2016/06/07)伝送路の特性インピーダンスが変化する点では、信号波が折り返す反射現象が生ずる。このとき、一般に、進行してきた信号波は入射波、進行方向とは反対の方向へ戻っていく波は反射波、反射点で反射せず進む波は(答え)といわれ、反射の大きさは特性インピーダンスの変化の大きさに依存する。日本語クイズの回答選択肢:指定するTweet1伝送路の特性インピーダンスが変化する点では、信号波が折り返す反射現象が生ずる。このとき、一般に、進行してきた信号波は入射波、進行方向とは反対の方向へ戻っていく波は反射波、反射点で反射せず進む波は(答え)といわれ、反射の大きさは特性インピーダンスの変化の大きさに依存する。2反射の大きさを表す指標として反射係数が用いられ、図に示すような特性インピーダンスZ0の一様線路をインピーダンスZ1で終端した場合、接続点における電圧反射係数の値は(答え)となる。補足(例文と訳など)答え0.2誤答選択肢0.40.60.80.5解説3反射の大きさを表す指標として反射係数が用いられ、図に示すような特性インピーダンスZ0の一様線路をインピーダンスZ1で終端した場合、接続点における電圧反射係数の値は0.2となる。図において、接続点が開放されている場合、終端のインピーダンスは(答え)と考えられる。ゼロ0.40.60.8解説4反射の大きさを表す指標として反射係数が用いられ、図に示すような特性インピーダンスZ0の一様線路をインピーダンスZ1で終端した場合、接続点における電圧反射係数の値は0.2となる。図において、接続点が開放されている場合、終端のインピーダンスは無限大と考えられる。したがって、終端開放時の入射電圧は(答え)ほとんどすべて入射される。特性インピーダンスの異なる線路を接続した複合線路でも、同様に、接続点で反射が生ずることから、実際の線路においては、できるだけ特性インピーダンスを均一にすることにより、反射損失を抑えることが重要である。基本雑音は、入力信号の有無に関係のない雑音で、増幅器や変調器などの能動回路で発生し、熱雑音、ショット雑音、1/f雑音などがある。基本雑音は、一般に、入力信号レベルの低いところで問題となる。雷、電気鉄道などの強電流施設から静電的又は電磁的結合により通信路に侵入する雑音は流合雑音といわれ、放送波などが架空ケーブルなどを介して侵入する雑音は過負荷雑音といわれる。非直線ひずみは、増幅器や変調器の入力と出力が比例関係にないために生ずるひずみであり、波形ひずみの原因となる。非直線ひずみには、入力信号の整数倍の周波数成分を持つ高調波ひずみ、複数の入力信号の組合せによる相互変調ひずみなどがある。伝送系の減衰量が周波数に対して一定でないために生ずるひずみは、減衰ひずみといわれる。音声回線において、特定の周波数で減衰量が特に少ないと、その周波数において鳴音が発生しやすくなる。静電結合による漏話は被誘導回線の特性インピーダンスに比例し、電磁結合による漏話は誘導回線の特性インピーダンスに反比例する。平衡対ケーブルの場合、一般に、誘導回線と被誘導回線の特性インピーダンスは等しいので、特性インピーダンスが高くなる低周波では静電結合による漏話が支配的であるが、特性インピーダンスが低くなる高周波では電磁結合による漏話も考慮する必要がある。漏話減衰量は、誘導回線の送端電力と、被誘導回線の漏話電力(漏話量)の比の対数で表され、漏話電力が大きいほど漏話減衰量は大きく、漏話電力が小さいほど漏話減衰量は小さい。光ファイバに異種又は同種の希土類イオンが高濃度に添加されている場合、希土類イオン間でエネルギー移動が起こることがあり、濃度消光や増感作用の原因となる。EDFのコア径及び素線径は、伝送用光ファイバと同じであるが、クラッド径は増幅性能を向上させるため、一般に、伝送用光ファイバより細くなっている。EDFのコアには、増幅動作のためのエルビウムと屈折率プロファイル形成用のアルミニウムのほか、波長特性平坦化のためのゲルマニウムが添加されているものがある。EDFの利得係数はエルビウムの添加濃度を高めることで大きくできるが、高濃度になるとラマン効果により波長分散が大きくなるため、高濃度化には限界がある。光ファイバで伝搬可能なモード数を構造パラメータから求めるには、規格化周波数Vが用いられ、空気中の光の波長をλ、コアの半径をa、コアの屈折率をn1、クラッドの屈折率をn2とすると、V=(2πa/λ)×√(n1^2-n2^2)で表すことができる。SI型光ファイバにおいて、コアとクラッドの境界面を反射しながら進む光波が光ファイバの伝搬モードになるためには、コアの中心軸に直交する方向の位相変化量が、光波の一往復に伴って1/2πの整数倍になる必要がある。SM光ファイバにおけ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)が最大値の1/√eとなる直径をいう。e自然対数の底とする。補足(例文と訳など)答えAのみ正しい誤答選択肢Bのみ正しいCのみ正しいA、B、Cいずれも正しいA、B、Cいずれも正しくない解説11発光源から出射された光は回折現象により広がることから、細い光ファイバのコアに入射させるためには、レンズなどを用いて集光する工夫がなされている。図において、光ファイバに入射した光がコア内をクラッドの境界で全反射して伝搬するためには、コアからクラッドへの光の入射角をφcより大きくする必要があり、このときの入射角φcは(答え)といわれる。12空気、コア及びクラッドの屈折率をそれぞれn0、n1及びn2とし、最大受光角をθmax、コアに入射した光とコアとクラッドの境界面とのなす角度をθcとするとき、θmaxとθcとの間には、スネルの法則により(答え)が成り立つ。補足(例文と訳など)答えn0sinθmax=n1sinθc誤答選択肢n0cosθmax=n1sinθcn0cosθmax=n1cosθcn0sinθmax=n1cosθcn0sinθmax=n1tanθc解説13sinθmaxは(答え)といわれ、n0=1及びn1≒n2とすれば、sinθmax≒n1√2⊿となる。ここで、⊿はコアとクラッドの比屈折率差であり、(n1-n2)/n1で表される。コアが受け入れられる光の量は、コア径と(答え)の大きさで決まり、これらが大きいほど発光源と光ファイバとの結合効率が良くなる。集光に用いられるレンズは、一般に、発光源からのビーム径と光ファイバの(答え)により決定される。解説14sinθmaxは開口数といわれ、n0=1及びn1≒n2とすれば、sinθmax≒n1√2⊿となる。ここで、⊿はコアとクラッドの比屈折率差であり、(答え)で表される。コアが受け入れられる光の量は、コア径と開口数の大きさで決まり、これらが大きいほど発光源と光ファイバとの結合効率が良くなる。集光に用いられるレンズは、一般に、発光源からのビーム径と光ファイバの開口数により決定される。ベースバンド周波数特性は、光ファイバがどこまで高い周波数の変調光信号を伝搬できるかを示すものであり、入射光信号と出射光信号の位相の差で表され、一般に、変調周波数が高くなるほど、また、距離が長くなるほど、周波数チャーピングの影響により光信号波形は劣化する。