高速インターネット接続の使用は、ここ数年で急速に増加しました。家庭用コンピュータを購入し、ホーム ネットワークを構築する人が増えるにつれて、ブロードバンド(高速) 接続の需要が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) という 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、超高ビット レート DSL (VDSL) として知られる別の DSL テクノロジは、完全な家庭用通信/エンターテイメント 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、選択された地域で VDSL サービスを提供する企業がすでにいくつかあります。 VDSL は、最大約 52 Mbps (メガビット/秒) の速度で、驚異的な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、統合されたパッケージの方が現在の個別の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 テクノロジーについて、その重要性、他の DSL テクノロジーとの比較について学びます。まず、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。 1 対の銅線には、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、回線上の利用可能な容量の一部のみを使用します。 DSL は、この残りの容量を利用して、回線の会話伝送能力を妨げることなく、回線上で情報を伝送します。
標準の電話サービスでは、交換機、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。通常の会話の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) の周波数範囲で伝わります。ほとんどの場合、ワイヤ自体は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、電話回線の容量をより多く安全に使用でき、DSL はまさにそれを実現します。
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次のセクションでは、ADSL について見ていきます。
ADSL
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。
- トランシーバー– 顧客の場所には DSL トランシーバーがあり、他のサービスも提供する場合があります。
- DSL アクセス マルチプレクサ(DSLAM) – DSL サービス プロバイダーは、顧客の接続を受信するための DSLAM を備えています。
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。名前が何であっても、トランシーバーは、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イーサネット接続が使用されます。 ISP や電話会社が販売する ADSL トランシーバのほとんどは単なるトランシーバですが、企業で使用されるデバイスは、ネットワーク ルータ、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内で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 を実際に実現する装置です。 DSLAM は、多くの顧客からの接続を取得し、それらを単一の大容量インターネット接続に集約します。 DSLAM は一般に柔軟性があり、複数のタイプの DSL をサポートできるほか、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できます。 ADSL の詳細については、 「DSL の仕組み」を参照してください。
DSL は距離に依存するテクノロジーです。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、サービスの速度と品質の理由から、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 の顧客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、電話局や DSL 終端ポイントの近くにある顧客は最大値に近い速度を経験する可能性があり、将来的には現在の制限を超える可能性があります。
DSL では距離が制限であるのに、音声電話では距離が制限ではないのはなぜだろうと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増幅するために使用するローディング コイルと呼ばれる小型アンプにあります。これらのローディング コイルは、アンプによってデータの完全性が損なわれるため、DSL 信号とは互換性がありません。これは、電話機と電話会社の電話局との間のループにボイス コイルがある場合、DSL サービスを受けることができないことを意味します。他にもいくつかの要因により、ADSL を受信できない可能性があります。
- ブリッジ タップ– これらは、他の顧客にサービスを提供する、あなたと電話局の間の内線です。
- 光ファイバー ケーブル– 電話回線の一部が光ファイバー ケーブルを経由している場合、ADSL 信号はアナログからデジタル、アナログへの変換を通過できません。
- 距離– 中央局の場所がわかっている場合でも (電話会社はその位置を宣伝していませんので、知らなくても驚かないでください)、地図を見ても信号が到達する必要がある距離を示すものではありません。あなたの家とオフィス。ワイヤは 2 点間で非常に複雑な経路をたどる場合があります。
ADSL の主要な破壊要因の 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します。次のセクションでその理由がわかります。
VDSL速度
VDSL は、ADSL とほぼ同じように電話回線の銅線上で動作しますが、いくつかの違いがあります。 VDSL は、下り(自宅まで) 52 Mbps、上り(自宅から) 16 Mbps という驚異的な速度を実現します。これは、下り最大 8 Mbps、上り最大 800 Kbps (キロビット/秒) 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。VDSL は、銅線経由でのみ、約 4,000 フィート (1,200 m) の短距離でしか動作できません。
VDSL の鍵となるのは、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、多くの電話会社がFiber to the Curb (FTTC) を計画しています。これは、電話線が自宅で分岐する地点までのすべての既存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) を導入することを期待しています。 FTTN では、各街路に沿って光ファイバー ケーブルを敷設するのではなく、特定の地域のメイン ジャンクション ボックスに光ファイバーを接続しています。
VDSL トランシーバーを自宅に配置し、 VDSL ゲートウェイをジャンクション ボックスに配置することで、距離制限は見事に克服されます。ゲートウェイは、光ファイバー回線上の ADSL を無効にするアナログ – デジタル – アナログ変換の問題に対処します。トランシーバーから受信したデータを光パルスに変換し、光ファイバー システムを介して中央局に送信できます。データは最終宛先に到達するために適切なネットワークにルーティングされます。データがコンピュータに返送されると、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、トランシーバーに送信します。これらすべてが毎秒何百万回も発生します。
ADSL と VDSL は、DSL スペクトルの代表的な 2 つにすぎません。次のページには、バリエーションとそれらを相互に比較する方法をリストしたグラフが表示されます。
DSL タイプの比較
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、非常に多くのものが存在するため、DSL 全般について議論する際に、 xDSL ( x は変数) という用語が頻繁に登場します。
- 非対称 DSL (ADSL) – ダウンロード速度がアップロード速度よりも速いため、「非対称」と呼ばれます。 ADSL がこのように動作するのは、ほとんどのインターネット ユーザーが、送信またはアップロードする情報よりもはるかに多くの情報を閲覧またはダウンロードするためです。
- 高ビット レート DSL (HDSL) – T1 回線(約 1.5 Mbps) に匹敵する転送速度を提供する HDSL は、同じ速度でデータを送受信しますが、通常の電話回線とは別の 2 つの回線が必要です。
- ISDN DSL (ISDL) – 主に総合サービス デジタル ネットワーク(ISDN) の既存ユーザーを対象とした ISDL は、他のほとんどの形式の DSL よりも遅く、両方向 144 Kbps の固定レートで動作します。 ISDN顧客にとっての利点は、既存の機器を使用できることですが、実際の速度向上は通常 16 Kbps のみです (ISDN は 128 Kbps で動作します)。
- マルチレート対称 DSL (MSDSL) – これは、複数の転送速度が可能な対称 DSL です。転送速度は、通常はサービス (価格) レベルに基づいて、サービス プロバイダーによって設定されます。
- レート アダプティブ DSL (RADSL) – これは ADSL の一般的なバリエーションで、回線の長さと品質に応じてモデムが接続速度を調整できるようにします。
- 対称 DSL (SDSL) – HDSL と同様、このバージョンは同じ速度でデータを送受信します。 SDSL も電話とは別の回線を必要としますが、HDSL で使用される 2 つの回線ではなく、1 つの回線のみを使用します。
- 超高ビット レート DSL (VDSL) – 非常に高速な接続である VDSL は非対称ですが、標準の銅線電話配線を使用した短距離でのみ機能します。
- Voice-over DSL (VoDSL) – IP テレフォニーの一種である VoDSL を使用すると、複数の電話回線を、データ送信機能も備えた 1 つの電話回線に結合できます。
以下の表は、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 は他のバージョンに比べてパフォーマンスが大幅に向上します。しかし、VDSL を広く利用するには、標準化する必要があります。
VDSL規格：DMT
Discrete MultiTone (DMT) と呼ばれるキャリア システムを使用して VDSL をサポートする、Alcatel、Texas Instruments などのパートナーシップである VDSL Alliance と、Lucent と Broadcom が主導し、直交振幅変調(QAM) とキャリアレス振幅位相(CAP) と呼ばれる 1 対のテクノロジーを使用するため、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 テクノロジーを使用しています。
DMT は、信号を 247 の個別のチャネルに分割し、それぞれのチャネル幅が 4 キロヘルツ (KHz、または 1,000 サイクル/秒) です。これについて考える 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、それぞれの回線にモデムを接続すると想像することです。 247 台のモデムに相当するものを一度にコンピュータに接続できます。
各チャンネルが監視され、品質があまりにも損なわれている場合、信号は別のチャンネルにシフトされます。このシステムは信号を常にシフトし、送受信に最適なチャネルを探します。さらに、下位チャネルの一部 (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に双方向チャネルとして使用されます。双方向チャネル上の情報を監視および分類し、247 チャネルすべての品質を維持することにより、DMT の実装は他の通信事業者テクノロジーよりも複雑になりますが、品質の異なる回線に対する柔軟性も高まります。
