光ファイバーケーブルの接続方法など基礎知識を紹介
※この記事は製品や技術にまつわるお役立ち情報＝豆知識を意図しておりますことから、弊社製品以外の製品や市場一般に関する内容を含んでいることがあります
光ファイバーの主な接続方法は3つあり、それぞれにメリット・デメリットがあります。
接続時はもちろん、接続後の注意点も異なりますので、それぞれの特徴をよく理解し、自分に合った接続方法を選びましょう。
今回は光ファイバーの接続方法と、損失発生のメカニズム、光ファイバーを接続する際の注意点をわかりやすくまとめました。
光ファイバーケーブルの接続方法の種類
光ファイバーの接続方法は、大きく分けて「永久接続方法」と「コネクタ接続法」の2つがあります。
永久接続方法とは、1度接続すると着脱が不可能な方法ですが、接続の仕方によってさらに「融着接続」と「メカニカルスプライス接続」の2つに分かれています。
ここでは、光ファイバーの主な接続方法を3つご紹介します。
1. 融着接続
ガラス製の光ファイバーの先端部を熱して融解し、2本の光ファイバー同士を接着させる方法です。
融着接続は、接続の仕方によって「コア調心方式」と「固定V溝調心方式」の2つに分かれており、前者は顕微鏡を使ってコアの中心軸が一致するよう位置決めを行ってから、接続します。
一方の固定V溝調進方式は、固定V溝と呼ばれる高精度なV溝に光ファイバーを並べ、溶融させたときに発生する表面張力を利用して融着する方法です。
テープ心線など、主に多心を一括接続する際に用いられる方法で、技術の進歩により高精度の位置決め・融着できます。
融着接続はほかの方法に比べて接続損失が小さいこと、テープ心線をまとめて接続できる点で優れています。
融着接続機の性能によっては自動で融着し、接続損失をチェックしてくれるものもあるため、接続の精度を高めたい場合におすすめです。
ただ、融着接続機は高価で、定期的なメンテナンスや充電を行う必要があります。
2. メカニカルスプライス接続（メカスプ接続）
メカニカルスプライス素子と呼ばれる専用の接続部品を使用して、接続する方法です。
口出しした光ファイバーをメカニカルスプライス素子に挿入し、2本の光ファイバー同士を突き当ててから、押さえ部材によって固定します。
電源を必要としないため、融着接続よりも短時間で作業できるところが特徴です。
ただ、接続損失は融着接続よりも大きく、不具合が出る可能性があります。
3. コネクタ接続法
専用コネクタを使用して接続する方法です。
1度接続すると着脱できない永久接続方法とは異なり、コネクタのロックを外せば容易に光ファイバー同士を着脱させられます。
コネクタの先端は自由に選択することが可能で、機器に直接接続できるのもほかの方法にはないメリットです。
一方、着脱する際にほこりや指紋が付着しやすいため、クリーナーを使用してお手入れする必要があります。
また、コネクタにはオス・メスの2種類があり、両方ともオスの場合は、どちらか一方の先端に変換アダプタを装着しなければなりません。
接続損失は融着接続より大きめですが、コネクタの接合損失（結合損失）はコネクタや光ファイバーの種類によって異なります。
光ファイバーの接続損失が発生する4つの原因
光ファイバーを接続するときは、2本の光ファイバーのコア部分をきちんと対向させる必要があります。
位置決めを誤ると、光ファイバーの接続損失が発生し、安定して光を伝送できなくなります。
光ファイバーの接続損失は主に以下のような4つのケースで発生するため、接続時には十分な注意を払いましょう。
1. 軸のずれ
光ファイバー同士の光軸がずれると、接続損失が発生する原因となります。
軸ずれの大きさの二乗に0.2を乗じた値が、汎用シングルモードファイバーの接続損失です。
2. 角度のずれ
光ファイバーを接続する際、光軸の角度がずれると接続損失が発生します。
一方で光ファイバーを切断する際は、断面に角度がつきすぎると融着接続する際の光ファイバーの傾きが大きくなるので要注意です。
3. すき間
光ファイバー同士の先端がしっかり突き合わず、すき間が生じると、接続損失の原因となります。メカスプ接続などで起こりやすい接続損失です。
4. 反射
光ファイバーの先端にすき間があると、光ファイバーと空気の屈折率の違いによって反射が起こり、接続損失が発生します。損失量は、最大0.6dBほどとされています。
光ファイバー接続時の注意点
光ファイバーの接続でとくに注意したいポイントを3つご紹介します。
1. 保護スリーブを忘れずに挿入する
融着接続では露出するファイバーを保護するため、保護スリーブを挿入します。
スリーブを挿入する側の光ファイバー被膜は、あらかじめアルコールを含ませたガーゼで清掃し、ゴミが入らないよう注意しましょう。
保護スリーブは後から挿入することができないため、最初の段階で挿入するのが基本です。
2. 切断した光ファイバーの取り扱いに注意
光ファイバーを切断後に、断面に衝撃を加えたり、触れたりすると、接続不良を引き起こす原因となります。
切断後は取り扱いに注意し、余計な負荷をかけないことが大切です。
3. 放電テストは融着前に行う
融着接続の接続損失を最小限に抑えるには、適切な放電パワーで溶解する必要があります。融着前に放電テストを実施し、適正な放電パワーを設定しましょう。
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光ファイバーケーブルの接続には複数の種類があり、それぞれ特徴が異なります。
接続の仕方やコストはもちろん、接続損失の大きさにも差が出ますので、自分のニーズや予算に合わせて適切な接続方法を選びましょう。
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