堅牢な光子

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ファイバに必要なイメージチェンジ

「丈夫ですぐに使える機器でファイバを考えること、(中略) 車に乗ってガタガタ揺れながら進むこと、苛酷な業界・物理的環境で繁栄することは対極にあります」と、Data and Devices 部門の CTO、Phil Gilchrist は言います。「しかし、それこそがこれから起きることの始まりなのです」

ファイバ: 丈夫ですぐに接続できる?

"光ファイバ" のクリップ アートを検索すると、光る棒のような中から髪の毛のように細い束が輝いている写真が見つかるでしょう。マスクをして白手袋をはめたラボの技術者が、光ファイバを注意深く持って恭しく取り扱っているイメージが、その貴重さを強調しています。人は "ファイバ" という言葉を聞くと、もろい、繊細、壊れやすいというイメージを真っ先に思い浮かべます。このイメージは、丈夫ですぐに使えるコンシューマデバイスで、テーブルに倒れ込んだり、車に乗ってガタガタ揺れながら進んだり、または苛酷な業界および物理的環境を切り抜けたりしながらファイバを使用することとは対極にあります。しかし、それこそがこれから起きることの始まりなのです。消費者にデータを光で伝送する (クラウドからチップまで) 最後の数フィートを真に貫通させるためには、コストの問題に加え、ファイバのイメージを変える必要があります。つまり、ファイバは堅牢でなくてはならないのです。

最後の数フィートのために

光子はビッグバンの 10 秒後に生成され、それ以来、ずっと存在し続けています。物理学の授業をするつもりはありませんが、光子は本質的に非常に堅牢で、最も高速なものです。誘導されると、大量のデータを 1 本のファイバに圧縮することができます。データの量は、ファイバ構成、ファイバの長さとノイズなどによって異なりますが、理論的には各光ファイバあたりペタビット/秒のデータ転送速度が可能です (シングル モード)。その勢いは明らかです。いつか全世界のデータは光子誘導媒体を通じて伝送されるようになるでしょう。ほとんどの人は、世界を取り巻く巨大な通信ファイバ トランクが、ほぼ光の速度で数千キロを超えてデータを伝送しているところを想像できるでしょう。しかしこれらも "最後の数フィート" を貫通できていません。最後の数フィートには、自動車のハーネス、スイッチとルータ データ カードおよびほとんどの家と事務所のような自己完結型の独立システムの消費財が存在します。銅線がこの "最後の数フィート" を独占しているのには正当な理由があり、設計者にとって銅線は今後も有効な選択肢として残るでしょう。しかし、改めてこれを検討するには、用途に特有の理由があります。

軽量

ファイバは軽量であるため、ワイヤが増えても重量はさほど増えません。

柔軟

曲げられるポリマのおかげで、現在のファイバの柔軟性と堅牢性は向上しています。

感知

将来のファイバは、ストレスが検知され、安全性が強化されるでしょう。

光ファイバの配線

軽量、柔軟、強力の他にも利点

ファイバは軽いです。詩的な意味ではなく、軽量という意味です。接続したいものが増えるほど、それらを接続するためのワイヤも (もちろんワイヤレスも) 増えます。銅線ワイヤのハーネスは重く、配線 (堅苦しく言えば "ケーブル管理") が困難です。新しい曲げられるポリマにより、ファイバの柔軟性と堅牢性は皆さんが考えている以上に大幅に向上しています。スペースが重視される重量に敏感な民間航空機では、ファイバは制御および Infotainment システムの配線に有用です。また、ファイバを流れる光子の変化は、構造内のストレスや物理的侵入の検知に使用できます。変化を非常に正確に感知する光子の神経系が、近い将来に実現されるでしょう。量子暗号により、ハッキングの心配がない伝送が実現します。しかしそれほど特異なことと考える必要はありません。 

光チップ

究極の目標

接続するものが増えるほどケーブルの重量も増えるという同じ理由で、ファイバは自動車ビジネスの思考プロセスにも進出しています。コンポーネントを堅牢な光ケーブルで直接接続するための代替手段として、信号を伝達する銅線を光ファイバに置き換えて PCB 内で追跡するいくつかの実験が行われています (私の考えでは、これは非常に優れたソリューションです)。しかし言っておかなければならないことは、あるテクノロジを別のテクノロジに置き換えることは、常に支持者の予想以上に時間がかかるということです。光子を伝送するために必要な光学コンポーネントは無料ではありません。航空機や車の設計者は、長年にわたって信頼性が実証されている銅線ハーネスのインフラにやむなく変更しているのです。故障のマイナス面を考えれば、慎重になるのは当然ですが、私たちが光ケーブルで制御された民間航空機に乗れていた可能性は大きいのです。当然ながら、電気通信バスが光子通信バスに置き換えられた光チップが究極の目標です。

光子は堅牢なのに、ファイバの繊細なイメージがそれを抑制している。
Phil Gilchrist,
Data and Devices 部門の副社長兼最高技術責任者 (CTO)

実際にファイバ ワイヤの製造工場を訪問すると、ショックを受けるでしょう。 最もハイテクなものを接続するファイバの製造プロセスは、厚いシリコンのブロックが、まるで串刺しにされてローストされているかのように、強烈なバーナで熱せられるところから始まります。バーナでシリコンを溶かし、それをゲルマニウムやその他の要素とともにドープします。ドープとローストを終えると、ガラスのブロックが 100 フィートの高さのドロー タワーに移され、再度熱せられ、おなじみの長いらせん構造に引き伸ばされます。そして、保護コートで被覆され、出荷用のドラムに巻かれます。光子は、ビッグバンの直後に生成されたことが分かっており、138 億年間存在し続け、火、自然の煤、混練の鍛冶屋のようなプロセスで製造された二酸化ケイ素で伝送されるのですから、堅牢なことは間違いありません。しかしファイバの繊細なイメージがそれを抑制しているのです。敷設業者のバンの中に、工具やはしご、ファスト フードの包みなどに混じって、ファイバのドラムが無造作に置かれているクリップ アートが見られるようになれば、それが "最後の数フィート" を貫通したことの分かりやすい指標となるでしょう。