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● ブロードバンド

最近インターネットへ接続するならブロードバンド(Broadband)という話を聞きますが、 ブロードバンドってなんでしょう?
Broad・・・広い、Band・・・帯域って事なのでしょうが、どうも、高速で快適なインターネット回線というような意味のようです。 しかしなぜ、帯域が広いというのが高速という事になるのでしょう。
帯域というのは無線などで使われる言葉で、 周波数と関係のある用語ではありませんでしたっけ・・・? この帯域は通信速度を表わしているようですが、 帯域の単位ってHz(ヘルツ)(正確には周波数が[Hz])で、 通信速度の単位は[bps]のはずです。
・・・なんて考えが頭をよぎったので、この場で整理してみましょう。

帯域とは、ラジオやテレビなどの無線で使われる用語で、チャンネルとか、 周波数帯とかといわれているもので、ある周波数とその前後の周波数のことです。
たとえば埼玉県のFMラジオにNACK5というのがあるのですが、そのラジオ局は名前の通り、 79.5MHzの周波数帯を使って放送しています。 この時の79.5MHzというのは、その周波数79.5MHzではなくその周波数前後を示しています。
コンポなどで、チャンネルを移動させるとFMラジオは100KHz(0.1MHz)、 AMラジオは9KHzごとに移動(ステップ)していくことに気づくでしょう。
しかしながら現実的には、このすべての周波数を利用することはありません。 そこでTOKYO−FM(80.0MHz)は未使用の周波数を利用し、文字放送というサービスを提供しています。

このように音声や映像などの情報は、電波に乗せて送信されているのです。
空気中のなので『電波』と表現しましたが、これを回線に電気信号として流すときにも、 同じように周波数を利用して複数の情報を送信できます。 実際、テレビ放送の受信はアンテナから同軸ケーブルを通してTVに受信さています。
さて、問題の用語の『広い帯域』とは、この周波数を広く使用するということです。
つまり、信号を伝えるための周波数を広く確保していれば、 変化させられる周波数に幅(帯域)が出来るので、 多くの情報を一括して送信できる事になります。 これが良く例えられる道路の車線の数に当たるのでしょう。
しかし、どんなに車線の数があっても、時速100Kmが限界の車で、 時速100Km以上を走ることができません。
だから、車線の数が増えれば、同時に多くの車が走れることで渋滞が緩和し、 車が充分な速度を保てる環境にはなっても、車自体が速く走れるようになるわけでは有りません。
つまり、ブロードバンドというのは、 高速データ通信をするための通信施設(インフラ)であって、 通信速度が速い回線の事ではないのです。

ブロードバンドとは反対の意味で、 ナローバンド(Narrowband / 狭帯域)という言葉がありますが、 この例として良く挙げられるのが『電話回線を利用したインターネット』です。
しかし、この表現も疑問です。
なぜなら現在飛躍的に広がっているADSLは、 その電話回線を利用しているからです。 しかし、その電話回線が、ADSLという高速な通信が出来る以上、 高速データ通信をするための通信施設、ブロードバンドということになるのではないでしょうか。
ナローバンドを指すなら、電話の音声信号を利用した通信施設(モデム環境)のはずです。
この電話回線で、音声信号に使用されている帯域は、 4KHz帯域(300Hz〜3.4KHz)とされていますので、これは確かに狭帯域です。
ところがADSLと干渉すると騒がれているISDNが狭帯域とされるのは疑問です。
ISDNは0〜320KHzを利用しています。(ISDNも局までの回線は同じ電話線です。)
ADSLは上りと下りにそれぞれ違う周波数(最近は通信速度を12Mbbsにするために共有しているらしい)を利用し、
上り(端末からネットへの信号)で25KHz〜138KHz
下り(ネットから端末への信号)で138KHz〜1.1MHz
です。
確かにADSLと比べればISDNよりは狭いですが、 モデムに比べれば、そこそこ広いのではないでしょうか。
そもそも、ISDN回線はその通信方式(ピンポン伝送方式)のために、 64Kbbsと速度が制限されているだけなのです。 現に、発展形態として150Mbpsや600Mbbs程度までの高速通信能力を持った、 B−ISDN(Broadband Aspects of Integrated Services Digital Network)というサービスを提供できるらしいです・・いやできた(過去形)らしいかな・・・?
まぁとにかく、 ISDN回線自体は高速データ通信をするための通信施設ブロードバンドだったといえましょう。

では問題となる通信速度とは何で決まるのでしょう。
通信速度を示すのはbpsという単位で、bit per second、 つまり1秒間に何ビットの情報が送れるかで示します。 bitとというのは情報を表わす単位1か0、有か無、ONかOFFかなど二つの状態を示す単位で、 電気信号は電圧の高/低という二つの状態を示しています。
たとえば、○を高い、●を低いとした場合、 電気信号は数珠繋ぎに『○●○○●●○○●●○○●●○●○●・・・』と流れてきます。 FAX通信などで『ピ〜ヒャララ〜』という音は、音の有る状態と無い状態で情報を送っているのです。
しかし、この情報を読み取るときに、0から1、1から0への変化は解読できますが、 1の状態が続いたときに、1のデータがいくつ有ったのかが解からないと困ります。 そこで、1つのデータをどれだけの時間保持するかを決めておきます。 それが、通信速度になるわけです
56Kbbsのモデムでは1秒間に56,000ビットが送受信可能ですので約18マイクロ秒間、 ISDN64Kbbsでは約16マイクロ秒間(実際は288kbbsで通信しており(上りと下りで144bbsづつの2回線+制御用16kbbsで64bbsとなっている)、3.5マイクロ秒)、
8Mbbsでは0.125ナノ秒間、1つの状態が保持されるわけです。
それだけ、速く電子回路(送受信機)が情報を処理できなくてはいけないのです。 つまり、この送受信機がどれだけの速さで情報を読めるかが、通信速度を決めるといってよいでしょう。
もちろん、送受信機が読みとるのに充分な、乱れのない情報が届くということが条件で、もし、情報が乱れていれば、 なるべく長い時間情報を保持し情報を読みとらせなければならなくなります。これが、ノイズによる速度の低下として現われるのです。
しかし、この情報がムカデ競争の様に一列に並ん送られたのでは、 通信が滞ってしまいます。そこで情報を細切れの一塊り(パケット)にまとめてて、 並列に送ります。 そのために、高速なデータ通信に車線の多いブロードバンド(広帯域の利用)が必要と成るのです。


〜〜〜参考〜〜〜
各回線の(目安・理想?)通信速度
電話回線(アナログ): 54kbps
電話回線(ISDN): 64kbps
電話回線(ADSL): 12Mbps/26Mbps
ケーブルテレビ回線 : 40Mbbs
光通信 (FTTH): 100Mbps

ISDN:Integrated Services Digital Network
NTTの『総合デジタル通信網』と呼ばれるサービス。従来のアナログ信号をデジタル信号に変えた通信。 デジタルであることを利用し、電話とファクシミリなどの通話(通信)が、一つの電話番号で2つ同時に行えるため、 インターネット接続中でも電話が掛けられるが、インターネット接続速度が64Kbbsと低速なのが難。 しかも、デジタル網へ接続しているためADSLへ乗り換えようとすると、再度工事が必要になるなど、 早計だったといわれている。

ADSL:Asymmetric Digital Subscriber Line
非対称デジタル情報送信技術、 加入者線(従来の電話回線・メタルケーブル(銅線))を用いて高速なデータ通信を実現したxDSL技術の一つ。 データの送信/受信の速度が非対称(Asymmetric)となっているため『A』DSLと呼ばれる。
ちなみにこの技術はインターネットのためでなく、 CATV回線の普及していない地域にも放送を見て貰う手段として、電話回線を利用した放送のために開発されたらしです。(だから下りが優先なのです。)
下り優先のため、使用者から見て『受信』は高速な通信が可能ですが、『送信』では低速な通信となる。 ウェブページの閲覧や、ストリーミング放送の受信には何の障害もありませんが、 大容量のファイルの『送信』には不向きとなります。(メールの送信やウェブページ素材のアップロード、サーバとしての利用などによるデータの提供や共有)
日本の電話線は細く、雑音に弱い(土地が狭いので電話局までの距離が短く、 そのため程度の低い品質で間に合ってしまっている。)のでxDSLの利用には向いていないとか・・・。

ブロードバンド Broadband
複数の電気信号を同一の通信回線で送受信する方法、またその方法を利用している回線。
データ通信は使用する周波数の帯域が広ければ広いほど転送速度が向上することから、(・・・というか データ通信速度を上げると帯域が広がってしまう)高速通信網を広帯域(ブロードバンド)と呼んでいる。
特に定まってはいませんが、500kbps以上の通信回線をブロードバンドと呼ぶようです。
CATVインターネットサービスは、ブロードバンドとして評価されていますが、 256Kbbsの(ナローバンド)サービスであったり、512Kbbsの(ブロードバンド)サービスであったりするわけです。

インフラ (インフラストラクチャーの略 infrastructure)
水道や電気など、人間が生活していく上での根本的な経済基盤のこと。
人間生活を成りたたせるための構造物、道路・港湾・発電所・ダム・通信施設などの産業基盤や、 学校・病院・公園などの社会福祉・環境施設など。

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更新日時:2014/08/09