DSLのしくみ

インターネットに接続するときは、通常のモデム、オフィスのローカルエリアネットワーク接続、ケーブルモデム、またはデジタル加入者線（DSL）接続を介して接続する場合があります。DSLは、通常の電話回線と同じ配線を使用する非常に高速な接続です。DSLのいくつかの利点は次のとおりです。

しかし、欠点があります。

この記事では、DSL接続が標準の電話回線を介してより多くの情報を圧縮する方法を説明します。オンラインの場合でも定期的に電話をかけることができます。

電話回線

「電話のしくみ」を読んだ場合、米国の標準的な電話設備は、電話会社が自宅に設置する1対の銅線で構成されていることをご存知でしょう。銅線には、電話での会話以上のものを運ぶための十分なスペースがあります。音声に必要な帯域幅よりもはるかに広い帯域幅または周波数範囲を処理できます。 DSLは、この「余分な容量」を利用して、回線の会話を伝送する機能を妨げることなく、回線上で情報を伝送します。全体の計画は、特定の頻度を特定のタスクに一致させることに基づいています。

DSLを理解するには、まず、通常の電話回線についていくつか知っておく必要があります。これは、電話の専門家が一般電話サービスのPOTSと呼ぶ種類の電話回線です。 POTSが電話会社の配線と機器を最大限に活用する方法の1つは、スイッチ、電話、およびその他の機器が伝送する周波数を制限することです。通常の会話トーンで話す人間の声は、0〜3,400ヘルツの周波数範囲で伝送できます（1秒あたりのサイクル数-これの優れたデモンストレーションについては、電話のしくみを参照してください）。この周波数範囲はごくわずかです。たとえば、これをほとんどのステレオスピーカーの範囲と比較してください、約20ヘルツから20,000ヘルツまでカバーします。また、ワイヤ自体は、ほとんどの場合、最大数百万ヘルツの周波数を処理できる可能性があります。

ワイヤの総帯域幅のこのような小さな部分の使用は歴史的です。電話システムは、約1世紀の間、各家庭に1対の銅線を使用して設置されてきたことを思い出してください。電話システムは、回線を介して伝送される周波数を制限することにより、回線間の干渉を心配することなく、非常に小さなスペースに大量のワイヤを詰め込むことができます。アナログデータではなくデジタルデータを送信する最新の機器は、電話回線の容量をはるかに多く安全に使用できます。DSLはまさにそれを行います。

DSLインターネット接続は、従業員がオフィスと連絡を取り合うための多くの効果的なコミュニケーションツールの1つです。

コンテンツ

1. 非対称DSL
2. 信号の分割
3. DSL機器
4. ADSLの代替

ほとんどの家庭や中小企業のユーザーは、非対称DSL（ADSL）回線に接続されています。ADSLは、ほとんどのインターネットユーザーが送信またはアップロードするよりもはるかに多くの情報を見る、またはダウンロードすることを前提として、利用可能な周波数を1行に分割します。この仮定の下で、インターネットからユーザーへの接続速度が、ユーザーからインターネットへの接続よりも3〜4倍速い場合、ユーザーはほとんどの場合、最大のメリットを享受できます。

ADSLからどれだけの利益が得られるかは、ADSLサービスを提供している会社の本社からどれだけ離れているかに大きく依存します。 ADSLは距離に敏感なテクノロジーです。接続の長さが長くなると、信号品質が低下し、接続速度が低下します。 ADSLサービスの制限は18,000フィートです（5,460メートル）ただし、速度とサービス品質の理由から、多くのADSLプロバイダーはサービスの距離に下限を設けています。距離制限の極端な場合、ADSLの顧客は約束された最大速度をはるかに下回る速度を目にする可能性がありますが、セントラルオフィスに近い顧客はより高速な接続を実現し、将来的には非常に高速になる可能性があります。 ADSLテクノロジーは、約6,000フィート（1,820メートル）の距離で最大8メガビット/秒（Mbps）の最大ダウンストリーム（インターネットから顧客）速度、および最大640キロビット/秒（Kbps）のアップストリーム速度を提供できます。実際には、今日広く提供されている最高速度は1.5 Mbpsのダウンストリームであり、アップストリームの速度は64〜640Kbpsの間で変化します。 ADSLの大幅な改善は、ASDL2およびASDL2 +と呼ばれるサービスを通じて一部の地域で利用できます。ASDL2はダウンストリームを12Mbpsに、アップストリームを1 Mbpsに増加し、ASDL2 +はさらに優れています。ダウンストリームは最大24Mbpsに、アップストリームは3Mbpsに向上します。

不思議に思うかもしれませんが、距離がDSLの制限であるのなら、なぜ音声電話の制限でもないのでしょうか。その答えは、電話会社が音声信号をブーストするために使用する装荷コイルと呼ばれる小さな増幅器にあります。残念ながら、これらの装荷コイルはADSL信号と互換性がないため、電話と電話会社の本社の間のループにあるボイスコイルは、ADSLの受信資格を失います。 ADSLの受信資格を失う可能性のあるその他の要因は次のとおりです。

次に、信号がどのように分割され、DSLがどの機器を使用するかを見ていきます。

CAPシステム

ADSLには2つの競合する互換性のない標準があります。ADSLの公式ANSI規格は、ディスクリートマルチトーン（DMT）と呼ばれるシステムです。機器メーカーによると、現在設置されているADSL機器のほとんどはDMTを使用しています。以前のより簡単に実装された標準は、ADSLの初期のインストールの多くで使用されていたキャリアレス振幅/位相（CAP）システムでした。

CAPは、電話回線の信号を3つの異なる帯域に分割することによって動作します。音声会話は、すべてのPOTS回線と同様に、0〜4 KHz（キロヘルツ）帯域で伝送されます。アップストリームチャネル（ユーザーからサーバーに戻る）は、25〜160KHzの帯域で伝送されます。ダウンストリームチャネル（サーバーからユーザーへ）は240 KHzで始まり、条件の数（回線長、回線ノイズ、特定の電話会社のスイッチのユーザー数）に応じて変化するポイントまで上昇しますが、最大値は約1.5MHz（メガヘルツ）の。このシステムは、3つのチャネルが広く分離されているため、1つのライン上のチャネル間、または異なるライン上の信号間の干渉の可能性を最小限に抑えます。

DMTシステム

DMTはまた、信号を別々のチャネルに分割しますが、アップストリームデータとダウンストリームデータに2つのかなり広いチャネルを使用しません。代わりに、DMTはデータをそれぞれ4KHz幅の247の個別のチャネルに分割します。

それについて考える1つの方法は、電話会社が銅線を247の異なる4 KHz回線に分割し、それぞれにモデムを接続することを想像することです。あなたはあなたのコンピュータに接続された247のモデムに相当するものを手に入れますすぐに。各チャネルが監視され、品質が低下しすぎると、信号が別のチャネルにシフトされます。このシステムは、常に異なるチャネル間で信号をシフトし、送受信に最適なチャネルを探します。さらに、一部の下位チャネル（約8 KHzから始まるチャネル）は、アップストリームおよびダウンストリーム情報の双方向チャネルとして使用されます。双方向チャネルの情報を監視および分類し、247チャネルすべての品質に対応することで、DMTの実装はCAPよりも複雑になりますが、品質の異なる回線での柔軟性が高まります。

フィルタ

CAPとDMTは、DSLユーザーとして見ることができる1つの点で類似しています。

ADSLがインストールされている場合は、ほぼ確実に、ADSLモデムに信号を提供しないコンセントに接続するための小さなフィルターが与えられています。これらのフィルターはローパスフィルターです。特定の周波数を超えるすべての信号をブロックする単純なフィルターです。すべての音声会話は4KHz未満で行われるため、ローパス（LP）フィルターは、4 KHzを超えるすべてをブロックするように構築されており、データ信号が標準の通話に干渉するのを防ぎます。

ADSLは、顧客側とインターネットサービスプロバイダー、電話会社、またはその他のDSLサービスプロバイダーの2つの機器を使用します。お客様の場所にはDSLトランシーバーがあり、他のサービスも提供している場合があります。DSLサービスプロバイダーには、顧客接続を受信するためのDSLアクセスマルチプレクサ（DSLAM）があります。

トランシーバー

ほとんどの住宅顧客は、DSLトランシーバーを「DSLモデム」と呼んでいます。電話会社またはISPのエンジニアはそれをATU-Rと呼んでいます。それが何と呼ばれるかに関係なく、それはユーザーのコンピューターまたはネットワークからのデータがDSL回線に接続されるポイントです。

トランシーバーはいくつかの方法で顧客の機器に接続できますが、ほとんどの住宅設備ではUSBまたは10ベースTイーサネット接続を使用します。ISPや電話会社が販売するADSLトランシーバーのほとんどは単なるトランシーバーですが、企業が使用するデバイスは、ネットワークルーター、ネットワークスイッチ、またはその他のネットワーク機器を同じプラットフォームに組み合わせることができます。

DSLAM

アクセスプロバイダーのDSLAMは、DSLの実現を実際に可能にする機器です。 DSLAMは、多くの顧客からの接続を取得し、それらをインターネットへの単一の大容量接続に集約します。 DSLAMは一般に柔軟性があり、単一のセントラルオフィスで複数のタイプのDSLをサポートでき、同じタイプのDSLでさまざまな種類のプロトコルと変調（たとえば、CAPとDMTの両方）をサポートできます。さらに、DSLAMは、ルーティングや動的IPアドレスの割り当てなどの追加機能を顧客に提供する場合があります。

DSLAMは、ADSLを介したユーザーサービスとケーブルモデムを介したユーザーサービスの主な違いの1つを提供します。ケーブルモデムのユーザーは通常、近隣を通るネットワークループを共有するため、ユーザーを追加すると、多くの場合、パフォーマンスが低下します。 ADSLは、各ユーザーからDSLAMへの専用接続を提供します。つまり、ユーザーの総数がインターネットへの単一の高速接続を飽和させ始めるまで、ユーザーは新しいユーザーが追加されてもパフォーマンスが低下することはありません。その時点で、サービスプロバイダーによるアップグレードにより、DSLAMに接続しているすべてのユーザーに追加のパフォーマンスを提供できます。

米国でのADSLレートと可用性の詳細については、ブロードバンドレポートにアクセスしてください。このサイトでは、お住まいの地域のADSLサービス会社、その料金、顧客満足度に関する情報を提供し、最寄りのセントラルオフィスからの距離を見積もることができます。

DSLの種類はADSLだけではなく、高速インターネットアクセスを利用する唯一の方法でもありません。次に、ADSLの代替案を見ていきます。

DSLテクノロジーにはさまざまなバリエーションがあります。それらの多くは、DSLの距離制限に何らかの形で対処しています。他のタイプのDSLには次のものがあります。

DSLの代替

DSLの距離制限と可用性の低下により、他にどのようなオプションがありますか？DSLには、ケーブルとワイヤレスの2つの主要な代替手段があります。

ケーブルとDSLは、ブロードバンドの世界における2つの大きなライバルです。ケーブルはDSLのように距離によって制限されません。ケーブルワイヤはほとんどの地域に到達し、信号強度は長距離にわたって弱まりません。 DSLを使用すると、電話とインターネットを同時に使用できますが、ケーブルを使用すると、ユーザーはテレビを見ると同時にインターネットを閲覧できます。多くのケーブル会社も、ケーブルテレビ、インターネット、デジタル電話のサービスを1つの請求書にまとめ始めています。ケーブルとDSLの速度はほぼ同じですが、ケーブルの欠点の1つは帯域幅です。同時にケーブルサービスを使用している人が多すぎると、接続速度が遅くなる可能性があります。

WiMaxまたは802.16として知られる新しいテクノロジーは、ブロードバンドとワイヤレスの利点を組み合わせようとしています。WiMaxは、非常に長距離の高速ワイヤレスインターネットを提供し、都市などの広いエリアへのアクセスを提供する可能性があります。WiMaxテクノロジーは、2008年にほとんどのアメリカの都市で利用できるようになります。

DSLおよびその他のトピックの詳細については、次のページに進んでください。

関連記事

その他のすばらしいリンク