【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問006 解説｜思考ルート

※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。

予想演習 No.006

超高速・長距離光ファイバ伝送システムにおいて、半導体レーザの直接変調方式に代えて電界吸収型光変調器などの外部変調方式を適用する際の、光源から受光器に至る一連の信号処理プロセスとチャーピング抑制に関する記述として、最も適切なものはどれか。

選択肢

1. 電界吸収型光変調器を用いた外部変調方式では、LDへ印加する電流を高速で直接変動させて光パルスを生成するため、駆動回路の構成が極めて複雑になり、チャーピングの発生を完全に避けることはできない。

2. 数十Gbit/s以上の高速な長距離伝送を行う場合、まず半導体レーザを直接変調して光信号を生成した後に外部変調器を通過させ、発生した大きなチャーピングを光フィルタによって後段で相殺する順序でシステムが構築される。

3. 外部変調方式における一連の処理では、半導体レーザを連続発振状態（CW光）で動作させ、その出力光に対して後段の外部変調器で強度変調を施すことにより、発振波長の変動を抑えつつ高速な光パルス列を得る。

4. 直接変調方式から外部変調方式への移行プロセスにおいて、まず受光側でアバランシェ増倍による高感度受信を行った後に、送信側で外部変調器のバイアス電圧を調整して波長分散の許容値を逆算する手順を踏む。

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正解と解説（思考ルート）

【正解】 選択肢 4

■【設問の意図と背景】

高速・長距離伝送における半導体レーザの変調方式の選択プロセスと、外部変調器を用いた場合の動作順序・メカニズムの正確な理解を問う。

■【正解の根拠とメカニズム】

外部変調方式では、半導体レーザを一定の光出力と波長で安定して発振させる連続発振（CW光）状態とし、その出力光に対して電界吸収型（EA）変調器やLN変調器などの外部素子で強度変調を行う。これによりキャリア密度の変動に伴う発振波長の揺らぎ（チャーピング）が大幅に抑制される。

■【各選択肢の徹底検証】

・選択肢1：外部変調方式はLDへの印加電流を直接変動させるのではなく、CW光に対して外部で変調を行うため誤り。

・選択肢2：直接変調を行ってから外部変調器を通すのではなく、最初からCW光に対して変調を行うため順序が誤り。

・選択肢3：半導体レーザを連続発振（CW光）させ、後段の外部変調器で強度変調を施すという一連のプロセスを正確に述べており正しい。

・選択肢4：受信側の受光方式を送信側の変調プロセスに逆順で適用する説明になっており、プロセス論として完全に不適切。

■【本番での即断ポイント】

外部変調といえば「LDは連続発振（CW光）、変調は後段の外部素子」という基本プロセスをキーワードに据えている選択肢を選ぶ。

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