データ通信
データ送信およびデータ受信、またはより広義には、データ通信またはデジタル通信は、ポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントを介したデジタルビットストリームまたはデジタル化されたアナログ信号[1]の形式でのデータの転送および受信です。通信チャネル。このようなチャネルの例としては、銅線、光ファイバー、無線スペクトルを使用した無線通信、記憶媒体、コンピューターバスなどがあります。 。データは、電圧、電波、マイクロ波、または赤外線信号などの電磁 信号として表されます。
アナログまたはアナログ伝送は、振幅、位相、または変数の特性に比例してその他の特性が変化する連続信号を使用して、音声、データ、画像、信号、またはビデオ情報を伝送する伝送方法です。メッセージは、ラインコードによる一連のパルス（ベースバンド伝送）、またはデジタル変調方式を使用した連続的に変化する波形の限定されたセット（通過帯域伝送）のいずれかで表されます。通過帯域変調と対応する復調（検出とも呼ばれます）は、モデム機器によって実行されます。デジタル信号の最も一般的な定義によると、ビットストリームを表すベースバンド信号とパスバンド信号の両方がデジタル送信と見なされますが、別の定義では、ベースバンド信号のみがデジタルと見なされ、デジタルデータのパスバンド送信はデジタルからアナログへの変換の形式と見なされます。
送信されるデータは、コンピュータやキーボードなどのデータソースから発信されたデジタルメッセージである可能性があります。それはまた、例えば、パルス符号変調（ＰＣＭ）またはより高度なソース符号化（アナログからデジタルへの変換およびデータ圧縮）を使用してビットストリームにデジタル化された、電話またはビデオ信号などのアナログ信号であり得る。）スキーム。このソースのコーディングとデコードは、コーデック機器によって実行されます。
データ伝送[1]、 デジタル伝送[2] [3]、デジタル通信[4] [5]の分野のコースと教科書は、同様の内容を持っています。
デジタル伝送またはデータ伝送は、伝統的に電気通信および電気工学に属しています。データ伝送の基本原則は、データ通信のコンピュータサイエンスまたはコンピュータエンジニアリングのトピックでもカバーできます。これには、コンピュータネットワーキングアプリケーションやネットワーキングプロトコル（ルーティング、スイッチング、プロセス間通信など）も含まれます。が伝送制御プロトコル（TCP）は、送信、TCPや他のトランスポート層プロトコルを含むコンピュータネットワークでカバーされるがない教科書またはコースのデータ伝送について論じました。
テレトランスミッションという用語には、アナログ通信とデジタル通信が含まれます。ほとんどの教科書では、アナログ伝送という用語は、変調されていないベースバンド信号として、または次のようなアナログ変調方式を使用したパスバンド信号として、アナログ信号によるアナログメッセージ信号の伝送（デジタル化なし）のみを指します。AMまたはFM。また、パルス幅変調などのアナログオーバーアナログパルス変調ベースバンド信号が含まれる場合もあります。コンピュータネットワークの伝統に含まれる数冊の本では、「アナログ伝送」は、FSKなどのデジタル変調方式を使用したビットストリームの通過帯域伝送も指します。、PSKおよびASK。これらの方法は、たとえば、デジタル伝送またはデータ伝送という名前の教科書でカバーされていることに注意してください。[1]
データ伝送の理論的側面は、情報理論と符号理論によってカバーされています。
プロトコル層とサブトピック
| OSIモデル によって層 |
|---|
データ伝送の分野のコースと教科書は、通常、次のOSIモデルプロトコル層とトピックを扱います。
- レイヤー1、物理レイヤー：
- レイヤー2、データリンクレイヤー：
- レイヤー6、プレゼンテーション層：
これらの3つの層のクロスレイヤー設計を扱うことも一般的です。[7]
アプリケーションと履歴
データ（主に情報提供のみではありません）は、通信の出現以来、非電子的（たとえば、光学的、音響的、機械的）手段を介して送信されてきました。電話の登場以来、アナログ信号データは電子的に送信されてきました。しかし、現代における最初のデータ電磁伝送アプリケーションは、電信（1809）とテレタイプライター（1906）であり、どちらもデジタル信号です。ハリー・ナイキスト、ラルフ・ハートレーによるデータ伝送と情報理論の基本的な理論的研究、20世紀初頭のクロード・シャノンやその他の人々は、これらのアプリケーションを念頭に置いて行われました。
データ伝送は、コンピュータバスのコンピュータや、RS-232（1969）、FireWire（1995）、USB（1996）などのパラレルポートおよびシリアルポートを介した周辺機器との通信に使用されます。データ伝送の原理は、1951年以来、エラーの検出と訂正のために記憶媒体でも利用されています。
データ伝送は、モデム（1940）、ローカルエリアネットワーク（LAN）アダプタ（1964）、リピータ、リピータハブ、マイクロ波リンク、ワイヤレスネットワークアクセスポイント（1997）などのコンピュータネットワーク機器で利用されます。
電話ネットワークでは、デジタル通信を利用して、時分割多重（TDM）（1962）と組み合わせたパルス符号変調（PCM）、つまりサンプリングとデジタル化によって、同じ銅ケーブルまたは光ファイバーケーブルを介して多くの電話を転送します。電話交換機はデジタルおよびソフトウェア制御になり、多くの付加価値サービスを促進しています。たとえば、最初のAX電話交換機は1976年に発表されました。1980年代後半以降、統合サービスデジタルネットワーク（ISDN）サービスを使用してエンドユーザーへのデジタル通信が可能になりました。 1990年代の終わり以来、ADSL、ケーブルモデム、ファイバーツーザビルディング（FTTB）およびファイバーツーザホーム（FTTH）は、小規模なオフィスや家庭に広く普及しています。現在の傾向は、従来の電気通信サービスをIPテレフォニーやIPTVなどのパケットモード通信に置き換えることです。
アナログ信号をデジタルで送信すると、信号処理能力が向上します。通信信号を処理できるということは、ランダムなプロセスによって引き起こされたエラーを検出して修正できることを意味します。継続的に監視する代わりに、デジタル信号をサンプリングすることもできます。多重化複数のデジタル信号は、アナログ信号の多重化にはるかに簡単です。
これらすべての利点と、広帯域 通信チャネルとソリッドステートエレクトロニクスの最近の進歩により、科学者はこれらの利点を完全に実現できるようになったため、デジタル通信は急速に成長しました。コンピュータデータを送信するための膨大な需要とそれを行うためのデジタル通信の能力のために、デジタル通信はアナログ通信を急速に追い出している。
デジタル革命はまた、データ伝送の原理が適用される多くのデジタル通信アプリケーションをもたらしました。例としては、第2世代（1991）以降の携帯電話、ビデオ会議、デジタルTV（1998）、デジタルラジオ（1999）、テレメトリなどがあります。
データ伝送、デジタル伝送、またはデジタル通信は、ポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイント通信チャネルを介したデータ（デジタルビットストリームまたはデジタル化されたアナログ信号[1]）の物理的な転送です。このようなチャネルの例としては、銅線、光ファイバー、無線通信チャネル、ストレージメディア、コンピューターバスがあります。データは、電圧、電波、マイクロ波、または赤外線信号などの電磁信号として表されます。
アナログ伝送は、アナログチャネルを介した連続的に変化するアナログ信号の転送ですが、デジタル通信は、デジタルまたはアナログチャネルを介した個別のメッセージの転送です。メッセージは、ラインコードによる一連のパルス（ベースバンド伝送）、またはデジタル変調方式を使用した限定された連続的に変化する波形のセット（パスバンド伝送）のいずれかで表されます。通過帯域変調と対応する復調（検出とも呼ばれます）は、モデム機器によって実行されます。デジタル信号の最も一般的な定義によれば、ビットストリームを表すベースバンド信号とパスバンド信号の両方がデジタル伝送と見なされますが、別の定義ではベースバンド信号のみがデジタルと見なされます。デジタルからアナログへの変換の一形態としてのデジタルデータの通過帯域伝送。
送信されるデータは、コンピュータやキーボードなどのデータソースから発信されたデジタルメッセージである可能性があります。それはまた、例えばパルス符号変調（ＰＣＭ）またはより高度なソース符号化（アナログからデジタルへの変換およびデータ圧縮）スキームを使用してビットストリームにデジタル化された、電話またはビデオ信号などのアナログ信号であり得る。 。このソースのコーディングとデコードは、コーデック機器によって実行されます。
シリアルおよびパラレル伝送
電気通信では、シリアル送信は、データの文字または他のエンティティを表すグループの信号要素のシーケンシャル送信です。デジタルシリアル伝送は、単一のワイヤ、周波数、または光パスを介して順次送信されるビットです。パラレル伝送よりも必要な信号処理とエラーの可能性が少ないため、個々のパスの転送速度が速くなる可能性があります。チェックディジットまたはパリティビットを簡単に送信できるため、これを長距離で使用できます。
電気通信では、パラレル伝送とは、文字またはその他のデータエンティティの信号要素を同時に伝送することです。ではデジタル通信、パラレル伝送は、2つ以上の別々のパスを介した関連する信号要素の同時伝送です。複数のビットを同時に送信できる複数の電線が使用されているため、シリアル送信よりも高いデータ転送速度が可能です。この方法は、内部バスなどのコンピュータの内部で使用され、プリンタなどの外部で使用されることもあります。これに関する主な問題は、並列データ伝送のワイヤのプロパティが（意図的にではなく）わずかに異なるため、「スキュー」です。ビットが他のビットよりも先に到着し、メッセージが破損する可能性があります。パリティビットはこれを減らすのに役立ちます。ただし、電線のパラレルデータ伝送は、伝送が破損する可能性がはるかに高いため、長距離では信頼性が低くなります。
コミュニケーションチャネル
いくつかの通信チャネルタイプは次のとおりです。
非同期および同期データ送信
非同期シリアル通信では、開始ビットと停止ビットを使用して、送信の開始と終了を示します。[8]この送信方法は、データが固体ストリームではなく断続的に送信される場合に使用されます。
同期伝送は、クロック信号を使用して、伝送の受信側と送信側の両方で伝送速度を同期させます。クロックは別の信号である場合もあれば、データに埋め込まれている場合もあります。次に、データの継続的なストリームが2つのノード間で送信されます。スタートビットとストップビットがないため、データ転送速度はより効率的です。
も参照してください
- コンピューターネットワーキング
- コミュニケーション
- 情報理論
- インターネットワーキング
- メディア（コミュニケーション）
- ネットワークセキュリティー
- ノード間のデータ転送
- パケット交換
- 信号処理
- 電気通信
- 伝達（曖昧さ回避）
参考文献
- ^ a b c A. P. Clark、「Principles of Digital Data Transmission」、Wiley発行、1983年
- ^ デイヴィッド・R.スミス、 "デジタル伝送システム"、Kluwerの国際出版社、2003年、 ISBN 1-4020-7587-1。目次を参照してください。
- ^ セルジオ・ベネデット、エツィオBiglieri、 "デジタル伝送の原理：ワイヤレス・アプリケーションと"、スプリンガー2008、 ISBN 0-306-45753-9、 ISBN 978-0-306-45753-1。目次を参照してください
- ^ サイモン・ヘイキン、「デジタル通信」、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、1988年ISBN 978-0-471-62947-4。目次を参照してください。
- ^ ジョンProakis、「デジタル通信」、第4版、マグロウヒル、2000年ISBN 0-07-232111-3。目次を参照してください。
- ^ 「X.225：情報技術–オープンシステム相互接続–コネクション型セッションプロトコル：プロトコル仕様」。2021年2月1日にオリジナルからアーカイブされました。2021年11月24日取得。
- ^ F. Foukalas et al。、 「ワイヤレスモバイルネットワークのクロスレイヤー設計提案：調査と分類法」
- ^ 「非同期送信とは何ですか？-Techopediaからの定義」。Techopedia.com 。2017年12月8日取得。
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