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光ファイバーケーブルとは|SMF・MMFの違いとコネクタ・取り扱い

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この記事の要点
  • 光ファイバーケーブルはガラスやプラスチックの細い繊維(ファイバ)の中を光信号で通信するケーブル
  • 銅線ケーブルに比べて高速・長距離・電磁ノイズに強いのが特徴
  • 主にシングルモード(SMF)マルチモード(MMF)の 2 種類に大別される
  • コネクタは SC / LC / ST / MPO などがあり、機器と用途で使い分ける
  • 急角度で曲げない、断面を汚さない、抜き差し時に光源を見ないなどの取り扱い注意がある

光ファイバーケーブルとは

光ファイバーケーブルは、ガラスやプラスチックでできた非常に細い繊維(ファイバ)の中を光信号で通信するケーブルです。家庭の光回線、データセンター内の高速バックボーン、海底ケーブルまで幅広く使われています。

銅線(メタル)ケーブルと比較して桁違いに高速・長距離通信が可能で、電磁ノイズの影響も受けないため、現代の通信インフラの主役です。

銅線ケーブルとの違い

項目光ファイバー銅線(UTP など)
信号光(赤外線)電気
速度数 Gbps 〜 数 Tbps数 Mbps 〜 10 Gbps(Cat6A 以上)
距離数 km 〜 数十 km(増幅不要)最大 100m
電磁ノイズ影響を受けない受ける
盗聴のしにくさ非常に困難銅線より容易
コスト高め(特に終端工事)安い
取り扱い曲げ・汚れに弱い比較的丈夫

構造

光ファイバは中心から外側に向けて層構造になっています。

役割
コア(Core)光が通る中心部分(直径 9μm or 50/62.5μm)
クラッド(Cladding)コアの周囲を覆い、光を内部に閉じ込める(全反射)
被覆(Coating)クラッドを保護する樹脂層
テンションメンバ / 外被ケーブル全体を保護する外装

コアとクラッドの屈折率の差で全反射が起き、光が遠くまで減衰せず届きます。

シングルモード(SMF)とマルチモード(MMF)

項目シングルモード(SMF)マルチモード(MMF)
コア径約 9μm(細い)50μm / 62.5μm
光源レーザー(1310nm / 1550nm)LED / VCSEL(850nm / 1300nm)
距離数 km 〜 100km 以上数百 m 程度
速度非常に高速 / 長距離安定短距離なら高速
コスト光モジュールが高い光モジュールが安い
用途WAN / 通信キャリア / 海底ケーブルデータセンター内 / LAN
外被色(慣例)黄色水色(OM3) / 紫(OM4) / 緑(OM5)

マルチモードの規格(OM1〜OM5)

規格コア径外被色(慣例)用途
OM162.5μm古いネットワーク(1Gbps / 短距離)
OM250μm1Gbps 中距離
OM350μm水色(アクア)10Gbps 〜 100m / 40Gbps 〜 100m
OM450μm水色 / 紫10Gbps 〜 400m / 40Gbps 〜 150m
OM550μm緑(ライム)WDM 対応で 100Gbps 以上

主なコネクタの種類

コネクタ特徴主な用途
SC角型・プッシュプル方式古い装置 / ONU / 通信キャリア機器
LCSC の半分サイズ・ラッチ方式最新の SFP モジュール(最も普及)
ST丸型・バヨネット方式古い LAN 機器
FCネジ式・振動に強い計測機器 / 一部の通信機器
MPO / MTP多芯(12 / 24 芯)一括40G / 100G / データセンター

研磨タイプ

コネクタの先端は研磨方法によって反射特性が異なります。

研磨記号色特徴
PC平面研磨
UPC超平面研磨。一般的
APC斜め研磨。反射が極小で映像系 / 高品質回線で使用

UPC と APC を間違えてつなぐとコネクタを損傷するので、必ず色(青 / 緑)で見分けて使います。

用途別の選び方

用途推奨
家庭の光回線SMF + SC(ONU 標準)
データセンター内 ToR ↔ サーバMMF (OM3/OM4) + LC、10G/25G SFP+
データセンター ToR ↔ スパインMMF MPO 40G/100G または SMF
キャンパス LAN 棟間SMF 数 km
WAN / 都市間SMF + DWDM

取り扱い上の注意

  • 急角度で曲げない — 半径 30mm 以下で曲げると損失や折損のリスク
  • 断面を汚さない — 指で触れたり埃を付けると通信不能。専用クリーナーで清掃
  • 抜き差し時に光源を直視しない — 不可視の赤外線レーザーで網膜損傷の恐れ
  • 引っ張らない — 銅線より引張強度が低い。プルアウトに注意
  • 余長は緩く巻く — 結束バンドで強く締めない
  • 未使用ポートはキャップを — 埃の侵入を防ぐ

よく使うアクセサリ

アクセサリ用途
SFP / SFP+ / QSFP モジュールスイッチに挿す光トランシーバ
パッチパネル / ODF光ファイバの集約と取り回し
光カプラ / アダプタ2 本の光ファイバを接続
OTDR / 光パワーメータ断線・損失測定
融着接続機光ファイバ同士を溶融接続

FAQ

Q: SMF と MMF を混在できる?
A: 物理的につながらないわけではないですが、光モジュールも合わせる必要があります。互換性は規格で厳密に決まっているため、データセンターでは「全 OM4」「全 SMF」のように統一する設計が多い。

Q: 自分で曲げて配線できる?
A: 直線部分なら可能ですが、終端工事(コネクタの取り付け)は専用工具と技術が必要です。一般的には完成品ケーブルを購入するか業者に依頼。

Q: 銅線と比べてコストはどれくらい違う?
A: 完成品ケーブル自体は同等〜やや高い程度ですが、光モジュール(SFP+ など)が銅 RJ45 ポートより高価。長距離・高速になるほど光が有利。

Q: 折れたら復旧できる?
A: 融着接続機があれば修復可能。データセンターや通信キャリアは備えていますが、家庭・小規模オフィスではケーブル交換が現実的。

関連

  • ケーブルの種類 — 親カテゴリ
  • ツイストペアケーブル / 同軸ケーブル — 銅線系
  • SFP / SFP+ / QSFP — 光トランシーバ
  • SC / LC / MPO — コネクタ規格
  • WDM / DWDM — 波長多重
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