ネットワークスペシャリスト 2022年 午前2 問02
問題文
長距離の光通信で用いられるマルチモードとシングルモードの光ファイバの伝送特性に関する記述のうち、適切なものはどれか。
選択肢
ア：シングルモードの方が伝送速度は速く、伝送距離も長い。（正解）
イ：シングルモードの方が伝送速度は速いが、伝送距離は短い。
ウ：マルチモードの方が伝送速度は速く、伝送距離も長い。
エ：マルチモードの方が伝送速度は速いが、伝送距離は短い。
長距離の光通信で用いられるマルチモードとシングルモードの光ファイバの伝送特性【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：シングルモード光ファイバは伝送速度が速く、伝送距離も長い特性を持つため長距離通信に適しています。
- 根拠：シングルモードは光のモード分散がほぼなく、信号の歪みが少ないため高速かつ長距離伝送が可能です。
- 差がつくポイント：マルチモードは複数の光モードが伝わるためモード分散が大きく、伝送距離が短く速度も制限される点を理解しましょう。
正解の理由
ア: シングルモードの方が伝送速度は速く、伝送距離も長い。
シングルモード光ファイバはコア径が小さく、光が単一のモードで伝搬するためモード分散がほとんど発生しません。これにより信号の歪みが少なく、高速伝送が可能であり、減衰も少ないため長距離伝送に適しています。マルチモードは複数のモードが異なる速度で伝わるため、モード分散が大きく伝送距離が制限されます。
シングルモード光ファイバはコア径が小さく、光が単一のモードで伝搬するためモード分散がほとんど発生しません。これにより信号の歪みが少なく、高速伝送が可能であり、減衰も少ないため長距離伝送に適しています。マルチモードは複数のモードが異なる速度で伝わるため、モード分散が大きく伝送距離が制限されます。
よくある誤解
マルチモードの方がコア径が大きいため光が多く通るので速度が速いと誤解されがちですが、実際はモード分散により速度と距離が制限されます。
解法ステップ
- 光ファイバの種類（シングルモード・マルチモード）の特徴を確認する。
- シングルモードは単一モード伝搬でモード分散が少ないことを理解する。
- マルチモードは複数モード伝搬でモード分散が大きいことを把握する。
- 伝送速度と距離の関係を整理し、選択肢と照合する。
- 最も適切な選択肢を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- イ: シングルモードは伝送距離も長いため「伝送距離は短い」は誤りです。
- ウ: マルチモードは伝送速度も距離もシングルモードより劣るため誤りです。
- エ: マルチモードは伝送距離が短いのは正しいが、伝送速度はシングルモードより遅いため誤りです。
補足コラム
シングルモード光ファイバはコア径が約8〜10μmで、レーザー光源と組み合わせて長距離・高速通信に使われます。一方、マルチモードはコア径が約50〜62.5μmでLED光源が多く、短距離のLANなどに適しています。モード分散の影響を理解することが重要です。
FAQ
Q: なぜシングルモードは長距離伝送に向いているのですか？
A: 光が単一モードで伝わるためモード分散がほぼなく、信号の歪みや減衰が少ないからです。
A: 光が単一モードで伝わるためモード分散がほぼなく、信号の歪みや減衰が少ないからです。
Q: マルチモード光ファイバはどんな用途に使われますか？
A: 主に短距離のLANやデータセンター内の接続など、コストを抑えつつ比較的短距離での通信に適しています。
A: 主に短距離のLANやデータセンター内の接続など、コストを抑えつつ比較的短距離での通信に適しています。
関連キーワード: 光ファイバ、シングルモード、マルチモード、伝送速度、伝送距離、モード分散
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