§ ４．１ 通信、デジタル伝送 2009/12/08 情報伝達の仕組みを説明できる 変調の種類を 3 つ挙げて説明できる インターネットの概要を説明できる パケット交換網の仕組みと利点を説明できる 通信ネットワークの 7 階層について説明でき る モデムの役割と仕組みを説明できる 第４章 情報ネットワーク.

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1 § ４．１ 通信、デジタル伝送 2009/12/08 情報伝達の仕組みを説明できる 変調の種類を 3 つ挙げて説明できる インターネットの概要を説明できる パケット交換網の仕組みと利点を説明できる 通信ネットワークの 7 階層について説明でき る モデムの役割と仕組みを説明できる 第４章 情報ネットワーク 第 11 回 今日の目標

2 ［１］ 情報ネットワーク発展の歴史 （１）電話回線（１８９０） （２）データ通信システム ・アメリカ防空管制システム ・運航管理システム（ Semi-Automatic Business Research Environment System ） ・東京オリンピック競技記録集計･配信システム ⇒銀行オンラインシステム ・汎用コンピュータ⇒ Time Sharing System （ TSS ） （３）情報通信システム ・ ISDN （ Integrated Services Digital Network ） ・ ARPANET （ Advanced Research Project Agency NET ） 複数コンピュータ間の接続 信頼性の向上 効率の向上 ・インターネッ ト パケット交換方式 TCP/IP （ 1973 年） 電気の歴史

3 情報伝達の仕組み 搬送波（ carrier wave ） 中波（ MF ） 短波（ HF ） 超短波（ VHF ） 極超短波（ UHF ） 準マイクロ波 マイクロ波 ミリ波 長波（ LF ） 300GHz 30GHz 3GHz 300MHz 30MHz 3MHz 300KHz 30KHz 波長 1mm 1cm 10cm 1m 10km 電波望遠鏡 衛星通信・衛星放送 携帯電話・ PHS タクシー無線 テレビ放送 テレビ放送、 FM 放送 短波ラジオ、アマチュア無線 ラジオ放送、船舶通信 無線航行

4 信号（ signal ） AM （ Amplitude Modulation ）：振幅変調 ＋ 信号 搬送波 FM （ Frequency Modulation ）：周波数変調 ＋ 信号 搬送波

5 PCM （ Pulse Code Modulation ） 入力信号 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 通信路 標本化： 時間を決めて測定 時間 6.7 5.26.8 4.15.16.4 6.9 出力信号 77 5 7 4 5 6 量子化： 精度を決めた数値 符号化： 機械で表現する形 0111 0101 0111 0100 0111 0101 0110 送信 0111 0101 0111 0100 0111 0101 0110 受信 復合化： 機械動作を数値化 77 5 7 4 5 6 時間 7 57 456 7 濾波： 高周波領域カット

6 ［２］ インターネットの概要 高速通信網 ルーター Local Area Network サーバー アクセスサーバー Local Area Network モデム ISDN TA スプリッタ ADSL B フレッツ

7 ［３］ パケット交換網 パラレル信号とシリアル信号 1111000111110001 時間 通信線 シリアル 時間 Clock 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 Signal パラレル データバス パラレル データバス 機器

8 回線交換方式 A B C 回線を占有する 1 度繋がればいつでも送受信可 回線の不使用状態が多い 障害時に復帰が困難

9 パケット交換方式 B A C パケット交換 機 メモリ パケット交換 機 メモリ パケット交換 機 メモリ 中継線１ 中継線２ 識別番号 IP アドレスデータ パケット

10 ［４］ データ通信の規格化 （１）メーカーの違い （２）機器の違い （３）種類のデータ OSI （ Open System Interconnection ） アプリケーション（ mail,http,ftp, ・・） 通信のための符号化（圧縮、暗号化） 交信の仕方と確認（半 2 重 / 全 2 重、同期？） 均一なデータ転送 通信路選択 伝送制御 信号制御 応用層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 エンドシステム 応用層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 エンドシステム ネットワーク層 データリンク層 物理層 中継システム

11 ネットワークの７階層 （１）応用層（アプリケーション層） ・ファイル転送（ ftp ） ・メッセージ通信処理（ sendmail 、 POP3 、 IMAP4 ） ・仮想端末（ telnet ） ・遠隔データアクセス（ SQL （ Structured English Query Language ）、 http ） ・ネットワーク管理（ NIS ） （２）プレゼンテーション層 ・抽象構文（ PSDU=Presentation Service Data Unit ） ←→ 構文変換、 SSL=Secure Sockets Layer ←→ ・転送構文（ PPDU=Presentation Protocol Data Unit ） （３）セッション層 ・情報交信の仕方（全二重、半二重）の選択 ・交信タイミングや受信情報の確認方法を制御 （４）トランスポート層 ・各種通信網（電話、デジタル交換網、無線、通信衛星など） の異なる品質（雑音量、速度、確認応答の有無） ⇒均一なデータ転送サービス

12 （５）ネットワーク層 複数のシステムを経由して目的のシステムにデータを転送する IP （ Internet Protocol ） ・通信経路の選択（通信網の種類で異なる） ・中継制御 （６）データリンク層 隣接する装置間でのデータ転送機能を提供し、 誤り制御、応答制御などの機能を実行 ・媒体アクセス制御（ MAC ）：データ衝突回避 ・論理リンク制御（ LLC ） （７）物理層 各種信号のタイミング制御 DTE/DCE （ data terminal equipment/data circuits terminating equipment ） RS232C 、 DSU （ digital service unit ）等の規格 ・論理条件：タイミング、シーケンス、・・・ ・電気的条件：インピーダス、出力電圧、論理値の閾値、・・・ ・機械的条件：コネクタ形状、サイズ、信号線配置、・・・

13 インターネット接続 ISDN

14 ADSL （ Asymmetric Digital Subscriber Line ） ADSL

15 B フレッツ IP 電話

16 演習 １．従来の電話回線を利用するモデムはデータの転送速度を 数 10kbps 程度までにしか出来ない理由を考えなさい。 ２．音声を PCM で転送してリアルタイムで再生するとき、 20kHz でサンプリングし、 20bit の量子化に 4bit の制御コードをつける と最低どれだけの転送速度を必要とするか計算しなさい。 戻り 情報科学概論のトップへ 和田義親のトップへ 明治薬科大学のホームへ