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平成23回第1回
試験種別:線路
試験科目:通信線路

問題
解答


問1

(1)電圧反射係数は、(Z2-Z1)/(Z2+Z1)

(2)(i)
仝:電流による電磁結合、電圧による静電結合
∪:
正:
だ:

(2)(ii)
A正:
B誤:
流合雑音…イングレス・ノイズ(Ingress Noise)とも呼ばれる。放送波ではなく、加入者側から放送局側へ集まって(上り方向)来ることにより生ずる雑音。上り方向のノイズが増えSN比が一定以下まで劣化すると、双方向サービスの障害となる。
C正:

(3)(i)
\:
誤:レイリー散乱損失の大きさは波長の4乗に反比例する。
8:クラッドとコアとの境界面で・・・
じ:光ファイバの軸方向の収縮による座屈も影響をうける。

(3)(ii)
\:
∪:
正:
じ:結合損失の大きさは、発光素子の光ビームの広がりの違いにより決まり、光ファイバのコア系など構造の違いに【影響される。】

問2

(1)
スネルの法則光の平面波がある屈折率の誘電体からそれと異なる屈折率の誘電体に入射する際の反射と屈折の関係

(2)(i)
\:
誤:円偏波は位相差がπ/2(λ/4板などで。)だけ異なる。位相のみを変化させて変換する。
正:
光の進行方向と平行に印加した電界に比例する現象ポッケルス効果
光の進行方向と垂直に印加した電界の2乗に比例する現象光カー効果
だ:

(2)(ii)
A正:
B正:
C誤:非線形媒質にある閾値(ラマン閾値)を超えるような強いポンプ光(入射光)が入射されると、ストークス光と呼ばれるより「低い周波数」を持つ成分が急に成長し、ポンプエネルギーの大部分がストークス光になる現象。ファイバラマン増幅器は、励起波長を変えればどの波長でも利得を得ることができる

(2)(iii)
\:
∪:
8:光ファイバーの異常分散領域における分散効果によるパルス広がりと、「自己位相変調(SPM)」によるパルス圧縮が釣り合ったとき・・・
だ:

(2)(vi)
仝:各モードの伝搬経路が異なるためにモードによって出射端への到達時間が異なることによって生ずる。
誤:材料の屈折率が波長に依存する特性を持つことに起因。波長が長くなるほど屈折率は小さくなり伝搬速度は大きくなる。
8:10[ps/nm/km]とは、スペクトル幅1[nm]の光が1[km]伝搬したとき、パルス幅が10[ps]広がることを意味する。
[ps/nm/km]とは、、波長が1[nm]異なるふたつの単色光を1[km] 伝搬させたときの伝搬時間の差[ps]ともいえる。
だ:

問3

(2)(i)
\:
誤:1550nm帯(使用波長帯)から少しずらすことにより、1550nm帯(使用波長帯)で四光波混合、自己位相変調、相互位相変調などの非線形光学現象を抑制した光ファイバー
正:
だ:

(2)(ii)
A正:
B正:
C誤:フェルールの端面を斜めに研磨する方法は、一般に、斜めPC研磨という。文中はシャッター付き光コネクタプラグの説明である。

(2)(iii)
仝:光ファイバのコアに添加する。
誤:光スイッチではなく、光アイソレータ
正:
じ:1.48μm励起光波長がEDF7が増幅する1.55μm帯の光と波長が近いことから、励起光から信号光への変換効率が約80%と大きい

(2)(vi)
\:
光カプラの形態
ロッドレンズと誘電体多層膜を用いたバルク型
光ファイバ融着光ファイバ型
ガラスなどで形成光導波路型
∪:
8:長周期FGには、フレネル反射により特定の波長の光だけを反射するものがある。
だ:

問4

(2)(i)
\:
誤:位相法は「波長の異なる複数の光源」を用いて、被測定光ファイバーを通過する際の各波長における光信号の到達時間の差から波長分散値を求める方法
正:パルス法は、直接、群遅延時間差を測定することにより波長分散を求める方法
だ:OTDR法は、被測定光ファイバの片方の端から複数の異なる波長の光パルスを入射し、遠端で反射したそれぞれの異なる波長の光の戻ってくるまでの時間差を測定

(2)(ii)
A正:
B正:
C誤:パルス法は時間領域において波長毎の群遅延時間を直接測定する方法である。各波長のパルスの到達時間の差から波長分散の近似式を完成させる。

(2)(iii)
\:
∪:
正:
じ:説明は、電気的手法の測定。雑音指数について
光学的手法信号光−ASE 間雑音指数を求めることを目的とする。この方法 では,箇条 5 で示したように,利得及び ASE 光パワーレベルから信号光−ASE 間雑音指数を求めるので, それらの値を得るために光スペクトラムアナライザを用いる。めた信号光−ASE 間雑音指数は,一般に,ディジタル 通信システム用に適していると考えられている。
電気的手法全雑音指数を求めることを目的としている。この手順は,OA を“ブラックボックス”とみなし,電気スペクトラムアナライザを用いて電気段での雑音を測定する。得られた雑音指数は,関連するすべての雑音源を含むので,一般に,アナログ通信システム用で OA の適用性を評価するのに用いられている

(2)(vi)
仝:OTDRによって、反射減衰量も測定することができる。
誤:伝送損失は測定データから直線近似法の最小2乗法で、接続損失はフレネル反射点前後の伝送損失の差分から求めることができる
正:
じ:BOTDRについて
光ファイバに光を入射すると、音響フォノンとの相互作用を介して反射光(ストークス光)が生じる。この現象が、自然ブリルアン散乱である。ストークス光のスペクトルは「ブリルアンゲインスペクトル(BGS)」と呼ばれ、ローレンツ型の形状を取ることが知られている[10]。また、BGSにおいてパワーが最大となるときの周波数は、入射光の周波数に比べ約11GHzダウンシフトする。この周波数シフト量fBは「ブリルアン周波数シフト(BFS)」と呼ばれ、光ファイバに印加された歪の大きさや温度変化に対し線形に変化(0.002%の歪あるいは1Kの温度変化が1MHzのBFS変化に対応)することが知られている。故に、測定ファイバに沿ったBFSの分布を測定すれば、印加された歪や温度変化の分布に読み替えることが出来る。

問5

(2)(i)
仝:CCP-HSケーブルの使用、ケーブル心線束の外側をステンレスで覆い、その上にPEを被覆したもの。
∪:
正:
だ:

(2)(ii)
A正:
B正:
C正:

(2)(iii)
Y点での直線張力は、初期張力T0+摩擦係数μ*光ファイバケーブル質量*X〜Y間の布設距離=600
この張力をもって、Z方向へ向かった場合は、張力増加率eμθを乗じることになる。600*1.2=720
Y-Z間の張力は、0.5*0.5*100*10=250、したがって、Z地点でのXからの張力は、720+250=970

(2)(vi)
伝送路における総合損失は、80*0.2=16[dB]
接続損失の合計は、0.1*20=2[dB]
全損失は、16+8=18[dB]
受信できる最小感度は-30[dB]なので、送信レベル=-30+18=-12となり満足するが、システムマージンを考慮すると-12+6=-6[dB]となり、このレベル以上で伝送すれば受信できることになる。

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