違いを知って上手に使い分ける！光ファイバーのシングルモードとマルチモード
はい、こんにちは！有線ＬＡＮの標準規格「イーサネット」について連続記事でご紹介しております。
前回は、ツイストペアケーブルのシールドについてお話ししました。ペアをシールドするのか、ケーブル全体をシールドするのか、さてまた、シールド素材は編組（メッシュ）かホイルか、などの違いがあるのでしたね。ケーブルをぶった切って観察してみたくなりますね～。
さて、今回は、銅線素材のケーブルから光ケーブルの話をしましょう！高速、大容量、そして、価格が高い…というイメージの光ケーブルですが、その実態にズームインしましょう！
今回は、モード（伝送路）の違いにフォーカスしますよ！いってみよう！！
光ファイバーケーブルとは？
まずは光ファイバーケーブルとは、何か簡単に確認しましょう！
光ファイバーケーブル（Fiber-Optic Cable）は、高速で信頼性の高いデータ通信を実現するのに欠かせない技術・機材です。
海底ケーブルなどの長距離伝送から、LAN（Local Area Network）内の短距離伝送まで、幅広く利用されています。
光ファイバーは、高純度の石英ガラスで作られています。光をデータの伝送に使いますから、電磁ノイズの影響を受ける心配がないだけでなく、電磁波の漏洩も起こらないためセキュリティ上も有利です。
さらに、ツイストペアケーブルに比べると伝送距離も長く、超高速です。
こうなると、銅線のケーブルよりも圧倒的に有利な点が多いですが、欠点もあります。構造が繊細で壊れやすく、取り回しが悪いです。そして何より、高価です。
以上が簡単な光ファイバーの説明です。
光ファイバーケーブルの構造
続いて、光ファイバーケーブルの構造を見てみましょう！次に説明するモードの違いを理解するための前提知識となります。
まずは、光ファイバーケーブルの構造を図示すると次のとおりです。
上図のとおり、コアとクラッドの2層構造になっています。
コアは屈折率が高く、クラッドは屈折率が低いです。この屈折率の違いを利用して、このコアの中に光の伝送路（モード）を閉じ込めて、信号を伝送します。
これで光ファイバーケーブルの構造は分かりました！次に２つのモードの違いを抑えるようにしましょう！
シングルモードファイバー（SMF）
シングルモードファイバー（SMF）は、非常に細いコア（約10μm）を持つ光ファイバーケーブルです。この細いコアを光の伝送路（モード）一つだけが通ります。
SMFを使えば、高速で長距離（数10km）の通信が可能になります。ですから、データセンタ、海底ケーブルやMAN（マン；Metropolitan Area Network）などで使われます。
ただし、（MMFに比べて）さらに高価で、さらに折り曲げに弱いです。
マルチモードファイバー（MMF）
一方、マルチモードファイバー（MMF）は、より太いコアを持ち、複数のモードを走らせます。
光は多様な経路（モード）を通って伝送されますが、これが原因で長距離では信号の減衰が起こりやすくなります。
結果として、MMFは短距離の伝送（～500m程度）しかできないため、LANやCAN（Campus Area Network）で利用するのに適しています。
こう見てみると、MMFはSMFに劣っているように見えますが、SMFに比べて（相対的に）安価で取り回しがよいです。
以上が、SMFとMMFの違いでした！
はい、本日はここまで。今回は、光ファイバーケーブルとは何かと、モード（SMF、MMF）の違いについてお話ししました。
次回は、、、ケーブルの構造的な話から離れて、光ファイバーケーブルの通信規格についてお話しします。規格の覚え方のコツにも触れますよ！
では！