光ファイバーケーブルの故障の主な原因7選

長距離かつ低損失の光伝送信号の適用特性を確保するためには、光ファイバーケーブルは一定の物理的環境条件を満たす必要があります。光ケーブルにわずかな曲がりや変形、あるいは汚染が生じると、光信号の減衰や通信の中断につながる可能性があります。

1. 光ファイバーケーブルの配線長

光ケーブルの物理的特性と製造工程のばらつきにより、ケーブル内を伝搬する光信号は常に拡散・吸収されます。光ファイバーケーブルのリンクが長すぎると、リンク全体の光信号の減衰量がネットワーク計画の要件を超えてしまいます。光信号の減衰量が大きすぎると、通信効果が低下します。

2. 光ケーブルの配置における曲げ角度が大きすぎる

光ケーブルの曲げ減衰と圧縮減衰は、本質的に光ケーブルの変形によって引き起こされ、光伝送過程における全反射の実現を阻害します。光ファイバーケーブルはある程度の曲げ性を有していますが、特定の角度まで曲げると、ケーブル内の光信号の伝搬方向が変化し、曲げ減衰が発生します。そのため、施工時には配線のための十分な角度を確保するよう、特別な注意が必要です。

3. 光ファイバーケーブルが圧縮されているか、破損している

これは光ケーブルの故障で最もよく見られる原因です。外部からの力や自然災害により、光ファイバーは小さな不規則な曲がりや断線を起こすことがあります。スプライスボックスや光ケーブル内部で断線が発生した場合、外部からは検出できません。しかし、ファイバーが断線した箇所では屈折率が変化し、反射損失も発生するため、伝送される信号の品質が低下します。このような場合、OTDR光ケーブルテスターを使用して反射ピークを検出し、光ファイバーの内部曲げ減衰または断線箇所を特定します。

4. 光ファイバー接続部の構造的融合不良

光ケーブルの敷設工程では、光ファイバー融着接続機を用いて2本の光ファイバーを1本に融着接続することがよくあります。光ケーブルのコア層にあるガラスファイバーを融着接続するため、現場での融着接続作業においては、光ケーブルの種類に応じて適切な融着接続機を使用する必要があります。施工仕様書に準拠しない作業や施工環境の変化によって、光ファイバーが汚れで汚染されやすく、融着接続時に不純物が混入し、リンク全体の通信品質が低下する可能性があります。

5. 光ファイバー芯線の直径は様々です

光ファイバーケーブルの敷設では、建物内のコンピュータネットワーク敷設で一般的に使用されるフランジ接続など、さまざまなアクティブ接続方式がよく用いられます。アクティブ接続は一般的に損失が少ないですが、アクティブ接続時に光ファイバーの端面やフランジが汚れていたり、コア光ファイバーの直径が異なっていたり、接続部がしっかり固定されていなかったりすると、接続損失が大幅に増加します。OTDRや両端電力テストによって、コア直径の不一致による不具合を検出できます。シングルモードファイバーとマルチモードファイバーは、コアファイバーの直径以外は伝送モード、波長、減衰モードが完全に異なるため、混用できないことに注意してください。

6. 光ファイバーコネクタの汚染

テールファイバー接続部の汚染やファイバーの水分による脱落は、光ケーブルの故障の主な原因です。特に屋内ネットワークでは、短いファイバーや様々なネットワークスイッチング機器が多数存在し、光ファイバーコネクタの挿入・取り外し、フランジの交換、スイッチングが頻繁に行われます。作業中に、過剰な埃、挿入・取り外し時の損失、指による接触などにより、光ファイバーコネクタが汚れやすく、光路調整が不可能になったり、光減衰が過剰になったりする可能性があります。清掃にはアルコール綿棒を使用してください。

7. 接合部の研磨不良

光ファイバーリンクにおける主な欠陥の一つに、接合部の研磨不良があります。実際の物理環境では理想的な光ファイバー断面は存在せず、多少の凹凸や傾斜が生じます。光ケーブルリンク内の光がこのような断面に遭遇すると、不規則な接合面によって光の拡散散乱と反射が起こり、光の減衰が大幅に増加します。OTDRテスターの曲線上では、研磨不良部分の減衰領域は、正常な端面の減衰領域よりもはるかに大きくなります。

光ファイバー関連の障害は、デバッグやメンテナンス中に最も目立ち、頻繁に発生する障害です。そのため、光ファイバーの光放出が正常かどうかを確認するための機器が必要です。これには、光パワーメーターや赤色光ペンなどの光ファイバー障害診断ツールを使用する必要があります。光パワーメーターは、光ファイバーの伝送損失を測定するために使用され、非常に使いやすく、シンプルで操作が簡単なため、光ファイバー障害のトラブルシューティングに最適です。赤色光ペンは、光ファイバーがどの光ファイバーディスク上にあるかを特定するために使用されます。これらは光ファイバー障害のトラブルシューティングに不可欠な2つのツールですが、現在では光パワーメーターと赤色光ペンが1つの機器に統合されており、より便利になっています。