【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問015 解説｜思考ルート
エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）および光増幅中継システムにおける雑音特性や故障・リスク管理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.015
エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）および光増幅中継システムにおける雑音特性や故障・リスク管理に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
理想的なEDFAの雑音指数（NF）の理論限界値は約 3 dB とされており、量子雑音等に起因するこの限界を下回る極低雑音アンプを容易に製造・実現できる。
EDFAへの入力光パワーが許容範囲を超えて過大になると、利得飽和現象を引き起こすだけでなく、ファイバ内の非線形光学効果による信号品質の劣化を招くリスクがある。
複数台のEDFAを従属接続する長距離伝送網では、各アンプで発生する自然放出光（ASE）が次段以降に伝搬・増幅されるため、光SN比（OSNR）の管理と監視が極めて重要となる。
EDFAの励起光源レーザの故障や出力低下は、システム全体の利得急減や通信断を直ちに引き起こすため、予備光源への切り替えやアラーム監視などのリスク対策が必要である。
正解と解説（思考ルート）
【正解】 選択肢 1
■【設問の意図と背景】
EDFAの物理的性能限界（雑音指数の理論限界）に関する数値的理解と、それに基づくリスク管理・誤り記述を見抜く力を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
光増幅器の雑音指数（NF）には量子力学的な制限に基づく理論限界（コヒーレント増幅における位相保存の制約から約3 dB）が存在し、これを「下回る（超える）」アンプを物理的に実現することは不可能である。選択肢1の「下回るアンプを容易に製造できる」という記述は誤り。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1：理論限界値（約3 dB）を下回ることは物理的に不可能であるため誤りであり、これが正解となる。
・選択肢2：過大入力による利得飽和や非線形歪みは適切なリスク要因の指摘である。
・選択肢3：多段接続時のASE累積とOSNR管理の重要性は正しい。
・選択肢4：励起光源の故障に対する監視・切替の必要性も正しい。
■【本番での即断ポイント】
「理論限界値を下回る」といった物理法則に反する表現や、「容易に実現できる」といった誇大な記述は、誤りの選択肢であると即座に見抜く。
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