受動インフラ:ケーブル、配線盤、接続点、スプリッター、フィルター
2 台のトランシーバーの間には受動設備があります。給電なしで光を伝送・接続するすべての要素です。リンクの損失のほとんど、反射のすべて、そして障害のほぼすべてを左右し、そこに接続される光モジュールが何世代入れ替わっても使われ続けます。このページでは、ケーブルの種類と構造、パッチパネルとピグテール、融着接続とメカニカルスプライス、コネクターとアダプター、減衰器、PON スプリッター、WDM フィルター、収容ケースといった構成要素を、それぞれの損失許容値と、リンクバジェットの数値を正確に保つための設計・取り扱いルールとともに解説します。
ケーブル
| 種類 | 構造 | 心数 | 用途 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| シンプレックス / デュプレックスパッチコード | 1–2 心、900 µm タイトバッファ、2–3 mm ジャケット、両端コネクター付き | 1–2 | ラック、モジュールからパネルへ | LC-LC、LC-SC、MPO-MPO、長さ 0.5–30 m |
| 配線用(屋内) | 900 µm タイトバッファ心線、アラミド繊維、LSZH/OFNR/OFNP ジャケット | 4–144 | 建物の立て坑、室間 | パネル終端、または事前端末処理済みカセット |
| ブレークアウト / ファンアウト | 各心線が個別の 2 mm サブケーブルに収容 | 2–24 | パネルを介さない直接コネクタ化 | 頑丈だがかさばる |
| ルースチューブ(屋外) | 250 µm 心線を抗張力体の周りにゲル入りまたはドライ式チューブで収容、防水、PE ジャケット | 12–288 | 管路、直埋設、架空 | 温度範囲−40…+70、屋内でピグテールへの接続が必要 |
| リボン / ロータブルリボン | 12 心を横に並べて一体化、一括融着接続 | 144–6 912 | 大心数バックボーン、データセンター間接続 | 12 心一括融着接続 |
| 鎧装(アーマード) | 波付き鋼板または FRP 層 | 任意 | 齧歯類・圧壊対策、直埋設 | 金属製鎧装の接地が必要 |
| ADSS(全誘電体自己支持型) | アラミド抗張力架空ケーブル | 12–144 | 電柱路線、電力線用地 | スパン 100–1 000 m |
| OPGW | 高圧線の架空地線内に心線を収容 | 12–96 | 公益事業 | — |
| マイクロケーブル / エアブロー式 | 200 µm 心線、マイクロダクトにエアブロー工法で敷設する細径ケーブル | 12–432 | FTTH、メトロ | — |
| ドロップケーブル(FTTH) | G.657 心線 1–4 本、平型、自己支持型または屋内用 | 1–4 | 加入者までの最後の 50–500 m | 低曲げ損失光ファイバー |
| トランク MPO(データセンター) | 12/24/144 心を MPO コネクターで事前端末処理 | 12–144 | リーフ・スパイン、構造化 DC 配線 | 極性方式 A/B/C(ブレークアウトと MPO) |
ケーブル内の心線識別色:TIA-598 による 12 色(青、オレンジ、緑、茶、スレート、白、赤、黒、黄、紫、ローズ、アクア)。チューブも同じ配色で識別します(ラベルと色コード)。
終端処理:パネル、ピグテール、カセット
| コンポーネント | 機能 | 損失 |
|---|---|---|
| ピグテール | 一端に工場実装コネクター、もう一端は裸心線の 1–2 m 光ファイバー、ケーブルに融着接続 | コネクター 0.1–0.3 dB + 接続点 0.05 |
| パッチパネル / ODF(光配線盤) | ピグテールとパッチコードが接する位置にアダプター(LC/SC デュプレックス、MPO)を収容、背面にスプライストレイ | ポートごとに嵌合ペア 1 組 |
| スプライスカセット / トレイ | 曲げ半径を管理しながら接続点を整理・保護 | — |
| 事前端末処理済みカセット | MPO トランク入力、12/24 LC ポート出力(内部でファンアウト) | 経路あたり 0.3–0.5 dB(MPO + LC ペア) |
| 現場組立コネクター | 現場でメカニカル接続または融着接続により取り付けるコネクター | 0.3–0.5 dB(メカニカル)、0.1–0.2(スプライスオン) |
| 壁面アウトレット / 端子箱 | 加入者側または作業エリアの終端 | 1 ペア |
設計上の原則:経路上のすべての嵌合ペアを数えます。モジュールからパッチコードへ(1)、パッチコードからパネルへ(2)、パネルから対向パッチコードへ(3)、パッチコードからモジュールへ(4)。カセットを使う場合は MPO ペアが加わります。
接続点(スプライス)
| 種類 | 損失(SMF) | 損失(MMF) | 反射減衰量 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 融着、単心 | 0.02–0.1 dB(標準 0.03) | 0.05–0.2 | > 60 dB(反射なし) | 恒久的な接続すべて |
| 融着、リボン(一括) | 0.05–0.15 dB | — | > 60 dB | 大心数ケーブル |
| メカニカル | 0.2–0.5 dB | 0.3–0.5 | 35–45 dB(屈折率整合剤使用) | 仮設、復旧作業 |
接続点の損失は OTDR で測定します(双方向平均)。測定値が 0.3 dB を超える接続点はやり直します(試験)。G.652 と G.657、または DSF との接続では、モードフィールド不整合により 0.05–0.3 dB が追加されます(光ファイバー中の光)。
コネクターとアダプター
詳細はコネクターと光ファイバーの種類を参照してください。ここでは設備側で押さえるべき要点を示します。
| 項目 | 値 |
|---|---|
| 挿入損失グレード(IEC 61755) | グレード A ≤ 0.07 dB(稀)、B ≤ 0.12(最大 0.25)、C ≤ 0.25(最大 0.5)、D ≤ 0.5(最大 1.0) |
| 反射減衰量 | UPC ≥ 50 dB(グレード 1)、≥ 45(グレード 2)、APC ≥ 60 dB |
| 嵌合回数 | 損失が劣化するまで 500–1 000 回 |
| アダプタースリーブ | ジルコニアセラミック(高精度)対リン青銅(安価、摩耗する)、空きアダプターにはダストキャップを付けたままにする |
| MPO | オス(ピンあり) / メス(ピンなし)、キーアップ/ダウン、極性 A/B/C、低損失タイプ ≤ 0.35 dB、標準タイプ ≤ 0.75 |
減衰器
| 種類 | 範囲 | 用途 |
|---|---|---|
| 固定プラグイン(隔壁型) | 1、2、3、5、7、10、15、20 dB、±0.5 dB、UPC または APC | 短距離リンクで受信器を過入力から保護(リンクバジェット) |
| 可変(VOA)、メカニカル式 | 0–30 dB、ねじ調整 | 立ち上げ、実験室 |
| 可変、電子式(eVOA) | 0–20 dB、制御式 | DWDM チャネル等化(DWDM コンポーネント) |
| エアギャップ式対ドープファイバー式 | エアギャップ式は反射する(長距離リンクでは避ける)、ドープファイバー式は吸収する | レーザー光源には吸収式が望ましい |
減衰器の波長依存性は小さいものの(1310–1550 で ±0.5 dB)、ゼロではありません。使用波長を明記してください。
スプリッター(PON)
| 分岐比 | 挿入損失(標準 / 最大) | 備考 |
|---|---|---|
| 1:2 | 3.5 / 3.9 dB | — |
| 1:4 | 6.9 / 7.4 | — |
| 1:8 | 10.2 / 10.8 | — |
| 1:16 | 13.5 / 14.1 | — |
| 1:32 | 16.8 / 17.5 | GPON クラス B+ の標準値 |
| 1:64 | 20.2 / 21.0 | クラス C+ / XGS-PON |
| 1:128 | 23.5 / 24.5 | 稀、E クラスのバジェットが必要 |
PLC(平面光波回路)スプリッターは 1260–1650 nm で波長特性がフラットかつ均一です。FBT(溶融延伸型)スプリッターは安価ですが波長依存性があり、1:2/1:4 や非対称(例:90/10 タップ)の分岐比に使われます。1:4 に続けて 1:8 をカスケードすると、単段の 1:32 より約 0.5 dB 損失が増えます(PON の仕組み)。
WDM フィルターと合波器
| 機器 | 損失 | アイソレーション | 用途 |
|---|---|---|---|
| CWDM 合波器/分波器 4/8/16ch タイプ(TFF) | 通過あたり 1.0–2.5 dB | 隣接 30 dB | CWDM |
| DWDM AWG 40/48/96ch | 3–6 dB | 25–30 dB | DWDM |
| DWDM TFF 8ch | 1.5–3 dB | 30 dB | 少チャネル数 |
| OADM 1–4ch | ドロップ 1–2 dB、パス 0.8–1.5 dB | 30 dB | リングのアッド/ドロップ |
| BiDi / WDM カプラー 1310/1550 | 0.5–1 dB | 20–30 dB | シングルファイバー方式 |
| PON WDM1r(1490/1310/1550 映像オーバーレイ) | 0.5–1 dB | 30 dB | RF 映像オーバーレイ |
| 監視用タップ 1625/1650 nm | 0.3–0.5 dB | — | 活線 OTDR |
収容ケースと設置環境
| 収容ケース | 設置場所 | 留意点 |
|---|---|---|
| クロージャ(ドーム型 / インライン型) | マンホール、電柱、直埋設 | 密閉性(IP68)、ゲルまたはメカニカルシール、再開閉可能 |
| 屋外キャビネット / FDH | FTTH 配線 | スプリッター、温度、湿度、セキュリティ |
| 壁面ボックス / FAT | 建物への引き込み | 曲げ半径、余長の収納 |
| ラック ODF | 機器室 | ラベリング、余長管理、前面/背面からのアクセス |
| ラック内ケーブル管理 | データセンター | 曲げ半径 ≥ 30 mm(SMF) / 直径の 10 倍、きつく結束しない、銅ケーブルの重みから光ファイバーを分離 |
設計と取り扱いのルール
- すべての嵌合ペアと接続点を数えます。標準値ではなく設計許容値を使います。
- 融着接続と工場端末処理済みピグテールを優先します。恒久リンクではメカニカルスプライスを避けます。
- 曲げ半径:使用中の標準 SMF コードは ≥ 30 mm(G.657.A1 は ≥ 15 mm、A2 は ≥ 7.5 mm)、敷設中はケーブル直径の ≥ 20 倍。
- 開放されたアダプターとコネクターにはすべてダストキャップを付けます。嵌合の前には毎回清掃します(コネクターと光ファイバー)。
- すべてのコードの両端に対向側の位置をラベル表示します。光ファイバー番号と識別色を設備データベースに記録します。
- 将来の再接続に備えて、クロージャには 3–5 m、パネルには 1–2 m の余長を残します。
- APC(緑)と UPC(青)の系統は分離し、互いに嵌合させません。
- 敷設後に試験を行い、結果を保管します(試験)。
CodingBox では
受動設備は損失と波長を決定し、光モジュールは両方に適合しなければなりません。CodingBox は光モジュールのコネクターコード、波長、定格光ファイバー長を表示し、正しい設備と組み合わせられるようにします。APC 設備ではパッチコード側も APC 対応の光モジュールが必要で、PON 用光モジュールにはスプリッターのバジェットが要求するクラスが必要です(Check transceiver)。
この設備での接続作業(融着接続とメカニカルスプライス、ピグテール、現場組立コネクター、受入基準)については、接続と端末処理を参照してください。ケーブルをそこまで敷設する方法(管路、直埋設、架空、屋内配線経路、曲げと張力の許容値)については、ケーブル経路と設置を参照してください。
ケーブル自体の詳細(層構造、ルースチューブから OPGW、ロータブルリボンまでの種類、難燃等級、色コード、データシートの読み方)については、ケーブル構造を参照してください。リンクのもう半分、つまり給電を伴うすべての機器については、 能動光インフラを参照してください。