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光ファイバーケーブルは現代社会のあらゆる場所で利用されており、国境や広大な海を越えて情報を送信することができます。しかし、光ファイバーケーブルはどのように機能するのでしょうか？技術的な話に入る前に、まずは以下の動画で、その仕組みを分かりやすくまとめていますので、ぜひご覧ください。
仕組み
光ファイバーは、基本的なレベルでは比較的簡単に理解できます。基本的に、光という形で情報をある場所から別の場所へ送信します。これは通常、光ファイバーケーブルを介して行われます。この利点は、全反射（TIR）と呼ばれる現象に由来します。これは、光が柔軟な光ファイバーケーブルを通して、ある表面から別の表面へと反射するだけで目的地に到達することを意味します。
反射と屈折
光が表面に当たると、その表面で反射（反射）するか、透過（屈折）するかのいずれかになります。光ファイバーによる光伝送の鍵は、光が表面に臨界角よりも大きな角度で当たるようにし、屈折ではなく完全反射を確実にすることです。これにはかなりの数学的知識が必要ですが、簡単に言えば、光が当たる表面の角度があまり大きくならないようにし、屈折ではなく反射を確実に起こすようにすることです。
光ファイバーケーブルの構造を理解する
光ファイバーケーブルは通常、超高純度ガラス製のコアと、その外側を覆うクラッドと呼ばれるガラス層で構成されています。クラッドは、ホウ素やゲルマニウムの微粒子を用いることで屈折率を下げるように設計・製造されています。コアとクラッドは、プリフォームと呼ばれる非常に長く薄いガラス片として製造されます。プリフォームの中心には純粋なガラスコアがあり、外側にはクラッドが配置されています。このプリフォームは、通常約18.2メートル（60フィート）の長さまで引き伸ばされます。
光でデータを送信する
現代社会では、データはバイナリ数値、つまり1と0で送受信されます。例えば、オン（1）とオフ（0）の2つの設定を持つ電灯のスイッチを想像してみてください。特定のパターンで電灯のスイッチをオン/オフにすることで、複雑なメッセージを生成することができます。例えば、以下の例をご覧ください。
データは同様に光ファイバーケーブルを介して、パルス符号変調（PCM）と呼ばれるレーザー光パルスの形で送信されます。残念ながら、これは長くなるため、今後の記事で取り上げる予定です。
要約すれば
光ファイバーは、光の反射と屈折を巧みに利用して特別に設計された光ファイバーケーブルを介して光の速度（毎秒186,000マイル）で世界中に情報を送信することを可能にします。
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