光通信のデータ型

質問

光通信のデータ型も１か０のデジタル方式なのでしょうか。
そうだとしたら、光がついたときを１、きえたときを０とするのでしょうか。
また、光の波長は可視光なのでしょうか。
光通信とは少し離れますが、波長の短いほどデータが多く送ることができるのはなぜでしょうか。
不思議に感じることばかりですので、どなたか教えてくださらないでしょうか。
よろしくお願いいたします。

回答No.2

tance · ベストアンサー

大雑把に言うと点灯=1, 消灯=0 ですが、厳密には完全に消えないで
暗い=0　と言うのが正解です。

レーザダイオードで変調をする場合は完全に消すと動作が遅くなるなど
の不具合が起きるので、消さないで、暗い/明るい　により"1" と "0"を
表します。LN結晶(LiNbO)などによる変調方式でも同様です。

光の波長は伝送路である光ファイバーの特性に合わせています。
特定の範囲の波長ではファイバー中の損失がとてつもなく少なくなる
ので、その波長を使います。1300nmとか1500nm付近などですので
赤外領域です。

石英のファイバーは特定の波長ではとんでもなく「透明」です。
15km伝送してやっと明るさが半分になるくらいです。普通のガラスで
可視光だと良くて15cmくらいですね。純度の良い水で約4mです。
もし海が石英でできていて1500nmくらいの波長を見ることができたら
日本海溝の底から反射してきた光が海面に戻ってくるときに、強度が
半分弱くらいにしかならない計算です。

波長が短いほどデータを多く送れるということは、現在の技術レベル
では、ないと思います。将来100テラビット/secなどというスピードに
なったらあるかもしれません。

現在最も速い伝送速度は40Gbpsですが、これでも1ビットの間に光は
5000回も振動しています。光の波長が長くて2000回しか振動して
いなくても、逆に波長が短くて10000回振動しても、伝送速度に
くらべて「十分速い」ということには変わりありませんので、今の
伝送速度では波長の長短はあまり関係ない、と言えます。

DVDなどに記録するときは波長がものを言います。短い波長は小さい
光のスポットを作れるので記録情報を小さい場所に記録することができ
結果として記録密度が上がります。

光は、どんな高性能のレンズをつかってもある程度以下のサイズに
絞ることができません。これは光が波動の面を持っているので干渉と
いう現象から逃れられず、波長に比例したサイズが理論最小スポット径
となります。このあたりはなかなか直感的には理解しにくいのですが、
興味があれば「エアリーディスク」というワードで検索してみて
ください。

お礼

tance様
ていねいなご回答感謝いたします。
＞石英のファイバーは特定の波長ではとんでもなく「透明」です。
＞15km伝送してやっと明るさが半分になるくらいです。
など、驚くことばかりで大変勉強になりました。
じっくり読まないと知識のない私には理解しにくい部分もありますので、よく読ませていただきたいと思います。
ありがとうございます。

回答No.1

ymmasayan

>　光通信のデータ型も１か０のデジタル方式なのでしょうか。
光通信はほとんどデジタルですがアナログも無いわけではありません。
胃カメラなんかは沢山の光ファイバーでアナログ(光そのもの)を送って外のカメラで写真にしています。
テレビ信号なんかも近距離ならアナログで送れます。

>　そうだとしたら、光がついたときを１、きえたときを０とするのでしょうか。
基本はそうですが、それだけではもったいないので２５６レベルの明るさを使って８ビット一緒に送ったり
沢山の波長を同時に使ってものすごい情報量を同時に送ったりしています。
また、０→１、１→０に変化したときを１と約束する送り方などもあります。

>　また、光の波長は可視光なのでしょうか。
可視光はほとんど使われていません。
光ファイバーの減衰が少ない赤外線領域の８５０ｎｍか１３００ｎｍが多いです。
最近は１３００が主流です。

>　光通信とは少し離れますが、波長の短いほどデータが多く送ることができるのはなぜでしょうか。
波長が短いということは周波数が高いということです。
周波数が高いということは「いじくりしろ」が多いということです。
波の一つ一つをいじれる(高さや遅れ進み)としたら周波数が高い方がいいですね。
周波数が高い方が情報が沢山乗せられます。
情報を乗せると言うのはつまり波をいじくることなのです。

お礼

ymmasayan様
素人にも分るていねいなご説明感謝いたします。
＞光通信はほとんどデジタルですがアナログも無いわけではありませ
＞ん。胃カメラなんかは沢山の光ファイバーでアナログ(光そのもの)を＞送って外のカメラで写真にしています。
そうなのですか。初めて知りました。
＞周波数が高いということは「いじくりしろ」が多いということです。
このご説明で、イメージとして理解することができました。
ありがとうございました。