30年 第2回 「設備」



30_2_setubi_1_(1).png

問1
(1)
ア:⑫ シグナリング
イ:⑥ PCM
ウ:① 8
エ:⑪ ジッタ



30_2_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

類題

問題番号:27年第1回(設備)問1(2)(i):光ファイバの構造



30_2_setubi_1_(2)ii.png


(ⅱ)
答え:③
解説
① SM光ファイバは、マルチモード(MM)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 SM光ファイバは、MM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、構内やオフィス内の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 SM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コア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


類題
問題番号:27年第1回(設備)問1(2)(ii) :シングルモード光ファイバの特徴



30_2_setubi_1_(3)i.png

(3)
(ⅰ)
答え:⑤
解説
①②③④正しい

⑤ 発信号局と着信号局との間で信号メッセージが転送される経路は信号ルートといわれ、この経路には、一般に、SEP (正:STP) といわれる信号中継局及び信号リンクが含まれる。

補足
PSTN (Public Switched Telephone Network:公衆交換電話網):回線交換方式の音声通話サービスを提供する公衆回線網のこと

・PSTNにおける制御信号の伝送方式
PSTNで制御信号(呼制御や網管理に使用)を伝送する方式として、個別線信号方式共通線信号方式の2つが存在する。

 ・個別線信号方式:音声データと制御信号が同じ伝送路で転送される方式。PSTNでは、回線交換方式を採用しているため、個別線信号方式では、通話によるセッションが確立されてしまうと、制御信号を転送することができなくなってしまう。そのため、複雑なサービスの制御を行うことができない。

 ・共通線信号方式:音声データと制御信号が別々の伝送路で転送される方式。制御信号が音声データと独立した回線となっているため個別線信号方式で課題だった通話セッション確立中の制御信号の転送が可能になっている。これにより、様々なサービスの提供が可能になった。代用的なサービスに、発信者の電話番号をディスプレイに表示させるナンバーディスプレイなどがある。共通線信号方式のうち、No.7共通線信号方式(SS7:Common Channel Signaling System No.7)が現在の主流となっている。

・No.7共通線信号方式のネットワーク
ss7_network_2.png

(構成機器)
共通線信号の処理を行う局(交換機)のことを信号局(SP:Signal Point)といい、SPには、STPSEPの2種類が存在する。
 -信号局(SP:Signal Point):共通線信号の処理を行う局の総称。SPには、信号局コードが割り振られており、制御信号メッセージの送信時に転送や受信を行う局を選択するために使われる。
 -信号端局(SEP:Single End Point):共通線の信号を送受信する末端の局
 -信号中継局 (STP:Signal Transfer Point):共通線の信号を中継する局

(No.7共通線信号方式の面構成)
共通線信号網は、2面(A面、B面)の網構成をとっており、SEPからの信号リンクは、両面のSTPに二重帰属しており、片方の面が停止しても、他方の面を利用して制御信号を伝送することができる。

非回線対応信号機能:フリーダイヤル番号から加入者番号への翻訳など、回線の呼制御とは直接関係のない機能

類題
問題番号:24年第1回(設備)問1(3)(i):No.7共通線信号方式



30_2_setubi_1_(3)ii.png

(ⅱ)
答え:④ A、Bが正しい
解説
A、B:正しい

C:メッセージ転送部は、レベル1の信号リンク機能部 (正:信号データリンク部) 、レベル2の信号データリンク部 (正:信号データ機能部) 及びレベル3の信号網機能部で構成され、信号接続制御部と合わせてOSI参照モデルのレイヤ4 (正:レイヤ3) の機能を実現している。

補足
・共通線信号方式の機能(OSI参照モデルとの対応)
ss7_3.png


電話ユーザ部(TUP:Telephone User Part):基本的な呼制御を規定している(国内ではTUPは使われていない)
ISDNユーザ部(ISUP:Integrated Services Digital Network User Part):信号局がやり取りするメッセージを規定する
トランザクション機能部(TCまたは、TCAP:Transcation Capabilities Application Part):非回線対応信号機能(通話に直接関わらない付加機能)を提供する
信号接続制御部(SCCP:Signaling Conection Control Part):共通線信号でのルーティングを行う(MTPの信号データリンク部と合わせてOSI参照モデルのL3に該当)

メッセージ転送部(MTP:Message Transfer Part):経路管理に関する部分。下記の3つのレベルから構成されている。
 レベル3:信号網機能部:共通信号網でのルーティングを行う(SCCPと合わせてOSI参照モデルのL3に該当)
 レベル2:信号リンク機能部:信号の誤り制御などを規定(OSI参照モデルのL2に該当)
 レベル1:信号データリンク:信号の電気的条件や物理的条件を担う(OSI参照モデルのL1に該当)


類題
問題番号:24年第1回(設備)問1(3)(ii) :No.7共通線信号方式の機能構成






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