光ファイバーケーブルとは？仕組み・種類・メリットをわかりやすく解説

光ファイバーケーブルは、絶縁された外装の中にガラス繊維の束を収めたネットワークケーブルです。長距離かつ高性能なデータ通信や電気通信を目的として設計されており、従来の銅線ケーブルと比べて高い帯域幅を実現し、より遠くまでデータを伝送できます。現在、世界のインターネット、ケーブルテレビ、電話システムの多くは、この光ファイバーケーブルによって支えられています。

光ファイバーケーブルは、小型レーザーや発光ダイオード（LED）が発生させた光のパルスによって通信信号を伝送します。

光ファイバーケーブルの仕組み

光ファイバーケーブルは、1本または複数本のガラス繊維で構成されており、各繊維は髪の毛よりわずかに太い程度のごく細いものです。各繊維の中心部は「コア」と呼ばれ、光が通過する経路となります。コアの周囲には「クラッド」と呼ばれるガラス層があり、光を内側に反射させることで信号損失を防ぎ、ケーブルが曲がっていても光を通過させることができます。

光ファイバーには主にシングルモードとマルチモードの2つのタイプがあります。シングルモードファイバーは極めて細いガラス繊維を使用し、レーザーで光を発生させます。一方、マルチモードの光ファイバーケーブルはLEDを使用します。

シングルモード光ファイバーネットワークでは、WDM（波長分割多重化）技術を活用して、1本のファイバーで運べるデータ量を増やすのが一般的です。WDMにより、複数の異なる波長の光を合成（多重化）し、受信側で分離（逆多重化）できるため、実質的に複数の通信ストリームを1つの光パルスで伝送することが可能になります。

光ファイバーケーブルのメリット

光ケーブルは、長距離用の銅線ケーブルに比べて、いくつもの大きな利点があります。

• 大容量：光ファイバーは高い伝送容量に対応できます。同じ太さの銅線ケーブルと比較して、光ケーブルが運べるネットワーク帯域幅ははるかに大きく、10Gbps、40Gbps、100Gbpsといった光ケーブルはすでに標準的な製品となっています。
• 長距離伝送：光は光ケーブル上を信号強度をほとんど落とさずに長距離を伝わるため、信号ブースター（中継器）の必要性が大幅に減ります。
• 干渉に強い：光ファイバーケーブルは外部干渉を受けにくいという特徴があります。銅線ケーブルは電磁干渉から守るためにシールドが必要ですが、それでも多数のケーブルを近接して敷設すると干渉を完全には防げません。光ファイバーケーブルの物理的特性は、こうした問題の大半を回避します。

FTTHなどの導入形態と光ネットワーク

光ファイバーの多くは、都市間や国間をつなぐ長距離接続のために敷設されています。しかし近年では、一部の住宅向けインターネットプロバイダーが、郊外の住宅街まで光回線を延伸し、家庭へ直接アクセスを提供する投資を進めています。業界では、こうした最終区間の敷設を「ラストマイル」と呼んでいます。

市場でよく知られているFTTH（Fiber to the Home）サービスには、Verizon FIOSやGoogle Fiberなどがあります。これらのサービスは家庭にギガビット級のインターネット速度を提供できますが、通常はより低い容量のプランも用意されています。家庭向けプランでは、以下のような略称がよく使われます。

• FTTP（Fiber to the Premises）：建物まで光ファイバーが敷設される方式。
• FTTB（Fiber to the Building/Business/Block）：FTTPと同様の方式。
• FTTC/N（Fiber to the Curb or Node）：ノード（基点装置）までは光ファイバーが敷設され、建物内部は銅線で接続を完成させる方式。
• ダイレクトファイバー：中央局から1人の顧客に直接接続される専用光ファイバー。最大クラスの帯域幅を提供できる反面、コストが高くなります。
• シェアードファイバー：ダイレクトファイバーと似ていますが、近隣の顧客宅に近づくにつれて他の光ファイバーへ分岐し、複数ユーザーで共有する方式です。

ダークファイバーとは？

ダークファイバー（dark fibre、未点灯ファイバーとも呼ばれます）とは、最も一般的には、すでに敷設されているものの現在使用されていない光ファイバーケーブルを指します。また文脈によっては、特定の事業者が私的に運用する光ファイバー施設を指す場合もあります。

よくある質問

• 光ファイバーはケーブル（同軸ケーブル）より優れている？
  優劣は視点によって変わります。電気を使用しないため、光ファイバーインターネットは停電時にも他の高速インターネットより停止しにくいという信頼性の高さが魅力です。加えて従来のケーブルより速い一方で、料金はやや高めに設定されています。
• 光ファイバーインターネットはケーブルインターネットよりどれくらい速い？
  ケーブル技術は現在およそ1,000Mbpsの帯域幅に対応しているのに対し、光ファイバーインターネットは最大2,000Mbpsの速度に対応しています。1,000Mbpsなら2時間のHD映画を約32秒でダウンロードでき、2,000Mbpsなら約17秒でのダウンロードが可能です。
• 光ファイバーケーブルの基本構成要素は？
  光ファイバーケーブルは、「コア」「クラッド」「コーティング」の3つの主要部分で構成されています。