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目次概要 概要この文書は、光テクノロジーに関するいくつかの公式や重要な情報を簡潔にまとめたものです。 デシベル（dB）、1 mW を基準とする dB（dBm）、減衰および測定について解説するとともに、光ファイバの概要について説明します。 前提条件要件この文書に関する特別な要件はありません。 使用するコンポーネントこの文書は、特定のソフトウェアやハードウェアのバージョンに限定されるものではありません。 この文書の情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されています。 この文書で使用するすべてのデバイスは、クリアな状態（デフォルト）から設定作業を始めています。 対象のネットワークが実稼動中である場合には、すべてのコマンドによる潜在的な影響について確実に理解しておく必要があります。 表記法文書表記の詳細については、『シスコ テクニカル ティップスの表記法』を参照してください。 デシベルとはデシベル（dB）とは、信号強度の相対的な差異を表すための単位です。 dB は、次のように、2 つの信号のパワー比の対数（底は 10）を使用して表されます。 dB = 10 x Log10 (P1/P2) ここで、Log10 は 10 を底とする対数です。P1 および P2 は比較するパワーです。 注：Log10 は、e を底とする自然対数（Ln または LN）とは異なります。 信号の振幅も dB で表すことができます。 パワーは、信号の振幅の 2 乗に比例します。 したがって、dB は次のように表すことができます。 dB = 20 x Log10 (V1/V2) ここで、V1 および V2 は比較する振幅です。 1 ベル（現在は使用されない単位）= Log10 (P1/P2) 1 デシベル（dB）= 1 ベル / 10 = 10 * Log10 (P1/P2) dBr = dB（relative）= dB = 10 * Log10 (P1/P2) 10 を底とする対数のルール
dB次の表に、パワー比と、その対数から計算される dB（デシベル）との関係を示します。
1 mW を基準とする dB（dBm）dBm = dB mW = 10 x Log10 (mW 単位で表したパワー / 1 mW)
1 W を基準とする dB（dBW）dBW = dB W = 10 x Log10 (W 単位で表したパワー / 1 W)
パワーおよび電圧の利得パワーの利得と電圧の利得の比較表を次に示します。
この情報から、減衰および利得を求める公式が定義できます。 減衰（dB）= 10 x Log10(P in/P out) = 20 x Log10(V in/V out) 利得（dB）= 10 x Log10(P out/P in) = 20 x Log10(V out/V in) 光ファイバの構造光ファイバは、情報を伝達する媒体の一種です。 光ファイバは、石英系のガラスでできており、 コアのまわりをクラッドが覆う構造になっています。 ファイバの中心部分（コア）の屈折率は、N1 で表します。 コアのまわりを覆っているクラッドの屈折率はそれよりも低く、N2 で表します。 クラッドは、光をファイバ コアに閉じ込めておく役割を持っています。ファイバに入射した光は、コアとクラッドの境界面で反射を繰り返しながら、ファイバの中を進んでいきます。 図 1：光ファイバの構造
ファイバのタイプ現在、最も広く製造販売されているのは、シングルモード（SM）ファイバとマルチモード（MM）ファイバです。 図 2 に、この 2 つのファイバを示します。 図 2：SM ファイバと MM ファイバ
波長ファイバに入射される光は少量で、 電磁スペクトル（図 3 を参照）が可視波長（400 nm 〜 700 nm）のものと、近赤外波長（700 nm 〜 1700 nm）のものとに分かれます。 図 3：電磁スペクトル
光ファイバによる通信では、伝送損失が少なくなる特別な 4 種類の波長が使用されます。次の表に、それらの波長を示します。
光パワー光の損失を測定するには、dBm と dB の 2 つの単位を使用します。 dBm は、mW を基準とした実際のパワー レベルを表します。dB（デシベル）は、パワー間の差異を表します。 図 4：光パワーの測定方法
光入力パワーが P1（dBm）で、光出力パワーが P2（dBm）とすると、パワー損失は P1 - P2 dB になります。 入力と出力の間で失われたパワーと dB 値との関係を、次のパワー換算表に示します。
たとえば、ファイバへの直接入射光（LD）の光入力が 0 dBm で、出力パワーが -15 dBm であった場合、ファイバの光損失は次のように計算されます。 Input Output Optical Loss 0dBm - (-15dBm) =15dB パワー換算表を見ると、15 dB の光損失は、96.8 % の光パワー損失に相当します。 つまり、ファイバを伝送される光は、入力光パワーの 3.2 % に過ぎないことがわかります。 挿入損失について光ファイバを相互接続すると、必ず損失が発生します。 コネクタやスプライスによる挿入損失とは、そのデバイスをシステムに挿入したときのパワーの差です。 たとえば、ある長さのファイバを用意して光を入射し、そこを通った光パワーを測定します。 その測定値（P1）を記録します。 次に、ファイバを半分に切断し、2 つの切断点を終端処理して接続し、もう一度光を入射して光パワーを測定します。 その測定値（P2）を記録します。 最初の測定値（P1）と 2 番目の測定値（P2）との差異が、挿入損失になります。つまり、ラインにコネクタを挿入したときの光パワーの損失が、挿入損失です。 これは、次のように求めます。 IL（dB）= 10 Log10 (P2 / P1) 挿入損失については、次の 2 点を理解することが重要です。
パワー バジェットの計算リンクのパワー バジェットを大まかに計算できます。 それには、ファイバ間の接続損失を 0.75 dB とし、ファイバの長さに比例してファイバ損失が発生するものとします。 たとえば、3.5 dB/km の損失特性を持つ 62.5/125 ファイバが 100 m あり、途中に 3 箇所のパッチパネルがあるとすると、次のような計算によって、損失の合計は 2.6 dB と求められます。 ファイバ： 3.5 dB/km = 100 m で 0.35 dB パッチパネル 1 = 0.75 dB パッチパネル 2 = 0.75 dB パッチパネル 3 = 0.75 dB 合計 = 2.6 dB 実際の測定値は、これより低くなるのが普通です。 たとえば、AMP の SC コネクタの挿入損失は、平均 0.3 dB です。 この場合、リンクの損失はわずか 1.4 dB になります。 10 Mbps のイーサネットであっても、155Mbps の ATM であっても、損失は同じです。 ファイバ システムの認証では、Optical time-domain reflectometry（OTDR; 光時間領域反射測定）計測器がよく使われます。 OTDR 計測器は、ファイバに光を入射し、戻ってきた光を検出して、結果をグラフィックに表示します。 OTDR 計測器は、光の戻ってくる時間を測定して、事象への隔たりを割り出します。 表示されたグラフを確認することで、単位長さ当たりの損失を調べたり、スプライスやコネクタの接続状態を評価したり、不具合が起きている地点を特定したりできます。 OTDR 計測器では、特定の地点にズームインして、リンクの一部をクローズアップできます。 リンクの認証や評価は、パワーメータと信号光源があれば実施できる場合が多いものですが、OTDR 計測器を使用すれば、リンク全体の状態の的確な把握と診断が可能になります。 ただし、OTDR 計測器の画面を解釈できるようになるには、より多くのトレーニングとある程度のスキルが必要になります。 Cisco サポート コミュニティ - 特集対話関連情報
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