光通信が高速な理由とデータ量の仕組みをわかりやすく解説

光通信は現代のインターネットやデータ通信の基盤として非常に高速な通信を可能にしています。しかし、「光が毎秒数十億回点滅しても、0か1しか送れないのでは？」と疑問に思う方も多いでしょう。本記事では、光通信の仕組みとその高速性の理由、そして大勢が共有してもデータが不足しない理由を解説します。

光通信の基本原理

光通信では光ファイバーを通して光パルスを送信します。光の点滅はデジタル信号として解釈され、0と1の二値情報を伝達します。しかし、光の点滅速度は単なる1ビット/点滅ではなく、波長や偏光、多重化技術によって大量の情報を同時に伝えることが可能です。

これにより、単一の光ファイバーでも1秒間に数十Gbps、数百Gbps、さらにはTbpsの通信が可能です。

光通信が高速な理由は主に以下の通りです。

これらの技術を組み合わせることで、光通信は単純な点滅回数以上の情報を高速で送ることができます。

光ファイバーは大勢が共有しても、高速通信が可能な設計になっています。波長や多重化技術によって、多くのユーザーが同じ物理線を使っても、独立した通信チャンネルとしてデータを送受信できます。

従って、光ファイバー1本で大勢のユーザーが10GB以上のデータをやり取りすることも可能です。

「1KB＝光が1秒で1000回点滅して通信できる情報量」と考えるのは正確ではありません。光通信では1パルスあたり複数ビットを送ることができるため、1秒間の光パルス数だけで情報量を単純計算することはできません。

また、光の多重化技術を使うことで、1秒あたりのデータ量は点滅回数の単純な積算よりも大幅に増加します。

光通信が高速な理由は、光の速度だけでなく、多重化技術や高度な変調方式によって1本の光ファイバーで膨大なデータを送信できるためです。光の点滅回数だけではデータ量を正確に表せず、複数の波長や偏光状態、1パルスでの多ビット伝送によって、大勢が共有しても通信が不足しない設計になっています。