通信に関する理論

基本情報技術者試験

高速通信回線を支える多重化方式

高速の通信回線を同時に複数の利用者で使用できるようにする技術。

  • 周波数分割多重化方式（FDM: Frequency Division Multiplex）
    • アナログ回線で用いられる
    • 複数利用者の信号を異なる周波数の信号に変調して、同時に送信する
  • 時分割多重化方式（TDM: Time Division Multiplex）
    • デジタル回線で用いられる
    • 時間を細かく分割して、それぞれの信号に一定の時間を割り当て（タイムスロット）、これを規則的に繰り返しながら送信する
  • 符号分割多重化方式（CDM: Code Division Multiplex）
    • 携帯電話などで用いられる
    • 全ての利用者は同じ周波数を使用するが、利用者ごとに異なるコードを割り当てて識別する
    • 送信時と同じコードを用いなければ復調できないため機密性に優れ、周波数帯域を有効利用できる

送受信のタイミングを合わせる同期方式

データの送受信を行うには、送信側と受信側でお互いにタイミングを合わせてやり取りを行う必要がある。これを「同期をとる」という。

  • 調歩同期方式（非同期方式）
    • 送信データ1文字ごとに、スタートビット: 0とストリップビット: 1をつけて送る方式
      • スタートビットにより同期をとる
      • 送信データがないときはストップビットが連続して送信される。
    • 低速回線用
      • 1文字が8ビットの場合、1文字の送信に最低10ビット必要なため伝送効率が悪く、低速の回線（1200bps）で使用する。
  • SYN同期方式（キャラクタ同期方式）
    • 中速回線用
    • 送信するデータ文字列の前に同期用の符号（SYN符号）をいくつか送信し、この符号によって同期を取った後、データを連続送信する
      • 受信側では同期がとれた後、1文字分に対応したビット数ごとに文字の区切りとみなして文字を組み立てるので、文字間が時間的に開くことは許されない
  • フレーム（フラグ）同期方式
    • データをフレーム単位で送信する方式
      • 送信するデータの前後にフラグパターン（01111110）がつけられ、このパターンに囲まれた部分（フレーム）を単位として同期をとる。
      • 送信データがないときは絶えずフラグパターンが送られる。受信側ではそれ以外の信号を受信するとデータが送られてきたと判断し、再びフラグパターンが現れるまでをデータとして受信する。
    • 高速回線用
      • データの長さに制約がなく、高速で大量なデータ送信に向いている。