シングルモード光ファイバケーブルとは？

シングルモード光ファイバケーブルは、通常、光線直進コリメートレンズを介して注入レーザーダイオード（ILD）から放射される平行光線の単一の強いビームを伝送します。 光線はその後、長距離デジタル信号伝送のために狭い光チャネルを進みます。 通常、これらのファイバーはガラス製で、マルチモードファイバーよりも帯域幅が広く、信号損失が少なくなります。 それらのコアは人間の髪の毛よりも薄く、直径約8ミクロン（µm）で、約125 µmのクラッドで包まれており、約1,300または1,550ナノメートル（nm）の高波長のレーザー光を透過します。 マルチモードファイバよりも屈折率が低いため、強いレーザー光はファイバの軸に平行に進み、マルチモードファイバの織り交ぜる波で発生するパルス分散やその他の信号劣化を最小限に抑えます。 これらの高価なシングルモードファイバは、通信およびケーブルテレビネットワークの長距離のニーズに対応します。

レーザーは、狭いスペクトル幅の光で高帯域幅のシングルモード光ファイバケーブルに注入します。 ガラス繊維の長いストランドは、通常、波長を多重化する（WDM）を使用してレーザー伝送を伝播します。これは、信号を異なる波長で分割して伝送スループットを向上させます。 これにより、潜在的な距離の最大50倍で、マルチモードファイバを介したシングルモードの伝送速度が大幅に向上します。

よりタイトなコアの単一の光波は、光の干渉または損失による歪みを事実上排除します。 これにより、任意のファイバーの送信機から受信機への最高の伝送速度が生成されます。 電磁干渉（EMI）に関係なく機能し、信号漏れをなくすことにより盗聴を禁止します。 約1,300 nmの光波長はより短い距離に役立ち、1,500 nmはより長い距離に役立ちます。

送信レーザーダイオードは、光信号をシングルモード光ファイバーケーブルに送信します。 わずかに大きな直径のパイプを通るピンポンボールのように、光は、停止、跳ね返り、脱出、または戻ることができず、10倍の厚さの非吸収性被覆で囲まれたコアを前方に進みます。 波長は連続的に前方に伝播し、導波管内で熱として屈折、反射、または分散することができません。 吸収性の製造上の欠陥やインストールまたは接続エラーが発生した場合を除いて、他に行く場所はありません。

信号パルスは、受信機に到達するまで再生器または減衰器を通過します。 そこでは、フォトダイオードが波形を1秒間に約8,000回デコードし、デジタルデータおよびオーディオ/ビデオ情報として電子コンピューター信号に変換します。 これは、1秒間に24冊のエンサイクロペディアのセット全体を読むようなものです。

シングルモード光ファイバーケーブルでは、この形式の低損失、最低次伝搬は、特定のカットオフ波長以上でのみ機能します。 これは、シングルモード（SM）ステップインデックスと呼ばれます。 これは、シングルモード伝送には直線光ビームのみが選択されることを意味します。 マルチモードファイバの幅の広いコアを介した場合のように、マルチモードウェーブの伝播において異なる速度で混ざり合ったりバウンスしたりすることはありません。

さまざまなタイプのシングルモード光ファイバケーブルには、カットオフまたは分散シフトファイバ、非ゼロ分散シフト、低水ピークファイバなどがあります。 モノモードまたはユニモードファイバーとも呼ばれ、主にワイドエリアネットワーク（WAN）に使用されます。 ただし、ローカルエリアネットワーク（LAN）から注目を集めています。LANは、大学や企業のキャンパスなどの設定で、より長い距離にわたってリーチを拡大します。 これらの高価なケーブルには曲げ半径などの制限要因があるため、熟練した技術者が設置する前に慎重に計画する必要があります。