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【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問067 解説|思考ルート

大容量かつ長距離の光ファイバ伝送システムにおいて、半導体レーザ(LD)の変調方式や光ファイバ内の非線形光学効果、および受光素子の運用管理に関する実務上の記述として、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.067

大容量かつ長距離の光ファイバ伝送システムにおいて、半導体レーザ(LD)の変調方式や光ファイバ内の非線形光学効果、および受光素子の運用管理に関する実務上の記述として、最も不適切なものはどれか。

選択肢

  1. 数十Gbit/s以上の高速・長距離伝送システムでは、LDの直接変調方式で生じるチャーピングによる光スペクトルの広がりや波長分散の影響を回避するため、強度変調用光変調器を用いた外部変調方式が用いられる。

  2. アバランシェフォトダイオード(APD)を用いる光受信器では、高感度受信を行うために逆バイアス電圧を限界まで高く設定し続けることが実務上推奨されており、温度変化による利得変動に対する補償回路は省略しても差し支えない。

  3. エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)を用いた線形中継方式は、光信号を電気信号に変換することなく光のまま一括増幅するため、ビットレートや変調方式に依存しない利点がある反面、複数台の従属接続では自然放出光(ASE)が累積して光SN比が劣化する。

  4. 高光パワーが入射する長距離・大容量WDMシステムにおいては、自己位相変調(SPM)や四光波混合(FWM)などの非線形光学効果による伝送品質の劣化を考慮し、システム設計時に十分なマージンを確保する必要がある。


正解と解説(思考ルート)

【正解】 選択肢 2

■【設問の意図と背景】

光伝送システムのハードウェア構成や受光素子の運用における実務上の遵守事項、およびやってはいけない不適切行動を正しく把握しているかを問う。

■【正解の根拠とメカニズム】

アバランシェフォトダイオード(APD)は電子なだれ増倍作用を利用して高感度受信を実現するが、過度な高電圧印加は過剰雑音の増加や素子破壊を招く。また、APDの利得は温度によって大きく変動するため、安定した受信を行うためには温度補償回路による適切なバイアス制御が不可欠であり、「補償回路を省略しても差し支えない」とする選択肢2の記述は実務上明らかに不適切である。

■【各選択肢の徹底検証】

・選択肢1:高速長距離伝送において直接変調のチャーピングを避けるために外部変調方式を用いるのは実務上の基本原則であり、正しい。

・選択肢2:APDの運用において温度補償や適切なバイアス管理は必須であり、省略することは許されないため不適切(これが正解)。

・選択肢3:EDFAの線形中継およびASE累積によるOSNR劣化に関する記述は、中継設計の原理として正しい。

・選択肢4:高光パワー運用時の非線形光学効果に対するマージン確保は設計上の重要事項であり、正しい。

■【本番での即断ポイント】

「省略しても差し支えない」「制限なく無制限に上げられる」といった極端な緩和を示す記述は、現場の安全管理や信頼性確保の文脈においてほぼ確実に誤り(不適切)となる。

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