【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問018 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.018

エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）を導入した長距離光ファイバ伝送システムの設計および運用管理において、規定される数値基準・理論限界に関する記述のうち、最も適切なものはどれか。

選択肢

1. 複数台のEDFAを従属接続する場合、各増幅器で発生する自然放出光（ASE）が相殺されるため、伝送距離をどれほど延長しても光SN比（OSNR）は一切劣化しない。

2. EDFAを用いた光増幅中継方式は、信号の波形整形およびタイミング再生を行う再生中継（3R中継）として厳密に定義されている。

3. 理想的なエルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）の雑音指数（NF）の理論限界値は約3dBである。

4. EDFAの一般的な利得の目安は、およそ2dBから5dB程度であり、超長距離伝送では主に出力低下の補償として使用される。

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正解と解説（思考ルート）

【正解】 選択肢 3

■【設問の意図と背景】

EDFAの数値基準や理論限界値（雑音指数の3dB、利得の20〜30dBなど）を正確に把握しているかを問う。

■【正解の根拠とメカニズム】

理想的な反転分布状態におけるEDFAの雑音指数（NF）の理論限界値は約3dBであり、量子雑音限界に起因する。この数値は光通信システムの設計において受光感度やOSNR評価の基準となる極めて重要な定数である。

■【各選択肢の徹底検証】

・選択肢1：ASEは各段で蓄積されて劣化するため、劣化しないとする記述は誤り。

・選択肢2：EDFAは電気変換を行わない線形中継（1R中継）であり、3R中継とする記述は誤り。

・選択肢3：雑音指数の理論限界値が約3dBであるという記述は正確であり正しい。

・選択肢4：EDFAの利得の目安は20dBから30dBであり、2〜5dBとする記述は数値が大きく過小評価されており誤り。

■【本番での即断ポイント】

EDFAの雑音指数理論限界「約3dB」と、利得の目安「20〜30dB」という必須数値を正確に記憶しているかが即答の鍵となる。

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