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ネットワークと コミュニケーション技法

ネットワークと コミュニケーション技法. 第 10 回 － アクセス系におけるブロードバンド通信 －. 講義内容. １．ブロードバンドアクセス方式 ２． ADSL ３． FTTH ４．無線 LAN ５． CATV ６．通信と放送の融合. 情報通信ネットワークの種類. インターネット. IP-VPN. 電話網. ブロードバンドネットワーク. 専用線. 携帯電話. 家庭. FTTH. 無線 LAN. CATV. xDSL. SOHO. 企業内ネットワーク. 学校. ホテル. コアネットワークとアクセスネットワーク. コアネットワーク.

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ネットワークと コミュニケーション技法

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  1. ネットワークと コミュニケーション技法 第10回 －アクセス系におけるブロードバンド通信－

  2. 講義内容 １．ブロードバンドアクセス方式 ２．ADSL ３． FTTH ４．無線LAN ５．CATV ６．通信と放送の融合

  3. 情報通信ネットワークの種類 インターネット IP-VPN 電話網 ブロードバンドネットワーク 専用線 携帯電話 家庭 FTTH 無線LAN CATV xDSL SOHO 企業内ネットワーク 学校 ホテル

  4. コアネットワークとアクセスネットワーク コアネットワーク アクセスノード アクセスノード 中継ノード 中継ノード アクセスネットワーク

  5. ブロードバンドアクセス方法と利用可能なコンテンツブロードバンドアクセス方法と利用可能なコンテンツ 1.5Mbit/s 30Mbit/s 100Mbit/s 12Mbit/s 54Mbit/s ケーブルインターネット（最大30Mbit/s）*1 ADSL（最大12Mbit/s） *1 FTTH（最大100Mbit/s） *1 無線LAN（最大54Mbit/s） *2 音声チャット スムーズな利用が可能となるコンテンツサービスの例 テレビ映像 ハイビジョン映像 ストリーミング映像 テレビ会議 12Mbit/s 30Mbit/s 54Mbit/s 100Mbit/s 1.5Mbit/s 音楽*3 （CD品質60分） 約5分8秒 約39秒 約16秒 約9秒 約5秒 コンテンツのダウンロードに要する時間 テレビ番組*3 （45分） 約180分 約2分42秒 約22分30秒 約9分 約5分 映画*3 （DVD120分） 約24分 約7分12秒 約60分 約13分20秒 約480分 ＊１　平成14年度末時点で、提供されているサービスでの最大速度 ＊２　IEEE（米国電気電子技術者協会）における規格での最大速度 ＊３　音声・映像ディジタル信号をそれぞれの圧縮技術により情報量を小さくして伝送した場合 出典：平成15年版　情報通信白書

  6. ブロードバンドアクセス方式の比較 ADSL FTTH(光ファイバ) 無線インター ネット CATV 無線LAN 30Mbit/s 2Mbit/s 最大通信速度 下り 40Mbit/s 上下ともに100Mbit/s 上下ともに 最大 1.5Mbit/s 上下ともに 最大54Mbit/s 上り 1Mbit/s × ○ △ △ 通信料金 ○ 　　　自宅直前まで光ファイバが来ているので、通信速度は十分。大掛かりな設置工事は不要。 　　多チャンネ 　　ルTVが楽し 　　める。 屋内での配線工事は不要で、いつでも、どこでも利用可能。 　　既設のアナログ 　　回線を利用する 　　ため、理論上は 　　すべての地域で 　　導入可能。 　　他のブロード 　　バンドに比べ 　　ると段違いに 　　速い。また、 　　雑音に強く、 　　距離に依存し 　　ない。 長所 　　　基地局の数、受信アンテナの位置によって受信できない場合がある。 　　メタリックケーブ 　　ルを利用するた 　　め、電話局からの 　　距離が遠くなると、 　　通信速度が低下 　　する。 ケーブルの配線工事が必要。 短所 屋外での移動しながらの利用は困難。 　　　　対応地域が少なく、通信料金が高い。集合住宅で導入する際には、手続きが必要。

  7. ディジタル加入者線(xDSL) 収容局からの最長距離 通話の可、不可 伝送媒体 名称 上り 下り 1.54Mbit/s 12Mbit/s 176kbit/s 640kbit/s 5.5km 3.6km ペアケーブル（１対） ADSL 可 128kbit/s 176kbit/s 1Mbit/s 640kbit/s 1.54Mbit/s 2.56Mbit/s 6.4km 5.5km 3.6km 可 ペアケーブル（１対） RADSL 上下とも 1.54Mbit/s 4芯ケーブル 3.6km 不可 HDSL 制限距離を超える場合は光ファイバーケーブルが必要 13Mbit/s 51.84Mbit/s 1.4km 0.3km 640kbit/s 3Mbit/s 可 VDSL 上下とも 最大2Mbit/s ペアケーブル（１対） 不可 SDSL 7.2km 上下とも 128～144 kbit/s ペアケーブル（１対） IDSL 不可 5.5km SDSLの非適用ケース

  8. ADSL ADSLとは、非対称ディジタル加入者線（Asymmetric Digital Subscriber Line）の略称で、既存のアナログ電話回線を使って高速データ通信を実現する技術。下りと上りの通信速度が異なる。　通常の電話で用いられる加入者線の周波数帯域は、4kHz付近の周波数を使うが、銅線そのものは、音声周波数帯域以外も使うことができる。電話で利用されない周波数を使ってデータ通信を行うのがDSL技術である。ADSLもDSL技術の一種であり、データ通信の上り速度と下り速度が異なる方式である。xDSLと表記する場合は、DSL技術すべてを総称する。

  9. ADSLの構成 インターネット 電話網 無線LAN PC 交換機 無線 ルーター イーサネット ケーブル インターネットサービスプロバイダ PC スプリッター スプリッター ネットワーク 終端装置 メタリック ケーブル 壁面モジュラー ADSLモデム 電話機ケーブル ADSL 局側装置 （集合モデム） アクセス サーバー 電話機 電話局 ユーザー宅

  10. ADSLモデム、スプリッタ

  11. ISDNとの干渉 ISDN ADSL ADSLの回線とISDNの回線が近接している場合、帯域が重なるので干渉が生じる。

  12. 電話局からの線路長と実際の速度 距離が長い（損失が大きい）と実際の速度は低下する。

  13. ADSL各社通信料金 NTT \2,900 OCN \2,970 ODN \2,880 DION\2,870 ヤフー \2,480 （注）月額料金、ADSL 12M、NTTはプロバイダ料金を含まず。

  14. ADSLサービス内容 出典：http://flets.com/adsl/s_outline.html

  15. ADSLサービスメニュー 出典：http://flets.com/adsl/s_outline.html

  16. ADSLの長所、短所 ★ADSLの長所・ISDNや通常のモデムに比べて、非常に高速である（NTT東日本フレッツADSLの場合下り最大約40Mbit/s　上り最大約1Mbit/s）・非対称性から、クライアント向けサービスに適している。・常時接続が可能であり電話をしながらADSL通信が行える。・現在のアナログ加入者線を利用できるので、設備コストが低い。専用線に比較し、料金が安い。★ADSLの短所 ・電話局まで遠いと信号が減衰し、データ速度が落ちる。または、接続できない場合がある。・提供できるエリアが限られている。僻地では利用できない。 ・ISDNとの周波数帯域が重なるので、近接するISDN回線から干渉を受ける。 ・ユーザー宅から電話局までメタリックケーブルを使用するため、途中の伝送路の一部が光化されていると利用できない。

  17. FTTH FTTH: Fiber To The Home 　各家庭までの通信ネットワークをすべて光ファイバケーブルを使って敷設する。 　光ファイバにはコンピュータ用のデータ、テレビ映像、音声通信（電話）などの情報を流すことが可能で、高速かつ常時接続のネットワーク環境を手に入れられる。

  18. FTTHの構成 き線点あたり約300～600ユーザーを収容 光ファイバ ケーブルで配線 き線点 イーサネット ケーブル インターネット 加入者線終端装置 光ビル収容 装置 高速 ルーター 地下管路 PC 回線終端 装置 インターネットサービスプロバイダ 電話局 ユーザー宅

  19. 光ファイバケーブルの種類 ★シングルモードファイバ 直径10μm以下と細く1つのモードのみを伝送 長距離伝送（通信）に使用される。 高純度の石英を使用。非常に細いため折り曲げに弱 い。 ★マルチモードファイバ 直径50μmと太く、異なるモードが混在する。 伝送距離の短い低速伝送(LANなど)に使用。 プラスチックを使用し、折り曲げに強い。

  20. 光ファイバケーブルの構造 屈折率 テンションメンバー 被覆 光ファイバ レーザー光の点滅で通信を行う

  21. 光ファイバケーブルの構造 光ファイバケーブル（高密度多心光ファイバケーブル）の断面図。これ1本で1000心の光ファイバが収容されている。 3000心の光ファイバケーブル（左）と400対の銅線（右）の断面図を比較したところ。ケーブルの外径は光ファイバの方が小さいにも関わらず、多数のケーブルを収容できる。 引用：http://premium.nikkeibp.co.jp/ftth/

  22. とう道、管路 とう道内に敷設された光ファイバーケーブルの様子。電話局からき線点までの配線は、一般的には地下に埋設された「とう道」や「管路」を通る。とう道は、写真のように人間が入って敷設や接続といった作業ができるようになっている（管路は、いわゆる土管のこと）。 とう道内の光ファイバーケーブル用クロージャー。光ファイバーケーブルの長さは有限のため（例えば1000心の場合で最大2km）、光ファイバーケーブル同士を適宜接続して配線していく。接続するポイントが、このクロージャーである。 引用：http://premium.nikkeibp.co.jp/ftth/

  23. 電柱への立ち上げ 地下に設置されている管路やとう道から架空へ光ファイバーケーブルを“引き上げる”部分（き線点）。電柱へケーブルを引き上げる部分は通常、写真のように電柱に沿わせた黒色のパイプになっている。 NTT局から配線されてきた光ファイバーケーブルを各ユーザー向けのケーブルに接続する（グレーの装置、クロージャー）。100心といった太い光ファイバーケーブルを十数心の細い光ファイバーケーブルに分割することもある。 引用：http://premium.nikkeibp.co.jp/ftth/

  24. 加入者終端装置、高速ルーター 左側の大きい装置が従来の加入者終端装置。高速インターネットだけでなく、従来の電話サービスも収容できる構造になっている。右側の小さい装置は、Bフレッツ専用の新しい加入者終端装置。こちらはインターネットサービス以外には使えない。 テレビの右隣の黒いボックス（装置）が高速ルーターである。加入者終端装置とルーターの間は100BASE-TXなどのLANケーブルでつなぐ。 引用：http://premium.nikkeibp.co.jp/ftth/

  25. 主な光ファイバー通信サービスと料金体系 2006.6.27 読売新聞 月額、税込み。 NTT東日本 ソフトバンク USEN KDDI・東京電力 サービス名 Bフレッツ ひかりone ギャオ光 ヤフーBB光 6720円 （一戸建て） 4095円 （マンション） 5985～6720円 （一戸建て） 3518～3727円 （マンション） 基本料金 7234円 （一戸建て） 4189円 （マンション） 5985円 （一戸建て） 2980～ 5040円 （マンション） テレビ （映画など含む） 577円～ 2520円 追加料金 1732円 （一戸建て） 577円 （マンション） 525円 （一戸建て） 997.5円 （マンション） 525円 525円～ IP電話

  26. Bフレッツサービス別接続図 出典：http://flets.com/opt/s_outline_connect.html

  27. 出典：http://flets.com/opt/s_fee.html

  28. 出典：http://flets.com/opt/s_fee2.html

  29. FTTHの長所、短所 ★FTTHの長所 ・通信速度が高速で、通信品質が安定している。通信速度は最大で100Mbit/sである。 ★FTTHの短所 ・光ファイバーを家庭に引き込むためには工事が必要であり、初期費用が高い。 ・サービスを利用できる地域が都市部に限られている。・光ファイバーケーブルは強度が他のケーブルに比べて弱いので、取り扱いに注意が必要であり、敷設時間や敷設費用がかかる。

  30. AP AP ワイヤレスアクセスの種類 ISP NTTビル等 モバイル通信 専用線等 NTT NTT インター ネット 一般 公衆用 移動しながら利用 無線基地局 無線LAN ホットスポットサービス FWA 固定利用 無線LAN 端末可搬 （持ち運び 静止して利用） 公衆スペース AP AP TV など 家電製品のネットワーク化 屋外、屋内での利用 ホームリンク オフィス FWA: Fixed Wireless Access AP：アクセスポイント

  31. ワイヤレスアクセスの適用領域 ﾎｰﾑ領域 公衆領域 ｵﾌｨｽ領域 要求条件 低価格 接続の容易さ 　広域利用性 　接続の容易さ 　高速伝送 　高品質 サービス形態 移動 携帯電話方式 Bluetooth 可搬 無線LAN 固定 加入者系無線

  32. 無線LANの基本構成 端末ﾜｲﾔﾚｽ化によるねらい Local Area Network ●ﾉｰﾄPCのﾓﾋﾞﾘﾃｨの拡大 　（ペーパレス化の推進） ●ｹｰﾌﾞﾙ配線工事からの解放 　（ｵﾌｨｽのﾚｲｱｳﾄ変更への対応） Ethernet Router ｱｸｾｽﾎﾟｲﾝﾄ 天井・壁設定 ↓ 机上設置 AP AP PC+　無線端末

  33. 無線LANの位置付け 高速/広域 第３世代 （3Ｇ） 第４世代 2G 中速/市街 (2007-2010?) 移動性 IMT-2000 (2001) 歩行/構内 無線LAN (2002) ミリ波 LAN 静止/屋内 固定無線アクセス（FWA） 固定 0.1 10 100 1 情報速度 (Mbit/s)

  34. 無線LANシステムの概要(現行） ｼｽﾃﾑ名 周波数 伝送速度 特徴 標準仕様 2.4GHz帯 無線LAN 2.4～2.497GHz 11Mbit/s 54Mbit/s IEEE802.11b IEEE802.11g RCR STD-33 ARIB STD-T66 Bluetooth ・免許不要 ・機器が低価格 ・自営端末等からの 　干渉の影響有 5.2GHz帯 無線LAN 5.15～5.25GHz 54Mbit/s IEEE802.11a HIPERLAN/2 ARIB STD T70(HiSWANa) ARIB STD-T71(CSMA) ・免許不要 ・衛星との干渉の 　ため屋内利用に 　限定

  35. 主要な無線LANの規格 標準化規格 IEEE802.11b, IEEE802.11g IEEE802.11a HIPERLAN/2 Bluetooth 標準化組織 IEEE(米国） IEEE(米国） ETSI（欧州） Bluetooth SIG (業界団体） 無線周波数 2.4GHz帯 5.2GHz帯 5GHz帯 2.4GHz帯 変調方式 DS-SS(802.11b) OFDM(802.11g) OFDM OFDM FH-SS ﾃﾞｰﾀ速度 1～54Mbit/s ～54Mbit/s ～54Mbit/s 1～2Mbit/s 代表的な適用サービス例 Ethernet Ethernet Ethernet、ATM、IEEE1394 Etnernet、ｺｰﾄﾞﾚｽ電話、ﾍｯﾄﾞﾎﾝ

  36. 2.4GHz帯周波数配置 2.4GHz帯-国内周波数分配 ISMバンドであるため、干渉を許容しなければならない！ 2500 2400 2450 (MHz) 産業科学医療（ＩＳＭ）機器・・・電子レンジ等 衛星携帯電話 アマチュア無線 2400 2450 VICS RCR STD-1,29　移動体識別装置 2427 2470.75 RCR STD-33 無線ＬＡＮシステム 2497 2471 ARIB STD-T66無線ＬＡＮシステム 2400 2483.5

  37. 5.2GHz帯無線LAN用周波数帯 5.2GHz帯-国内周波数分配 衛星（フィーダーリンク） MLS（航空） 周波数 5150 5200 5250 （MHz） 無線LAN（ARIB STD70/71)・・・特定小電力

  38. 今後登場する方式を含む国内無線LAN 伝送速度 規格 備考（日本国内） 周波数帯 IEEE802.11b 2.4～2.5GHz 免許不要 11Mbit/s 屋内の利用に限り免許不要 IEEE802.11a 5.15～5.25GHz 54Mbit/s IEEE802.11g 54Mbit/s 2.4～2.5GHz 免許不要 免許（届出制）屋外利用可 /屋内の利用に限り免許不要 IEEE802.11j 4.9～5.0GHz / 5.25～5.35GHz 54Mbit/s IEEE802.11aを日本向けに修正した規格 IEEE802.11n 100Mbit/s～ 策定中 2.4GHz / 5GHz

  39. IEEE802.11で標準化が行われている規格 出典：http://www.keyman.or.jp/3w/prd/33/30003133/

  40. 高速無線LAN（IEEE 802.11n） 出典：http://wbb.forum.impressrd.jp/feature/20070530/424

  41. 今後の無線LAN用周波数帯 IEEE802.11n 従来 IEEE802.11j IEEE802.11j 従来 IEEE802.11n 出典：http://wbb.forum.impressrd.jp/feature/20070530/424

  42. 屋外における高速無線インターネットアクセス屋外における高速無線インターネットアクセス 電柱、ﾋﾞﾙの屋上等設置 基地局 2.4GHz帯 　最大1.5Mbit/s インターネット 光ファイバ ユーザ端末（PC） 半径100～400m 小型平面アンテナ 大きさ：104mm×104mm アンテナ設置場所 同軸ケーブル

  43. 公衆無線LANサービス グループ登録利用 情報共有など 無線LAN基地局 （アクセスポイント） インターネット グループ登録契約者 アクセスネットワーク（ADSL、光ファイバ、 VPN専用線） 無線LAN基地局 （アクセスポイント） オープン利用 （会員のみ利用可） インターネットサービスプロバイダ ・インターネットアクセス・・・高速インターネット接続 　　　　　　　　　　　　　　　　　サービス ・情報配信・・・ニュース、映像コンテンツ、地域情報 　　　　　　　　　等を提供 デスクワーク 出張 ホテル、空港、駅構内

  44. 公衆無線LANサービス｢Mフレッツ｣(NTT東日本）公衆無線LANサービス｢Mフレッツ｣(NTT東日本） ・無線LAN機能 IEEE 802. 11b ・認証機能 IEEE 802. 1x ・料金 Mフレッツホスト 1契約毎\700/月 　グループ認証機能型 　最大10ID \100 50ID \400 100ID \800 2002年6月6日～11月30日（東京エリア、北海道エリア試験サービス）

  45. 公衆無線LANサービス｢Mzone｣(エムゾーン） 2002年7月1日よりサービス開始 ・赤坂プリンスホテル、ホテルオークラ、 　幕張メッセなど ・インターネットアクセス・・・高速インターネット接続サービス ・地域情報配信・・・エリア周辺の地域情報等を提供 ・映像配信・・・各種映像コンテンツのストリーミング配信

  46. 無線周波数帯 2.4GHz帯 規格名 IEEE802.11b 無線伝送速度 最大11Mbps 対応端末 Wi-Fi（Wireless Fidelity ） ） ハードウェア認証 MACアドレス ユーザ認証 ユーザID・パスワードによる認証 サービスの概要 ■サービス内容　最大１１Ｍbit/sの高速インターネット接続サービス ■料金　定額利用料（月額）：２，０００円※※定額利用料にはインターネット接続料金を含む。 ■サービス仕様

  47. ホットスポットサービス(NTTコミュニケーションズ）ホットスポットサービス(NTTコミュニケーションズ） 2002年5月15日よりサービス開始

  48. 無線LANの長所、短所 ★無線LANの長所 ・無線を用いてアクセスできるため配線工事が不要であり、いつでも、どこでも利用できるのでユーザーの利便性が高い。 ・静止して使用することが多いので、最大数十Mbit/s程度の高い通信速度が得られる。 ★無線LANの短所 ・2.4GHz帯は産業用、科学計測用及び医療用に割当てられた周波数帯であり、電子レンジからの不要波や他の無線機器の電波により干渉の影響を受けやすい。 ・電波の直進性が大きいので障害物があると使用できない場合がある。 ・暗号、認証機能が脆弱であると通信内容を傍受される可能性がある。

  49. CATVインターネットの構成 基幹ネットワークは光ファイバケーブル イーサネット ケーブル 同軸 ケーブル インターネット CATV ネットワーク 分配装置 PC ケーブル モデム ケーブル モデム ユーザー宅 アクセス サーバー インターネットサービスプロバイダ ユーザー CATV局

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