光ファイバリピータとは何ですか？

光ファイバデータ回線は、光信号を使用して情報を送信します。 全反射として知られるプロセスにより、光パルスが光ファイバー内に保持されます。 光がジグザグパターンでファイバラインの長さを進むと、減衰します。 減衰とは、ファイバーの遠端に到達する光パルスの強度の減少です。 光ファイバリピータは、光のパルスを元の強度に戻し、ネットワーク回線の次のレッグに送信することにより、減衰を克服します。

光ファイバネットワークでは、ガラスワイヤの非常に細いフィラメントが光のパルスを伝送します。 この波長の減衰率が最も低いため、これらの光パルスは近赤外波長にあります。 ネットワークスイッチでは、これらの着信光パルスが電子バイナリ信号に変換されます。 その後、このデータ信号を個々のコンピューターに送信できます。

28〜43マイル（45〜70 km）ごとに光ファイバーリピーターを使用すると、長距離のデータ信号を送信できます。 最長の光ファイバー回線の一部は大西洋を横断しています。 リピーターには電気が必要なため、各リピーターで従来の電線を使用できるようにする必要があります。

古いアナログ信号では、アンプを使用して信号の距離を延長していました。 ただし、アンプには、元の信号だけでなく電気ノイズも増幅するという望ましくない効果がありました。 一方、光ファイバーリピーターは、信号に入力されたノイズを除去します。 これは、デジタル信号を不要なノイズから電子的に分離できるためです。 アナログ信号とは異なり、弱くて歪んだファイバ信号でもクリーンアップして、ネットワーク回線をさらに送信できます。

光信号が伝わると、自然にその形状を変える傾向があります。 この現象は分散と呼ばれ、光の波長による光の速度の変化です。 もっと簡単に言えば、光の狭いパルスは、遠くに行くほど広くなります。 光ファイバリピータには、光パルスの自然な形状を復元する機能があります。 リピーターによって復元された後、信号は次の光ファイバーセクションに再送信されます。

光ファイバには、他のデータ送信方法よりも多くの利点があります。 ガラス繊維は電気を通さないため、電磁障害や雷雨の影響を受けません。 さらに、単一の光ファイバワイヤで伝送できる情報の量は、銅線またはワイヤレスリンクよりも多くなります。 理論的には、単一の光ファイバ回線で1つの光ビームで500億の音声会話を行うことができますが、実際にはこの制限は達成されていません。

光ファイバリピータには、異なる波長の光パルスを区別する機能がありません。 これにより、リピーターが高密度の光情報を再送信する能力が制限されます。 リピータの代わりにエルビウム添加ファイバ増幅器を使用することにより、複数の波長の光情報を長距離伝送できます。 これらのアンプには、個々の波長の光の強度を高める機能があります。