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ご存知の通り、マルチモード光ファイバーは通常、OM1、OM2、OM3、OM4に分類されます。では、シングルモード光ファイバーはどうでしょうか？実は、シングルモード光ファイバーの種類はマルチモード光ファイバーよりもはるかに複雑です。シングルモード光ファイバーの仕様は主に2つあります。1つはITU-T G.65xシリーズ、もう1つはIEC 60793-2-50（BS EN 60793-2-50として発行）です。この記事では、ITU-TとIECの両方の用語を参照するのではなく、よりシンプルなITU-T G.65xのみを使用します。ITU-Tでは、19種類のシングルモード光ファイバー仕様が定義されています。
それぞれの種類には独自の応用分野があり、これらの光ファイバー仕様の進化は、シングルモード光ファイバーの初期の導入から今日に至るまでの伝送システム技術の進化を反映しています。プロジェクトに最適な光ファイバーを選択することは、性能、コスト、信頼性、安全性の観点から非常に重要です。この記事では、G.65xシリーズのシングルモード光ファイバーファミリーの仕様の違いについて詳しく説明いたします。皆様が適切な選択をされるお手伝いができれば幸いです。
G.652
ITU-T G.652 ファイバーは標準 SMF (シングルモード ファイバー) とも呼ばれ、最も一般的に導入されているファイバーです。4 つのバリアント (A、B、C、D) があります。A と B にはウォーター ピークがあります。C と D は、フル スペクトル動作のためにウォーター ピークを排除します。G.652.A および G.652.B ファイバーは、1310 nm 付近でゼロ分散波長になるように設計されているため、1310 nm 帯域での動作に最適化されています。1550 nm 帯域でも動作できますが、高分散のためこの領域には最適化されていません。これらの光ファイバーは通常、LAN、MAN、およびアクセス ネットワーク システム内で使用されます。最近のバリアント (G.652.C および G.652.D) は、ウォーター ピークが低減されているため、1310 nm ～ 1550 nm の波長域で使用でき、CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexed) 伝送をサポートします。
G.653
G.653 ファイバーは、ある波長で最高の帯域幅と別の波長で最低の損失との間の矛盾を解決するために開発されました。コア領域ではより複雑な構造を使用し、コア面積は非常に小さく、ゼロ波長分散の波長はファイバーの最低損失と一致するように 1550 nm までシフトされています。そのため、G.653 ファイバーは分散シフト ファイバー (DSF) とも呼ばれます。G.653 はコア サイズが縮小されており、エルビウム添加光ファイバー増幅器 (EDFA) を使用する長距離シングルモード伝送システム用に最適化されています。ただし、ファイバー コア内の電力集中度が高いため、非線形効果が発生する可能性があります。最も厄介な現象の 1 つである四光波混合 (FWM) は、ゼロ波長分散の高密度波長分割多重 (CWDM) システムで発生し、許容できないクロストークとチャネル間の干渉を引き起こします。
G.654
G.654仕様は、「カットオフシフト型シングルモード光ファイバおよびケーブルの特性」と題されています。この仕様では、純粋なシリカから作られたより大きなコアサイズを使用することで、1550nm帯において低減衰で同等の長距離性能を実現しています。また、通常、1550nmでは高い波長分散を有しますが、1310nmでの動作は想定されていません。G.654光ファイバは、1500nmから1600nmの間でより高い出力レベルに対応しており、主に長距離海底用途向けに設計されています。
G.655
G.655は、非ゼロ分散シフト光ファイバ（NZDSF）として知られています。増幅器が最も効果的に機能するCバンド（1530～1560 nm）において、制御された小さな波長分散を持ち、G.653光ファイバよりもコア面積が大きくなっています。NZDSF光ファイバは、ゼロ分散波長を1550 nmの動作ウィンドウ外に移動させることで、四光波混合やその他の非線形効果に関連する問題を克服します。NZDSFには、(-D)NZDSFと(+D)NZDSFの2種類があり、それぞれ波長に対して負の勾配と正の勾配を持ちます。次の図は、4種類の主要なシングルモード光ファイバの分散特性を示しています。G.652準拠光ファイバの典型的な波長分散は17ps/nm/kmです。G.655光ファイバは、主にDWDM伝送を使用する長距離システムをサポートするために使用されていました。
G.656
幅広い波長範囲で良好な性能を発揮する光ファイバーに加え、特定の波長で最適に動作するように設計された光ファイバーもあります。例えば、G.656は中分散光ファイバー（MDF）とも呼ばれ、ローカルアクセスおよび長距離伝送用に設計されており、1460 nmおよび1625 nmで良好な性能を発揮します。この種の光ファイバーは、特定の波長範囲でCWDMおよびDWDM伝送を使用する長距離システムをサポートするために開発されました。同時に、都市部におけるCWDMの導入を容易にし、DWDMシステムの光ファイバー容量を増加させます。
G.657
上記の文章から、シングルモード光ファイバーの種類によって用途が異なることがお分かりいただけたかと思います。G.657はG.652と互換性があるため、計画担当者や敷設担当者の中には、これらに遭遇する可能性が高い方もいるでしょう。実際、G657はG.652よりも曲げ半径が大きく、特にFTTH用途に適しています。また、WDMシステムで使用されているG.643は問題を抱えていたため、現在ではほとんど採用されておらず、G.655に取って代わられています。G.654は主に海底用途で使用されています。この記事を読んで、これらのシングルモード光ファイバーについて理解を深め、適切な判断を下せるようになれば幸いです。
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