ファイバーの種類:G.65x シングルモード、マルチモード等級、特殊ファイバー
「シングルモードファイバー」は一つの製品ではなく、一つの系統です。ITU-T の G.652 から G.657 までの勧告は、分散、カットオフ、曲げ耐性、損失、実効断面積が異なるファイバーを規定しており、一つの線路の中に三種類が接続されていることもあります。マルチモードにも独自のグレードの序列があり、さらにその先には特殊ファイバー — 分散補償、エルビウムドープ、偏波保持、ホローコア — があり、これらは管路の中ではなくシステムの内部に現れます。このページはカタログです。各種別が何であるか、その主要パラメーター、使用箇所、種別が接続点で出会うと何が起きるか、そしてすでに埋設されているものをどう識別するかを扱います。
ITU-T 勧告によるシングルモードファイバー
| 種別 | 名称 | MFD(1310 / 1550 nm) | ゼロ分散波長 λ₀ | 1550 nm での D | 減衰(1310 / 1550) | 曲げ半径(最小) | 用途 |
|---|
| G.652.A/B | 標準 SMF(旧世代) | 8.6–9.5 / ~10.4 µm | 1300–1324 nm | ≈ 17 ps/(nm·km) | ≤ 0.5 / ≤ 0.4(B: 0.35 / 0.22);1383 でウォーターピーク | 30 mm | 2000年以前の線路。E バンドは避ける |
| G.652.C/D | 低ウォーターピーク SMF — 標準の選択 | 8.6–9.2 / ~10.4 µm | 1300–1324 nm | ≈ 17 | ≤ 0.4 / ≤ 0.3(標準 0.33 / 0.19);1383 ≤ 0.4 | 30 mm | アクセスから 400ZR まですべて。CWDM 全帯域が使用可能 |
| G.653 | 分散シフト(DSF) | ~8 µm | ≈ 1550 nm | ≈ 0 | 0.35 / 0.22 | 30 mm | 1990年代の単一チャネル 1550 長距離伝送。DWDM には不適(四光波混合) |
| G.654.A–E | カットオフシフト、低損失、ピュアシリカコア | ~10.5–12.5 µm | ≈ 1300 | ≈ 17–22 | — / 0.15–0.19 | 30 mm | 海底用(A–D)。G.654.E は陸上の 400G 以上長距離用(大きな実効断面積、低非線形性) |
| G.655 | 非ゼロ分散シフト(NZ-DSF:LEAF、TrueWave) | ~8.4–9.6 µm | C バンド外 | +2 … +10(または負) | 0.35 / 0.22 | 30 mm | 2000年代の 10G DWDM 長距離伝送。小さな D が FWM を抑えつつ分散も制限する |
| G.656 | 広帯域 NZ-DSF | ~8 µm | < 1460 | +2 … +14(1460–1625 にわたる) | 0.35 / 0.22 | 30 mm | S+C+L バンドの DWDM |
| G.657.A1 / A2 | 曲げ耐性、G.652.D 互換 | 8.6–9.2 µm | G.652.D と同じ | ≈ 17 | G.652.D と同じ | 10 / 7.5 mm | FTTH ドロップ、屋内、高密度パネル。G.652 への接続は ≤ 0.05 dB |
| G.657.B2 / B3 | 曲げ耐性、G.652 との互換性は保証されない | 6.3–9.5 µm | — | — | G.652.D と同じ | 7.5 / 5 mm | ビル内、端末ボックス。G.652 との MFD 不整合が生じうる(0.1–0.3 dB) |
主要パラメーターの定義: 光の伝わり方、 分散と帯域幅。
マルチモードファイバーのグレード
| グレード(ISO/IEC 11801) | IEC 60793-2-10 | TIA | コア | EMB(850 nm) | OFL 帯域幅(850 / 1300) | 減衰(850 / 1300) |
|---|
| OM1 | A1b | 492AAAA | 62.5 µm | —(OFL 200 MHz·km) | 200 / 500 | 3.5 / 1.5 |
| OM2 | A1a.1 | 492AAAB | 50 µm | —(OFL 500) | 500 / 500 | 3.5 / 1.5 |
| OM3 | A1a.2 | 492AAAC | 50 µm | 2 000 | 1 500 / 500 | 3.0 / 1.5 |
| OM4 | A1a.3 | 492AAAD | 50 µm | 4 700 | 3 500 / 500 | 3.0 / 1.5 |
| OM5 | A1a.4 | 492AAAE | 50 µm | 4 700(850)、2 470(953) | 3 500 / 500 | 3.0 / 1.5 |
OM3/OM4/OM5 は「レーザー最適化」されています。その屈折率プロファイルは差動モード遅延(DMD)で測定され、VCSEL での帯域幅を保証します。OM1/OM2 は LED 用に規定されていました(オーバーフィルド励振、OFL)。伝送距離: 伝送距離の表。
特殊ファイバー
| ファイバー | 特徴 | 用途 |
|---|
| 分散補償(DCF) | D ≈ −80 … −150 ps/(nm·km)、小さなコア、損失が大きい(0.5 dB/km) | 10G DWDM の増幅サイトにある DCM スプール(分散) |
| エルビウムドープ(EDF) | コアに Er³⁺ イオン。980/1480 nm でポンピングすると 1530–1565 nm で利得を持つ | EDFA の内部(増幅) |
| 偏波保持(PM) | 応力付与ロッド(PANDA、ボウタイ)が偏波軸を保持する | コヒーレントトランシーバー内部、センサー、ポンプコンバイナー |
| 感光性 | UV 書き込みブラッググレーティング用の Ge/B ドーピング | FBG フィルター、DCM、センサー |
| 大実効断面積 | A_eff 110–150 µm²(対 80) | 長距離用の G.654.E: 非線形性が低い(非線形効果) |
| ホローコア(HCF) | 光が空気中を伝わる: 遅延が約 30 % 低い(≈ 3.3 対 4.9 µs/km)、非線形性が非常に低い、損失は現在 < 0.2 dB/km | 取引システム向けリンク、新興の長距離用途。特殊な融着が必要 |
| マルチコア(MCF) | 一つの 125 µm クラッドに 2–7 コア(空間分割多重) | 新しい海底システム。ファンイン/ファンアウトデバイスが必要 |
| 少モード | 2–6 個の導波モードを別々のチャネルとして使う | 研究用途。モード分割多重 |
| プラスチック光ファイバー(POF) | 1 mm の PMMA コア、650 nm の可視光、100+ dB/km | 家庭内ネットワーク、車載(MOST)、産業用短距離リンク |
| ハードクラッドシリカ(HCS)200 µm | 大きなコア、堅牢 | 産業、医療、センシング |
| 耐放射線、高温対応 | ピュアシリカコア、特殊コーティング | 原子力、坑内、航空宇宙 |
種別が出会うとき:異なるファイバー間の接続点とコネクター
| 接続 | 追加損失 | 備考 |
|---|
| G.652.D ↔ G.652.D | 0 | 基準 |
| G.652.D ↔ G.657.A1/A2 | ≤ 0.05 dB | 互換性を持つよう設計されている |
| G.652.D ↔ G.657.B3 | 0.1–0.3 dB | MFD 不整合。融着機の異種ファイバー用プログラムを使用 |
| G.652 ↔ G.655 | 0.1–0.3 dB | MFD 9.2 対 8.4–9.6 µm。OTDR では一方向に「ゲイナー」として現れる |
| G.652 ↔ G.653 | 0.2–0.5 dB | さらに下流で DSF の DWDM 問題が生じる |
| G.652 ↔ G.654.E | 0.1–0.3 dB | MFD が大きい。ブリッジファイバーが使われることもある |
| OM3 ↔ OM4 | ≈ 0 | 同じ構造。リンクの帯域幅は弱い方のグレードに従う |
| OM1(62.5)↔ OM2–OM5(50) | 62.5→50 方向で 2–4 dB | 完全に避けるべき |
| SMF ↔ MMF | モードノイズ / > 10 dB | 恒久リンクでは絶対に使わない(物理的な不整合) |
異種ファイバーの融着技術: 接続と終端処理。
ファイバー種別の選び方
| 用途 | 推奨 | 理由 |
|---|
| データセンター建物内 ≤ 100–150 m | OM4(SWDM を計画するなら OM5)、または将来を見据えるなら OS2 | VCSEL 光モジュールが安価。SMF なら伝送距離の上限がなくなる |
| キャンパス、メトロ、アクセス、PON | G.652.D(OS2) | 汎用的、最も安価、どの光モジュールでも使える |
| 屋内ドロップ、端末ボックス、高密度パネル | G.657.A2 | 互換性の問題なく曲げ耐性が得られる |
| 新設の長距離 / 400G 以上の DWDM | G.654.E | 損失と非線形性に余裕がある |
| 旧 G.655 上の既存 DWDM | そのまま使うが、100G 以上では分散マップを確認する | コヒーレント DSP が残留分散を処理する |
| 旧世代の G.653 線路 | 単一チャネルまたはコヒーレントのみ | 1550 では FWM が DWDM を台無しにする |
| 超低遅延 | 導入可能ならホローコア | 1.5 µs/km 短縮 |
敷設済みファイバーの識別
| 手がかり | 方法 |
|---|
| ケーブルジャケットの印字 | メーカー、種別(「G.652.D」「SM 9/125」「OM3 50/125」)、製造年、メートルマーク |
| ジャケットの色(屋内) | 黄色は SMF、オレンジは OM1/OM2、アクアは OM3/OM4、ライムは OM5(ラベルと色分けコード) |
| 文書 | 竣工図、接続図、試験報告書(保守と復旧) |
| OTDR | 後方散乱係数が種別ごとに異なる。「ゲイナー」は切り替え箇所を示す。1383 nm での減衰は低ウォーターピーク以前のファイバーを示す |
| 分散 / PMD 試験 | 波長分散アナライザーで G.652 と G.653/G.655 を判別できる。旧線路には PMD 試験 |
| 敷設時期 | 1995年以前: ウォーターピーク、高い PMD、長距離ルートでは G.653 の可能性を想定する |
CodingBox では
モジュールはコンプライアンスコードと長さフィールドを通じてファイバー種別に対して規定されます。「10 km SMF」モジュールは G.652 クラスの分散と損失を前提とし、SR4 モジュールはその OM3/OM4 メートル数を前提とします。CodingBox はこれらのフィールドを表示するため、モジュールが実際に埋設されているファイバーと一致しているか確認できます(Check transceiver、メモリマップ)。
これらのファイバーがどう作られ、なぜその公差になっているのか — プリフォーム、線引き、被覆、プルーフテスト: ファイバーの製造方法。あらゆる呼称の背後にある文書、ITU-T G.65x から IEC の区分や各国規格まで: 規格マップ。