スライド 1

情報通信ネットワーク第2章
1
伝送方法(図解)
アナログ伝送方法
デジタル伝送方法
2
信号
アナログ伝送方式
任意の値
デジタル伝送方式
1か0のどちらか
＊両者とも利用する回線などの特性の影響(ノイズ)をうける
ノイズ補正
アナログ伝送方式
不可能
デジタル伝送方式
可能
例） 0.8→1
0.1→0
3
内部伝送

パソコン内部、他デバイスとの間での伝送



（１と０を組み合わせたデジタル情報をいかに運ぶか)
1と0を電圧の大きさで区別する方法を使う。
TTL・RS232-C・SCSIなどをインターフェース
と呼ばれる。

【interface】複数の装置を接続して通信する際の規約で、
コネクタの形状や電気信号の形式などを定めているも
の。コンピュータ内部のデータ伝送、周辺機器のデータ
伝送、コンピュータ間の通信など、用途に合わせて様々。
4
TTL


【Transistor-Transistor Logic】
コンピューター内部の伝送は距離が短いため、
最もよく使われ、３~５vで１、０vで０を伝送す
る。
さらに速度を上げるため複数の情報を同時に
伝送するパラレル方式が使われている。


本体と周辺機器を接続するデータ転送方式の一つ。
０と１のディジタル情報を1ビットずつ直列式に伝達するシ
リアル方式と違い、複数の信号線を使って８ビットを並列
式にまとめて転送する。
5
周辺機器との伝送



コンピューターとキーボードなどの周辺機
器との間は、数メートルの距離が離れてい
るため、電圧を大きくする。
+15ｖで1を示し、-15ｖで0を示す（RS-232C）
外付けディスクなどのように高速の伝送処
理が必要な装置ではSCSIが使われる。
6
RS-232C

【Recommended Standard 232 version C 】
パソコン本体とプリンタ、モデム、スキャナ
などの周辺機器を接続するのに使われる。


かつてシリアル通信方式としては最も普及し
ていたが、今ではIBM（International Business
Machines Corporation ）が主流である。
ケーブルの最大長は約15mで、最高通信速
度は115.2kbps。

Ｋｂｐｓ…kilobyte(キロバイト)/second（秒）
7
SCSI

【 Small Computer System Interface 】
コンピュータ本体と外付けハードディスクな
どの記憶装置のように、高速の伝送処理
が必要な装置の接続に用いられる。


両端にターミネータを持つバスと、そこに接続
されるSCSIデバイスで構成される。SCSIバ
スは、さまざまなフェーズを遷移しながら、
データの転送等を行なう。
Macでは同サイズのコネクタを採用している。
 ちなみに読み方は「スカジー」
8
問題点
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
１５ｖ
-１５ｖ

1
電圧の形で送るために、距離が長くなると信号が
小さくなる。そのため波形が小さくなるだけでなく
ゆがみが生じてしまい、受信側で正確にデータを
識別することが難しくなる。
9
アナログ回線について

ディジタル信号を無変換で伝送するため、
距離の制限を受ける。



企業や個人によるケーブル敷設→法律で禁止
通信事業者の広域網（WAN)の利用が必要
アナログ回線は古くから利用されている
WANのひとつ
10
電話網





アナログ回線の典型→電話網
音声伝送を目的→人間の声が通るように設計
電話回線は3.4kHzの周波数まで通す
信号の周波数範囲が3.4kHz以内なら音声以外
でも伝送可能
１と０のディジタル信号を音を利用して伝送
→モデム
11
モデムの基本的な形





コンピュータ間に1対のモデムを設置
その間を伝話回線アナログ専用回線で
接続
１と０を音の高さで表現
長距離の伝送は音が小さくなる
音の高低（周波数）は影響を受けにくい
→元のデータの判別が可能
12
図２．３
アナログ回線とモデム
音の大きさ
13
モデムについて(1)





手動のFAXの「ピーヒョロロ」の音がモデムの信号
効率よく送るために、周波数を複数にわけ、更に
音の大きさを組み合わせることにより、同時に複
数の情報（ビット）を伝送
ディジタル信号をあるルールでアナログ信号に置
き換えること→変調（modulation）
その逆→復調（demodulation）
modulation + demodulation→モデム(MODEM)
14
モデムについて(2)



周波数の区別の増加→更に多くの情報
を同時に送ることが可能
送信記号と受信記号に微妙な差→モデ
ムの設定を自動的に行う
周波数の種類や強弱の区別の増加

28.8kbps,33.6kbpsのデータ伝送が可能
15
図２．４
変調
モデムの動作
復調
16
制御機能について

モデムは1と0データを伝送する以外の機
能







コンピュータとモデム間の制御
モデム同士の制御
コンピュータどうしの制御
そのための信号も伝送
モデムが正常な動作状態にあるのかの表示
半二重制御
送信中/受信中の表示
17
図2.5
モデムの制御信号
18
ＤＳＵとは？

ＤＳＵ（digital service unit)の略。加入者
宅の端末と局の交換機関を接続する装置。
モデムと似ているが、違いはディジタル回
線では、そこに流れる信号はあくまでディ
ジタル信号であるとの前提があること。回
線加入者宅から局まで数キロ～数十キロ
あると信号を伝送できないのでディジタル
回線では回線上にデータを乗せるために
用いる。
19
ディジタル回線について(1)


ディジタル回線は６４kbps以上
銅線と光ファイバを使う。



メタルは１２８kbps以下の物に使用
光ファイバは１９２kbps以上の物に使用
ユーザー宅のＤＵＳと局の設備との間は電
話回線と同じケーブルを利用し実際は
384kbpsの伝送を行う。

但しＤＳＵか設備局のいずれかの一方が送信する
半二重方式なので、実質192kbpsの伝送となる。
20
ディジタル回線について(2)


128kbpsを超え、192kbps以上のインター
フェースは、一次群インターフェースと呼ば
れ、光ケーブルが使われる。
基本は1,5Ｍｂｐｓのインターフェースで、その
一部を利用する事で
192kbps,256kbps,384kbps,512kbps,768kbps,1Mbps
などの速度を作りだしている。
21
交換について

通信するには…


コンピュータと局、局と局とを接続していく
通信するコンピュータを自由に選ぶには…

相手を選択できるネットワークが必要

その機能を交換と呼ぶ
22
回線交換（1）



通信要求であるcallが生じた場合に、ネット
ワークのエンドエンドのユーザ間にまず、
通信路の設定を行う
通信路の設定後に通信路を占有的に用い
て通信する
設定された通信路は設定解除を行うまで
通信の有無にかかわらず占有される
23
回線交換（2）
24
パケット交換（1）






データを一定量ずつ分割して、パケットとし、目的
地まで交換機で中継しながら送信する方式
送信データを一定の大きさの小包に分割し、これ
に荷札を（ヘッダー）をつけてベルトコンベアーの
ような通信回線に送り出す
パケットには、データの宛先、発信元、パッケトの
順番など情報を付加し、送信される
伝送路や設備の利用効率が高い
通信におけるある程度の時間的な遅れが存在す
る蓄積方式
通信速度の異なる端末装置間での通信ができる
25
パケット交換（2）
26
フレームリレー





従来のパケット交換を簡略化し、高速転送ができ
るようにしたもの
最大４０９６文字程度のユーザデータを１フレー
ムとし、これを蓄積しながら転送する
パケット交換と同様に1本の物理回線上に複数
の論理パスを設定して行う
高速転送や網内遅延の減少によりＥＮＤ－ＥＮＤ
でも高スループットが得られる
フレームリレーはうまく使えば大変コストパフォー
マンスが高いが、フレームリレーの性質や制限、
利用コストなどを考慮しておく必要がある
27
ATM



情報を４８バイトの情報と５バイトの制御情報、
合計５３バイトの「セル」に分割して送る
セルは制御情報に従って自分で宛先を探し
出して着信し、もとの情報に組み立てられる
音声から映像までさまざまな情報を低速から
高速までそれぞれに応じた速度で転送できる
ATMのセル
データ部分（48バイト）
均等に切り分けられた各種の情報
ヘッダ(5バイト)
各種制御情報が
書き込まれている
28
４通りの交換方法の比較
29
回線交換の動作について（1）

一連の流れ





送信側網に相手の局番号を示す
網では局番号に従って通信ルートを決定
ルート上の交換機が縦列に接続される
着信側のベルを鳴らす
ベルに対して応答する
30
回線交換の動作について（2）

その動作の結果

発信側から着信側まで一連の装置が一体となる




送信側と着信側の音声を相互に伝達できる状態
通話可能な状態
専用の回線が引かれた状態
送信側の信号は、そのまま着信側から出る
31
回線交換の動作について（3）
☆コンピュータ通信する場合も同様である

一連の流れ




その動作の結果


発信側のコンピュータが網に対し、相手の電話番号を通知
網が相手と接続
相手のコンピュータが応答する
通信可能状態
通信中

送信側が送った1/0のビット列がそのまま相手に伝わる
32
回線交換のシーケンス
33
ISDN




今までのアナログ通信を「１」と「０」のデジタル信
号に変えて伝送をすること
３本のチャンネル（論理回線）で構成されている
通信速度16kbpsのDチャンネル (1本)は制御用、
64kbpsのBチャンネル (2本)は通信用である。ま
た、2回線を束ねて128kbpsの高速通信を行なう
ことも可能である。
2回線同時に使用できるので、電話をかけながら
インターネットに接続したりできる
34
回線交換とパケット交換
回線交換
パケット交換
通信する相手との接続が完了す
るのを待ってから通信を開始する
コンピュータの通信を主体に考
えられた方式
35
コンピュータの通信
• 一台のコンピュータと多くのやり取りを行う場合が多い
• 全体で、離散的に通信を行うことが多い（一つ一つのやり
取りの間にコンピュータの処理が入るため）
• 多くのコンピュータと見かけ上同時に通信
通信のつど、相手を指定し、相手との通信を待って
通信する回線交換では効率が悪い
36
パケット交換/packet
コンピュータが接続されている
網との間に通信路を設定すれば
相手との接続を意識しないで
自由に複数の相手と通信する方法
送信元
分割
分割されたデータがど
の部分のデータなのか。
受信元
ヘッダに従い再構築
ヘッダ情報

データをパケットという単位に分割して送受信する方法
37
1.
2.
3.
長いメッセージを、短いブロックに分割。各ブロックを 1 フレームとして送信。
一つのメッセージを分割したパケットとパケットの間に、他のメッセージのパ
ケットの送信を許容する。
パケットの送信要求があったとき、伝送路が空いていれば、直ちに送る。
4.
空いていなければ、空くのを待ち、空いたら直ぐに送信する。
38
パケット交換の動作
• 交換機にデータが保存される
– （データが誤っていても再度送信できる）
↓
• 時間はかかるが、誤りの少ないデータを送ることができる
39
パケット交換の利点と欠点
利点
 資源を効率的に利用できる
 多地点間で同時に通信できる
 一つの回線に、複数の種類のデータを流せる
欠点
 混んだら遅くなる
 途中でパケットがなくなってしまうかもしれない
 順番が狂う
40
パケット交換と回線交換の違い
パケット交換
回線交換
速度
一定でない
一定
料金
データ量による
課金方式
向いている
時間課金制
モバイルに
データ量少
通信密度低
通信速度はバラバラ
向いていない
データ量大
通信密度高
全二重通信
41
パケットが電話で用いられない理由
待ち時間が長く、ばらつきがある→波形が乱れる
→電話として用いるには不十分
しかし・・・
最近では高速伝送を用いることで、
電話の伝送がパケットで行われるように
（Ｅｘ．ＩＰ電話）
※高速に伝送を行うことで、信号波形の形の変化を防ぐため※
42
高速伝送のニーズとフレームリレー
最近のネットワークではパケット通信を発展させた
フレームリレー方式やデータ、音声、静止画像、動
画像を混在して扱うATM方式などが考えられていま
す。
43
フレームリレー方式ついて

可変長の電文を蓄積交換する方式で


伝送誤りの制御はエンドーエンドで行なわ
れ,網内部での伝送誤り制御は簡略化され
ている
エンドーエンドとはOSIと呼ばれる７つの
階層からできるモデルのうち１～３層の
通信しあうコンピュータ同士の約束事で
ある。
44
ATM


音声や動画を含めたマルチメディアネットワークを想定して作ら
れたもの
フレームリレーの場合は、電文（フレーム）をそのまま交換する
ため、大きいサイズでは混戦して滞ってしまう。




【Asynchronous Transfer Mode】
ATMの場合、全ての文章を細分化して送ることが出来る。
５３バイトの固定長のフレームを使用し,高速の通信が可能
パケット交換は局と局の間の中継を行うので信頼性の高いネッ
トワークだが、処理が多いので時間がかかりやすい
それぞれの局で処理をするので一度に流せるデータの総量が
限られてしまう
45
細分化のメリット

細分化して電文を細かいセルに分割することに
より、セル単位の細かな制御が可能になる。


音声のようにリアルタイム性を重要視するセルは早く
送るように制御される。
フレームリレーの場合は最大電文サイズは
1,514バイトである電文が回線に送信されるとそ
れが終わるまで待たなければならない。

ATMの場合待つ必要はあるが、53バイト分の時間で
あり、フレームリレーに比べ圧倒的に待ち時間が少な
い。
46
ATMとフレームリレーの動作原理の比較
47
フレームリレーの商用化
（ギャランティ型サービス）



従来型のサービスである
回線交換では回線が接続されると,送信
側から受信側までのすべてのルートで
固定的に決められた声帯が準備される
たとえユーザが利用していなくてもこの
声帯は確保される
48
フレームリレーの商用化
（ベストエフォート型サービス）



フレームリレーのサービスやATM
サービスなどに取り入れられている
最近の新しい通信サービス
網内の中継回線を複数のユーザが
共有して使う
自分以外のユーザ数に影響される
49
契約速度



最低の保証値
いつ利用しようが最低でも契約速度
の通信が可能である
他のユーザ数が少なければ契約速
度以上の通信が可能である
50

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