VDSLのしくみ

高速インターネット接続の使用は、過去数年間で急速に成長しました。家庭用コンピュータを購入してホームネットワークを構築する人が増えるにつれ、ブロードバンド（高速）接続の需要は着実に増加しています。現在、ケーブルモデムと非対称デジタル加入者線（ADSL）の2つのテクノロジーが業界を支配しています。

これらのテクノロジーはどちらも56Kモデムよりも何倍も高速なインターネット接続を提供しますが、デジタルテレビやビデオオンデマンドなどのホームサービスの統合をサポートするにはまだ十分な速度ではありません。

ただし、非常に高いビットレートのDSL（VDSL）として知られる別のDSLテクノロジーは、完全な家庭用通信/エンターテインメントパッケージを提供する次のステップとして多くの人に見られています。 US West（現在はQwestの一部）など、特定の地域でVDSLサービスを提供している企業がすでにいくつかあります。 VDSLは、最大約52メガビット/秒（Mbps）の速度で、信じられないほどの量の帯域幅を提供します。これをADSLまたはケーブルモデムの最大速度8〜10 Mbpsと比較すると、現在のブロードバンドテクノロジーからVDSLへの移行は、56Kモデムからブロードバンドへの移行と同じくらい重要である可能性があることは明らかです。 VDSLが一般的になるにつれて、統合パッケージは現在の個別サービスの合計金額よりも安くなることが期待できます。

この記事では、VDSLテクノロジー、それが重要である理由、および他のDSLテクノロジーとの比較について学習します。しかし、最初に、DSLの基本を見てみましょう。

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ます。銅線のペアには、音声会話に加えてデータを伝送するための十分な帯域幅があります。音声信号は、ワイヤで利用可能な容量のごく一部しか使用しません。DSLは、この残りの容量を利用して、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。

標準の電話サービスでは、スイッチ、電話、その他の機器が伝送できる周波数が制限されています。通常の会話トーンで話す人間の声は、400〜3,400ヘルツ（1秒あたりのサイクル数）の周波数範囲で伝達できます。ほとんどの場合、ワイヤ自体が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。（アナログではなく）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安全に使用でき、DSLはまさにそれを実行します。

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次のセクションでは、ADSLについて見ていきます。

コンテンツ

1. ADSL
2. VDSL速度
3. DSLタイプの比較
4. VDSL標準：DMT

ADSLは2つの機器を使用します。1つは顧客側、もう1つはプロバイダー側​​です。

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、これをATU-Rと呼びます。これは、ADSL Transceiver Unit-Remoteの略です。トランシーバーは、その名前に関係なく、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ユニバーサルシリアルバス（USB）または10BaseTイーサネット接続を使用します。 ISPや電話会社が販売している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ボックスに組み合わせている場合があります。

アクセスプロバイダーのDSLAMは、DSLを実際に実現する機器です。 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、複数のタイプのDSLをサポートできるだけでなく、ルーティングや動的IPアドレス割り当てなどの追加機能を顧客に提供します。 ADSLの詳細については、DSLのしくみをご覧ください。

DSL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、信号品質と接続速度が低下します。 ADSLサービスのDSLモデムとDSLAM間の最大距離は18,000フィート（5,460 m）ですが、速度とサービス品質の理由から、多くのADSLプロバイダーは距離にさらに低い制限を設けています。距離制限の上限では、ADSLのお客様は約束された最大値をはるかに下回る速度を経験する可能性がありますが、セントラルオフィスまたはDSL終端地点を閉じると、速度は最大値に近づき、将来的には現在の制限を超える可能性があります。

距離がDSLの制限であるのに、音声電話の制限でもないのはなぜか疑問に思われるかもしれません。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。これらの装荷コイルは、増幅器がデータの整合性を損なうため、DSL信号と互換性がありません。これは、電話と電話会社の本社の間のループにボイスコイルがある場合、DSLサービスを受信できないことを意味します。他のいくつかの要因により、ADSLを受信できなくなる可能性があります。

ADSLの主要な混乱要因の1つである光ファイバーケーブルは、実際にはVDSLテクノロジーを可能にするものです。次のセクションでは、その理由を説明します。

VDSLは、ADSLとほぼ同じ方法で電話回線の銅線を介して動作しますが、いくつかの違いがあります。 VDSLは、ダウンストリーム（自宅まで）で52 Mbps、アップストリーム（自宅から）で16Mbpsという驚異的な速度を実現できます。これは、最大8Mbpsのダウンストリームと800Kbps（キロビット/秒）のアップストリームを提供するADSLよりもはるかに高速です。しかし、VDSLの驚くべきパフォーマンスには代償が伴います。それは、銅線上で約4,000フィート（1,200 m）の短い距離でしか動作できません。

VDSLの鍵は、電話会社が主要なフィードの多くを光ファイバーケーブルに置き換えていることです。実際、多くの電話会社はファイバー・トゥ・ザ・カーブ（FTTC）を計画しています。これは、電話回線が家で分岐するところまで、既存のすべての銅線を置き換えることを意味します。少なくとも、ほとんどの企業は、Fiber to the Neighborhood（FTTN）を実装することを期待しています。 FTTNは、各通りに沿って光ファイバーケーブルを設置する代わりに、特定の近隣のメインジャンクションボックスに光ファイバーを接続します。

自宅にVDSLトランシーバーを配置し、ジャンクションボックスにVDSLゲートウェイを配置することで、距離の制限を適切に克服できます。ゲートウェイは、光ファイバー回線を介したADSLを無効にするアナログ-デジタル-アナログ変換の問題を処理します。トランシーバーから受信したデータを光のパルスに変換し、光ファイバーシステムを介してセントラルオフィスに送信します。セントラルオフィスでは、データが適切なネットワークにルーティングされ、最終的な宛先に到達します。データがコンピューターに返送されると、VDSLゲートウェイは光ファイバーケーブルからの信号を変換してトランシーバーに送信します。これはすべて、毎秒何百万回も発生します。

ADSLとVDSLは、DSLスペクトルの2つの代表例にすぎません。次のページに、バリエーションとそれらが互いにどのように比較されるかをリストしたチャートがあります。

DSLテクノロジーにはいくつかのバリエーションがあります。実際、DSL全般について議論する場合、xDSLという用語がよく見られるほど多くあります。xは変数です。

以下のチャートは、さまざまなDSLテクノロジーの比較を示しています。

ご覧のとおり、VDSLは他のどのバージョンよりもパフォーマンスが大幅に向上しています。しかし、VDSLが広く利用できるようになるには、標準化する必要があります。

VDSLアライアンス間の長い標準の戦いの後、アルカテル、テキサスインスツルメンツなどの間のパートナーシップは、ディスクリートマルチトーン（DMT）と呼ばれるキャリアシステムを使用してVDSLをサポートし、ルーセントとブロードコムが主導するVDSL連合と、直交振幅変調（QAM）とキャリアレス振幅位相（CAP）と呼ばれる一対の技術を使用して、DMTが勝ちました。機器メーカーによると、今日のほとんどのADSL機器はDMT技術を使用しています。

DMTは、信号を247の個別のチャネルに分割し、各チャネルの幅は4キロヘルツ（KHz、つまり1,000サイクル/秒）です。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。あなたは一度に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！

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、アップストリーム情報とダウンストリーム情報の両方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の実装は他のキャリアテクノロジーよりも複雑になりますが、品質の異なる回線での柔軟性も高まります。

VDSLおよび関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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