【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問009 解説|思考ルート
光通信システムにおける受光素子としてのアバランシェフォトダイオード(APD)とPIN-PDの適用に関する原則と例外、およびその特性対比に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
※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.009
光通信システムにおける受光素子としてのアバランシェフォトダイオード(APD)とPIN-PDの適用に関する原則と例外、およびその特性対比に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
一般的な短距離・中距離伝送システムでは、回路構成がシンプルで直線性に優れ、高電圧の印加回路を必要としないPIN-PDの利用が原則として広く選択される。
例外的な高感度受信が要求される長距離伝送においても、APDは過剰雑音の発生や温度変動の影響を全く受けないため、例外規定の適用を受けることなく無条件でPIN-PDの代わりに常時使用される。
原則としてPIN-PDでは受信感度が不足するような長距離・微弱光の伝送システムにおいて、電子なだれ増倍作用による高感度化を目的としてAPDの適用が例外的に、かつ必須の対策として選択される。
APDの運用においては、高感度化という原則的なメリットがある一方で、温度変化による利得変動や過電圧による素子破損という特有の例外リスクが伴うため、専用の補償回路やバイアス制御が適用される。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 2
■【設問の意図と背景】
PIN-PDとAPDの適用における原則と、APDが持つ固有の制約事項や例外リスク(温度変動・過剰雑音)に対する理解を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
APDは高感度受信が可能であるというメリットを持つ反面、温度変化による利得変動やショット雑音(過剰雑音)の増加という特有の課題があり、無条件で常にPIN-PDの代わりに用いられるわけではない。したがって「影響を全く受けない」「無条件で常時使用される」という記述は事実と異なる。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:短中距離でのPIN-PDの選択は一般的な原則であり正しい。
・選択肢2:APDが温度変動や過剰雑音の影響を全く受けないというのは誤りであり、これが最も不適切な選択肢となる。
・選択肢3:微弱光伝送においてAPDの増倍作用が例外的に必須となるという位置づけは正しい。
・選択肢4:APDの利点と温度変動等のリスク、それに伴う補償回路の適用関係は正しい。
■【本番での即断ポイント】
「影響を全く受けない」「無条件で常時使用」といった極端な表現や例外を無視した断定的な記述は、技術的制約を伴うデバイスの解説において誤りであると見抜く。
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