光通信とは? わかりやすく解説

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【光通信】(ひかりつうしん)

光を媒体とした通信手段のことを言う。
現代では、主に有線光通信(光ファイバー伝送)のことを言うが、狼煙手旗信号赤外線用いた無線通信リモコン等)もこの範疇である。
光は周波数極めて高い電磁波であるため、指向性高く多く情報持たせることが出来る。逆に、その指向性の高さ故に伝搬経路上の障害物迂回することができず、大気中で使う場合大気吸収散乱される

無線光通信
狼煙
狼煙最古の光通信と呼ばれる。煙(の糞etcなどを焼く)を上げて合図をする。漢(中国)では都と辺境を結ぶ伝送網があり、匈奴との戦で用いられた。現在でも万里の長城には、狼煙台存在する
灯火烽火
そのものによる合図狼煙同様に古くから使われた。
腕木式通信機(セマフォア)
高い塔の上置いた人の上半身見立てたH型アンテナのようなものを回転させ、文字を送るものであるいわゆる超大型の手通信である。10Km程の間隔設置されており、塔を中継して伝送を行う。そのため、遠距離通信維持するための手間はかなりかかるが、当時通信手段としては画期的であり、ヨーロッパ中に張り巡らされた。勿論、かのナポレオン有効活用した。初期の頃軍事用通信であったが、後に民間にも開放された。telegraph:通信 という造語作ったのも開発者(シャップ(仏))である。
Link:シャップの腕木式通信システム http://www.ne.jp/asahi/okuyama/techis/1001/chappe.html
赤外線通信
電気無線通信比べ周波数が高いため、指向性減衰率が高いので以下の特徴を持つ
秘匿性高く干渉少な
データ伝送量が多くすることができる
天気などにより減衰しやすい
受光部と光経路掃除が必要
機器同士向かい合わせる必要がある
屋内では現在、IrDAなどといったLED用いた近距離での安価な通信手段として用いられる屋外では、ビル間など固定した場所で無線伝送として用いられる
さらに、衛星間・衛星-高地地球局伝送手段としても考えられている。大気が無い宇宙では光の減衰率の高さを無視することが出来逆に指向性が高いため装置小型化することが出来ること理由である。

有線光通信
専ら光ファイバーケーブル通信の事を指す。
材質大きく分けてレーザー光源を用いガラスGOF(シングルモードSMFマルチモードMMF)とLED光源用いプラスチックPOFMMFのみ)があり
値段GOF(SMF) > GOF(MMF) > POF (高い順)
性能GOF(SMF) > GOF(MMF) > POF (高い順)
値段性能比例する
ガラス系は長距離高速伝送適するため、基幹伝送網に使用されプラスチック系は安く曲げ衝撃強いた近距離通信高品質無線LAN etc)や照明などに用いられる
研究室レベルでは、1Tbps(≒125Gbyte/s)という伝送速度得られている。

有線電気通信比較して
利点
電磁波によるノイズ影響されず、ノイズ出さない(光に影響を及ぼす電磁波は光であるが、光は遮蔽が簡単)
ケーブル一本あたりのデータ伝送量が大きく長距離伝送が可能(光ファイバーメタルケーブルよりも遥かに周波数が高い領域使用され遥かに損失である。さらにWDMにより、1本のケーブルパラレル伝送が可能である。メタルケーブル高周波数で使用する損失大きくなる。)
小さく軽い
欠点
曲げに弱い(ガラスタイプは特に折れやすく、それでなくても急角度曲げると減衰大きくなりデータ伝送上手くいかなくなる)
・光通信同士接続難しい(銅線のように巻くだけではなく特別な機械器具を必要とする)
電子回路との接続電子回路->(変換)->光ケーブル->(変換)->電子回路
材質自体問題や、上記のことから一本単位では銅線よりも高くなる

これらのことよりスケールメリットが出る大規模用途基幹通信網)やノイズが気になる用途伝送速度欲し用途用いられる

軍事用途としては、近年対戦車ミサイル魚雷伝送ケーブルとして光ファイバー用いられる光ファイバーという軽いケーブルによって有線誘導可能になった。
弾の進行に応じてリールによって引き出されていく光ファイバーケーブルであるため、欠点存在する
・弾も射手動作制約される急激な機動を行うとケーブル切断される
・高いスピード出せないこと(リール速度や光ファーバーケーブルの強度
射程制限光ファイバーケーブル重量
また、他には、航空機では、機内配線フライバイワイヤー変わりフライバイライト用いられることがある。このインターネット自体軍事技術呼べるのならば、基幹通信網、特に海底伝送系は光ファイバーである。


光通信

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/09/03 06:43 UTC 版)

光通信(ひかりつうしん)とは、伝送媒体に光ファイバーを利用した有線通信を行うことである。

特徴

これまで通信用に使われてきた電線(銅線)や電波による通信に比べ、以下の特徴がある。

  • 傍受されにくく、通信の秘密保持が容易である。
  • 電磁誘導ノイズの影響を受けない安定した通信が可能である。
  • レーザー光を使用した場合、高速かつ長距離の伝送が可能である。

用途

  • 音楽ビデオ伝送用:プラスチックSI型光ケーブルとLEDを用いて、400Mbpsで10mの通信が可能で安価なもの。
  • LAN伝送用:プラスチックGI型光ケーブルと半導体レーザーを用いて10Gbpsで100mの通信が可能で安価なもの。ガラスGI型光ケーブルと半導体レーザーを用いて10Gbpsで500mの通信が可能で比較的高価なもの。
  • ノイズの多い工場などでの伝送用:光モデムとガラスGI型光ケーブルと半導体レーザーを利用した10Mbpsで1〜2kmの通信が可能なもの。
  • 長距離回線:ガラスSM型光ケーブルと半導体レーザーを用いて、高速で信頼性の高い通信が可能な高価なもの。

日本での歴史

光通信の網構成

業務向け網の構成の変遷

PDHを利用したデジタル専用線1980年代後半から使用されるようになった。

PDH--Och

SDHを利用した高速専用線やパケット通信1990年代から使用されるようになった。

SONET--STS-0〜STS-192

SDH--STM1〜STM64

フレームリレーATM交換網が1990年代後半から使用されるようになった。

FR Sw--SONET/SDH--Och
ATM Sw--SONET/SDH--Och
ATM Sw--Och

また、IP網間をATMで接続するIP over ATMも1990年代後半から使用されるようになった。

IP--ATM Sw--SONET/SDH--Och
IP--ATM Sw--Och

Multi-Protocol Label Switching対応のルーターを使用し、IPプロトコルでVirtual Private Networkを構成する方式が2000年から開始された。

IP--MPLS Router--SONET/SDH--Och--WDM
IP--MPLS Router--Och--WDM

LAN間をレイヤ2スイッチまたはレイヤ3スイッチで接続するVLANを使用した広域イーサネット2001年からサービス開始された。

Ethernet--L2Sw--Och--WDM
IP--L3Sw--L2Sw--Och--WDM

Generalized Multi-Protocol Label Switchingを利用しIPを光スイッチで接続操作し、光ファイバー波長分割多重(WDM)で伝送する方式が2007年頃の実用化を目指して実験中である。

IP--Ethernet--Och--OSw--WDM

ユーザ網(幹線網)向け網構成

通信系においては、主にユーザ向けに、常時・定額・高速のブロードバンドインターネット接続を実現する。

ユーザ宅向け網構成

光ケーブルの屋内配線(ラスト10メートル)としての導入方法により、数種類に分かれる。

ハイブリッド網構成

なお、FTTxもハイブリッド網構成の一種である。

ラストワンマイルにおける光通信

上述の網構成の他、公衆無線LANサービスや携帯電話PHSサービスなどの移動体通信無線アクセスの足回りとしても光通信回線が使われる。

脚注

関連項目


光通信

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/10/23 05:47 UTC 版)

東北大学電気通信研究所」の記事における「光通信」の解説

光通信の三要素である発光素子(半導体レーザー)、光伝送路(グレーディッドインデックス(GI)型光ファイバー)、受光素子(アバランシェフォトダイオード)は本研究所発明され成果である。 その後光信号デバイス光信号処理方式研究続き2012年に光ナイキストパルスが開発され2020年に1波で15.4Tbps、150信号伝送成功している。

※この「光通信」の解説は、「東北大学電気通信研究所」の解説の一部です。
「光通信」を含む「東北大学電気通信研究所」の記事については、「東北大学電気通信研究所」の概要を参照ください。

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光通信

出典:『Wiktionary』 (2021/08/09 11:34 UTC 版)

発音(?)

ひ↗かりつ↘ーしん

名詞

通信

  1. 光(可視光線近赤外線)を用いた通信。普通、光源としてレーザーを、伝送路として光ファイバー用いる。

「光通信」の例文・使い方・用例・文例

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