通信線路H21-2Q3(2)(ⅰ)

[光ファイバケーブルの基本構造など]

①　光ファイバケーブルの抗張力体の材料には、鋼線、FRPなどが用いられており、鋼線は、FRPと比較して、ヤング率が大きい（正しい）。

・光ファイバケーブルの抗張力体の材料=テンションメンバ

・FRPとは繊維強化プラスチックのことをいい、ユニットバスなどに用いられる。

・ヤング率とは硬さの値を表す指標のことをいう。→鋼のほうが確かに硬そう。

②光ファイバケーブルは、外力や水などに対する伝送特性の安定、ケーブルの布設や接続の作業の行いやすさ、設備管理のしやすさ、浸水防止などの保守の行いやすさなどの機能を考慮したデザインにする必要がある（正しい）。

③光ファイバケーブルの構造において、ユニットスロット型は、テープ心線をあらかじめ成型した溝型のスロット内に収容することで高密度の実装が可能となる構造となっている。

・ユニット型光ファイバケーブル（以下の画像）は、複数のテープ心線をユニットとして、テンションメンバの周りに配置したもの。

④WBケーブルでは、ケーブル内部に吸水材を含んだWBテープが入れられており、ケーブル外被の損傷などにより生じた浸水が、ケーブル内部に広がることを防止する構造となっている（正しい）。

・WB(water blocking)

通信線路H21-2Q1(2)(ⅲ)

[伝送線路の減衰特性]
①　導体中を流れる電流は、その周波数が高くなると導体内を一様に流れるのではなく、導体表面に集中し、電流密度は、表面から深くなるに従って指数関数的に減衰する。この現象は、表皮効果といわれる（正しい）。

②　導体の抵抗は、近接効果などのため高周波になるほど増大し、また、漏れコンダクタンスも誘電体損失のため高周波になるほど増大する。これらにより、一般に、減衰定数は周波数の２１/２乗(ルート)に比例して増大する。

③　減衰定数を小さくするためには、抵抗と漏れコンダクタンスを小さくすることが必要であり、そのためには、導体径を大きくすること、絶縁物の誘導体損失を大きく小さくすることが有効である。
　・漏れコンダクタンスG=ωCtanδであり、誘導正接tanδは、誘電体での損失割合を示す。よって、漏れコンダクタンスGは、誘導正接tanδに比例する。

④線路における減衰量が最小になる無ひずみ条件は、RC=GLであるが、実際の伝送線路においては、RC<GLであるので、Cを大きくするかLを小さくすると減衰量は減少する。ただし、Rは抵抗、Cは静電容量、Gはコンダクタンス、Lはインダクタンスを示す。
　・線路における減衰量が最小（ゼロ）になる条件は、R=Gである。
　（覚え方）
　お笑い芸人のRGは面白くない。だから、R=Gにして、お笑いの減衰量を最小にする必要がある。

通信線路H21-2Q2(2)(ⅲ)

[光ファイバの損失要因]
①　ガラス材料が持つ固有の吸収損失である紫外吸収は、波長0.1[μm]近くに損失ピークを持ち、赤外吸収は、0.94[μm]、1.24[μm]及び1.38[μm]10[μm]付近に損失ピークを持つ。また、不純物による吸収損失としては、水酸イオン(OH-)によるものがあり、その損失ピークは、0.94[μm]、1.24[μm]及び1.38[μm]10[μm]付近にある。

②光ファイバの材料固有の損失であるレイリー散乱損失は、融解状態のガラス材料が熱的な揺らぎを残したまま固化することにより生ずる屈折率の揺らぎに起因するものであり、レイリー散乱損失の大きさは波長の４乗に反比例する（正解）。

③構造の不均一性による散乱損失とは、クラッドと被膜コアとの境界面に存在する微小な揺らぎ、すなわち凹凸に起因する損失であり、理想的に真円でかつ長手方向に均一な完全に円筒状のクラッドが形成できないことにより生ずる損失である。

④マイクロベンディングロスは、光ファイバの側方からの不均一な応力による光ファイバ軸の微小で不規則な曲がりによって生ずる損失であり、光ファイバの軸方向の収縮による座屈でも発生するでは発生しない。
　なお、座屈とは、たわみのことをいう。
　光ファイバがたわんでも、曲がりが生ずるため、やはり、マイクロベンディングロスが生じる。

通信線路H21-2問2(2)(ⅱ)

[光ファイバの構造パラメータ]
A　マルチモード光ファイバの特性を表す基本的なパラーメータである遮断波長は、マルチシングルモードとなるための最小限の波長をいう。

B　シングルモード光ファイバの構造を決定するパラメータの一つである、モードフィールド径は、光強度分布がガウス型で近似できるとき、光強度（光パワー）が最大値に対して1/e^2になるところの直径をいう。

C　マルチモード光ファイバの構造を決定する要因の一つである屈折率分布には、SI形とGI形がある。SI形はGI形GI形はSI形と比較して、各モード間の伝搬時間差を出来るだけ小さくするために開発されたマルチモード光ファイバである。

テープ心線とは

複数の光ファイバーをテープ状にまとめた「テープ心線」。

通信線路H21-2問２(2)(ⅰ)

[光ファイバの導波原理、誘電体材料]
　①光ファイバは、コアといわれる中心部と、これを同心円状に取り囲むクラッドといわれる部分から構成されており、コアの屈折率は、クラッドの屈折率と比較して、大きく設計されている。

　②クラッドに相当する部分に多数の空孔を周期的に配列したホトニック結晶光ファイバは、分散特性を柔軟に制御可能、曲げ損失が小さい、モードフィールド径の大きさの制御が容易などの特性を有している。

　③石英系光ファイバには、主成分として純粋な石英、屈折率を変化させるためのドーパントとしてゲルマニウム、ホウ素、フッ素などが用いられている。

　④プラスチック光ファイバの材料としては、クラッドとして0.6から0.8[μm]付近の比較的短い波長域で用いられるフッ素系樹脂、コアとして、0.8から1.3[μm]の波長域で用いられるアクリル系樹脂などがある用いられる。
　つまり、
　　　コア：アクリル系
　　　クラッド：フッ素系
　

通信線路H21-2問２(2)(ⅰ)

[光ファイバの導波原理、誘電体材料]
　①光ファイバは、コアといわれる中心部と、これを同心円状に取り囲むクラッドといわれる部分から構成されており、コアの屈折率は、クラッドの屈折率と比較して、大きく設計されている。

　②クラッドに相当する部分に多数の空孔を周期的に配列したホトニック結晶光ファイバは、分散特性を柔軟に制御可能、曲げ損失が小さい、モードフィールド径の大きさの制御が容易などの特性を有している。

　③石英系光ファイバには、主成分として純粋な石英、屈折率を変化させるためのドーパントとしてゲルマニウム、ホウ素、フッ素などが用いられている。

　④プラスチック光ファイバの材料としては、クラッドとして0.6から0.8[μm]付近の比較的短い波長域で用いられるフッ素系樹脂、コアとして、0.8から1.3[μm]の波長域で用いられるアクリル系樹脂などがある用いられる。
　つまり、
　　　コア：アクリル系
　　　クラッド：フッ素系