EX4400ネットワークケーブルとトランシーバの計画

マルチモードおよびシングルモード光ファイバー ケーブルの信号損失

マルチモード光ファイバーは、直径が十分に大きいため、光線が内部で反射します(ファイバーの壁に当たって跳ね返る)。一般的に、マルチモード光ファイバーのインターフェイスには、光源として LED が使用されています。ただし、LEDはコヒーレントな光源ではありません。さまざまな波長の光をマルチモード光ファイバーに送り込むため、光はさまざまな角度で反射します。光はマルチモード光ファイバー内をジグザグに進み、それが信号分散の原因となります。ファイバー コア内を進む光がファイバーに放射されると、高次モード損失(HOL)が発生します。(クラッディングは、高屈折率のコア材料と密着した低屈折率材料の層で構成されています。これらの要因が相まって、マルチモード光ファイバーの伝送距離はシングルモード光ファイバーの伝送距離よりも短くなります。

シングルモード光ファイバーは直径が小さく、光線は 1 つのレイヤーを通してのみ内部反射します。シングルモード光ファイバーのインターフェイスには、光源としてレーザーが使用されています。レーザーが生成する光の波長は単一であり、光はシングルモード光ファイバー内を直線状に進みます。シングルモード光ファイバーは、マルチモード光ファイバーよりも帯域幅が広く、信号の伝搬距離が長くなります。そのため、シングルモード光ファイバーはマルチモード光ファイバーよりも高価になります。

最大伝送距離を超えると、著しい信号損失が発生する場合があり、伝送の信頼性が低下します。

光ファイバー ケーブル内の減衰と分散

受信機に到達する変調光に、正しく復調するのに十分な強度があれば、光データリンクは正しく機能します。 Attenuation は、伝送中の光信号の強度の低下です。ケーブル、ケーブル スプライス、コネクターなどのパッシブ メディア コンポーネントは、減衰を引き起こします。光ファイバーは他のメディアよりも減衰が著しく低下しますが、それでもマルチモードおよびシングルモード両方の伝送で減衰が発生します。効率的な光データ リンクを実現するには、減衰を克服するのに十分な光を伝送する必要があります。

Dispersion は、時間の経過に伴う信号の拡散です。次の 2 種類の分散が、光データ リンクを介した信号伝送に影響を与える可能性があります。

• 色分散は、光線の速度の違いによって引き起こされる時間の経過に伴う信号の拡散です。

• モード分散は、ファイバーの伝搬モードが異なることで生じる、時間の経過に伴う信号の拡散です。

マルチモード伝送の場合、通常、モード分散によって最大ビット レートとリンク長が制限されます。色分散や減衰は要因ではありません。

シングルモード伝送の場合、モード分散は要因となりません。ただし、ビット レートが高くなり、距離が長くなると、色分散によって最大リンク長が制限されます。

効率的な光データ リンクを実現するには、受信機が仕様通りに動作する上で最低限必要とする強度を超えた光が必要です。さらに、総分散は、Telcordia Technologies ドキュメント GR-253-CORE(Section 4.3)および ITU(International Telecommunications Union)ドキュメント G.957 がそのタイプのリンクに関して指定している制限内に収まっている必要があります。

色分散が許容限度に達した場合、その影響はパワー バジェット内のパワー ペナルティーと見なすことができます。光パワー バジェットでは、コンポーネント減衰、パワー ペナルティー(分散によるペナルティーを含む)、予期しないパワー損失に対する安全マージンの合計を考慮する必要があります。