Transcript 第9章 物理層，伝送媒体と公衆通信サービス

9章まとめ
4405023 加治正記
目次
9.1 物理層とは物理層とは
 9.2 ０と１の符号化

9.3 コンピュータを結ぶ通信媒体
 9.４
公衆通信サービス

9.1物理層とは物理層と
は
4405023 加治正記
アナログ方式
連続的な量の変化として処理される
 コンピュータで直接処理するのに困難
 長距離の伝送で変化してしまう

デジタル方式
離散的な量の変化として処理される
 コンピュータとの親和性が高い
 長距離の伝送でも変化しにくい
 TCP/IPはすべてデジタル

9．2 ０と１の符号化
4405023 加治正記
物理層の役割
コンピュータが処理する”0”と”1”を電圧の変化
や光の点滅の信号へ対応
→送信側

電圧の変化や光の点滅を”0”と”1”のデータに
戻す
→受信側

主な符号化方式
送受信処理における変換

FDDIなどで利用されているNRZIでは０が連続すると、
ビットとビットの切れ目がわからなくなる

４B／５Bという方法で変換
・・・４ビットのデータを必ず１を含む5ビットの
シンボルと呼ばれるビット列に変換し、
4ビット以上０が続くのを防ぐ。
9.3 コンピュータを結ぶ
通信媒体
4405023 加治正記
9.3.1 同軸ケーブル

イーサネット、IEEE802.3で使用されるケーブル。１０
BASE5と１０BASE2の規格があり、共に１０Mbpｓの速度を
持つ。
最大500m
１０BASE5
トランシーバ
終端抵抗
終端抵抗
NICへ
9.3.2 ツイストペアケーブル
（より対線）

導線を2本1組でより合わせたもの。それにより
ノイズの影響を小さくし、ケーブル内の信号の
減衰を抑制する。

イーサネット（10BASE-T、100BASE-Tなど）
の媒体としてよく使われている
信号の伝送方式

RS232C


グラウンド信号（0ボルト）に対し、送信するビット列に対応した変化を
1本の線に流し処理
RS-422


グラウンド信号を使用せずに伝送ビット列に対応する信号（プラス側
信号）とそれと正反対の信号（マイナス信号）を1対1（ペア）にして送
信。
受信側はこの2つの信号の差から送信された信号を判断する
信号の伝送方式
外部からの
電気的影響
+側の信号
0V ------－側の信号
0V
＋側、－側の電位差
------両側とも外部の影響を受
けるが、信号は電位差の
あるなしで与えられるので
有
（読み取られる信号）
無
読み取られる信号に影響
は現れない
ツイストペアケーブルの種類

UTP（Unshielded Twisted Pair ）


ケーブル外被の中がツイストペアケーブルだけで構成さ
れるもの
STP（Shielded Twisted Pair ）

外被の下にシールドと呼ばれるアルミ箔や網のような導
線で内部のツイストペアケーブルを保護しているケーブル
9.3.3 光ファイバーケーブル
 ガラス繊維でできたケーブル。信号を光
の明滅によって送信する。
 減衰をほとんどしないため、中継なしで
数ｋｍの接続が可能
光ファイバーケーブルの分
類

シングルモード光ファイバー


レーザー光など、直進性の強い光を入力し、細いケーブ
ル中でほとんど分散せずに信号を伝える
長距離伝送や超高速伝送が可能で、電話局間などの基
幹通信網に使われている
光源
シングルモード光ファイバー
光ファイバーケーブルの分類

マルチモード光ファイバー



ケーブル内をLEDなどによる光が反射しながら伝わる
材料にプラスチックを利用できるため安価であり、折り曲
げにも強い
主にGigabit Ethernetなどで用いられている
光源
マルチモード光ファイバー
光ファイバーケーブル
 価格が非常に高価
 ほかのメディアに比べて接続作業が難しく、
専門の技術と機器が求められる
9.2.4 無線（Wireless）

空間中を飛び交う電磁波を利用するためケー
ブルを必要としない。
物理的制約の解放
よく使われる無線通信(1)
 赤外線通信

数十ｃｍ～1mの間で接続する。間に障害物があ
ると通信できない
・・・携帯電話、ノートパソコン

無線LAN
 2.4GHz帯の極超短波と呼ばれる周波数帯を利
用
・・・ノートパソコン
よく使われる無線通信(2)
 マイクロ波通信

指向性が強いため2点間を結ぶ通信回線に使わ
れる 。アンテナが設置できればケーブルを引く
のが難しいところでも通信ができるようになる。
・・・衛星回線、遠隔地への直接通信
9.４
公衆通信サービス
情報通信ネットワーク
4405071
野村尚吾
9.4.0 公衆通信サービスとは

公衆通信サービス
⇒ 外部と接続する場合に使用するサービス．
※ NTTやKDDIなどに料金を払って通信回線を
借りる形態
9.4.1 アナログ電話回線

アナログ電話回線
⇒ 普通の電話回線を利用して通信すること。
インターネットにダイヤルアップ接続する場合に必要。
※ デジタル信号とアナログ信号を変換するモデムが
必要になる．
モデムによる一般的通信速度は：56kbps
9.4.1 アナログ電話回線
図1： ダイアルアップ接続
9.4.2 携帯電話・PHS

携帯電話
⇒ 9.6kbps～384kbps程度の通信が可能
※ 利点： 携帯電話が利用できる範囲内ではどこでも
ネットワークに接続できる
9.4.2 携帯電話・PHS

PHS
⇒ 32kbps~128kbpsのデジタル回線。
普通に音声で通話するとき、
音声信号がADPCMと呼ばれるデジタル音声に
変換されてから電波で送信される。
※ このデジタル回線を直接利用する伝送手順に
PIAFSがある
9.4.3 ADSL

(Asymmetric Digital Subscriber Line)
ADSL
⇒ 既存のアナログ電話回線を拡張利用するサービス
※
電話機と電話局の交換機の間の回線を利用。
スプリッタを設定し，音声周波数とデータ通信用の
周波数を混合・分離する．
※ xDSL （VDSL,HDSL,SDSL,ADSLの総称)
9.4.3 ADSL
(Asymmetric Digital Subscriber Line)
図3： ADSL接続
9.4.4 FTTH(Fiber To The Home)

光ファイバーによる家庭向けのデータ通信サービス。
元は、一般家庭に光ファイバーを引き、電話、イン
ターネット、テレビなどのサービスを統合して提供す
る構想の名称だったが、転じて、そのための通信
サービスの総称として用いられるようになった。
9.4.5 ケーブルテレビ
ケーブルテレビ
⇒ 本来、電波を主体とするテレビ放送をケーブルを
使って放送する

※ ケーブルテレビ放送に使われていない
空いているチャンネルをデータ通信に利用
※ 下り伝送：放送と同じ周波数帯域を使用
上り伝送：放送に使用しない低周波数帯域を使用
⇒上り伝送速度が下りより遅い
9.4.5 ケーブルテレビ
図4: ケーブルテレビによるインターネット接続
9.4.6 専用回線 （専用線）

専用回線
⇒ 接続形態は1対1接続に限られる。
※ NTTのサービスの例
･デジタル専用サービス （64kbps~6Mbps,50Mbps,150Mbps）
･ ATMメガリンクサービス（0.5Mbps,1~135Mbps,600Mbps）
･メトロハイリンク
（45Mbps,150Mbps,600Mbps）
9.4.6 専用回線 （専用線）
図5: 専用回線によるインターネットへの接続
9.4.7 VPN(Virtual Private Network)


インターネット回線等の公衆ネットワークを利用しながらセ
キュリティを確保したサービス
VPNは暗号化通信によりインターネット上の2つの地点を接
続し、そのセッション上で仮想的なネットワーク（LAN）を構
成することにより離れた場所にあるコンピュータ同士やネット
ワーク同士を安全かつ自由に接続することができる。
9.4.8 公衆無線LAN

LAN（Local Area Network）とは、同じ建物の中
にあるパソコンやプリンタ等の周辺機器をケーブル
などで接続して構築するパソコンのネットワークのこ
とで、それによりデータのやりとりが可能になる。
9.4.9 その他の公衆通信サービス（１）

X.25
⇒ 1つの回線から複数のサイトに同時に接続可能な
性質を持つサービス。電話網の改良版的存在。
※ コンピュータネットワークで利用しやすい媒体
※ 接続点の伝送速度： 9.6Kbps or 64Kbps
※ 現在は使用が減少
9.4.9 その他の公衆通信サービス（２）
フレームリレー
⇒ X.25を簡素化して高速化したもの。

多くの通信事業者から64kbps～1.5Mbpsの
フレームリレーサービスが提供されている
※ 特徴： 簡略化されたデータリンク層プロコトル
重複制御やシーケンス管理は上位プロコトル
で行う
図６を参考に・・・
9.4.9 その他の公衆通信サービス（３）
図6: フレームリレー網
9.4.9 その他の公衆通信サービス（４）

ISDN
アナログ通信で使用していた交換機をデジタル化し，1回線に複
数の通信路を設定して高速通信を
可能のしたもの．
※ NTTのサービスの例
INSネット64
（数字：最大転送速度）
INSネット1500
INS-P (パケット網への接続を付加したもの）