光ファイバーケーブルとは？用途や仕組み、おすすめ製品までご紹介

光ファイバーケーブルとは？

光ファイバーケーブルは、先進的なネットワークケーブルです。光ファイバーケーブルは、従来の金属導体ケーブルと比較して、帯域幅とデータ伝送の両方で大幅に性能が向上しています。

光ファイバーとは？

ファイバーまたは光ファイバー技術は、ケーブルベースの通信システムです。信頼性が高く、汎用性があり、多くのアプリケーションや産業で広く使用されています。

光ファイバーケーブルは、透明なプラスチックやガラスのパイプを通過する光のパルスによって情報を伝達するために使用されます。場合によっては、数百本以上のパイプになることもあります。この光ファイバーは、平均的な髪の毛より少し太い程度で、通常、同じプラスチックやガラスでできたクラッド層で囲まれていますが、主な内層とは異なる密度で構成されています。

また、クラッドされたファイバーには、何層もの絶縁ケーシングからなるシースが巻きつけられます。これは通常、バッファーチューブと呼ばれる保護ラッパーと、最終的に多芯ケーブル全体を保護するために設計された外被で構成されています。

光ファイバーケーブルの用途

光ケーブルは、インターネットやブロードバンド、電話回線、ネットワーク、テレコミュニケーションなど、さまざまな用途で一般的に使用されています。また、家庭や職場における光ファイバーケーブルの用途としては、照明やインテリアなどがあります。

光ファイバーケーブルは、従来のかさばるケーブルに比べ、スペースを節約することができます。このため、自動車の安全装備や照明にも多く採用されています。光ファイバー技術は、医療用、精密機械検査用、各種電流、音、化学物質の流れを監視・制御するセンサーなど、その他多くの厳しい専門分野でも広く使われています。

光ファイバーインターネットとネットワーク

光ファイバー・インターネット・ケーブルの普及しています。光ファイバーケーブルは、同軸ケーブルや銅線で接続された標準的なイーサネットやWi-Fiと比較して、高速かつ広帯域な通信が可能です。つまり、高速通信が有利な場合や、特に集中的なデータ転送が必要な場合は、ファイバーネットワークが優れた選択肢になります。このことは、光ファイバー電話回線にも当てはまります。

光ファイバーの帯域幅は、通常、一般的なイーサネット接続よりもかなり広く、また、ファイバーは高電圧の場所や、可燃性ガス、その他の厳しい化学物質や気象条件の影響を受けやすい場所でも安全に使用することができます。このことも、ブロードバンド配信やテレコムに、標準的なイーサネットではなく、光ファイバーケーブルを選択する重要な要素になります。

照明用光ファイバーケーブル

LED照明も、家庭や商業環境における光ファイバー技術の一般的な応用例です。光ファイバーは、幅広い色やパターンに対応し、クリーンで汎用性の高い方法でデータを伝送することができます。そのため、装飾用照明、アクセントライト、フィーチャーランプなどに広く利用されています。

また、光ファイバーLED照明は、一般的な電球と比較して使用する電力がはるかに少ないため、環境にやさしく経済的な照明といえます。光ファイバー照明のケーブルは、さまざまな用途や環境で安全に使用できるものを選択できます。電流を流さないので、一般的な摩耗や損傷、劣化に対しても大きな耐性があります。

光ファイバーのしくみ

光ファイバーの仕組みと、光ケーブルを通してデータが送られる仕組みを理解する上で、光ファイバーの敷設に関わる部品が重要になります。ガラス繊維自体はシステムの絶対的な中心ですが、光ファイバーに沿った効果的なデータ転送の役割を果たす他の多くの重要な部品があります。

まず、ケーブルのコアにあるプラスチックやガラス製の透明なチューブ素線に沿って情報パルスを伝送するための光源が必要です。これは通常、小型レーザーかLED光源によって作られ、光送信回路から来る入力信号を受け取り、光パルスに変換してからファイバーコアに沿って跳ね返されます。

次に、ガラス繊維の周囲にガラスやプラスチックのクラッド層を設ける必要があります。クラッド層は、コアとなるガラス繊維とは異なる屈折率を持っています。クラッド層とそれを取り囲むガラス繊維の屈折率の違いにより、入射した光線はケーブルの長さ方向に特定の角度で曲げられるようになります。

光線は内部で反射するため、透明なファイバーケーブルの内部にとどまります。光線はケーブルの全長に沿って移動し、ジグザグに跳ね返って屈曲部を通過する。そして、様々な場所で電気信号に変換され、再び光パルスに戻ります。リピーターと呼ばれる部品がこのために使われ、より長いケーブルで高い信号強度を維持するために使用されます。

光信号は、光速の約70%で移動した後、目的地に到着すると、最終的に通信またはデータ信号として利用されます。受信装置は、この光信号を目的の出力に変換するために使われます。

光ファイバーケーブルの仕様と特性

光ファイバーケーブルには、数多くの主要な分類と特性があります。これらは、回線速度、信号強度、帯域幅に関する効率に直接影響します。

以下、光ケーブルの総合的な性能に影響を与える可能性のある要因をいくつか挙げてみます。

光ファイバーケーブルの購入

RSの光ファイバーケーブルは、幅広い製品、サイズ、仕様からお客様のご要望に合ったものをお選びいただけます。光ファイバーケーブルの長さは、標準的な1mケーブルから、250mおよび500mリールのまでご用意しています。

光ファイバーケーブル用コネクター

すべてのケーブルと同様に、光ファイバーケーブルを効果的に使用するためには、適切なコネクタが必要です。光ファイバー接続でパフォーマンスを得るためには、適切なコネクタを選択することが重要です。これは、使用する機器と光ファイバーによって異なります。

光ファイバーケーブルのコネクタの代表的なものには、以下のようなものがあります。

光ファイバーケーブルのメリット

光ファイバーケーブルは、従来の銅導線ケーブルと比較して、大きな特徴があり、高い優位性を持っています。

光ファイバーの主な利点は以下の通りです。

• 距離 - 光ファイバーケーブルは、信号の電力損失率が低いため、従来のケーブルよりもはるかに長い距離にわたって信号を伝送することができます。ネットワーク設定、素材、波長の理想的な組み合わせにより、1本の光ファイバーで数百キロメートルの信号を伝送することが可能なものもあります。これに対し、標準的な銅線ケーブルは、良質な転送距離を確保するためには約133mが限界です。
• 帯域幅とデータ転送 - 銅線データケーブルは、光ファイバーと比較して帯域幅がかなり制限されています。
• スピード - 光ファイバーケーブルは、光パルスを主要な情報伝達源としているため、他のデータ転送モードと比較して、スピード面で大きな優位性を持っています。この点で、光ファイバーは、一般的にCat5やCat6といった高品位銅ケーブルの期待性能を上回っています。
• 干渉 - 光ファイバーは、メタルケーブルに比べて干渉やクロストークに対してより高い保護機能を備えています。これは、光ファイバーが物理的な電気信号を伝達しないためです。
• 信頼性と安全性 - 光ファイバーケーブルは通常、より軽く、細いが、頑丈でもあります。つまり、より大きな力に耐えることができるため、長距離の配線で断線や破損が発生する可能性は低くなります。また、銅配線ほど湿気や天候不順、極端な温度変化の影響を受けません。また、グラスファイバーは電流を流さないので、経年劣化や破損があっても火災の心配はありません。

ファイバーケーブルの種類

光ファイバーケーブルには複数の種類があり、それぞれの違いを理解する必要があります。それぞれに明確な利点があり、さまざまな環境、アプリケーション、業界に適しています。

主なファイバーケーブルの種類を以下に紹介します。

シングルモードケーブル

シングルモードとマルチモードの光ファイバーは、さまざまなケーブル構成のタイプです。これらの光ファイバーは、距離によって異なる性能を発揮します。

シングルモード光ファイバーケーブルは、コア径が非常に細い1本のグラスファイバーで構成されています。光線が通過する際の内部反射が非常に少ないため、減衰が少なく、長距離のデータ転送を高速に行うことができる。長距離の信号伝送に使われることが多い製品です。

マルチモードケーブル

逆に、マルチモードケーブルは、多くのモードを同時にガイドする大きなコアを備えています。マルチモードファイバーケーブルは、反射を大幅に増加させます。その結果、減衰と分散の割合が高くなり、短距離での帯域幅の配信が増加します。短距離で大量のデータを送信する必要があるアプリケーション（狭い地域内または地域間の通信データなど）には、通常、マルチモード光ファイバーケーブルが使用されます。

マルチモードファイバーは、マルチコアとも呼ばれ、様々な仕様のものがあります。一般的なネットワーク用光ファイバーケーブルの構成は以下の通りです。2コアオプション、8芯タイプ、そして24芯光ファイバーケーブルです。基本的に、帯域幅の可能性と短距離でのデータスループットは、ケーブルが運ぶコアの数によって決まります。

よくあるご質問

光ファイバーケーブルの敷設はどのように行われるのですか？

光ファイバーケーブルの設置は、十分な訓練を受けた専門家が行う必要があります。これには、FTTC（Fiber to the Cabinet）とFTTP（Fiber to the Premises）の両方の設置が含まれます。光ファイバーブロードバンドは、通常、ネットワークエンジニアが、安全かつ効率的にプロセスを完了させるために設置します。

光ファイバーの価値は？

光ファイバーによるネットワーク接続には、多くの利点があります。光ファイバーは、一般的に、代替品と比較して、より速い平均速度、より高い帯域幅、より応答性の高いインターネット接続を提供します。

光ファイバー素材は何ですか？

光ファイバーケーブルは、数多くの素材や部品で構成されています。しかし、芯線は通常、ガラス（シリカ）とプラスチックの組み合わせでできています。

プラスチック光ファイバーは、柔軟性が高く、軽量で、曲げや衝撃に強いため、経済的で使いやすい傾向にあります。一般的には、伝送速度が低くてもよく、機械的ストレスのリスクが低い用途に使用されます。例えば、家庭用、産業用、自動車用ネットワークの一部で、低速で短距離の通信が必要な場合などです。

グラスファイバー光学部品は、プラスチック製のものに比べ、高品位で高品質です。汎用性が高く、長距離や厳しい環境下での使用に最適です。

光ファイバーケーブルの主要メーカーは？

光ファイバーケーブルは、様々な大手メーカーから発売されています。メーカーにより、種類や長さ、構成が異なるので、調べてから選ぶことが大切です。

主な代表的なメーカーは以下の通りです。

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