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Q & A
2004.1.24
Q 光ファイバーにした方が通信がはやくなるといいますが、本当でしょうか。
 A:
 金属線(銅線,導線,メタル)よりも光ファイバーによる光通信の方が“速い”という根強い誤解がありますが、そうではありません。光ファイバーは一般に銅線に比べて大容量かもしれませんが、本質的に伝達速度を速くするものではありません。

 そういう意味では、自動車とトラックにたとえると良いかもしれません。トウモロコシ10トンを1台の自動車で運ぶには何十往復もしなければならず時間がかかりますが、2トントラックなら5往復ですみ、“早く”運び終えることができます。同じように、転送したいデータの容量が多くても光ファイバーなら短い時間で済み、銅線なら長い時間がかかります。

 従って、光ファイバーの通信は「大容量である」と表現するべきもので、「速い」と表現するべきものではありません。

 電気が伝わるスピードと光が伝わるスピードは同じです。1秒間に地球を7周半できるという、あれです。ですから、電気で通信しても光で通信しても、ある信号が宛先に到着するスピードは、秒速30万キロなのです。

 しかし、光ファイバーは理論的に秒速30万キロで情報を伝達できるものではありません。それは、光ファイバーの仕組みに秘密があります。光ファイバーは、内側が鏡のように反射できる管にたとえることができます。図のようにして、曲がりくねったファイバーの中を、本来は直進する光線が反射を繰り返して先へと進んでいくのです。



 光と電気の伝わるスピードは一緒ですが、100m光ファイバーの中を光線が伝わるとき、光線は100mよりも長い距離を行くことになります。ですから、信号が相手先に伝わるまでの「時間」で言っても、光ファイバーよりは銅線の方が“早い”ことになります。

 一秒間に何回の信号を通せるか、という意味において、光ファイバーは銅線に勝っていることになります。したがって、光ファイバーは「早く」もなければ「速く」もなくて、「大容量である」というに過ぎないのです。メタファーを好むなら、「太い」という表現が最も的確でしょう。

制作者は、ここに書かれた内容の正しさを保証しません。不完全または誤った分析・思い込み・フィクション・ユーモアなどで書かれたものもあります。
さんのコメント:
NTTの「光ファイバー」切り替えで騙されないように注意するべし No.13
ちょっとだけ さんのコメント:
伝送方式の違いなど細かいところはおいておいて,真空中での電磁波の伝搬速度は地球を・・・となりますが,媒質中では伝搬速度が遅くなります.媒質の誘電率の違いによって決まります.電気も光も同じ速度という表現は正しくないと思います.

速度を式で表すと
V = c0 /√(ε0*εs*μ0*μs)
となります.c0は真空中での光速,ε0,μ0は真空中の誘電率と透磁率で,εsとμsは媒質中の比誘電率と比透磁率です.真空中ではεsとμsは1ですので電磁波の速度は光速とひとしくなりますが,実際の媒質中では媒質定数(比誘電率と比透磁率)によって変化します.

またシャノンによれば通信容量CはC=B*log(1+S/N)で決定され,Bは帯域,S/NはSN比です.通信方式や変調方式によらずCは決まります(量子通信はちがうかも).大容量通信を行うには帯域Bを大きくするかSN比をよくする必要があります.Bを大きくするには高周波での通信が必要です.そのためには高周波信号の減数を小さくすることが必要となります.メタルの場合は高周波での損失が大きくいため,限界がありますが,光ファイバでは高周波での減衰が小さく,Bを大きくすることができます.だから光ファイバでの通信がメタルの通信よりもより多くの情報を伝送できるのです.

細かいことかとは思いますし,ご存知の上,フィクションで書かれているようにもおもいますのでよけいなこととは思いますが,コメントいたしました.
No.12
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