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レッスン8: レイヤ1 信号と回線

ネットワークの根底は電気信号です。データがメディアを通るときは、何らかの電気信号で相手に伝わります。銅線を使った電気信号や光信号、無線LANの場合は電波です。

ここでは、銅線を使った電気信号について説明します。

まず、信号にはアナログとデジタルの2種類が存在します。アナログは連続的で波のようなもの、デジタルは非連続的でON/OFFだと考えて下さい。

もともと存在する波を模倣するほうが簡単だったため従来の信号はアナログが従来の信号はアナログがメインでした。特に音波はそのまま電話で使う形にしやすいのです。

一方、デジタルは作られた信号です。CDの録音も、コンピュータ内部でやりとりされる信号もデジタルです。そう考えると通信もデジタル信号のように思えますが、通信は回線に依存するため回線がアナログしか使えない場合はアナログになります。一般電話回線がその例です。なので、一般電話回線を使用して通信する場合は、モデムと呼ばれるデジタル信号をアナログ信号に変換する装置が必要になります。

一方、デジタル回線ではISDNが代表的です。ISDNは普通の電話回線と異なるため、TA(Terminal Adapter)やDSU(Digital Service Unit)といった機器が必要になります。

接続方式はこのようになります。




CATVの場合はケーブルモデムが必要です。“モデム”という名前がついていますが必ずしもアナログであるとは限りません。これは、ADSLモデム(ADSL通信で使用)の場合も同様です。

ケーブルモデムとADSLモデムの特徴は、普通のモデムと違いPCとLANケーブルで接続されるところです。(普通のモデムは、EIA/TIA-232という規格で作られたケーブルで接続します。シリアルポートという名称で、PCに接続口があります。)

また、ADSL通信にはスプリッタと呼ばれる、電話信号を電話機に、データ信号をADSLモデムに振り分ける機器も必要です。このように、その回線を使うかで必要な装置も異なることを覚えておきましょう。

続いて、信号に起きる障害についてのお話です。

デジタルでもアナログでも、電気信号には色々な障害が発生します。通信で特に問題になるのは、減衰、ノイズ、衝突です。ひとつづつ解説していきます。

まず、減衰についてです。ケーブルに使われる銅線には、避けられない“抵抗”というものが存在します。この抵抗のせいで信号が弱まってしまうことを、減衰といいます。光ファイバは光信号なので電気抵抗とは無縁ですが、長時間流れていると光信号が拡散されてしまいます。光信号での減衰は、この拡散のことをいいます。

続いて、ノイズです。これは、いくつかの原因によって電気信号の形が崩れてしまうことです。原因としては、すぐ隣の銅線に信号が流れている(クロストーク)、熱雑音、AC電源がそばにある、雷や無線、蛍光灯などがそばにある(電磁干渉/無線周波干渉)等が挙げられます。

最後に、衝突についてです。ケーブル上を2つのデータが同時に流れた場合、信号がぶつかって電圧がおかしくなってしまい、元の信号と違った形になってしまうことです。ネットワーク用語では「コリジョン」と言います。衝突はケーブルの方で対策していていることが多いので、後のケーブルの回で詳しくお話します。


★理解度チェック★
Q.銅線を用いたた電気信号の種類について、LANケーブル、CATV、ADSL、一般電話回線ともうひとつはなんでしょう?


参考:3 Minutes Networking

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