波長

波長とは光波の周期的特性を指し、通常はナノメートル（nm）単位で測定されます。光波の波長は、光の色と光ファイバー通信における伝搬特性を決定します。光モジュールはデータ伝送に波長を使用します。異なる波長の光信号を同じ光ファイバー内で同時に伝送できます。この技術は波長分割多重（WDM）と呼ばれます。波長（λ）とは、光波が空間内を伝搬する距離であり、通常は山から山、または谷から谷までの距離として表されます。光モジュールでは、波長が信号の伝搬速度、損失、帯域幅、その他の特性に直接影響します。

光モジュールで一般的に使用される波長の紹介

光通信では、特定の用途や技術に応じて、一般的に950nm、1310nm、1550nmといういくつかの代表的な波長があります。

850nmは主に短距離用途に使用され、マルチモード光ファイバーを通じて伝送されます。たとえば、ローカルエリアネットワークやデータセンターでは、850nmの波長がよく使用され、通常はVCSEL技術とともに、光信号伝送に用いられます。

1310nmは通常、中距離および長距離伝送に使用され、マルチモード光ファイバーとシングルモード光ファイバーを使用できます。マルチモード光ファイバーでは、主に短距離伝送に使用され、マルチモード光ファイバーと組み合わせて使用されます。シングルモード光ファイバーでは、主に中距離伝送に使用され、シングルモード光ファイバーと組み合わせて使用されます。

1550nmは長距離伝送で最も一般的な波長で、通常はDFBまたはDRBとともに使用されます。一般に、メトロポリタンエリアネットワークや海底光ファイバーシステムなどの用途で使用されます。

上記の3つは一般的な波長です。もちろん、特定の技術や用途では、より狭い波長やカスタム波長が使用されます。すべては、伝送距離、使用する機器、互換性、光ファイバーシステムなどの要因によって決まります。

なぜこれらの波長なのか

まず、光ファイバーの減衰特性により、光ファイバーの種類によって各波長での減衰レベルが異なります。そのため、波長を選択する際は、光ファイバーの低損失ウィンドウ内で減衰が最も小さい波長を選ぶ必要があります。例えば、1310nmと1550nmの2つの波長は低損失領域と一致するため、長距離伝送により適しています。

次に、伝送距離が長くなると、光ファイバーの分散効果と非線形性により、波長ごとに信号の減衰度合いが異なります。1310nmと1550nmは分散の影響を受けにくいため、より長距離の伝送が可能です。850nmは短距離伝送により適しています。

業界では、一部の波長が国際電気通信連合（ITU）などの標準化団体や規制当局によって標準化され、広く採用されています。これにより、異なるシステム間の相互運用性と互換性が確保されます。

そして、これらの帯域は長年にわたって使用されており、技術がかなり成熟し、性能も信頼性が高いため、大規模な用途に使用できます。これは、長い年月をかけて定着した人々の習慣でもあります。近年では、ほかの異なる波長のモジュールも使用されていますが、現時点ではこの3つの波長が最も広く使用されています。

各波長の利点

850nm

850nm波長は他の2つの波長よりもコストが低く、成熟したVCSELレーザーを使用しているため、大規模展開により適しています。また、短距離での高速伝送に対応し、減衰も少ないため、幅広い用途に使用されています。

1310nm

1310nmは分散が小さいため、10キロメートル以内で良好な信号品質を維持でき、短距離から中距離の接続に適しており、850nmでは長距離伝送ができないという欠点を補います。

1550nm

1550nmの波長は長距離伝送により適しています。その信号減衰特性と小さい分散により、数十キロメートルにわたる高品質な信号伝送に対応できます。また、1550nmは波長分割多重技術にも対応しており、1本の光ファイバーで複数の光信号を伝送できるため、光の利用率が大幅に向上します。

結論

850nm、1310nm、1550nmの3つの波長は、それぞれ異なる用途や伝送距離に適しているため、光ファイバー通信で広く使用されています。850nmは短距離かつ高帯域幅が求められる用途に適しており、1310nmは中距離伝送と良好な信号品質を兼ね備え、1550nmは長距離伝送と波長分割多重化に最適です。これらの波長を選択できることで、光ファイバー通信ネットワークの構築と最適化に柔軟性と効率性がもたらされます。