散波長を1550nm帯から少しずらすことにより、1550nm帯での非線形現象を抑制した光ファイバです。波長分割多重（WDM）伝送に向き、超高速の長距離伝送に適しています。

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