27年 第1回 「設備」




 27_1_setubi_1_(1).png




問1
(1)
ア:⑨ EGP
イ:⑥ コスト値
ウ:⑭ LSDB
エ:③ パスベクトル

補足
・ASと、IGP/EGPについて
AS(Autonomous System:自立システム)とは、統一されたルーティングポリシーによって管理されたネットワークの集まり(同じルーティングプロトコルで運用される範囲)と定義される。AS内部で利用されるルーティングプロトコルを、IGP(Interior Gateway Protocol)。AS間を繋ぐプロトコルをEGP(Exterior Gateway Protocol)と呼ぶ。
as.png
IGPとEGPには、下記の種類のルーティングプロトコルが存在する。
・ルーティングプロトコルの種類
ディスタンスベクタ型リンクステート型パスベクトル型
IGPRIP、IGRPOSPF、IS-IS
EGPBGP

OSPF(Open Shortest Path First):
リンクステート型のルーティングプロトコル。ルーティングに先立ち、LSDB( Link State Database )というトポロジテーブル(リンクステートに関するデータベース)を作成し、LSDPを元にルーティングテーブルを作成する。
・メトリック値とコスト値
経路が複数ある場合、最適な経路を選定するために、メトリック値やコスト値を参照する。いずれも小さい値の経路が優先して選ばれる。
メトリック値:RIPで使われる。経路上のルータを何回ホップして目的の端末にたどり着くかを表した値
コスト値:OSPFで使われる。ホップ数だけでなく経路上の帯域幅を考慮した値。帯域の狭い経路がある場合、数字の大きなコスト値が加算されるため、帯域の狭い経路が選定されずメトリック値よりも最適経路が選定されやすい。





27_1_setubi_1_(2)i.png


(2)
(ⅰ)
答え:③
解説
①②④正しい


③ 光ファイバを屈折率分布形状で分類すると、コアとクラッドの間で屈折率が階段状に変化するGI型光ファイバと、コアの屈折率分布が緩やかに変化する(正:コアの屈折率が一様な)SI型光ファイバがある。

補足
フォトニックバンドギャップ光ファイバ:フォトニックバンドギャップ素材(光の絶縁体)で取り囲んだ構造をした光ファイバ。全反射型光ファイバ(コア部とクラッド部の屈折率を利用したファイバ)では、ファイバの急激な曲げにより光が漏れてしまう欠点があったが、フォトニックバンドギャップ光ファイバでは、その欠点を克服できる。

ドーパント:光ファイバの導波構造を形成するために石英中に添加する不純物元素。石英ガラスの屈折率を増加させるためにはGeが,減少させるにはFが主に用いられる。

GI型とSI型の違い
GI型は、SI型と違い、コア部の屈折率が一様になっておらず、屈折率は、中心が大きく、外に向うにつれて小さくなっている。一般的に、光信号の入射角によって光信号の進む速度が変わるが、GI型のファイバでは、その速度の変化を屈折率の違いで吸収し、複数の光信号が同速度で進むようになっている。そのため、SI型では発生する光信号の歪みが解消できる

gi_si_fiber.jpg 
空孔アシスト型ファイバの構造
空孔アシスト方光ファイバは、コア部の周りにに空気が入る空洞を空けたファイバ。空気は、通常のクラッド部よりも大きな屈折率を持っている。コア部と空気の層の屈折率差を設けることで通常では光が漏れてしまうほどのファイバの曲げにも対応できる。
kuko_fiber.jpg



27_1_setubi_1_(2)ii.png

(ⅱ)
答え:③
解説
① シングルモード光ファイバは、マルチモード光ファイバと比較して、コア径が大きい(正:小さい)、コアとクラッドの比屈折率差が大きい(正:小さい)、伝送損失が小さいなどの特徴を有している。

② シングルモード光ファイバは、マルチモード光ファイバと比較して、光ファイバ相互の接続に高い寸法精度を必要とするが、光ファイバケーブル自体の取扱いが容易であることから、一般に、構内やオフイス内のLANなどで用いられている(※)(※赤い部分は、マルチモードファイバの説明)

③正しい

④ シングルモード光ファイバには、構造分散と材料分散を合わせたモード分散(正:波長分散)が存在する。このうち、材料分散は光ファイバの屈折率が波長により異なるために生ずる分散である。


補足
多(マルチ)モード型シングルモード(SM)型
SI(ステップインデックス)型GI(グレーテッドインデックス)型
コア径50~85μm~10μm
モード複数1つ
外径125μm
帯域幅狭い(100MHz・km程度)やや広い(1GHz・km程度)広い(10GHz・km程度)
光の分散大きい中程度小さい
光の損失大きい中程度小さい
コスト安い中程度高い



single_multi_fiber.jpg 
波長分散:光信号に使用される光は、単一の波長ではなく、厳密にはある程度の幅を持った波長である。この波長の幅によって引き起こされる分散を波長分散という。波長分散は、更に材料分散と構造分散に分けられる。
 -材料分散:均一な媒質中であっても光の波長によって屈折率が異なるために伝搬速度に差がでてしまう。光が進んで行くに従い、屈折率の違いにより徐々に広がってしまう現象を材料分散という。
 -構造分散:光ファイバのコア部とクラッド部の境界面で全反射するときに光がクラッド部分へしみ出す。構造分散は、このしみ出る割合が波長により異なるために生じる。


27_1_setubi_1_(3)i.png

(3)
(ⅰ)
答え:②
解説
① 10ギガビットイーサネットの物理層は、大別するとLAN PHYとWANPHYに分けられ、10GBASE-XファミリーはLAN PHYのグループに、10GBASE-Rファミリー及び10GBASE-WファミリーはWANPHY(正:10GBASE-Xファミリー及び10GBASE-RファミリーはLAN PHYのグループに、10GBASE-WファミリーはWANPHY)のグループに分類することができる。

②正しい

10GBASE-R(正:10GBASE-W)ファミリーでは、SDH/SONETを用いた伝送システムとの接続性が考慮されている。そのため、実効ビットレートは、10GBASE-W(正:10GBASE-R)ファミリーの各方式と比較して数% 低くなっている。

④ 10ギガビットイーサネットでは、使用する光インタフェースの仕様(PMDタイプ)が3 種類規定されている。このうち、1 0 G B A S E - E といわれる光インタフェースは、1.3μm(正:1.5μm)帯の波長を使用するシングルモード光ファイバ専用となっている。


補足
・10G-Ethernetの概要
規格伝送速度伝送媒体 距離符号化
LAN PHY10G BASE-SR10.3124Gbps MMF(850nm)300m64B66B
10G BASE-LRSMF(1310nm)10km 
10G BASE-ER SMF(1550nm) 40km

LAN PHY 
10G BASE-LX43.125Gbps ×4MMF(1310nm) 300m8B10B
8B1Q4
SMF(1310nm)10km
WAN PHY10G BASE-SW 9.95328GbpsMMF(850nm)300m64B66B
10G BASE-LWSMF(1310nm)10km 
10G BASE-EWSMF(1550nm)40km 





27_1_setubi_1_(3)ii.png

補足


(ⅱ)
答え:⑤
解説
①②③④正しい

⑤ 64B/66B符号化方式では、データ及びヘッダ情報に対してスクランブルする(※)ことで、0又は1の連続を防いでいる。
(※データをスクランブルした後、ヘッダ情報を付加する。つまり、ヘッダ情報はスクランブルしない)

補足
スクランブリング:連続する同一符号の発生を防ぐ方法

8B/10B符号:送信データを8ビットごとに分割し、10ビットの符号に変換し冗長化する
8B/1Q4符号:8ビットごとの元データにエラー検出用の1ビットを付加する。その後、伝送時に4対のより対線にそれぞれ「+1.0V、+0.5V、0V、−0.5V、−1.0V」の5つの電圧の組み合わせを使う
64B/66B符号:64ビットのデータにスクラウンブルを施した後、同期のために元の64ビットデータの中身がすべてデータの場合は「01」、元の64ビットデータの中に制御情報を含む場合は「10」の2ビットのヘッダを付加して66ビットにする









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