光ファイバー挿入損失法における数値について

光ファイバーの性能試験において、挿入損失法での評価に用いられるのは「dB」であり、
機器が表示する受信レベル(dBm)の絶対値は必ずしも重要ではありません。
 
挿入損失法は、基準となるケーブルを用いて、基準と被測定ケーブルとの損失差を評価する
手法です。そのため、表示されるdBmの絶対値そのものではなく、**基準との差異(挿入損
失)**が評価の対象となります。
 
測定機器は、光源(Light Source)と受光部(Power Meter)から構成されており、どちら
も電池駆動のため、電源の安定性や起動後のエージング期間において出力および受信感度が
不安定な場合があります。さらに、コネクタの接合部分に起因する光損失も生じるため、
測定結果には**±1dB程度のバラツキ**が発生することがあります。
 
挿入損失の管理基準としては、損失が20dB以内であれば、実際の運用上大きな問題はない
と考えられます。そのため、測定値がこの範囲内であれば、±1dB程度のばらつきは無視し
ても差し支えないことが多いです。
 
なお、基準ケーブルの測定値については、-4dBmから-7dBmといった範囲でばらつきが見ら
れる場合がありますが、これは機器の発光出力や受信感度の変動が主な要因です。このた
め、機器の絶対的な出力レベルを校正することはあまり意味がありません。挿入損失の評価
では、相対的な損失差が重要であり、基準ケーブルの受信レベルが多少変動しても、その影
響は少ないからです。
 
実際の光ファイバーそのものの損失は極めて低いのが一般的です。挿入損失の多くは、融着
点やコネクタ接続部の不具合に起因します。そのため、接続部分のクリーニングや接続方法
の見直しが、測定精度の向上につながる場合が多いです。
 
 
わかお かずまさ
VegaSystems

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200mの距離間でのLAN構築、メタルか光の判断をChatGPTに聞いてみた

200mの距離間をLANで構築したい、光ファイバーにするかメタルでHUBを挟むのか、迷っています、良い方法を教えて。

ChatGPT:
ChatGPT
 
200mの距離でLANを構築する際の最適な方法は、光ファイバーかメタルケーブル(LANケーブル)+中継HUBのどちらかになります。それぞれのメリット・デメリットを比較し、具体的なおすすめを提示します。
🔍 1. 光ファイバーで構築する方法
 
■ 必要な機器
 
    光ファイバーケーブル(シングルモード or マルチモード)
    メディアコンバーター(両端)または光ポート付きスイッチ
    光コネクター(SC, LC など)
    必要なら光ファイバーの終端処理(融着接続)
 
■ メリット
 
    長距離通信が得意(最大数kmも可能)
    ノイズに強い(電磁波や雷の影響を受けない)
    遅延が少ない(大規模なネットワークでも安定した通信速度)
    高い耐久性(劣化が少ない)
 
■ デメリット
 
    初期費用が高い(光ケーブル・メディアコンバーターのコスト)
    導入工事が必要(融着接続や終端処理が必要な場合がある)
    メンテナンスが難しい(ケーブルの破損時の修理が大変)
 
🔍 2. メタルケーブル(LANケーブル)+ HUBを使用する方法
 
■ 必要な機器
 
    カテゴリー6A以上のLANケーブル(最大100mごとにHUB設置が必要)
    PoE対応スイッチ(必要に応じて)
    HUB(100mごとに設置)
 
■ メリット
 
    コストが安い(LANケーブルとHUBは安価)
    設置が簡単(LANケーブルを挿すだけ、光の融着接続は不要)
    メンテナンスが簡単(LANケーブルの交換が容易)
 
■ デメリット
 
    距離の制限がある(1区間あたり最大100m)
    ノイズに弱い(電磁波や雷の影響を受ける)
    消費電力が増える(中間HUBの電源が必要)
    通信遅延の可能性(中間HUBを経由するため)
 
🔍 比較表
項目    光ファイバー    メタルケーブル + HUB
最大距離    数km    100mごとにHUBが必要
通信速度    1G/10G/40G/100G    1G/2.5G/10G(LANケーブル次第)
ノイズ耐性    ◎(電磁波の影響なし)    ✕(電磁波や雷の影響あり)
メンテナンス    ✕(修理が面倒)    ◎(ケーブルの交換が簡単)
初期費用    高い(機器+工事費)    安い(LANケーブル+HUB)
運用コスト    低い(電源不要)      高い(HUBの電源が必要)
工事の難易度    難しい(融着が必要)    簡単(LANケーブルを挿すだけ)
🔍 どちらを選ぶべきか?
選択基準    おすすめ
コスト優先    LANケーブル + HUB
設置の手軽さ    LANケーブル + HUB
安定した通信が必要    光ファイバー
将来的な拡張を考える    光ファイバー
雷対策が必要    光ファイバー
長距離(200m以上)    光ファイバー
💡 おすすめの構成案
1. 安価かつ手軽に構築したい場合
 
    方法:メタルケーブル(Cat6A以上) + 中間に1台HUB(100m地点)
    理由:初期コストが安く、設置も簡単。
    注意点:HUBの電源確保が必要。
 
2. 安定性重視で、長期運用を考える場合
 
    方法:光ファイバー(シングルモード or マルチモード) + メディアコンバーター or 光スイッチ
    理由:長距離、ノイズ耐性、安定性のすべてが優れている。
    注意点:融着作業が必要になる場合がある。
 
🔍 おすすめ機器
光ファイバーの機器
 
    メディアコンバーター:TP-Link MC220L など(安価で実績あり)
    光ファイバースイッチ:NETGEAR GS110TP(SFPポート搭載のもの)
    ケーブル:シングルモード(OS2) or マルチモード(OM3, OM4)
 
LANケーブル + HUBの機器
 
    HUB:PoE対応のスイッチ(TP-Link TL-SG1005P など)
    LANケーブル:Cat6A or Cat7を推奨
 
📝 結論
 
    コスト優先なら:LANケーブル + 中間HUB(100mごと)
    安定性・将来の拡張性を考慮するなら:光ファイバー(シングルモード or マルチモード)
 
この条件だと、光ファイバーの導入を強く推奨します。200mはLANケーブルの物理的な限界を超える距離なので、HUBを挟む必要があり、電源確保も必要です。
一方、光ファイバーなら一度設置すれば、将来的に10Gbpsやそれ以上への拡張が可能。LANケーブルでは将来の通信速度の拡張が難しいため、長期的な運用コストを考えると光ファイバーが有利です。
 
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以上がChatGTPでの答えです。
 
やはり情報がやや古く、光の構築には融着の選択肢しか無いようです。
現状では、200m程度なら光のパッチケーブルが市販されている。
成端(プラグ付け)は、FFCのような機材が存在している。
などの情報が不足しているようです。
 
 
わかお かずまさ
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LAN 光計測入門005

LANでの光計測の重要性は、光ケーブルの成端にあります。
成端とはプラグを付けることです、様々なデバイスにケーブルを接続するには当然ですが
光ケーブルをいきなり接続は出来ません、必ず成端処理が必要となります。
成端には複数の種類があります、以下はその説明。

1:先端研磨法
光ケーブルをプラグに固定し、先端部分をクリーブ(折る、切断ではない)し、
研磨して半球面仕上げをする。
SCプラグまでは、現場加工が可能であったが、LCでは形状が小さすぎるため現場加工は
実質出来なくなり、現場では使われない。
ただし、現在のパッチケーブルは99.99%、この先端研磨法で作成されている、途中での
接続ポイントが無いので、成端損失はゼロ。

2:融着法
先端研磨法作成されたパッチケーブルに(1mから2m)、幹線ケーブルをレーザーで
溶着する方法。この部分の結合損失は0.0から0.1程度と極小であり、経年変化がほとんど
無いので、現場加工の90%以上はこの方法で行われる。
欠点は、機器が高額(50万から100万)であり、加工のためのトレーニングが必要である
事など。

3:メカニカルスプライス(ジェル法)
融着法と同じ手順で、幹線のケーブルを加工(クリーブ)し、専用のプラグに挿入して
固定する方法。
欠点はプラグの単価が高価、クリーブには専用工具(意外に高額)が必要、当然
トレーニングも。融着に比べ耐久性が乏しいとされている。
施工後は絶対に測定検査が必要、融着法は機器に測定器が内蔵されている場合が多く、
融着損失は、その場で判明するが、この方法は実際に測定しないとわからない。


わかお かずまさ

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光ファイバーの試験

光ファイバーは先端加工(成端)が面倒であるため、敬遠されていましたが、
最近は長尺ケーブルが販売されています。

長尺ものは既に成端が終わっているので、通線すれば完了です、融着などは
行わないのでスプライスBOXも不要となります。

しかし、メタルとは異なり弱い部分もあるので扱いは要注意です。

動画は通線後に行う疎通試験の方法と器具の紹介です。


わかお かずまさ
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光ファイバーのプラグ

光ファイバーのプラグには特別の工夫があります。
プラグのカバー部分が可動するのです。光の芯線は当然動きませんが、この
カバー部部分が動くことによって、J-J(じえいじぇい)などのプラグの先端部分
を突き合わせての結合が可能となるのです。この可動で先端は強く押し付けられる
形となり光の伝送が保たれます。

光ファイバーの結合は融着やジェルなどの固定形式と、J-Jや光HUBなどの半固定
に分離されます。
後者は軸ズレや緩みなどの部品精度が求められます、この精度がないと伝送不良を
誘発します、また、先端の汚れも致命的な問題となるのです。

※可動する部分を動画でアップします


わかお かずまさ
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光ファイバーの検査法の改善

光ファイバーの検査法の改善
光ファイバーの検査にはメタルと同様、専用のテスターを用います。
光のテスターは操作においてはメタルとは異なる点があります。

これは経験者にしかわからないことですが、検査には親機と子機をケーブルの両端に
接続して検査を行います。
これはメタルも光も同じですが、メタルは最高級のテスターでも子機側の操作は一切
不要で、データはすべて親機で読み取る事が出来ます。

光も親機(受光側)でデータは読み取りますが、様々な試験を行うには子機(発光側)で
波長やCW値を変更する必要があります。
このため子機側にも光の検査の経験者が求められます。

今回の試験方法の改善は、それを解消するためのものです。
検査対象の光ケーブル(90%は一対2本)の先端のプラグ2個をJ-Jで短絡します。
これによりケーブルは一本のケーブルと等価にすることが出来、検査はもう一方の
プラグ2個を、発光/受光の機器(親機子機)に接続すれば検査が可能です。

光ケーブルは線長が長く、移動も大変であり発光/受光検査者も通話もせねばならず
現場では結構な負荷となっていましたが、この方法で解決します。

メタルと異なり光は接続部分以外の損失は極めて小さく、施工時にメタルのような
損失を受けることはありません。施工時のミスはほぼ断線になり数値劣化は極めて
少ないのです。
それぞれのケーブルでの値がどうしても必要な、それは個々に行えばよく、全体
の検査の効率化は、このような方法で解決します。

検査は一定のトレーニングを受けた方なら発光/受光を目の前で操作が出来るで、
波長変更など、操作ミスのない検査が行なえます。

光ファイバーの検査法:
便宜上、メタルと比較のため「親機/子機」としましたが、光試験では、この概念は
無く、発光機からの光を規程の長さのファイバーを経由して受光機で検出し、その値
を元に検査用ケーブルを測定し、性能を判定します。
このため、発光機の性能(出力)で最初の基準値が異なるため、その値でゼロ調整の
必要があります。
また、MMではGIの効果を平準化するボビンなど、最近は見かけませんが、様々な
調整が必要とされた時がありました。
さらに、その光の波長で測定値もことなるのでが、発光・受光の波長が一致していなく
ても受光機で値が出るので、細かな注意が必要です。

光の損失は前述のように接合部で発生します、この接合部は融着施工でも発生します。
一番厄介なのは、寒冷時期の施工で、融着段階では問題が無くても保護チューブの加熱
段階での伸びで融着部分が引っ張られ、離断するケースがあり、様々な注意と経験が
必要となります。

光がメタルと異なるのは、メタルは広帯域にするのは周波数帯域を大きくせねば
ならず、そのための高周波特性の維持が必要となりますが、光はその部分がなく、
検査も異なるのです。



わかお かずまさ
VegaSystems

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光融着工事の実際の状況(既成概念打破)

赤いチューブに4組の融着保護材... 赤いチューブに4組の融着保護材を収納しています。余長があり、取り出しやすいので
メンテは成端箱より楽です。
光ファイバーの融着工事の最終形は伝送機器への接続です。
光の成端には成端箱(スプライスBOX)が常識化されています。

本数の少なければこれでも良いのですが、今回の様な場合16本を収納せねば
ならず、成端箱では取り回しが出来ません。

VEGAではこのような場合、成端箱をやめ、Switchを収納するBOXを成端箱と
します。
内部に補強支持金具を取り付け、ケーブルを保持します。
既成概念に囚われると何も出来ません。


わかお かずまさ
VegaSystems


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光ファイバー工事終了

保護されたケーブルの途中で離断... 保護されたケーブルの途中で離断してる。
外部からの圧力で轢断していると思われる。
コロナなどの影響で工期が極めてタイトになった光ファイバー
の工事が無事終了しました。
融着箇所は320ポイント。実質作業日数は4日間なので、
一日80ポイントの作業でした。これはかなり厳しい数字です。
通線は完了していたとはいえ、外皮除去や検査を考えると、
かなりの事前準備が重要です。

さらに、機器を酷使するため、融着機のセットアップや電極の
リセット、クリーバのクリーニングなどの時間が必要でした。

融着の問題点は、融着時点で合格していても、保護チューブの
加熱時などで離断する恐れはゼロではなく、最終の伝送検査は
絶対に必要です。
この検査で重要なのは離断箇所の検出で、これは高価な
ケーブルテスターでも出来ません。

ここで使用するのは光レーザー検査機で、これで問題点を
探り出します。
保護チューブ内が発光すれば簡単ですが、それ以外の場合は
離断箇所を探しださねばなりません。

光ファイバーは長距離になっているので、両端のどちらかに
問題があるのか切り分けねばなりません。
ピッグテール内の離断も疑う必要があるので、これを判断
するには対象ケーブルを曲げて光の乱反射をあえて作り出し
障害箇所の切り分けをします。

今回の不良箇所は融着は二箇所、0.6%、外部の圧力で
ケーブル内での離断は1箇所でした。

ケーブルの離断は100%取り扱いであるため作業者に十分な
注意が必要となります。

この場合、一番問題となるのは同時に施工をしている業者で、
彼らは光の知識は皆無であるとの前提で対応すべきです。

写真は途中離断した箇所、レーザー装置がなければ発見は
不可能に近い状態でした。


わかお かずまさ
VegaSystems


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光ファイバー工事の検査

光ファイバー工事の検査
光ファイバー工事(融着)は、一見うまく出来上がったよう
に見えて、実は不良の場合があります。
最も歩留まりが悪いのは、寒冷期の工事で、これは過去に
痛い目に遭った事があります。

光の工事検査は専用のケーブル試験機を使いますが、
本数が多いと、タグの間違いなどを事前にチェックする
ためにレーザー光を使用します。

このレーザーを使うと、融着不良が一発でわかります。
写真の保護チューブの中の半分から上が発光していますが、これはこの部分で光が拡散している事を表してします。

拡散するということは、そこが正常に融着されていないのです。

この方法はVEGAが見つけた方法で、大量の融着を行うには
必須の手法です。
これには強力なレーザー発光器と専用のアダプターが必要です
が総務省は輸入の許可をしていません、不心得者の使用制限が目的なのでしょうが、困ったことです。



わかお かずまさ
VegaSystems


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光ファイバーの融着(ヒートシンク)

光ファイバーの融着(ヒートシン...
光ファイバーの融着部分は脆いので、保護チューブで補強しますが、これは
熱で溶かしての処理であるため、加熱時間とチューブを冷やす時間が発生し、
大量の融着施工では馬鹿にならないロスタイムとなります。

そこで、付属の放熱板(ステンレス)に、更にアルミの放熱器(Lアングル)を
取り付けてみました。

効果は抜群で、たちまち冷却出来ます。

以下は融着に関しての投稿のまとめ
https://jp.bloguru.com/kuma/query/?search=%E8%9E%8D%E7%9D%80&go=

わかお かずまさ
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