計測関連用語集

TechEyesOnlineの用語集です。
計測・測定に関連する用語全般が収録されており、初めて計測器を扱う方でも分かりやすく解説しています。
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光電融合(こうでんゆうごう)

(photoelectric fusion) 光回路と電気回路を融合させた技術や、光と電気が融合した複合デバイスの総称。電気でなく光で処理を行う光半導体の実用化を進めているNTTは、2019年に次世代ネットワーク構想、オール・フォトニクス・ネットワークのIOWN(アイオン)を発表した。NTT研究所の光電融合部門は2023年8月にNTTエレクトロニクスと統合され、NTTとは別会社のNTTイノベーティブデバイス株式会社となった。「研究所で基礎技術を培ってきた光電融合を事業として実用化するため」と発表されている。IOWNグローバルフォーラムには世界中の先端企業が参画している。インテルなど欧米の半導体メーカは、シリコンフォトニクスといって光半導体の開発に注力している。 光を使うことで、電気を使う部位が減ると省エネ、小型化が実現する。光半導体のような半導体チップだけでなく、プリント基板に光を通す技術開発も必要になるので、大手半導体メーカを筆頭に研究開発が進んでいる。 キーサイト・テクノロジーは、光部品の評価に注力して光測定器をラインアップしてきた。光電融合の関連製品としては、光ファイバの調芯ステージ(計測器の測定用の治具)を含めた、光測定ソリューションを提案している。

コヒーレンス(こひーれんす)

(coherence) 2つの信号の位相の相関の度合いをコヒーレンスと呼んでいる。 通常、コヒーレンスやコヒーレントはFFTアナライザや、レーザー光などの光通信測定器で使われる用語だが、無線測定器(RF)の代表であるスペクトラムアナライザのオプションに、ローデ・シュワルツには「コヒーレンスユニット」なる製品があった。 参考用語: コヒーレンス関数 計測器情報:品名にコヒーレンスが付く製品の例・・ローデ・シュワルツのFS-Z10コヒーレンスユニットなど

コヒーレント(こひーれんと)

(coherent) 日本語では「可干渉」、「干渉的」。波の干渉についての特性を示すことば。レーザーの光はコヒーレントの代表である。干渉とは、複数の波が重なるとき、波が打ち消し合ったり強め合ったりすること。2つの波の位相や振幅に一定の関係があると、干渉を鮮明に観測することができる。 コヒーレントの正確な説明は難しい。説明の例、「強度の等しい二つの波が重なり干渉するとき、干渉縞(じま)の強度の極小値がゼロだと、二つの波はコヒーレントである」。 2つの波の位相の揃い具合、干渉縞の鮮明さをコヒーレンス(coherence)という。光のコヒーレンスを説明すると、レーザー光は非常にコヒーレンスの高い光である。そこで「レーザー光はコヒーレントである」と表現される。自然にある太陽光や、従来の光源(電球、蛍光灯)の光はコヒーレンスが低いので「インコヒーレント(コヒーレントでないという意味)に近い光である」と説明される。完全なコヒーレントやインコヒーレントは無くて、干渉性が高いとコヒーレント、低いとインコヒーレントと表現される。この指標によって多くの事象を実験などで確認できるため、物理学の重要なことばだが、平明に説明することは大変難しい。 FFTアナライザでは、関連度関数をコヒーレンス関数と呼んでいる。ここでいう「コヒーレンス」は入力と出力の「関連性」という意味である。他にもコヒーレントアウトプットパワーなどの用語がある。また、FFTアナライザにはコヒーレンスブランク機能がある。 計測器情報:品名にコヒーレントが付く製品の例

コリメータ(こりめーた)

(collimator) 光線を平行に集束させる機構。光源から放射される多方向のビームを平行な光線に揃える装置。そのほか、レンズの焦点距離・光軸などを測定する機器を指していることもある。 参考用語:オートコリメータ

JDSファイテル(じぇーでぃーえすふぁいてる)

(JDS Fitel)1980年代から1999年まであった、光ファイバなどの光測定器メーカ。事業の主力は光ファイバ関連の装置や部品だが、光ファイバの評価用測定器をラインアップしていたので、他社にはないユニークな光通信測定器のメーカだった。 1981年に光関連製品のメーカ、JDS Opticsがカナダで設立される(JDSは設立者4人の姓の頭文字)。後に光ファイバや光コネクタの会社Fitel(ファイテル)と提携し、JDS Fitel(JDSファイテル)に社名変更。1999年Uniphase(ユニフェーズ)と合弁しJDS Uniphase(JDSユニフェーズ、略記:JDSU)に社名変更。2005年に通信計測器のActerna(アクテルナ)を買収(Acternaはワンデル・ゴルターマンやウエーブテックという老舗計測器メーカの後継会社)。2015年、JDSUはViaviSolutionsとLumentumHoldingsIncに分かれる。JDSUのNetwork Enablement(NE)、Optical Security and Performance Products(OSP)事業などは、Viavi Solutions Incとなる。つまりJDSUは光部品やレーザー機器を計測器と分割し、計測器はViavi(ヴィアヴィ)ブランドになった。日本法人はViaviソリューションズ株式会社である(2022年現在)。 1990年代にはJDSファイテルというと、光通信測定器でもOPM(光パワーメータ)のような基本測定器ではなく、波長分散のような光ファイバの特性測定の高額な専門計測器が有名だった。日本の販売会社にはキーサイト・テクノロジー(当時は日本HPやアジレント・テクノロジー)から転職した人もいた。JDSユニフェーズという会社名になってからは、ウエーブテック、ワンデル・ゴルターマン、アクテルナなどの通信計測器メーカが合流し、日本では実態が良くわからない状態になった。 無線通信を開発したイタリアのMarconi(マルコーニ)を会社名にする無線通信器メーカ、マルコーニ・インスツルメンツ社は、社名がAeroflex(エアロフレックス)、IFRシステムズ、Cobham(コバム)と変遷し、現在はViavi Solutions LLC社になっている。以前から日本では菊水電子工業が代理店で、エアロフレックスブランドの無線機テスタなどを販売していた。現在のViaviソリューションズ株式会社はこれらの製品群をAvionics(アビオニクス)関連製品と呼び、菊水電子工業を継続して代理店としている。 ViaviのCST製品(PCI Expressなどのプロトコルアナライザ)は伯東が販売店をしている。このようにViaviは欧米の通信計測器の合体継承ブランドだが、日本では直販をしないため、ユーザには実態が良くわからない。商流について補足すると、たとえばテレダイン・レクロイのプロトコルアナライザ(プロアナ)も、日本法人(テレダイン・ジャパン)が販売していない機種群がある。特にプロアナは、メーカの日本法人とは別の会社が販売権を持っている例があり大変わかりにくい。通信計測器の中でもプロアナ、バスアナライザなどはM&Aによって所有会社が良く変わるが、メーカ名が変わっても商流(その地域の販売会社)は変わらないためである。 計測器情報:Viavi製品の例

受信機(じゅしんき)

(receiver)信号を受信する機器のこと。部品から装置まで多様。アンテナは受信機と送信機の両方に使われる。別名:レシーバ

ShowNet(しょーねっと)

通信ネットワークの展示会、Interop(インターロップ)で構築される大きなインターネット環境。出展者の製品2600台以上が接続され、出展者はShowNet上で実際的なデモなどを行う、実稼働ネットワーク。

シングルモード(しんぐるもーど)

光ファイバ の種類の1つ。基幹網で長距離伝送に使われる。光ファイバは伝播するモードの数によってシングルモードとマルチモードの2つがある。

スペクトル(すぺくとる)

(spectrum) 2つの意味がある。 1. 光を分光器で分解して波長の順に並べたもの。光スペクトルの略。(虹のように)光が7色に分離されることは良く知られている。 2.複雑な組成を分解し強度(パワー)の順に並べたもの。一般に光学や分析の分野ではスペクトルと呼んで、ある物理量を横軸に、その強度の変化を縦軸に示したグラフを指す。周波数ごとの大きさ(f特)の波形(グラフ)を「周波数スペクトル」と呼ぶ。横軸に波長、縦軸に強度のグラフは「波長スペクトル」という。 ただし、電気計測や通信の分野では「スぺクトラム」と呼んでいる。スペクトルもスペクトラムも英語は同じSPECTRUMである。無線通信測定器で電波の強度を測定し、周波数成分ごとのパワーを表示するのはスペクトラムアナライザといわれる。同様に光通信測定器で、横軸が波長のものに光スペクトラムアナライがある。なぜスペクトルでなくスペクトラムといったのかは不明。日本語の物理用語としてはスペクトラムよりもスペクトルのほうが一般的である。計測器は一般的ではなく特殊な言い方をする例といえる。計測器では横軸は周波数や波長のため、強度の順では並んでいない。周波数や波長の小さい方から大きい方へ(左から右へ)パワーを表示する。 別の角度からの解説を以下に箇条書きで述べる。 ・スペクトルとは電磁波(電気信号や光など)を成分ごとに分解して、成分の大小(強度やパワー)を見やすく配列した図(グラフ)のこと。 ・分光や電気計測では成分(横軸)は波長や周波数で、測定結果(表示画面)のグラフはエンベロープの最大値(連続したスペクトル)が表示される。 ・試料の化学的な組成を調べる(計測して分析する)科学分析計では連続のグラフではなく、元素などが線で表示される(連続スペクトルではなく線スペクトル)。分析装置の画面に表示された大きな縦線を見た使用者は、「これは○○(元素など)が多く含まれていることを表している」と語る(科学分析機器の使用者はその縦線が何を意味するかを理解する知識を持っている)。 ・分光では横軸は波長、縦軸は強度(intensity)である。電波(スペクトラムアナライザ)では横軸は周波数(Hz、ヘルツ)、縦軸はパワー(電力、dB)である。光通信やDVD(光を使った記憶媒体)で使われる光スペクトラムアナライザの横軸は波長で、縦軸はパワー(電力、dB)である。

spectrum(すぺくとる)

スペクトルとは、ある物理量の数値ごとの大きさのこと。たとえば周波数ごとの数値を示したグラフである「周波数スペクトル」はf特(周波数特性)のことである。 無線信号などの周波数スペクトルを表示する測定器は(スペクトルアナライザではなく)スペクトラムアナライザと呼ばれている。日本語のスペクトルもスペクトラムも英語は同じspectrumである。

送信機(そうしんき)

(transmitter)信号を送信する機器のこと。部品から装置まで多様。アンテナは送信機と受信機の両方に使われる。別名:トランスミッタ

WDM(だぶるでぃーえむ)

波長分割多重(Wavelength Division Multiplex)という光伝送方式や、その装置のことをさす。1本の光ファイバに波長の違う複数の信号を通すことで、大容量、高速化を実現する手法。2000年頃にはすでに装置が開発され、商用で導入もされているが、光通信網の容量拡大は最近の20年間はあまり話題になっていないので、導入や普及は進んでいないといえる。6G の開発を始めたNTTは(途中で電気に変換しないで)エンド・ツー・エンドで光伝送を行うAPN(オール・フォトニクス・ネットワーク)であるIOWN(アイオンと呼称)構想を2019年に発表した。当然APNではWDM技術が活用される。

チャンセレ(ちゃんせれ)

チャンネル(またはチャネル)セレクタの略称。複数の信号を切り替えるスイッチの役割をする計測器。通信測定器で、電気(RFなど)の製品と光の製品がある。光の製品は「光チャンネルセレクタ」が正式名称だが「光のチャンセレ」と呼ばれることがある。

チューナブルレーザー光源(ちゅーなぶるれーざーこうげん)

(Tunable laser light source) 波長を任意に可変できる(チューンできる)レーザー光源。別名:波長可変光源。光通信機器や光部品などの開発に使われる。2000年頃にはアジレント・テクノロジー(現キーサイト・テクノロジー)が全世界で販売したが、光海底ケーブルバブル以降に光通信測定器を縮小しチューナブルレーザ光源は生産中止になった。横河計測(旧安藤電気を吸収)が継続して製品を販売している。santec(登記社名:サンテック株式会社)はチューナブルレーザ光源の専業メーカとして有名で、世界トップブランド(現在は他の分野の機器にも注力している)。WDMなどの波長多重方式の通信装置などが活発に開発・製品化された2000年頃には高額(たとえば数百万円)のチューナブルレーザ光源が測定器としてもてはやされたが、現在は当時ほどの需要は無い。 キーサイト・テクノロジーは光コンポーネント評価のソリューションを継続していて、チューナブルレーザー光源は偏波シンセサイザとの組み合わせで光部品の損失測定に必要なため、N777xCシリーズなどをラインアップしている(2023年現在)。 表記は「レーザー」と「レーザ」の2つがあり、各企業によってどちらかを使っている。

調芯(ちょうしん)

(alignment)光ファイバ、LD、PD、導波路などの光学部品の光軸を合わせること。英語をカタカナにした「アライメント」という表記も使われているので、日本語では別名:アライメントともいえる。 光ファイバを接続するときは軸ずれや角度のずれ、間隙や反射が起こると接続損失(ロス)が生じて、光信号は弱くなってしまう。そのため光ファイバ融着器を使う際は、光ファイバのコア部分を対向させ、正しい位置決めをする(光軸を合わせる)ことが重要になる。調芯によって光強度は最大になる。光ファイバ以外の光デバイスも調芯によって、光が進む進路にデバイスの入出力の軸を合わせることを行う。光部品に特有の作業である。 メーカとしては駿河精機やシグマ光機などが、光路を空間につくるための防振台や、調芯装置をつくっている。

通信計測器(つうしんけいそくき)

有線(光通信など)と無線(ワイヤレス)がある。新しい通信方式が開発されるとそれを評価する測定器が現れる。その時代の通信方式に対応するため、計測器の寿命が短い専用器が多い(2年位で次モデルになる場合もある)。基本測定器は有線では光測定器の光パワーメータ(OPM)、光源、光スペクトラムアナライザなど、無線ではRFパワーメータ、信号発生器、スペクトラムアナライザである。 有線の通信測定器は 1. プロトコルアナライザ(略称:プロアナ):RS-232Cなどの低速のオンラインモニタ(ラインモニタなど)と、バスアナライザ、超高速のギガビットLAN(参考記事あり)などのモデルがある。無線LANのプロトコルアナライザもある。 2.ネットワーク測定器:ここでいうネットワークとは通信回線網のことで、交換、伝送、IPなどの伝送品質を評価したり、端末や通信装置の代わりになってエミュレーションしたりする測定器。SDH/SONETアナライザ、BERT(ビット誤り率試験器)や疑似呼(コールシミュレータ)、IP負荷試験装置など。 3.光測定器:光通信の測定器や光ディスクなどのDVD評価用測定器。電磁波としての光を扱う測定器で、照度計や輝度計のような人が感じる光(明るさ)の測定器ではない。光パワーメータ(OPM)、光源、光スペクトラムアナライザ、OTDRなど。 4.ケーブルテスタ:OSI参照モデルの物理層(レイヤ1)の測定器。LANのケーブルテスタやTDR(障害位置試験器)など。5.アナログの伝送線路の測定器:レベルメータ、選択レベル計など。以前はアンリツや安藤電気がつくっていたがほぼ撤退し、今は大井電気がラインアップしていて、ユーザは工事会社が多い。上記2の機種群は高速になると電気でなく光通信になるので、光測定器の機能を持つが、それらは光通信の基本測定器ではなく通信方式に対応した専用測定器なので、2に分類される。3の光測定器はOPMや光スペクトラムアナライザなどの光の基本測定器と、OTDRや光ロステスタなどの光ファイバ用の専用測定器がある。 デジタル伝送品質の評価の1つであるアイパターンの測定は、主にサンプリングオシロスコープで行われてきた。インタフェースは電気と光の両方がある。アプリケーションは通信であるが、製品はオシロスコープ(&光測定器)である。代表例がキーサイト・テクノロジーのDCA(デジタルコミュニケーションアナライザ)だったが、広帯域オシロスコープ(高速オシロスコープ)が普及した現在では、生産中止になっている。 無線の通信測定器は、別名RF測定器や高周波測定器と呼ばれる。 1.基本測定器:標準信号発生器(SG)、スペクトラムアナライザ(スペアナ)、高周波パワーメータ。 2.通信方式に対応した専用測定器:移動体通信用のワンボックステスタや無産機テスタ、送信機テスタなどの変調解析機能があるスペアナ、シグナリングテスタなど。「無線LANのアナライザ」というと、RF(無線)の項目を評価するモデルはこの項目に分類されるが、プロトコル解析のモデルは(扱っているのが無線であるが)有線の測定器であるプロトコルアナライザに分類される。 ネットワークアナライザ(ここでいうネットワークとは高周波部品の回路網のこと、略称:ネットアナ)は有線の測定器だが、高周波の測定器なので、RF(無線の測定器)と並べて説明されることが多い。高周波デバイスなどを評価する専用器である。インピーダンスアナライザやLCRメータなどの回路素子測定器や材料評価用の測定器と同じ分類にされることも多い。 無線を中心に通信計測器全般を手掛ける老舗のアンリツでは、有線通信のことを「ワイヤード(wired)」と呼称している。無線通信のワイヤレス(wireless)は「線でつながっていない(線が無い=無線)」という意味で、広く普及していることばである。それに倣えば有線は「ワイヤード(線でつながっている)」と呼称するのが自然である。この説明は正しいが、有線通信は一般には「有線(通信)」や「光通信」と呼称されることが圧倒的に多い。通信を熟知した代表的な通信計測器メーカが使う表現が、他の通信業者も使うことばとは限らない。計測の世界の表現は統一されていない用語(方言)も多い。 計測器情報: (有線)プロアナ、光測定器、ネットアナ (無線)信号発生器(通信)、スペアナ、 無線/移動体測定器

TIA方式(てぃーあいえーほうしき)

電流を電圧に変換する方式の1つ。Trance Impedance Amplifier(変換・抵抗・アンプ)の略記。入力電流を抵抗(インピーダンス)倍の電圧に変換する増幅器。O/E変換器に使われるPD(フォトダイオード)は電流出力型の光センサである。その出力を取り出すのにTIA回路が最も良く使用される。電流-電圧変換方式としては、デジタルマルチメータなどに使われている抵抗方式が一般的である。 参考用語:シャント抵抗、バードン電圧

Tx(てぃーえっくす)

有線・無線通信で送信データのこと。Transmission dataの略記。送信機はtransmitter(トランスミッタ)と呼ばれ、小文字のxはデータの意味。送信機自体をTxと表記している例もある。Txと対になる受信データはRx(Received dataの略記)と記載される。Tx同様に受信機をRxと表記することもある。

DCA(でぃーしーえー)

(Digital Communication Analyzer) キーサイト・テクノロジー社のデジタル・コミュニケーション・アナライザの略記。広帯域オシロスコープメインフレーム。製品としては、86100D Infiniium DCA-X広帯域幅オシロスコープメインフレーム(形名は86100A/B/C/Dあり、最後のDタイプも製造中止)や83480A ディジタル・コミュニケーション・アナライザ(こちらも生産中止)があった。 実態はサンプリングオシロスコープ。2スロットあり、モジュールを挿入。当時の同社のオシロスコープは形名54xxxのように頭が5で始まる。形名8xxxや8xxxxはオシロスコープではなく、ネットワークアナライザ(NA)やスペクトラムアナライザのようなRF/高周波製品と、光製品。代表的な形名では81xx、86xxxは光製品。85xxx、87xxはNA。 DCAとは「高速のデジタル通信で使われる光ファイバ通信(または電気通信)の波形の解析器」というネーミング。まず高速通信のアイパターン測定に使われた。また、TDRモジュールを装着するとTDR測定器になった(NAとは違う原理で部品の特性測定ができる)。たくさんの特定通信規格に対応したモジュール(特定の通信規格の波形観測、つまり品質確認のための大変高額な製品)がラインアップされていた。別名:光オシロ。モジュールのコネクタは電気だけでなく、光コネクタも多い(高速通信は光になる)。同等品はたとえばテクトロニクスのDSA8300型など。 キーサイト・テクノロジーは2005年に6GHzの帯域をもつ(サンプリングタイプでない)広帯域オシロスコープ54855Aを発売した。それ以降、海外のオシロスコープメーカ間で帯域を伸ばす開発競争が続き、30GHz位まで開発された(2019年にキーサイト・テクノロジーは110GHzモデルを発表。約1億円/台)。このようにリアルタイムオシロスコープの帯域が向上したため、サンプリングオシロスコープでアイパターンを見る必要がなくなり、DCAの需要は減り、生産中止となった。 2000年頃のキーサイト・テクノロジーのショートフォーム・カタログでは、DCAはオシロスコープのページにサンプリングオシロスコープとして、また光測定器のページに光波形解析器として、2か所に掲載されていた。 2016年にN1092A DCA-Mサンプリングオシロスコープという製品が発売されたが、波形表示部がなく、外観はただの箱である。高速通信のアイパターン測定器としてNECなどの通信機器メーカに2000年代まで愛用されたサンプリングオシロスコープの名器86100 DCAは生産終了したが、キーサイト・テクノロジーはDCAという名称に愛着があるようだ。現在の同社のRF測定器群に使われる頭がNで始まる形名を持つDCA製品である。 計測器情報:品名にDCAと付くキーサイト・テクノロジー製品の例

DVD評価用測定器(でぃーぶいでぃーひょうかようそくていき)

DVD(Digital Versatile Disc)を翻訳すると「デジタル多用途(多目的)ディスク」。デジタルデータの記録媒体である第2世代光ディスクの1つだが、2000年代以降に映像記録の主要メディアになり、2020年現在も使われている。VHS(家庭でTV録画に普及したテープ)や1980年代に流行ったレーザーディスク(LD)を置き換える形で普及した。 形状や記録・読取方式はCD(コンパクトディスク)とほぼ同じだが記録容量がCDの約6倍になるため、CDでは不可能だった長時間映像の記録が可能になった。CDと同じく細かい溝の彫られた樹脂製の円盤をドライブ装置内で高速回転し、溝に沿ってレーザー光を照射してデータの読み取り/書き込みを行う。規格策定は業界団体のDVDフォーラムが行なっている。コンピュータなどのIT機器(情報機器)でもデータ記録メディアとして利用されている。 DVDが普及する時期には、ジッタを評価するジッタメータやタイムインターバルアナライザなどのオーディオ・ビデオ測定器が活躍した。菊水電子工業や横河電機(現横河計測)がつくっていた。2004年秋に電波新聞社が刊行した電子計測器&システム[ガイドブック]2005の「オーディオ・映像機器用測定器&システム」の冒頭では「DVDなどの光ディスクに関する規格とその評価測定器」について菊水電子工業が解説している(もちろん計測器としては同社のタイムインターバルジッタアナライザKJM6775が写真付きで紹介されている)。静岡県浜松市にあるパルステック工業には光ディスク評価装置があり、現在も現役である。 青色LEDの発明によって、2003年頃からBlu-ray Disc(ブルーレイディスク)の生産が始まり、DVD評価用の測定器は活況になった。アドバンテストからエーディーシーに移管された計測器群の中には光パワーメータがあるが、光通信で使う波長ではなくBlu-rayのようなより短波長の領域をカバーしたセンサをラインアップしている。同社HPの光測定器ページには「光ディスクの開発や生産ラインに最適」や「ブルーレイ対応まで選べる9品種のセンサ」などのうたい文句が書いてある(2022年12月)。つまり同社のOPMはアンリツや横河計測(旧安藤電気)のような光通信(光ファイバ通信)向けではなく、DVDなどの家電製品をターゲットにしていることが明白である(同社の光計測器はOPMだけで光源や光スペクトラムアナライザ、OTDRなどの光通信測定器はない)。