光ファイバリンクとは

光ファイバリンクは、光をリンクのもう一方の端に導く光ファイバを介して光を送信することにより、2点間でデータを送信するデバイスです。 すべての光ファイバリンクには、光ファイバ自体、トランスミッタ、レシーバが含まれます。 一部のリンクでは、送信機と受信機の間のファイバに増幅器があり、より長いリンクで電力を維持します。 光ファイバリンクは、現代の通信技術において非常に重要であり、電話、インターネット接続、ケーブルテレビなどのアプリケーションに使用されます。

光ファイバは、導波管として使用できる比較的柔軟な材料であるため、通信に使用できます。光ファイバは、ファイバを通過するときに電磁波の方向をガイドします。 ファイバには、外側クラッドと内側コアの2つの部分があります。 コアは、クラッドよりも高い屈折率を持つように設計されています。つまり、コア内の光の移動はより遅くなります。 光が通過する媒質と低屈折率の別の媒質との境界に当たると、その光は、全反射と呼ばれる現象で十分に高い角度で当たると、境界から完全に反射されます。 コアを屈折率の低い材料で完全に囲むことにより、光がファイバの長さを進むときにコアに閉じ込められ、信号の減衰が最小限に抑えられます。

光ファイバは通常、シリカ（二酸化ケイ素、またはSiO ₂ ）ガラスで構成されています。 フッ化物ガラスやリン酸塩ガラスなど、他の種類のガラスも使用されることがあり、一部の繊維はコランダムなどの結晶性物質から作られています。 コアとクラッドには、それぞれ屈折率を上げたり下げたりするために少量の他の物質がドープされているため、ファイバを通過する光はコア内に保持されます。

光ファイバリンクのトランスミッタは通常、発光ダイオードまたはレーザーダイオードであり、どちらも半導体全体に電気を流すことで光を生成します。 この光は、コア内で内部全反射を引き起こす角度でファイバに放出されます。 情報は、その強度、位相、または偏光の変化によって光にエンコードされます。 光ファイバリンクのもう一方の端には、光を検出し、レシーバとして機能するデバイスである光検出器があります。 この目的のために最も一般的に使用されるタイプの光検出器はフォトダイオードであり、半導体を使用して入射光を電気信号に変換します。

光ファイバリンクは、現代の通信に不可欠な部分であり、軽量、低信号損失、および電気ケーブルを妨害する可能性のある電磁干渉に対する耐性のために広く使用されています。 その容量は膨大であり、単一の光ファイバリンクに電話接続用の数十万のチャネルを含めることができます。 それらは、電気接続よりも作成と保守に費用がかかるため、主に多数の長距離電話およびインターネット接続の信号を伝送するために使用され、ほとんどの短いリンクに電気伝送が使用されます。 ただし、インターネット帯域幅に対する需要の増加に伴い、これは一部の領域で変化し始めており、ユーザーの自宅またはオフィスに至る光ファイバー接続に基づく高帯域幅インターネットサービスの作成につながります。