光ファイバは，光の信号を伝送するケーブルです。光ファイバ中の光信号は，銅線中の電気信号に比べて，減衰しにくいのが特徴です。それでも，長距離を伝送するときには，光信号が減衰するので，途中で増幅する必要があります。

　また，光ファイバは帯域がきわめて広いという特徴もあります。このため，超大容量伝送が可能です。これには「波長分割多重」という技術が使われています。

光のパルスで情報を伝送

　光ファイバの中を流れる光はなに色でしょうか？実は無色です。赤外線を使っているので，人間の眼には見えません。光ファイバ伝送で主に使われるのは，赤外線の中で減衰量がもっとも小さい波長である1.55μm（μmは1mmの1000分の1）の光です。

　光を発生する素子は，「レーザー・ダイオード」と呼びます。レーザー・ダイオードは半導体でできていて，一定の電圧を加えると光のビームを出します。太陽光や電灯の光はいろいろな波長の光が混ざっていますが，レーザーの光は1種類の波長だけの“純粋”な光です。

　光ファイバは，ディジタル信号を伝送するのに使われています。中を通るのは，光の短い点滅である「光パルス」です。光のオンとオフを，それぞれ信号の“1”と“0”に対応させます。

　光パルスは光ファイバの中で次第に減衰します。ある程度長い距離を伝わると“1”か“0”か判断できなくなってしまいます。このため，光があまり弱くならないうちに，再生中継器を入れて光を強くします（pict.1[拡大表示]）。再生中継器は，受け取った光パルスをいったん電気信号にしてから“1”か“0”を読み，再びレーザー・ダイオードで光を発生して送り出します。

　最近では，いちいち電気信号に変換せずに，光信号のまま増幅できるようになりました。これには，「エルビウム」という元素を混入した特殊な光ファイバを使います。

　光パルスはどのようにして増幅されるのでしょうか。まず，光パルスがこの光ファイバを通るときに，「ポンプ波」と呼ぶ別の波長の光をわきから入射します。ポンプ波のエネルギーは，光ファイバ中のエルビウムを通して光パルスに与えられます。ポンプ波の波長は光信号のものと違うので，雑音になることはありません。