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  • BIOS の仕組み

    フラッシュ メモリの最も一般的な用途の 1 つは、一般に BIOS (「バイオース」と発音します) として知られる、コンピュータの基本的な入出力システム用です。利用可能なほぼすべてのコンピュータで、BIOS は他のすべてのチップ、ハード ドライブ、ポート、および CPU が確実に連携して機能するようにします。

    現在一般的に使用されているすべてのデスクトップおよびラップトップコンピューターには、中央処理装置としてマイクロプロセッサが搭載されています。マイクロプロセッサはハードウェアコンポーネントです。マイクロプロセッサは、その作業を完了するために、ソフトウェアとして知られる一連の命令を実行します (詳細については、 「マイクロプロセッサの仕組み」を参照してください)。おそらく、次の 2 つの異なる種類のソフトウェアについてよくご存じでしょう。

    • オペレーティング システムオペレーティング システムは、コンピュータ上で実行されているアプリケーションに一連のサービスを提供し、コンピュータの基本的なユーザー インターフェイスも提供します。 Windows 98 や Linux はオペレーティング システムの例です。 (詳細については、 「オペレーティング システムの仕組み」を参照してください。)
    • アプリケーション– アプリケーションは、特定のタスクを実行するようにプログラムされたソフトウェアです。現在、あなたのコンピュータにはブラウザ アプリケーション、ワードプロセッサ アプリケーション、電子メールアプリケーションなどがインストールされていると思います。新しいアプリケーションを購入してインストールすることもできます。

    BIOS は、コンピュータが正常に動作するために必要な 3 番目の種類のソフトウェアであることがわかりました。この記事では、BIOS の機能、構成方法、BIOS の更新が必要な場合の対処法など、BIOS についてすべて学びます。

    BIOS の機能

     BIOS の仕組み

    BIOS ソフトウェアにはさまざまな役割がありますが、最も重要な役割はオペレーティング システムをロードすることです。コンピュータの電源を入れ、マイクロプロセッサが最初の命令を実行しようとすると、その命令をどこかから取得する必要があります。オペレーティング システムはハードディスク上に配置されており、マイクロプロセッサはその方法を指示する命令がなければオペレーティング システムからアクセスできないため、オペレーティング システムからデータを取得することはできません。 BIOS はこれらの指示を提供します。 BIOS が実行するその他の一般的なタスクには次のようなものがあります。

    • システム内のすべてのさまざまなハードウェア コンポーネントの電源投入時自己テスト (POST) により、すべてが適切に動作していることを確認します。
    • コンピューターにインストールされているさまざまなカード上の他の BIOS チップをアクティブにする – たとえば、 SCSI カードやグラフィックス カードには独自の BIOS チップが搭載されていることがよくあります。
    • オペレーティング システムがさまざまなハードウェア デバイスに接続するために使用する一連の低レベル ルーチンを提供します。これらのルーチンが BIOS の名前の由来です。特にコンピュータの起動時に、キーボード画面シリアルポートやパラレル ポートなどを管理します。
    • ハードディスクや時計などの一連の設定を管理します。

    BIOS は、コンピュータの主要なハードウェア コンポーネントとオペレーティング システムを接続する特別なソフトウェアです。通常、これはマザーボード上のフラッシュ メモリチップに保存されますが、チップが別の種類のROMである場合もあります。

    コンピューターの電源を入れると、BIOS がいくつかの処理を実行します。これは通常のシーケンスです。

    1. カスタム設定については CMOS セットアップを確認してください
    2. 割り込みハンドラーとデバイスドライバーをロードする
    3. レジスタと電源管理の初期化
    4. 電源投入時自己テスト (POST) を実行する
    5. システム設定を表示する
    6. どのデバイスが起動可能かを判断する
    7. ブートストラップ シーケンスを開始する

    BIOS が最初に行うことは、相補型金属酸化膜半導体(CMOS) チップ上にある少​​量 (64バイト) の RAM に保存されている情報をチェックすることです。 CMOS セットアップは、システムに特有の詳細情報を提供し、システムの変更に応じて変更できます。 BIOS はこの情報を使用して、必要に応じてデフォルトのプログラミングを変更または補足します。これらの設定については後ほど詳しく説明します。

    割り込みハンドラーは、ハードウェア コンポーネントとオペレーティング システムの間のトランスレーターとして機能する小さなソフトウェアです。たとえば、キーボードのキーを押すと、信号がキーボード割り込みハンドラーに送信され、それが何であるかを CPU に伝え、オペレーティング システムに渡します。デバイス ドライバーは、キーボード、マウス、ハード ドライブ、フロッピー ドライブなどの基本ハードウェア コンポーネントを識別するその他のソフトウェアです。 BIOS は常にハードウェアとの間で送受信される信号を傍受しているため、通常は高速に実行するためにRAMにコピーまたはシャドウされます

    コンピュータの起動

     BIOS の仕組み

    コンピューターの電源を入れると、最初に BIOS ソフトウェアが動作しているのが表示されます。多くのマシンでは、BIOS は、コンピュータに搭載されているメモリの量、ハードディスクの種類などを説明するテキストを表示します。この起動シーケンス中に、BIOS はコンピュータを実行できる状態にするために膨大な量の作業を行っていることがわかりました。このセクションでは、一般的な PC でのこれらのアクティビティのいくつかについて簡単に説明します。

    CMOS セットアップをチェックし、割り込みハンドラーをロードした後、BIOS はビデオ カードが動作しているかどうかを判断します。ほとんどのビデオ カードには、カード上のメモリとグラフィック プロセッサを初期化する独自の小型 BIOS が搭載されています。そうでない場合は、通常、BIOS がロードできるマザーボード上の別の ROM にビデオ ドライバー情報が存在します。

    次に、BIOS は、これがコールド ブートであるか再起動であるかを確認します。これは、メモリ アドレス 0000:0472 の値をチェックすることによって行われます。値 1234h は再起動を示し、BIOS は残りの POST をスキップします。それ以外のものはコールド ブートとみなされます。

    コールド ブートの場合、BIOS は各メモリ アドレスの読み取り/書き込みテストを実行して RAM を検証します。キーボードとマウスの PS/2 ポートまたはUSB ポートをチェックします。ペリフェラル コンポーネント インターコネクト( PCI ) バスを検索し、見つかった場合はすべての PCI カードをチェックします。 BIOS が POST 中にエラーを検出した場合、一連のビープ音または画面に表示されるテキスト メッセージによって通知されます。この時点でのエラーは、ほとんどの場合、ハードウェアの問題です。

    BIOS はシステムに関する詳細を表示します。通常、これには次の情報が含まれます。

    小型コンピュータ システム インターフェイス( SCSI ) アダプタ用のドライバなどの特別なドライバはアダプタからロードされ、BIOS によって情報が表示されます。次に、BIOS は、CMOS セットアップでブートデバイスとして識別された一連のストレージ デバイスを調べます。 「ブーツ」は「ブーツストラップ」の略で、「ブーツストラップで自分を高めなさい」という古い言葉があります。ブートとは、オペレーティング システムを起動するプロセスを指します。 BIOS は、最初のデバイスからブート シーケンスを開始しようとします。 BIOS がデバイスを見つけられない場合は、リスト内の次のデバイスを試します。デバイス上で適切なファイルが見つからない場合、起動プロセスは停止します。コンピュータを再起動するときにディスクを残したことがある人は、おそらくこのメッセージを見たことがあるでしょう。

    BIOS は、ドライブに残っているディスクからコンピュータを起動しようとしました。正しいシステム ファイルが見つからなかったため、続行できませんでした。もちろん、これは簡単な修正です。ディスクを取り出してキーを押すだけで続行できます。

    BIOS の設定

     BIOS の仕組み

    前のリストでは、BIOS が CMOS セットアップのカスタム設定をチェックしていることがわかりました。これらの設定を変更するには次の手順を実行します。

    CMOS セットアップに入るには、最初の起動シーケンス中に特定のキーまたはキーの組み合わせを押す必要があります。ほとんどのシステムでは、「Esc」、「Del」、「F1」、「F2」、「Ctrl-Esc」、または「Ctrl-Alt-Esc」を使用してセットアップを開始します。通常、ディスプレイの下部には「__を押してセットアップに入る」というテキスト行が表示されます。

    セットアップに入ると、いくつかのオプションを含む一連のテキスト画面が表示されます。これらの一部は標準ですが、その他は BIOS の製造元によって異なります。一般的なオプションは次のとおりです。

    • システム時刻/日付– システムの時刻と日付を設定します。
    • ブート シーケンス– BIOS がオペレーティング システムのロードを試行する順序
    • プラグ アンド プレイ– 接続されたデバイスを自動検出するための標準。コンピュータとオペレーティング システムの両方がサポートしている場合は、「はい」に設定する必要があります。
    • マウス/キーボード– 「Num Lock を有効にする」、「キーボードを有効にする」、「マウスの自動検出」…
    • ドライブ構成– ハードドライブ、CD-ROM、フロッピードライブを構成します。
    • メモリ– 特定のメモリ アドレスにシャドウするように BIOS に指示します。
    • セキュリティ– コンピューターにアクセスするためのパスワードを設定します
    • 電源管理– 電源管理を使用するかどうかを選択し、スタンバイおよびサスペンドの時間を設定します。
    • 終了– 変更を保存するか、変更を破棄するか、デフォルト設定を復元します

    設定を変更する場合は十分に注意してください。設定が正しくないと、コンピュータが起動しなくなる可能性があります。変更が完了したら、「変更を保存」を選択して終了する必要があります。 BIOS はコンピュータを再起動して、新しい設定を有効にします。

    BIOS はCMOSテクノロジーを使用して、コンピューターの設定に加えられた変更を保存します。このテクノロジーを使用すると、小型のリチウムまたはニカドバッテリでデータを何年も保持するのに十分な電力を供給できます。実際、新しいチップの中には、10 年間使用できる小さなリチウム バッテリーが CMOS チップに直接組み込まれているものもあります。

    BIOS のアップデート

    場合によっては、コンピューターの BIOS を更新する必要があります。これは特に古いマシンに当てはまります。新しいデバイスや標準が登場すると、新しいハードウェアを理解するために BIOS を変更する必要があります。 BIOS は何らかの形式の ROM に保存されているため、BIOS を変更するのは、他のほとんどの種類のソフトウェアをアップグレードするよりも少し難しくなります。

    BIOS 自体を変更するには、おそらくコンピューターまたは BIOS の製造元が提供する特別なプログラムが必要になります。システムの起動時に表示される BIOS のリビジョンと日付の情報を確認するか、コンピュータの製造元に問い合わせて、使用している BIOS の種類を確認してください。次に、BIOS 製造元の Web サイトにアクセスして、アップグレードが利用可能かどうかを確認します。アップグレードと、それをインストールするために必要なユーティリティ プログラムをダウンロードします。場合によっては、ユーティリティとアップデートが 1 つのファイルに結合されてダウンロードされることがあります。プログラムを BIOS アップデートとともにフロッピー ディスクにコピーします。フロッピー ディスクをドライブに入れてコンピュータを再起動すると、プログラムによって古い BIOS が消去され、新しい BIOS が書き込まれます。 BIOS をチェックする BIOS ウィザードは、「BIOS アップグレード」で見つけることができます。

    主な BIOS メーカーには次のようなものがあります。

    CMOS セットアップの変更と同様、BIOS をアップグレードするときは注意してください。コンピュータ システムと互換性のあるバージョンにアップグレードしていることを確認してください。そうしないと、BIOS が破損する可能性があり、コンピュータを起動できなくなります。疑わしい場合は、コンピュータの製造元に問い合わせて、アップグレードが必要かどうかを確認してください。

  • Google Deep Dream の仕組み

    私たちの地球上の何百万台ものコンピューターはスリープする必要がありません。しかし、それでも彼らは夢を見ることを止められません。私たち人間が働いたり、遊んだり、休んだりしている間、私たちのマシンは古いデータを絶えず再解釈し、さらには Google Deep Dream のおかげで、あらゆる種類の新しい奇妙な素材を吐き出しています。

    Deep Dream は、デジタル画像内のパターンを特定して変更するコンピューター プログラムです。その後、人間の目に見えるように根本的に調整された画像が提供されます。結果は、入力データと Google 従業員のガイダンスによって設定された特定のパラメータに応じて、ばかばかしいものから芸術的なもの、悪夢のようなものまで変化します。

    Deep Dream が何であるかを理解するための最良の方法の 1 つは、自分で試してみることです。 Google は、Deep Dream がどのようにして特定の種類の画像を分類し、インデックスを付けているのかをよりよく理解するために、夢見るコンピューターを公開しました。 Google のプログラムを好きにすれば、数秒後にはあなたの写真に基づいた素晴らしいレンダリングが表示されます。

    その結果、通常、サルバドール・ダリがヒエロニムス・ボッシュやヴィンセント・ファン・ゴッホと一晩中ワイルドな絵画パーティーを行ったかのような、奇妙なハイブリッドデジタル画像が生成されます。葉、岩、山が、カラフルな渦巻き、繰り返される長方形、そして優雅にハイライトされた線に変化します。

    以前は何もない風景があった場所に、Deep Dream は塔、車、橋、人体の一部を作成します。そして、ディープ・ドリームは動物たちを見ます…たくさんの動物たち。トム・クルーズのポートレートをアップロードすると、Googleのプログラムはしわやスペースを犬の頭、魚、その他のおなじみの生き物として再加工します。これらは普通の見た目の動物ではなく、LSD 風味の万華鏡が掛け合わさったような幻想的なレクリエーションです。それらは不気味な刺激を与え、多くの場合、少なからず恐ろしいものです。

    明らかに、Google は毎晩レイブを開催したり、コンピューターに幻覚物質を与えたりしているわけではありません。どういうわけか、同社はこれらのサーバーを誘導して画像を分析し、それを私たちの世界の新しい表現として吐き出させているのです。

    すべてがどのように機能するかは、私たちがデジタル デバイスを構築する方法と、それらのマシンがテクノロジーに取り憑かれた世界に存在する想像を絶する量のデータを消化する方法の性質を物語っています。

    ビット内のニューロン

    Google Deep Dream の仕組み

    コンピュータは無機質な製品なので、人間と同じような夢を見ることはなさそうです。しかし、ディープ ドリームは、コンピューター プログラムが人間世界のデータと組み合わせるとどれほど複雑になるかを示す、孤立した例の 1 つです。

    Googleのソフトウェア開発者はもともと、2010 年に始まった年次コンテストである のためにディープ ドリームを考案し構築しました。毎年、数十の組織が数百万の画像を自動的に検出して分類する最も効果的な方法を見つけるために競い合っています。各イベントの後、プログラマーは自分の手法を再評価し、技術の向上に努めます。

    画像認識は、インターネット ツールのほとんどに欠けている重要なコンポーネントです。当社の検索エンジンは主に、画像ではなく入力されたキーワードやフレーズを理解することを目的としています。これが、画像コレクションに「猫」、「家」、「トミー」などのキーワードをタグ付けする必要がある理由の 1 つです。コンピューターは、信頼できる精度で画像の内容を識別するのに苦労しています。視覚データは乱雑で乱雑で見慣れないため、コンピューターが理解するのが難しくなります。

    Deep Dream のようなプロジェクトのおかげで、私たちのマシンは周囲の視覚的な世界をより良く認識できるようになりました。 Deep Dream を機能させるために、Google のプログラマーは、独自に学習できるコンピューター システムの一種である人工ニューラル ネットワーク(ANN) を作成しました。これらのニューラル ネットワークは人間の脳の機能をモデルにして作られており、脳は 1,000 億個以上のニューロン (神経細胞) を使用して、すべての身体プロセスを可能にする神経インパルスを伝達します。

    ニューラル ネットワークでは、人工ニューロンが生物学的ニューロンの代わりとなり、システムが何らかの結果に到達するまで、さまざまな方法でデータを何度もフィルタリングします。 Deep Dream の場合、通常 10 ~ 30 層の人工ニューロンがあり、最終的な結果は画像になります。

    Deep Dream はどのようにあなたの写真を再考し、見慣れた風景から、今後何年も悪夢に悩まされる可能性のあるコンピューター アート レンダリングに変換しますか?

    コンピューターの頭脳とバイク

    Google Deep Dream の仕組み

    ニューラル ネットワークは、自動的にデータの識別を開始しません。実際には、少しのトレーニングが必要です。つまり、参照ポイントとして使用するデータ セットを供給する必要があります。そうしないと、データを何も理解することができず、ただやみくもにデータを選別することになるでしょう。

    Google の公式ブログによると、トレーニング プロセスは反復と分析に基づいています。たとえば、自転車を識別できるように ANN をトレーニングしたい場合は、何百万台もの自転車を表示することになります。さらに、2 つの車輪、シート、ハンドルバーを備えた自転車がどのようなものであるかを、もちろんコンピューター コードで明確に指定します。

    その後、研究者はネットワークを緩めて、どのような結果が得られるかを確認します。エラーが発生する可能性があります。たとえば、プログラムはオートバイや原付バイクを含む一連の画像を返す可能性があります。そのような場合、プログラマーはコードを微調整して、自転車にはエンジンや排気システムが含まれていないことをコンピューターに明確にすることができます。その後、プログラムを何度も実行し、満足のいく結果が返されるまでソフトウェアを微調整します。

    Deep Dream チームは、ネットワークが特定のオブジェクトを識別できるようになると、それらのオブジェクトを独自に再作成できることに気づきました。したがって、自転車を一目で認識できるネットワークは、追加の入力なしで自転車の画像を再現できます。その考えは、ネットワークが画像を分類および分類する機能のおかげで、創造的な新しい画像を生成しているということです。

    興味深いことに、何百万枚もの自転車の写真を選別した後でも、コンピューターは依然として独自の自転車の写真を生成する際に重大な間違いを犯します。ハンドルバーに人間の手の一部が置かれたり、ペダルに足が置かれたりする場合があります。これは、テスト画像の多くに人物も含まれており、最終的にコンピューターが自転車の部分がどこで終わり、人物の部分が始まるのかを識別できなくなるために発生します。

    この種の間違いはさまざまな理由で発生しますが、ソフトウェア エンジニアでさえ、構築するニューラル ネットワークのあらゆる側面を完全に理解しているわけではありません。しかし、ニューラル ネットワークがどのように機能するかを知ることで、これらの欠陥がどのように発生するかを理解し始めることができます。

    ネットワーク内の人工ニューロンはスタックで動作します。 Deep Dream では、最小で 10 個、最大で 30 個のレイヤーを使用できます。各レイヤーは画像のさまざまな詳細を取得します。最初のレイヤーは、画像内の境界線やエッジなどの基本的な部分を検出する場合があります。特定の色と方向を識別する人もいます。他のレイヤーは、椅子や電球などのオブジェクトに似た特定の形状を探す場合があります。最後のレイヤーは、車、木の葉、建物などのより洗練されたオブジェクトにのみ反応する場合があります。

    Google の開発者は、この特定のニューラル ネットワーク アーキテクチャを参照して、このプロセスの開始主義と呼んでいます。 Deep Dream の作品例を示す も投稿されました。

    ネットワークが画像のさまざまな側面を正確に特定すると、さまざまなことが発生する可能性があります。 Deep Dream では、Google はネットワークに新しい画像を作成するように指示することにしました。

    辺境の闇

    Google Deep Dream の仕組み

    Google のエンジニアは実際に、Deep Dream に画像のどの部分を識別するかを選択させました。そして基本的に、画像のそれらの側面を取り出して強調するようにコンピューターに指示します。 Deep Dream がソファの生地のパターンに犬の形を見つけた場合、その犬の細部が強調されます。

    毛皮から目、鼻に至るまで、レイヤーごとに犬の外観がさらに追加されます。ソファの上でかつては無害なペイズリー柄だったものが、歯と目を備えた犬のような姿に変わります。 Deep Dream は作成を繰り返すたびに少しズームインし、画像がますます複雑になっていきます。犬の中の犬の中の犬を考えてください。

    Deep Dream が画像のあらゆる細部を過剰に解釈し、強調しすぎると、フィードバック ループが始まります。雲でいっぱいの空は、牧歌的な風景から、宇宙バッタ、サイケデリックな形、虹色の車で満たされた風景に変わります。そして犬たち。 Deep Dream の結果に犬が多すぎるのには理由があります。開発者がこのニューラル ネットワークをトレーニングするデータベースを選択したとき、すべて専門的に分類された 120 個の犬のサブクラスが含まれるデータベースを選択しました。そのため、ディープ ドリームが詳細を探し始めると、検索するあらゆる場所で子犬の顔や足が見つかる可能性が非常に高くなります。

    Deep Dream では、画像を作成するために実際の画像さえ必要ありません。空白の白い画像や静的な画像を入力した場合でも、画像の一部を「認識」し、それらをより奇妙な写真の構成要素として使用します。

    これは、形式のないデータから意味と形式を明らかにしようとするプログラムの試みです。これは、世界中のコンピューター上に散在する画像の内容を識別し、その内容を認識するためのより良い方法を見つけようとする、プロジェクト全体の背後にあるアイデアを物語っています。

    それでは、コンピュータは本当に夢を見ることができるのでしょうか?彼らは自分の利益のために賢くなりすぎているのでしょうか?それとも、ディープ ドリームは、テクノロジーがデータを処理する方法を想像するための空想的な手段にすぎないのでしょうか?

    Deep Dream の出力を何が制御しているのかを正確に知るのは困難です。事前にプログラムされたタスクを完了するようにソフトウェアを具体的に指導している人は誰もいません。かなり曖昧な指示 (詳細を見つけて強調することを何度も繰り返す) を受けて、あからさまな人間の指導なしで仕事を完了します。

    結果として得られる画像はその作品を表現したものです。おそらく、それらの表現は機械によって作成されたアートワークです。おそらくそれは、シリコンと回路から生まれたデジタルの夢の現れなのかもしれません。そしておそらくそれは、私たちのコンピューターが人間に依存することを減らす、ある種の人工知能の始まりでもあるのです。

    あなたは、世界を征服する知性を備えたコンピューターの出現を恐れているかもしれません。しかし今のところ、この種のプロジェクトは Web を使用するすべての人に直接利益をもたらしています。わずか数年の間に、画像認識は劇的に向上し、人々が画像やグラフィックをより迅速に選別して必要な情報を見つけられるようになりました。現在の進歩のペースで行けば、Google の夢のコンピュータのおかげで、近いうちに画像認識が大きく飛躍することが期待できます。

    著者メモ: Google Deep Dream の仕組み

    コンピューターは芸術を作っているわけではありません。とにかく、まだです。そして彼らも夢を見ているわけではありません。これらのプロセスはどちらも明らかに人間的なものであり、個人の文化、生理学、心理学、人生経験、地理などの影響を大きく受けます。コンピューターはこれらの変数に関する大量のデータを吸収する可能性がありますが、人間と同じ方法でデータを経験し、処理するわけではありません。したがって、テクノロジーによって人間の経験が時代遅れになってしまうのではないかと心配しているのであれば、まだ心配する必要はありません。あなたの世界の認識は、コンピューター ネットワークの認識よりもはるかに深くなります。

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    モトローラ Xoom

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    BlackBerry PlayBook は、Research in Motion がタブレット市場に参入しようとする試みです。 BlackBerry スマートフォンと接続できるため、より大きな画面で電話の機能にアクセスできます。また、BlackBerry シリーズのスマートフォンと同様に、PlayBook にはデータを保護するために設計されたセキュリティ対策が組み込まれています。

    マイクロソフト サーフェス

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    MIT メディア ラボは導電性繊維を使用してミュージカル ジャケットを作成し、リーバイスがヨーロッパで販売しています。 MIDI シンセサイザーを実行し、静電容量に敏感なキーボードを備えています。次に、韓国がどのようにコンピューターを別のレベルに引き上げているかを見てみましょう。

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    韓国科学技術情報研究院の職員がスーパーコンピューター群を検査している。韓国は、コンピューターとインターネットがいつでも利用できる「ユビキタス社会」に国を変えたいと考えている。次に、核研究がどのようにコンピューターを使用するかを見てみましょう。

    大規模なハドロン衝突型加速器サーバー アレイ

    スーパーコンピューターは、大型ハドロン衝突型加速器の本拠地である欧州原子核研究機構 CERN でも使用されています。世界中の 100 以上の研究機関が、主に高エネルギー物理学の研究において CERN が生成する大量のデータの処理を支援しています。コンピューターについてさらに詳しく知りたい場合は、究極のコンピューター歴史クイズで知識をテストするか、コンピューター ハードウェア チャンネルをチェックしてください。

  • モデムとルーターの機能の違いは何ですか?

    もしあなたがこれをオンラインで読んでいるとしたら、他にどのようにして読むことができるでしょうか? — モデムとルーターという 2 つの重要だが混同されやすいデバイスに依存している可能性が非常に高いです。これらがなければ、ほとんどの人がインターネットにアクセスすることは不可能でしょう。

    しかし、それらの特定の機能は同一ではないため、多くの人がモデムとルーターの機能の違いについて疑問に思っています。

    快適なWiFi が妨げられることなく家の中や家中に流れるためには、モデムとルーターの両方が機能している必要があります。場合によっては 1 つのボックスに組み合わせることができますが、それでも 2 つの異なるテクノロジーが 1 つの筐体内で動作していることに変わりはありません。

    モデムとは何ですか?

    モデムは、データを送受信して家庭にインターネットを提供するデバイスです。これは本質的に 2 つのポートを備えたボックスです。1 つはインターネットに接続するポート、もう 1 つはコンピュータまたはルーターに接続するポートです (後者には通常、イーサネット ケーブルが接続されます)。

    最も簡単に言うと、モデムはデジタル デバイスをインターネットに接続し、ケーブル、光ファイバー回線、または電話回線を介して送信されるインターネット信号とコンピューターまたはスマート デバイスの間の一種のハブとして機能します。

    インターネットの請求書を見ると、インターネット サービス プロバイダー ( ISP ) からモデムをレンタルするために毎月料金を支払っていることに気づくかもしれません。ただし、通常は少しお金を節約して、1 年未満のレンタル料金で独自のモデムを購入できます。

    モデム: 簡単な歴史

    ごく初期の頃、一般の人がインターネットに接続するための最良かつ唯一の選択肢は、アナログ電話回線を介することでした。ホーム ネットワーク上の複数のデバイスは遠い夢に過ぎず、ワイヤレス デバイスとは通常、大きくて不格好な無線機を指しました。

    インターネット サービス プロバイダーに接続するには、アナログ信号を送信するように設計された昔ながらの電話回線にモデムを接続します。これは音声には問題ありませんでしたが、コンピュータには音声がなく (とにかく、当時は音声がありませんでした)、バイナリ コードがあるため、変換が必要でした。

    初期のモデムは電気信号を変調および復調する必要がありました。実際、これが「変調」と「復調」を短縮して組み合わせた言葉の由来です。

    それ以来、物事は大きく前進しました。今では、ほとんどすべてがより速く、より強く、より良く、そして完全にデジタル化されています。最新のモデムにはさらに多くのオプションがあります。

    DSLとは何ですか?

    古いモデム技術の最初の改良点の 1 つは、デジタル加入者線の略である DSL でした。 DSL モデムは、かつて電話の標準であったものと同じアナログ電話回線を必要としますが、信号のスペクトルの異なる部分を利用します。

    この技術革新によりデジタル信号の使用が可能になり、人々のインターネット接続の速度と信頼性が大幅に向上しました。

    しばらくの間、DSL は未来のように見えましたが、パフォーマンスの点では新しいテクノロジーによってかなり急速に DSL を追い抜かれました。それでも、ケーブル、衛星、ファイバーの入手が難しい地域では、依然として選択肢のひとつです。

    ケーブルモデムとは何ですか?

    ケーブル モデムを使用すると、ケーブル TV が使用するのと同じ種類の同軸ケーブルを介して高速インターネット接続が可能になります。このオプションは現在人気があり、ほとんどの人にとって現在のインターネット サービスの標準となっています。ケーブル モデムで利用できるデータ速度により、複数のデバイスに必要なローカル エリア ネットワークの管理がはるかに簡単になります。

    通常、ケーブル モデムには、1 つの同軸ポート、1 つの電源コ​​ード ポート、および 1 つのポートがあります。ケースには冷却を目的とした通気口があり、インターネット接続が有効であることを示す小さなライトが付いていることがよくあります。ルーターに接続するためのイーサネット ケーブルが付属している場合があります。

    ファイバーインターネットとは何ですか?

    インターネットをわずかに短縮したファイバー インターネットは、一連の非常に細いガラスまたはプラスチックの束を使用して、デジタル信号を驚異的な速度で送信します。技術的には、光ファイバー インターネット接続は、光ネットワーク ターミナル (ONT) と呼ばれるものを使用します。これはモデムに相当する光ファイバーです。

    他のモデムと同様に、ホーム ネットワークに ISP (インターネット サービス プロトコル) を割り当て、デバイスがローカル IP アドレスを持つことができるようにします。これにより、相互に通信したり、インターネットに接続したりできるようになります。

    ルーターとは何ですか?

    ルーターはモデムに接続し、さまざまな有線および無線デバイスをインターネットに接続できるようにします。したがって、モデムだけをお持ちの場合は、それをラップトップに接続して、その 1 台のコンピュータでインターネットにアクセスできます。

    しかし、ルーターをお持ちの場合は、「ローカル エリア ネットワーク」または LAN とも呼ばれる「ホーム ネットワーク」を構築できます。ルーターは、家のさまざまな場所へのインターネット信号の分配器として機能します。トランスレータを使用すると、ワイヤレス デバイスがモデムからの信号を読み取ることができます。

    ルーターは交通警察としても機能し、インターネット信号の混雑を防ぎます。単一のルーターで動作するデバイスの数が少ない場合、これははるかに優れています。

    必要なルーターのサイズは、自宅や会社の規模によって大きく異なります。スペースが非常に広い場合は、小さなサテライト ルーターをいくつか備えたルーターを購入すると、信号が家の周りを飛び越えることができます。

    ゲートウェイとは何ですか?

    基本的に、ゲートウェイ デバイスはモデムとルーターを 1 つのモジュールに結合します。ゲートウェイ デバイスには、その名前とは裏腹に、それほど派手なものはありません。これらには両方の機能が 1 つのボックスに含まれており、1 本の電源コードで統合されています。

    この組み合わせには魅力がありますが (デバイスを 1 つ使用できるのに、わざわざ 2 つのデバイスを使用する必要はありません)、基本的な欠点もあります。

    モデム技術の発展はゆっくりですが、ルーターはより速いペースで変化します。したがって、アップグレードする場合、ルーターが古くても、ゲートウェイのモデムは正常である可能性が高くなります。ほとんどの専門家は、まさにこの理由から、モデムとルーターを別々にしておくことを推奨しています。

    今、それは興味深いです

    「WiFi」の正式名称は、実際には IEEE 802.11 です。 「WiFi」は、1999 年にこのテクノロジーを宣伝するために作成された製品名です。これは「ワイヤレス フィデリティ」の短縮形ですが、基本的にはマーケティング ラベルです。

  • オンラインデートで異人種間結婚が増加中

    特にオンラインデートの初期には、マッチメイキングの仕組みは冷淡で非人間的であるとして多くの批判を受けました。人々は社交的なイベントや友人や家族を通じて潜在的な配偶者に出会うことに慣れていたため、仮想の見知らぬ人を生涯の愛に変えるという考えは、控えめに言っても突飛なものでした。結局のところ、オンラインデートに固有の客観性が、異人種間の関係と結婚に劇的な影響を与えています。英国のエセックス大学とオーストリアのウィーン大学の2人の研究者が開発し、2017年10月2日に発表された論文によると、オンラインデートを通じてまったく新しいつながりを確立すると、人々はより迅速な社会統合につながるという。これまで関わりのなかった人々との交流。このデータは、過去数十年にわたる異人種間の結婚の大幅な増加によって裏付けられています。

    このモデルは、すでに関係が確立されているパートナーを選択しなければならないシナリオでは、低レベルの異人種間結婚が発生することを示しています。しかし、オンラインデートのランダムなリンクが導入されると、異人種間カップリングが急増します。 「私たちのモデルは、たとえ新たに形成された関係から個人が出会うパートナーの数が少ない場合でも、オンラインデートの出現によりほぼ完全な人種統合を予測します」と共著者のジョズエ・オルテガとフィリップ・ヘルゴヴィッチは述べています。

    著者らは、他の要因も異人種間結婚の増加に寄与していると指摘しているが、オンラインデートの影響を裏付けるデータは説得力がある。 1995 年に最初の出会い系サイトが開設されると、すぐに異人種間の結婚が増加しました。オンライン デートの人気が本格的に高まった 2004 年には、その急増はさらに高まりました。 2000 年代の最初の 10 年間で、異人種間の新規結婚は 10.68 パーセントから 2009 年の 15.54 パーセントに急増しました。その後、2014 年にはさらに大きな変化が見られ、今回は 17.24 パーセントとなりました。これは偶然ではなく、非常に人気のある出会い系アプリである Tinder が開始された後です。 。

    しかし、発見されたのはそれだけではありませんでした。このモデルはまた、パートナーが付き合うまでの距離を考慮に入れることで、平均的な結婚生活の強さを調べました。彼らは、オンラインデートが社会の一部になる前と後の両方でこれを観察しました。実際、このモデルは、オンラインデートが確立された後に行われた結婚は、デジタルの問題に直面した以前の結婚よりも強力であると予測しています。これは、オンラインで始まる関係は従来のカップリングよりも失敗する可能性が低いことを示唆しています。

    「私たちは、オンラインデートの時代に誰と結婚するかを決定する複雑なプロセスを説明しようとする単純な理論モデルを導入しました。他のモデルと同様に、私たちのモデルには限界があります」と彼らは研究の中で書いています。 「これは、すべての個人をたった 2 つの特徴で分類し、各人種の内部に非常に単純な構造を仮定し、エージェントの好みに制限を課します。さらに、恋愛のようなソーシャル ネットワークにおけるロマンスの複雑な特徴の多くを捉えることができません。より多くのパラメーターを使用してモデルを強化し、複雑にする複数の方法。」これらの制限を考慮しても、研究者らは依然としてモデルが非常に正確であると信じています。 「しかし、私たちのモデルの単純さはその主な強みです。基本的な構造があれば、非常に強力な予測を生成できます。」

    ナウ・ザット・クール

    オンラインデートは、カップルが配偶者と出会うための手段であり、「友達を介して会う」だけです。同性パートナーが出会う最も一般的な方法で、カップルの 70% がオンラインで出会っています。

  • モバイル ブロードバンド サービスの仕組み

    10 年余りで、インターネットは気を散らす興味深いものから、私たちの生活に欠かせないものへと成長しました。

    メールをチェックせずに1時間以上過ごすことはできません。質問があるとき、または(何かについて)さらに詳しい情報が必要なとき、私たちは Web ブラウザを開いてグーグル検索を始めます。仕事では、 ビデオ会議、企業イントラネット、オンライン CRM ツールがすべてです。家では、 LimewireYouTubeFacebookページの更新がすべてです。

    これらすべてのツールやリソースにアクセスする理想的な方法は、家庭やオフィスで期待されるブロードバンド (高速) インターネット接続を使用することです。 2007 年の統計によると、成人インターネット ユーザーの 70% が自宅でブロードバンドを利用しています 。

    移動中はどうでしょうか?調査によると、私たちは依然としてインターネットベースの情報、コミュニケーション、エンターテイメントに対する渇望を持っています。 Pew Internet & American Life Project による 2008 年のレポートによると、全アメリカ人の 58% が、電子メールの送信やビデオの録画などの「非音声データ活動」に携帯電話または PDA を使用したことがあります。そして、全アメリカ人の 41% が、WiFi 対応のラップトップ コンピューターまたはその他のモバイル デバイスを使用して、自宅やオフィスから離れた場所からインターネットにアクセスしたことがあります 。

    最近まで、インターネットへのモバイル アクセスにはいくつかのオプションしかありませんでした。

    • WiFi 対応のラップトップ コンピューターまたはハンドヘルド デバイスをお持ちの場合は、空港、コーヒー ショップ、書店、一部のダウンタウンなどの場所にある無料の WiFi ホットスポットで電子メールをチェックしたり、ウェブ サーフィンをしたりできます。
    • WAP (ワイヤレス アプリケーション プロトコル) 対応の携帯電話を使用できます。 WAP は、ワイヤレス通信を使用するアプリケーションの世界標準です。
    • BlackBerry、iPhone、またはその他のスマートフォンを購入して、特別な WAP Web サイトを閲覧することもできます。しかし、サーフィンの速度は遅く、電子メールやインターネットに高速でアクセスするには、Web サイトはシンプル (ビデオ、オーディオ、クールなグラフィックスはありません) です。

    現在、いくつかの大手全国携帯電話通信事業者が、ラップトップ コンピュータを含む携帯信号の範囲内にあるあらゆるモバイル デバイスに DSL 品質の速度をもたらすテクノロジーを導入しています。

    モバイル ブロードバンド ネットワークにはどのような種類がありますか?また、携帯電話会社はどのような料金とプランを提供していますか?さらに詳しく知りたい方は読み続けてください。

    モバイルブロードバンドテクノロジー

    サンフランシスコ

    モバイル ブロードバンドは、携帯電話を機能させるのと同じテクノロジーを利用しています。重要なのは電波と周波数です。携帯電話と携帯電話の電波塔は、電波を介してデジタル情報のパケットを相互に送信します。電話の場合、情報パケットには音声データが含まれます。モバイル ブロードバンドの場合、情報パケットは電子メール、Web ページ、音楽ファイル、ストリーミング ビデオなどの他の種類のデータになります。

    携帯電話ネットワークの運用には、Global System for Mobile Communications (GSM) と Code Division Multiple Access (CDMA) という 2 つの基本テクノロジーが使用されます。 GSM はヨーロッパとアジアでより一般的であり、CDMA は米国でより一般的です。 2 つのシステム間の主な技術的な違いは、各テクノロジーが無線スペクトル上のスペースを共有する方法に関係しています。詳細には触れませんが、GSM と CDMA は両方とも、複数の携帯電話ユーザーが互いに干渉することなく同じ無線周波数を共有できるようにする異なるアルゴリズムを使用しています。

    モバイル ブロードバンドは、3G (第 3 世代携帯電話テクノロジー) としても知られています。 GSM と CDMA はどちらも、モバイル デバイスに高速インターネット アクセスを提供するための独自の 3G テクノロジー ソリューションを開発しました。

    CDMA ベースのモバイル ブロードバンド テクノロジは、EV-DO (Evolution-Data Optimized または Evolution-Data Only) と呼ばれます。 EV-DO の背後にあるトリックは、データ専用のセルラー ネットワークの一部上で実行されることです。音声通話では、音質を維持するために多くの帯域幅が必要です。データ チャネルを音声チャネルから分離することにより、ネットワークはデータ転送を最大化し、電子メール、インターネット、およびマルチメディアへの高速アクセスを提供できます。欠点は、携帯電話で通話しているときにインターネットやその他のデータ ツールにアクセスできないことです。 EV-DO は、DSL と同等の 300 ~ 400 Kbps (キロバイト/秒) の平均速度をアドバタイズします。

    EV-DO ネットワークを使用するには、EV-DO ハードウェアがすでにロードされているデバイス (BlackBerry やその他のスマートフォンなど)、またはラップトップに接続する特別なネットワーク カードが必要です。これらのネットワーク カードは、USB ポートまたはその他の標準的な PC カード スロットを介して接続し、モバイル ブロードバンド信号のアンテナとして機能します。ダウンロードとアップロードの速度を最速にするには、EV-DO セルラー信号の範囲内にいる必要があります。そうしないと、60 ~ 100Kbps の速度でブロードキャストする 1xRTT (Radio Transfer Technology) 標準に落ちてしまいます。

    EV-DO に対する GSM の答えは、HSDPA (高速ダウンリンク パケット アクセス) と呼ばれるものです。 EV-DO とは異なり、HSDPA ネットワークは音声転送とデータ転送の両方を処理できるため、母親と会話しながら同時に Web サーフィンをすることができます。情報のアップロードではなくダウンロードに重点を置くことで、データ転送速度を最大化します。 HSDPA では、平均ダウンロード速度が 400 ~ 700 Kbps であると宣伝されています。

    EV-DO と同様、HSDPA モバイル ブロードバンドにアクセスするには特別なネットワーク ハードウェアが必要です。 HSDPA カードを内蔵したデバイスか、ラップトップ コンピュータに接続する特別な PC カードが必要です。また、大都市の中心部や主要高速道路沿いに集中している HSDPA 信号の範囲内にいる必要があります。

    次に、米国の大手携帯電話プロバイダーが提供するモバイル ブロードバンド サービスの機能のいくつかを見てみましょう。

    モバイルブロードバンドサービスの特徴

    コー​​ヒーショップ

    米国では、3 つの大手携帯電話サービス プロバイダーが自社のネットワーク上でモバイル ブロードバンド サービスを提供しています。 Sprint と Verizon はどちらも CDMA ネットワークであるため、サービスは EV-DO テクノロジーに基づいています。 AT&T (旧 Cingular) は GSM ネットワークであるため、HSDPA モバイル ブロードバンド サービスを提供しています。

    これら 3 社はいずれも全国規模の携帯電話ネットワークを構築しています。しかし、ネットワークのすべての部分が同じように作られているわけではありません。大都市圏にお住まいの場合は、最も多くのデータ サービスを利用できます。しかし、田舎にいる場合は、ダイヤルアップ速度で電話をかけたり、Web を閲覧したりすることしかできないかもしれません。

    たとえば、AT&T のモバイル ブロードバンド サービスは BroadbandConnect と呼ばれます。 BroadbandConnect を使用すると、電子メール、インスタント メッセージの送信、400 ~ 700Kbps の速度での Web の閲覧、テレビ番組の視聴、さらには通話中にライブ ビデオを録画して共有することができます。

    ただし、これらの BroadbandConnect サービスのすべてにアクセスするには、AT&T の 3G ネットワークの通信範囲内にいる必要があります。現時点では、それは国内最大の都市に限定されている。そのサービスエリア外にいる場合でも、電子メール、テキスト メッセージング、Web ブラウジングなどの一部のデータ サービスには 75 ~ 135Kbps の速度でアクセスできます。

    Sprint と Verizon のサービスは同じです。 Sprint のモバイル ブロードバンド サービスを使用すると、携帯電話を使用して、600Kbps ~ 1.4Mbps の速度で電子メールの送信、ストリーミング ラジオ局の視聴、曲やミュージック ビデオのダウンロード、ライブ TV の視聴、写真の共有、ゲームのプレイ、Web の閲覧を行うことができます。 (メガバイト/秒)。

    しかし、AT&T と同様に、ほとんどのデータ サービスと最高の接続速度は、通常国内最大の都市にある 3G サービスエリアでのみ利用できます。これらのカバレッジ エリアの周縁にはモバイル ブロードバンド ローミング エリアがあり、限定的なマルチメディア サービスとデータ サービスを提供します。大都市のさらに郊外には、Sprint の全国規模の通常の携帯電話ネットワークがあり、基本的なデータ サービスと接続速度はダイヤルアップと同様に 50 ~ 70 Kbps です。

    これらのモバイル ブロードバンド ネットワークにアクセスするために支払う金額は、使用するデバイスによって異なります。 3G ネットワークに接続するには、次の 4 つの基本的なオプションがあります。

    • 3G携帯電話
    • PDA/スマートフォン
    • PCカードを搭載したラップトップコンピュータ
    • 携帯電話をモデムとして使用するラップトップ コンピュータ

    これらのオプションごとに、携帯電話プロバイダーはいくつかの異なるモバイル ブロードバンド支払いプランを提供しています。通常、月額無制限のアクセスのオプションがあり、これが最も高価なプランです。もう 1 つのオプションは、1 か月あたりの最大データ転送量を許可するプランを選択することです。たとえば、Sprint には、ラップトップ ユーザーがネットワーク経由の 40 MB (メガバイト) のデータ転送に対して月額 39.99 ドルを支払うオプションがあります。 Verizon には、月額 59.99 ドルの 5GB (ギガバイト) プランがあります。これが何を意味するのかを説明すると、Verizon は、5 GB に達するまでに 1 か月に 1,747,627 通の電子メールを送信するか、約 35,000 の Web ページを検索できると言っています 。

    携帯電話プロバイダーは通常、携帯電話ユーザー向けにモバイル ブロードバンド サービスをパッケージ化しています。 Sprint のパッケージは Power Vision と呼ばれ、AT&T のパッケージは MEdia Net と呼ばれます。これらのパッケージには、通常の通話プランに加えて追加料金を支払います。または、毎月一定の時間数をいつでも利用できるほか、無制限のモバイル ブロードバンドの使用を提供する包括的なプランにサインアップすることもできます。 PDA またはスマートフォンでは、無制限または最大データ使用量と音声通話プランからお選びいただけます。

    月額プランにサインアップしたくない場合は、実際にデータ転送量のキロバイト単位で支払うこともできます。たとえば、Sprint は、月額プランなしでモバイル ブロードバンド アクセスに 1 キロバイトあたり 3 セントを請求します。

    次に、モバイル ブロードバンド プランの条件と料金を詳しく見てみましょう。

    モバイルブロードバンドサービスの利用規約と料金

    カード

    モバイル ブロードバンドはまったく新しいテクノロジーであるため、使用するには割増料金を支払う必要があります。すべての携帯電話サービスと同様、モバイル ブロードバンドには 1 年または 2 年の契約が必要です。契約を早期にキャンセルした場合、携帯電話会社は最大 200 ドルの早期終了料金を請求することがあります。

    モバイル ブロードバンド アクセスに携帯電話を使用する場合は、新しい電話を購入する必要がある場合もあります。携帯電話プロバイダーは、特定のサービスにアクセスするために特定の電話を使用することを要求します。たとえば、AT&T の BroadbandConnect サービスにサインアップしたい場合は、Web ブラウジングやマルチメディア再生を処理する適切なハードウェアとソフトウェアを備えた十数台の電話機の中から選択することになります。また、音声とデータがすべて含まれたプランにサインアップしない場合は、モバイル ブロードバンド契約に加えて、何らかの音声プランにサインアップする必要があります。

    嬉しいのは、音声プランまたはデータ プラン付きの電話を購入すると、携帯電話プロバイダーが大幅なリベートや割引を提供することが多いことです。一部の電話機や PC カードは、即時割引、オンライン節約、郵送によるリベートをすべて適用すると無料になります。

    モバイル ブロードバンド契約をよく読み、適用されるすべての追加料金と税金に注意してください。月額 39.99 ドルの月額料金が提示された場合、これには毎月の請求書に表示される追加料金は含まれません。そのうちのいくつかについてお話しましょう。

    • ほとんどの携帯電話サービス契約には、約 35 ドルの 1 回限りのアクティベーション料金がかかります。
    • 一部の契約には手付金が必要です。あなたの信用履歴に応じて、そのデポジットは最低で 50 ドル、最高で 1,000 ドルになる可能性があります。
    • 携帯電話サービスには州税および地方税が課税されます。お住まいの地域によっては、月々の請求額に 4 ~ 35% 追加される可能性があります。
    • 電話会社は、低所得の個人や家族に電話アクセスを提供するために連邦基金に寄付することが義務付けられています。これをユニバーサルサービス基金(USF)といいます。 2008 年 4 月 1 日の時点で、FCC は電話回線ごとに 11.3 パーセントを請求しています。これは連邦ユニバーサル サービス料金としても知られています。
    • また、さまざまな規制および管理手数料がかかり、合計すると月あたり約 1 ドルになります。

    一部のモバイル ブロードバンド サービスには、メキシコとカナダの一部に及ぶローミング エリアがあります。通常、これらの拡張ローミング エリアのいずれかでデータ サービスまたはモバイル ブロードバンド サービスを使用する場合、データ転送のキロバイトまたはメガバイトごとの設定価格に基づいて追加料金が請求されます。

    この記事がモバイル ブロードバンドの刺激的な可能性についての有益な入門になれば幸いです。モバイル ブロードバンド サービス、ワイヤレス テクノロジー、および関連トピックの詳細については、次のページのリンクを参照してください。

    その他の素晴らしいリンク

  • 電力線ネットワークの仕組み

    電力線ネットワークは、家庭内のコンピュータを接続するいくつかの方法の 1 つです。家の中の電気配線を利用してネットワークを構築します。

    HomePNAと同様に、電力線ネットワークは「新たな配線は不要」という概念に基づいています。この場合、すべての部屋に電話ジャックがあるわけではありませんが、コンピューターの近くには常にコンセントがあるため、利便性はさらに明らかです。電力線ネットワークでは、同じコンセントを介してコンピュータを相互に接続します。

    電力線ネットワークは、新たな配線を必要とせず、電気代もかからないため、異なる部屋のコンピュータを接続する最も安価な方法です。

    この記事では、電力線ネットワークとそれを実現するために使用されるテクノロジーについて説明します。電力線ネットワークを使用するメリットとデメリットについても説明します。

    電力線ネットワークの長所と短所

    電力線ネットワークの仕組み

    競合する電力線技術が 2 つあります。オリジナルのテクノロジーは、 Intellogisという会社によるPassportと呼ばれています。によって開発されたPowerPacketと呼ばれる新しいテクノロジーが、電力線ネットワークの標準として選択されました。

    電力線ネットワークの利点は次のとおりです。

    • 安いですよ。 (この著者は、2 台のコンピュータを接続するための完全な Intellogis の PassPort キットを 50 ドルで購入しました。)
    • 既存の電気配線を利用します。
    • 一般的な家の各部屋にはいくつかのコンセントがあります。
    • 取り付けは簡​​単です。
    • プリンターや、コンピューターに直接接続する必要のないその他のデバイスは、ネットワーク内のどのコンピューターにも物理的に近くにある必要はありません。
    • コンピュータにカードをインストールする必要はありません (ただし、 PCI ベースのシステムに取り組んでいる企業もあります)。

    新しい PowerPacket テクノロジーには、他にもいくつかの利点があります。速度は14 Mbps (メガビット/秒) と高速です。この速度により、オーディオやビデオのストリーミングなどの新しいアプリケーションを家全体で利用できるようになります。

    古い Intellogis テクノロジを使用する場合、電力線を介した接続にはいくつかの欠点があります。

    • 接続はかなり遅く、50 Kbps ~ 350 Kbps です。
    • パフォーマンスは家庭の電力使用量によって影響を受ける可能性があります。
    • プリンターの機能が制限される可能性があります。
    • Windows ベースのコンピュータでのみ動作します。
    • コンセントにアクセスするために大きな壁のデバイスを使用します。
    • 110V標準線のみ使用可能です。
    • 安全なネットワークを実現するには、すべてのデータを暗号化する必要があります。
    • 古い配線はパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

    Intellon によれば、PowerPacket テクノロジーはこれらの懸念の多くを解消し、次のような利点があると述べています。

    • 非常に高速で、定格は 14 Mbps です。
    • 電力線の中断を「回避」し、ネットワークの接続と速度を維持します。
    • プリンターの機能が制限されるものではありません。
    • 他のオペレーティング システムと互換性がある場合もあります (ドライバーの可用性によって異なります)。
    • 必要な回路がデバイス内に組み込まれている場合があり、コンセントにアクセスするために必要なのは標準の電源コードだけです。
    • 線間電圧や電流周波数とは無関係に動作します。
    • これには暗号化が含まれます。
    • テストでは、古い配線による信号の劣化は見られませんでした。

    それでは、これらの各テクノロジーがどのように機能するかを見てみましょう。

    ありがとう

    この記事へのご協力に心より感謝いたします。

    メソッド

    電力線ネットワークの仕組み

    Intellon と Intellogis は、電力線ネットワークを確立するために異なる方法を使用しています。

    インテロン

    HomePlug Powerline Alliance 標準の基礎となる Intellon の PowerPacket テクノロジは、 DSL モデムのテクノロジと同様に、前方誤り訂正機能を備えた拡張形式の直交周波数分割多重(OFDM) を使用します。 OFDM は、電話回線ネットワーキングで使用される周波数分割多重(FDM) の一種です。 FDM は、コンピュータ データを電話回線で伝送される音声信号とは別の周波数に配置し、一般的な電話回線上の余分な信号空間を均一な帯域幅の塊に分割することで個別のデータ チャネルに分離します。

    OFDM の場合、電気サブシステムで利用可能な周波数範囲 (4.3 MHz ~ 20.9 MHz) は 84 の個別のキャリアに分割されます。 OFDM は、いくつかの搬送周波数に沿ってデータのパケットを同時に送信するため、速度と信頼性が向上します。ノイズや電力使用量の急増によりいずれかの周波数が中断されると、PowerPacket チップがそれを感知し、そのデータを別のキャリアに切り替えます。このレート適応設計により、PowerPacket はデータを失うことなく、電力線ネットワーク全体でイーサネット クラスの接続を維持できます。

    最新世代の PowerPacket テクノロジーの速度は 14 Mbps で、既存の電話回線やワイヤレス ソリューションよりも高速です。しかし、ブロードバンド アクセスや、ストリーミング オーディオやビデオ、 Voice over IPなどのインターネット ベースのコンテンツが一般的になるにつれ、速度要件は今後も高まり続けるでしょう。これらの方針に沿って、電力線ネットワーキングに対する Intellon の OFDM アプローチは拡張性が高く、最終的にはこのテクノロジーが 100 Mbps を超えることを可能にします。

    インテロジス

    Intellogisが使用している古い電力線テクノロジーは、周波数偏移キーイング(FSK) に依存して、家庭内の電線を介してデータを送受信します。 FSK は 2 つの周波数 (1 つは 1 に、もう 1 つは 0 に) を使用して、ネットワーク上のコンピューター間でデジタル情報を送信します。 (デジタル データの詳細については、 「ビットとバイトの仕組み」を参照してください。) 使用される周波数は、ほとんどの回線ノイズが発生するレベルのすぐ上の狭い帯域内にあります。この方法は機能しますが、いくぶん脆弱です。どちらかの周波数に影響を与えるものはデータ フローを中断する可能性があり、送信側コンピューターはデータを再送信する必要があります。これはネットワークのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。たとえば、この著者は、洗濯機や乾燥機を稼働させるなど、家の中でより多くの電力を使用すると、ネットワークの速度が低下することに気づきました。 Intellogis では、ネットワーク キットにライン コンディショニング 電源タップを同梱しており、電線ノイズの量を低減するために壁のコンセントとコンピュータ機器の間に電源タップを挿入することを推奨しています。

    現在の電力線ネットワークは 110 ボルトの電気システムで動作するように設計されているため、この技術は、異なる規格を使用する北米以外の国ではあまり役に立ちません。

    コストと設置

    電力線ネットワークの仕組み

    Intelogis は、2 台のコンピュータと 1 台のプリンタを接続するキットを 59 ドルで提供しています。追加のアダプターの費用は約 40 ドルです。コンピューターまたはプリンターには特定のバージョンがあるため、正しいバージョンを入手していることを確認してください。ネットワークは電力使用量や消費量に影響を与えないため、追加の月々のコストは発生しません。

    PowerPacket テクノロジーのコストは、HomePNA ソリューションと同等であり、802.11 ワイヤレス ソリューションよりも大幅に低くなることが予想されます。

    各コンピューターと Intellogis 電力線ネットワーク間の物理接続には、コンピューターのパラレル ポートが使用されます。壁のデバイスがコンセントに直接接続されています (サージ保護装置に接続されている場合、正しく動作しません)。

    パラレル ケーブルが壁のデバイスとコンピュータのパラレル ポートに接続されています。電力線ネットワークは、パラレル ポートに接続される最後の項目である必要があります。このため、スキャナやZip ドライブなど、他のものをパラレル ポートに接続している場合は、パラレル ポート用のパススルーが必要です。コンピュータに 2 番目のパラレル ポートがない限り、プリンタは独自の壁面デバイスを介してネットワークに接続する必要があります。現在の電力線ネットワークは双方向印刷をサポートしていないことに留意してください。 「双方向」とは、データが双方向に送信され、インクの残量や紙詰まりの有無などの情報をプリンタからコンピュータに送信できることを意味します。これによってプリンターが動作しなくなるわけではありませんが、そのような機能が使用できなくなることに注意してください。

    初期の PowerPacket デバイスは、 USBまたはイーサネット コードを介してコンピュータから小さな壁のアダプタに接続します。その後のデバイスには回路が組み込まれるため、必要な接続は電源コードだけになります。

    物理的な接続が完了したら、ソフトウェアのインストールは簡単です。ソフトウェアは、ネットワーク上のすべてのノード (コンピューターとプリンター) を自動的に検出します。インターネット接続がケーブル モデムDSL 、または通常のモデムのいずれであっても、付属のプロキシ サーバー ソフトウェアを使用すると、他のコンピュータとインターネットを共有できます。新しいアダプターを接続してソフトウェアをインストールするだけで、コンピューターを簡単に追加できます。プリンター プラグイン アダプターを使用してプリンターを追加できます。ファイルとプリンターの共有はWindows を通じて行われます。

    ホーム ネットワークには、ピアツーピアとクライアント/サーバーの 2 つの一般的なタイプがあります。クライアント/サーバーネットワークには、他のすべてのデバイスに情報を提供する集中管理システムがあります。ピアツーピアとは、各デバイスが最初に中央システムに問い合わせることなく、ネットワーク上の他のデバイスと直接通信できることを意味します。 Intelogis Passport テクノロジは、クライアント/サーバー ネットワークを使用します。ソフトウェアをインストールする最初のコンピュータがアプリケーション サーバーになります。本質的に、これはネットワークのディレクターであり、データの流れを制御し、ネットワーク上の各デバイスに他のデバイスの場所を指示します。 Intellon の PowerPacket テクノロジーはピアツーピア ネットワークを使用します。

    未来

    Intellon の PowerPacket テクノロジーはワイヤレスおよび HomePNA ソリューションと互換性があり、電力線をマルチテクノロジーホーム ネットワークのバックボーンとして機能させる理想的なオプションにしています。この場合、消費者は新しい標準を支持して既存のネットワーク ソリューションを廃棄する必要はありません。

    すべてのネットワーク オプションに共通するのは、電力が必要なことです。ワイヤレス ソリューションは確かにワイヤーを回避するかもしれませんが、そのアクセス ポイントは依然としてある時点で接続されることになります。たとえば、その電源コードは、ワイヤレス ネットワークを家庭全体の電力線ネットワークに結び付けることができます。

    他に、電話回線ネットワークとワイヤレス ネットワークという 2 つのネットワーキング テクノロジについて説明します。詳細については、以下のタイトルをクリックしてこれらの記事のいずれかに移動してください。

  • SCSI の仕組み

    コンピューターにはバスがたくさんあります。つまり、ある場所から別の場所に情報と電力を運ぶ高速道路です。たとえば、MP3 プレーヤーやデジタル カメラをコンピュータに接続するときは、おそらくユニバーサル シリアル バス(USB) ポートを使用していると思います。 USB ポートは、写真や音楽ファイルの作成や保存などを行う小型電子デバイスに必要なデータと電力を運ぶのに適しています。しかし、そのバスは、コンピューター全体、サーバー、または多数のデバイスを同時にサポートできるほど大きくありません。

    そのためには、 SCSIのようなものが必要になります。 SCSI はもともとSmall Computer System Interfaceの略称でしたが、実際には「小規模」という呼び名を超えています。これは、ハード ドライブスキャナ、 CD-ROM/RW ドライブ、プリンタ、テープ ドライブなどの多数のデバイスをコンピュータに同時に接続できる高速バスです。新しいシステムではシリアル ATA (SATA) などの他のテクノロジに大部分が置き換えられていますが、SCSI は依然として使用されています。この記事では、SCSI の基本を確認し、SCSI の種類と仕様について多くの情報を提供します。

    SCSI の基本

    SCSI の仕組み

    SCSI は、 Shugart Associates System Interface (SASI) と呼ばれる古い独自のバス インターフェイスに基づいています。 SASI は、もともと 1981 年に Shugart Associates によって NCR Corporation と共同で開発されました。 1986 年に、米国規格協会(ANSI) は、SASI の修正バージョンである SCSI (「スカジー」と発音) を批准しました。 SCSI は、コントローラを使用してデータを送受信し、ハード ドライブプリンタなどの SCSI 対応デバイスに電力を供給します。

    SCSI にはいくつかの利点があります。かなり高速で、最大 320 メガバイト/秒 (MBps) です。 20年以上の歴史があり、徹底的にテストされているため、信頼できると評判です。 Serial ATA やFireWireと同様に、複数のアイテムを 1 つのバスに配置できます。 SCSI は、ほとんどのコンピュータ システムでも動作します。

    ただし、SCSI には潜在的な問題もいくつかあります。システムBIOS のサポートは限られており、コンピューターごとに構成する必要があります。また、一般的な SCSI ソフトウェア インターフェイスもありません。最後に、SCSI タイプごとに速度、バス幅、コネクタが異なるため、混乱を招く可能性があります。ただし、「高速」、「ウルトラ」、「ワイド」の背後にある意味を知れば、理解するのは非常に簡単です。次に、これらの SCSI タイプを見ていきます。

    RAID

    SCSI は、独立したディスクの冗長アレイを制御するためによく使用されます ()。シリアル ATA (SATA) などの他のテクノロジーもこの目的に使用できます。新しい SATA ドライブは、SCSI ドライブよりも高速で安価な傾向があります。

    A は、1 つの大きなドライブとして扱われる一連のハード ドライブです。これらのドライブは、ストライピングと呼ばれる、データの読み取りと書き込みを同時に行うことができます。コントローラーは、どのドライブがデータのどのチャンクを取得するかを決定します。そのドライブがデータを書き込む間、コントローラーは別のドライブにデータを送信したり、別のドライブからデータを読み取ります。

    SCSI の種類

    SCSIのバリエーション

    SCSI には 3 つの基本仕様があります。

    • SCSI-1 : 1986 年に開発された元の仕様である SCSI-1 は、現在は廃止されています。バス幅は 8 ビット、クロック速度は 5 MHz でした。
    • SCSI-2 : 1994 年に採用されたこの仕様には、共通コマンド セット (CCS) — SCSI デバイスのサポートに絶対必要と考えられる 18 個のコマンドが含まれています。また、クロック速度を 2 倍の 10 MHz ( Fast )、バス幅を 2 ​​倍の 16 ビット、デバイス数を 15 に増やす ( Wide )、またはその両方を実行する ( Fast/ Wide ) オプションもありました。 SCSI-2 ではコマンド キューイングも追加されており、デバイスがホスト コンピュータからのコマンドを保存して優先順位を付けることができるようになります。
    • SCSI-3 : この仕様は 1995 年にデビューし、その全体的な範囲内に一連の小規模な規格が含まれていました。 SCSI デバイスが相互に通信する方法であるSCSI パラレル インターフェイス(SPI) に関連する一連の標準は、SCSI-3 内で進化し続けています。ほとんどの SCSI-3 仕様は、SPI バリエーションの Ultra、SPI-2 バリエーションの Ultra2、SPI-3 バリエーションの Ultra3 など、用語Ultraで始まります。 Fast および Wide の指定は、SCSI-2 の対応するものと同様に機能します。 SCSI-3 は現在使用されている規格です。

    2 倍のバス速度、2 倍のクロック速度、および SCSI-3 仕様のさまざまな組み合わせにより、多くの SCSI バリエーションが生まれました。このページの表では、それらのいくつかを比較しています。遅いものの多くはもう使用されていません。比較のためにそれらを含めました。

    SCSI の仕組み

    バス速度の向上に加えて、Ultra320 SCSI はパケット化されたデータ転送を使用して効率を高めます。 Ultra2 は、「狭い」、つまり 8 ビットのバス幅を持つ最後のタイプでもありました。

    これらの SCSI タイプはすべてパラレルです。データのビットは一度に 1 つずつではなく、同時にバスを介して移動します。 Serial Attached SCSI (SAS)と呼ばれる最新のタイプの SCSI は、SCSI コマンドを使用しますが、データはシリアルに送信されます。 SAS はポイントツーポイント シリアル接続を使用して 3.0 ギガビット/秒でデータを移動し、各 SAS ポートは最大 128 個のデバイスまたはエクスパンダをサポートできます。

    さまざまな種類の SCSI はすべて、コントローラとケーブルを使用してデバイスとインターフェイスします。次にこのプロセスを見ていきます。

    コントローラー、デバイス、ケーブル

    SCSI の仕組み
    SCSI の仕組み

    SCSI コントローラは、SCSI バス上の他のすべてのデバイスとコンピュータの間で調整を行います。ホスト アダプタとも呼ばれるコントローラは、利用可能なスロットに差し込むカードであることも、マザーボードに組み込まれている場合もあります。 SCSI BIOSもコントローラ上にあります。これは、バス上のデバイスにアクセスして制御するために必要なソフトウェアを含む小さなROMまたはフラッシュ メモリチップです。

    各 SCSI デバイスが適切に動作するには、一意の識別子(ID) が必要です。たとえば、バスが 16 台のデバイスをサポートできる場合、ハードウェアまたはソフトウェアの設定を通じて指定されるそれらの ID の範囲は 0 から 15 です。SCSI コントローラ自体は、ID の 1 つ (通常は最も高い ID) を使用し、他の 15 台のデバイス用の余地を残す必要があります。バスの中で。

    SCSI の仕組み

    内部デバイスはリボン ケーブルを使用して SCSI コントローラに接続します。外部 SCSI デバイスは、太い丸いケーブルを使用してデイジー チェーンでコントローラに接続します。 (シリアル接続 SCSI デバイスは SATA ケーブルを使用します。) デイジー チェーンでは、各デバイスが並んでいる次のデバイスに接続されます。このため、外部 SCSI デバイスには通常 2 つの SCSI コネクタがあり、1 つはチェーン内の前のデバイスに接続し、もう 1 つは次のデバイスに接続します。

    ケーブル自体は通常、次の 3 つの層で構成されます。

    • 内層:最も保護された層。これには、送信される実際のデータが含まれます。
    • メディア層:デバイスに制御コマンドを送信するワイヤーが含まれています。
    • 外層:データが正しいことを保証するパリティ情報を運ぶワイヤが含まれます。

    SCSI のバリエーションが異なれば、使用するコネクタも異なりますが、多くの場合、相互に互換性がありません。これらのコネクタは通常、50、68、または 80 ピンを使用します。 SAS は、小型の SATA 互換コネクタを使用します。

    バス上のすべてのデバイスがインストールされ、独自の ID が設定されたら、バスの両端を閉じる必要があります。次にこれを行う方法を見ていきます。

    終了

    SCSI の仕組み

    SCSI バスが開いたままになっていると、バスに送信された電気信号が反射して、デバイスと SCSI コントローラ間の通信に干渉する可能性があります。解決策は、バスを終端し、両端を抵抗回路で閉じることです。バスが内部デバイスと外部デバイスの両方をサポートしている場合は、各シリーズの最後のデバイスを終端する必要があります。

    SCSI 終端のタイプは、パッシブとアクティブの 2 つの主なカテゴリに分類できます。パッシブ終端は通常、標準クロック速度で動作し、デバイスからコントローラまでの距離が 3 フィート (1 m) 未満の SCSI システムに使用されます。アクティブ ターミネーションは、Fast SCSI システム、または SCSI コントローラから 3 フィート (1 m) を超えるデバイスを備えたシステムに使用されます。

    SCSI は 3 つの異なるタイプのバス シグナリングも採用しており、これらも終端に影響します。信号伝達は、電気インパルスがワイヤを介して送信される方法です。

    • シングルエンド(SE): コントローラーは信号を生成し、単一のデータ ラインを介してバス上のすべてのデバイスに信号を送信します。各デバイスはアースとして機能します。その結果、信号は急速に劣化し始め、SE SCSI は最大約 10 フィート (3 m) に制限されます。 SE シグナリングは PC では一般的です。
    • 高電圧差動(HVD): サーバーによく使用される HVD は、データ ハイ ラインとデータ ロー ラインによる信号伝達にタンデム アプローチを使用します。 SCSI バス上の各デバイスには信号トランシーバーがあります。コントローラーがデバイスと通信すると、バス上のデバイスは信号を受信し、ターゲット デバイスに到達するまで信号を再送信します。これにより、コントローラーとデバイス間の距離を最大 80 フィート (25 m) まで長くすることができます。
    • 低電圧差動(LVD): LVD は HVD のバリエーションであり、ほぼ同じように機能します。大きな違いは、トランシーバーが小型で、各デバイスの SCSI アダプターに組み込まれていることです。これにより、LVD SCSI デバイスがより手頃な価格になり、LVD が通信に使用する電力が少なくなります。欠点は、最大距離が HVD の半分である 40 フィート (12 m) であることです。
    SCSI の仕組み

    デバイスとコントローラー間の距離が 3 フィート (1 m) をはるかに超える場合もありますが、HVD と LVD はどちらも通常、パッシブ ターミネータを使用します。これは、トランシーバーによってバスの一端からもう一端まで信号が強力であることが保証されるためです。

  • 電力線経由のブロードバンドの仕組み

    新しいテクノロジーは、ブロードバンド インターネット サービスの競争の世界で最新の有力者となる可能性があります。これにより、一般的なコンセントという最もありそうにない経路を通じて、ご自宅への高速アクセスが可能になります。

    電力線ブロードバンド( BPL)を使用すると、コンピュータを家のコンセントに接続すると、すぐに高速インターネットにアクセスできるようになります。無線、ワイヤレス ネットワーク、およびモデムの技術原理を組み合わせることで、開発者は、電力線を介して 500 キロビットから 3 メガビット/秒 (DSL およびケーブルに相当) の速度でデータを家庭に送信する方法を作成しました。

    BPL はすでに米国と英国のいくつかの都市でテストされています。この記事では、「コンピューター入門」 がこの新しいサービス、それがどのように可能になるのか、そしてそれが一般的な電化製品にとって何を意味するのかを考察します。また、BPL をめぐる論争についても学びます。

    ブロードバンドが素晴らしいと思われる場合は、ここをクリックしてワイヤレス メッシュ ネットワークがどのように機能するかをご覧ください。

    ビッグアイデアとは何ですか?

    ここ数年でブロードバンド テクノロジーが普及したにもかかわらず、世界には依然として高速インターネットにアクセスできない地域が数多くあります。インターネット プロバイダーが獲得する顧客の数が比較的少ないことを考慮すると、ケーブルを敷設し、地方で DSL またはケーブルを提供するために必要なインフラストラクチャを構築するコストはあまりにも高すぎます。しかし、電力線を通じてブロードバンドを提供できれば、新たなインフラを構築する必要はなくなります。電気があればどこでもブロードバンドが利用できます。

    特殊な機器を使用して現在の送電網をわずかに変更することで、BPL 開発者は電力会社やインターネット サービス プロバイダーと提携して、電力にアクセスできるすべての人にブロードバンドを提供できる可能性があります。

    現時点では、次の 2 種類の BPL サービスが提案されています。

    • 社内 BPL は、建物内のマシンをネットワーク化します。
    • Access BPL は、電力線を使用してブロードバンド インターネットを伝送し、電力会社が電力システムを電子的に監視できるようにします。

    家中のすべての電気プラグ間で高速データ伝送を提供することにより、家庭内のあらゆる種類の一般的な電化製品をネットワーク化できる可能性があります。目覚まし時計、照明スイッチ、コーヒーメーカーが高速接続を介して相互に通信できれば、朝の様子が大きく変わるかもしれません。

    次のセクションでは、In-House BPL と Access BPL の両方の背後にあるテクノロジーについて学びます。

    古いやり方

    「インターネット インフラストラクチャのしくみ」を読んだことがある方は、インターネットが物理的には世界中のケーブル、コンピュータ、有線および無線デバイスを介して接続されている巨大なネットワークであることを理解していると思います。

    通常、大手 ISP は電話会社から光ファイバー回線をリースして、データをインターネット上で伝送し、最終的には別の媒体 (電話DSLケーブル回線) や家庭内にデータを伝送します。光ファイバー回線は他の種類の通信を妨げずにデータを送信できる安定した方法であるため、1 日に何兆バイトものデータが転送されます。

    AC (交流) 電源を使用してデータを転送するという考えは新しいものではありません。無線周波数 (RF) エネルギーを電流と同じ回線にバンドルすることにより、別個のデータ回線を必要とせずにデータを送信できます。電流と RF は異なる周波数で振動するため、この 2 つは互いに干渉しません。電力会社は、送電網のパフォーマンスを監視するためにこのテクノロジーを長年使用してきました。現在では、家庭や企業の電気配線を使用してデータを転送するネットワーク ソリューションも利用できます。ただし、このデータは非常に単純であり、送信速度は比較的遅いです。

    BPL 技術の開発者は、BPL を軌道に乗せるために や などの電力会社と協力しています。電力線を介してデータを送信するときに生じるハードルを克服するには、いくつかの異なるアプローチがあります。これらのアプローチの詳細は、両社が BPL 導入の標準的な方法として採用されることをめぐって競い合い、祝福されているため、依然として厳重に守られている秘密です。

    次のセクションでは、さまざまなアプローチの基本を学びます。

    人々に力を

    電力線経由のブロードバンドの仕組み

    電話会社と同様に、電力会社も世界中に回線を張り巡らせています。違いは、電話会社が光ファイバーを敷いているよりもはるかに多くの場所に電力線が敷かれていることです。このため、電力線は、光ファイバーが到達していない場所にインターネットを提供するための明らかな手段となります。

    これらの送電線は、電力会社の送電網の構成要素の 1 つにすぎません。送電網では、送電線に加えて、発電所から壁のプラグまで電気を運ぶ発電機、変電所、変圧器、その他の配電器も使用します。電力が発電所から出ると、送電変電所に到達し、その後高圧送電線に分配されます。ブロードバンドを伝送する場合、これらの高圧線が最初の障害となります。

    高圧線を流れる電力は 155,000 ~ 765,000 ボルトです。その電力量はデータ送信には適していません。あまりにも「うるさい」です。

    前述したように、データの送信に使用される電気と RF は両方とも特定の周波数で振動します。データがポイントからポイントへきれいに送信されるためには、他のソースからの干渉なしに振動する無線スペクトルの専用帯域が必要です。

    何十万ボルトもの電気は一定の周波数で振動しません。その量のパワーはスペクトル全体に飛び込みます。スパイクやハミングをしながら、あらゆる種類の妨害を引き起こします。データの送信に使用される RF と同じ周波数でスパイクが発生すると、その信号が打ち消され、データ送信は途中でドロップされるか破損します。

    電力線経由のブロードバンドの仕組み

    BPL は、高圧電力線をまとめて避けることで、この問題を回避します。このシステムは、データを従来の光ファイバー回線の下流から、はるかに管理しやすい 7,200 ボルトの中電圧電力線にドロップします。

    中電圧線にドロップされると、データは劣化するまでにある程度の距離しか移動できなくなります。これに対抗するために、中継器として機能する特別な装置が回線に設置されます。リピータはデータを取り込み、新しい送信でそれを繰り返し、旅の次の区間のために増幅します。

    Current Communications Group の BPL モデルでは、他の 2 台のデバイスが電柱に乗り、インターネット トラフィックを分散します。 CT カプラーにより、ライン上のデータが変圧器をバイパスできるようになります。

    変圧器の仕事は、7,200 ボルトを通常の家庭用電力サービスを構成する 240 ボルトの標準に下げることです。低電力データ信号が変圧器を通過する方法がないため、変圧器の周囲にデータ パスを提供するカプラーが必要です。カプラーを使用すると、データを劣化させることなく 7,200 ボルトの回線から 240 ボルトの回線に簡単に移動して家庭内に転送できます。

    次のセクションでは、データが家に届いてからどのように移動するかを見ていきます。

    BPL 小売業者

    BPL をサポートするサードパーティ製品の完全なリストについては、「 」を参照してください。

    ラストマイル

    電力線経由のブロードバンドの仕組み

    ラスト マイルは、インターネットを加入者の自宅やオフィスに届ける最後のステップです。

    BPL のラストマイル ソリューションへのさまざまなアプローチでは、送電線で電力とともに信号を運ぶ企業もあれば、電柱に無線リンクを設置して家庭にデータを無線で送信する企業もあります。 CT Bridge は両方の機能を備えています。

    CT ブリッジでは次のこともできます。

    • 顧客の自宅またはオフィスのすべてのコンセントへの対称的なデータ送信を管理します (「対称」とは、アップロードとダウンロードが同じ速度で送信されることを意味します)。
    • WiFiホットスポットをサポート
    • ハンドルデータルーティング
    • 加入者情報を管理する
    • 採用 (DHCP – ネットワーク上の IP アドレスの管理と割り当てを可能にするプロトコル)
    • すべての送信のセキュリティ暗号化をサポート

    信号は、壁に差し込まれた電力線モデムによって受信されます。モデムは信号をコンピュータに送信します。これらのモデムを見てみましょう。

    今すぐ利用可能

    Current Technologies は、オハイオ州シンシナティとメリーランド州ロックビルで BPL サービスを提供しています。

    BPL モデム

    電力線経由のブロードバンドの仕組み

    BPL モデムは、電流からデータを引き出す作業負荷を処理するために特別に設計されたシリコン チップセットを使用します。特別に開発された変調技術と適応アルゴリズムを使用することで、BPL モデムは広範囲の電力線ノイズを処理できます。

    BPL モデムは、現在も一般的な電源アダプタとほぼ同じサイズです。一般的な壁コンセントに差し込むと、コンピューターにイーサネット ケーブルが接続され、接続が完了します。ワイヤレスバージョンも利用可能です。

    この新しいテクノロジーの可能性は刺激的ですが、誰もがそれに興奮しているわけではありません。次のセクションでは、BPL の実装が直面するいくつかの課題について説明します。

    課題

    電力線経由のブロードバンドの仕組み

    2003 年 4 月 23 日、FCC は、BPL テクノロジーの可能性を支持し、その実装のための実際の基準を設定しようとしている一般向けの文書を発表しました。 (ARRL) と (FEMA) は直ちに反対した。両社は、BPL が深刻な干渉問題を引き起こすと主張しています。

    BPL モデムは、コードレス電話やガレージ ドア オープナーと同様、ライセンスのないデバイスとみなされます。ライセンスのないすべてのデバイスは FCC の規則によって管理されます。パート 15 では、米国で販売されるすべての電子機器が FCC の高周波放射制限を満たさなければならないと義務付けています。これらの制限は、CB 通信、航空交通管制、政府チャンネルなどの重要な通信への干渉を防ぐために設けられています。 ARRL と FEMA は、露出した中電圧送電線で送信される BPL 信号によって引き起こされる干渉を懸念しています。

    ケーブル TV事業者は、すべてのケーブルをシールドすることで干渉問題を回避します。ケーブルテレビ事業者が使用する「同軸ケーブル」は、信号線の周囲を編組金属シールドで覆っています。電話ケーブルもシールドされています。一方、電力線にはシールドがありません。多くの場合、電力線は裸線またはプラスチックで被覆された線です。シールドがないため、干渉の懸念が生じます。

    FCC が BPL に割り当てる帯域幅によっては、他の無線サービスとの干渉が問題になる場合があります。現在、周波数帯域は次のように分類されます。

    • AMラジオ– 535キロヘルツ~1.7メガヘルツ
    • 短波ラジオ– 5.9 メガヘルツ~26.1 メガヘルツ
    • 市民バンド (CB) ラジオ– 26.96 メガヘルツ ~ 27.41 メガヘルツ
    • テレビ局– チャンネル 2 ~ 6 で 54 ~ 88 メガヘルツ
    • FM ラジオ– 88 メガヘルツ ~ 108 メガヘルツ
    • テレビ局– チャンネル 7 ~ 13 で 174 ~ 220 メガヘルツ

    FEMAはFCCが妥協策を模索することを許可したいと考えているが、ARRLは、BPLに必要な帯域幅がアマチュア無線や短波無線送信に直接干渉するため、妥協は不可能であると主張している。 BPL の開発者は、これらの干渉問題は解決されたと述べています。テストと時間が経てばわかります。それまでは、BPL の進歩は、規制機関によって基準とロジスティクスが決定されるのを待って、ゆっくりと前進します。

    参考文献

  • ウェアラブルからスーパーコンピュータまで10種類のコンピュータ

    今ではコンピューターのない生活を想像することは不可能です。仕事から娯楽まで、これらのマシンは私たちの日常生活に欠かせない一部となっています。しかし、コンピューターにはさまざまな種類があり、それぞれ特定のタスクや目的に合わせて設計されているのをご存知ですか?

    「コンピュータ」という用語は、マイクロプロセッサを備えたほぼすべてのデバイスに当てはまりますが、ほとんどの人は、マウスまたはキーボードを介して入力を受け取り、それを処理し、結果を画面に表示するデバイスを想像します。コンピューター内のハードウェアとソフトウェアは、過去数十年で回路が飛び交うようなペースで進化しました。80 年代初頭の、机を押しつぶすような大きくて重いマシンは、今日の羽のように軽いタッチスクリーン タブレットやラップトップ コンピューターとはまったく似ていません。

    現代のコンピューターは単に速いだけではありません。インターネットやさまざまな Web テクノロジーのおかげで、それらはより相互接続されています。ダイヤルアップ モデムやテキストベースのシステムの時代は遠い昔に終わりました。現在、コンピューターは WiFi とブロードバンド接続を使用して、ライブ ニュース ストリームから高解像度の映画、複雑なビデオ ゲームに至るまで、あらゆるものを配信しています。

    さまざまな種類のコンピューターを説明するために使用される用語がたくさんあります。これらの単語のほとんどは、コンピューターのサイズ、予想される用途、または機能を暗示しています。最も明白なものから始めましょう。

    10. 万能のパーソナルコンピュータ

    1994 年のコンピューター

    「パーソナル コンピュータ」(PC) という用語は、個人使用のために特別に設計されたコンピュータを指します。 Apple の iMac は PC のカテゴリに分類されますが、ほとんどの人はこの用語を Windowsオペレーティング システムで実行されるコンピュータと関連付けます。これらの PC は当初マイクロコンピュータと呼ばれ、企業で使用されていた大規模なコンピュータ システムのコンパクト バージョンでした。

    1981 年、象徴的なテクノロジー メーカー IBM は、Microsoft の今や伝説的なオペレーティング システムである MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) を採用した最初の PC を発表しました。後れをとらないように、Apple も 1983 年に、グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) を備えた PC の最初の例の 1 つである Lisa を発表しました。これは、ユーザーが当たり障りのないテキスト インターフェイスではなく、画面上のアイコンを操作できることを初めて意味しました。

    長年にわたって、中央処理装置 (CPU) やランダム アクセス メモリ (RAM) などのハードウェア コンポーネントの進歩は急速に進んできました。こうしたテクノロジーの飛躍により、コンピューティング能力は飛躍的に向上しました。たとえば、1986 年に Compaq は 386 マシンに 32 ビット CPU を導入し、1993 年に Intel は最初の Pentium プロセッサを発表しました。

    最新のパーソナル コンピューターは、タッチスクリーン、Bluetooth や WiFi などの無数の内蔵接続オプション、進化し続けるオペレーティング システムを搭載するまで進化してきました。デスクトップ コンピューターからポータブル ラップトップまで、これらのマシンの物理的な形状も大幅に変化しました。今日、PC は単なるデータ処理やゲームのツールではありません。これらは、科学研究から天気予報に至るまで、日常生活の無数の側面に不可欠です。

    9. デスクトップ

    デスクトップコンピュータ

    1980 年代半ばまで、消費者が選択できる PC はデスクトップ形式の 1 つでした。これらの膝をノックするボックス (「タワー」と呼ばれる) は、すねをえぐるのに十分な大きさでした。大型の CRT (陰極線管) モニターが装備されており、自宅のワークスペースやオフィスにたくさんのモニターが設置されています。デスクトップ システムでは、コンピューターを恒久的な場所に設置することが期待されていました。

    ほとんどのデスクトップは当初、ポータブル製品よりも低コストでより多くのパワー、ストレージ、多用途性を提供していました。これが、ラップトップがまだ数千ドルだった 1990 年代の主力コンピュータとなったのです 。

    最近では、20 年前に比べてはるかに安くなり、わずか数百ドルで購入できます。これは、80年代の数千ドルの価格とは大きく異なります。実際、Hewlett-Packard の最初のビジネス PC の 1 つである 300 の価格は、1972 年時点で 95,000 ドルでした 。

    スマートフォンとラップトップが世界を支配し続け、その価格がほとんどの消費者の手に届くようになったことで、デスクトップは恐竜の道を進みつつあります。 2017 年、世界のデスクトップ販売台数は 1 億台を下回り、同年に店頭に並んだ 1 億 6,160 万台のラップトップよりもはるかに少なかった 。

    しかし、デスクトップのために泣く必要はありません。この PC 形式は、同様に強力で、携帯性という大きな利点を備えた製品に取って代わられています。そして、ハードコアゲーマーは依然としてデスクトップを重視しています。

    8. ラップトップ

    ラップトップコンピュータ

    かつて、PC を使用するにはデスクトップを使用する必要がありました。エンジニアは、PC 内の高度なシステムをポータブル ボックスに凝縮することはできませんでした。しかし、1980 年代半ばになると、多くの大手コンピューター メーカーが の普及に力を入れました。

    ラップトップは、平均的なハードカバーの本よりわずかに大きいバッテリ駆動のパッケージに、ディスプレイ、キーボード、ポインティング デバイスまたはトラックボール、プロセッサ、メモリ、およびハード ドライブをすべて統合したポータブル コンピュータです。

    しかし、最初の真の商用ラップトップは、今日小売店に所狭しと並んでいる洗練されたデバイスとは大きく異なりました。 1981 年に発売された Osborne 1 は約 1,800 ドルで販売され、64 kb のメモリを搭載し、重量は約 24 ポンド (10 キログラム) でした。オズボーン 1 は画面がわずか 5 インチ (12 センチメートル) だったので、上腕二頭筋を鍛えると同時に目のトレーニングにもなりました。

    幸いなことに、メーカーはラップトップの外観と操作性をすぐに改善しました。わずか 2 年後、Radio Shack の TRS-80 モデル 100 はそのコンポーネントを 4 ポンド (8 キログラム) のフレームに詰め込みましたが、パワーが不足していました。

    10 年代の終わりまでに、NEC の Ultra Light は、重量わずか 5 ポンド (2.2 キログラム) の最初の真のノートブック (つまり、非常に軽いラップトップ) スタイルに実際のコンピューティング効率を詰め込み、障壁を打ち破りました。ウルトラポータビリティへの競争が正式に始まりました。

    7. ネットブックとタブレット

    iPadでのお絵かき

    ネットブックは、従来のラップトップよりもさらに小さい超ポータブル コンピュータです。ネットブックは非常に費用対効果が高いため (約 200 ドル)、小売店で販売されているほぼすべての新品のラップトップよりも安価です。ただし、ネットブックの内部コンポーネントは、通常のラップトップのコンポーネントよりも強力ではありません 。

    ネットブックは 2007 年に初めて登場し、主に電子メールから音楽や映画のストリーミング、Web サーフィンまで、インターネットや Web ベースのアプリケーションにアクセスするための手段として使用されました。これらは信じられないほどコンパクトですが、その結果、仕様リストは非常に機能をそぎ落としたラップトップに似ていることがよくあります。ディスプレイは小さく (6 ~ 7 インチまたは 15 ~ 18 センチメートル程度)、ストレージ容量はほとんどなく (おそらく最大 64GB)、従来のラップトップが備えていたデータ ポート (USB や HDMI など) をケチったり、完全に省略したりすることがあります。大手メーカーはこれらの安価なマシンの利益率の低さを気にすることができないため、多くのネットブックは小規模メーカーから提供されています 。

    ネットブックはプロセッサが比較的遅く、メモリが少ないため、グラフィック アプリケーションやハードコア ゲームの重労働を行うことができません。むしろ、Web サーフィンという名前の由来となっているタスクに最適です 。

    タブレットは、ニッチなネットブックにほぼ取って代わりました。は、スマートフォンの大型バージョンのように見える、薄くて平らなデバイスです。これらは 2000 年にLenovoによって初めて製造されましたが、2010 年に Apple が iPad をリリースして普及しました 。

    タブレットはラップトップが行うほぼすべての機能を実行できますが、PC にある内部ファンはありません。そのため、熱やバッテリー電力をそれほど消費しない、よりパフォーマンスの低いプロセッサに依存する必要があります。また、従来の PC よりもストレージ容量が少なくなっています。古いタブレットでは携帯電話と同じオペレーティング システムが使用されていましたが、新しいタブレットでは Micrsoft Windows 10 などの完全なオペレーティング システムが使用されています 。

    タブレットは PC よりも持ち運びが簡単で、バッテリー寿命が長いだけでなく、写真を撮ったり、ゲームをしたり、スタイラスで絵を描いたりするなど、スマートフォンと同様のアクティビティも実行できます。ラップトップのキーボード機能を好む人のために、一部のタブレットにはキーボード (取り付けまたは取り外し可能) が付属しており、両方の長所を組み合わせることができます。

    6. ハンドヘルドコンピュータ

    自撮りをする友達と車椅子に乗った男性

    20 世紀の初期のコンピューターでは、部屋全体が必要だったことは有名です。最近では、より多くの処理能力をズボンのポケットに入れて持ち運ぶことができます。 PDA などのハンドヘルド コンピュータは、この時代を象徴するデバイスの 1 つです 。

    1990 年代に登場した携帯情報端末 (PDA)は、ストレージとしてハード ドライブの代わりにフラッシュ メモリを使用することが多く、緊密に統合されたコンピュータでした。これらのコンピューターには通常キーボードがなく、ユーザー入力にはタッチスクリーン技術を利用していました。 PDA は通常、ペーパーバックの小説よりも小さく、非常に軽量で、適度なバッテリー寿命を備えていました。しばらくの間、これらはカレンダー、電子メール、簡単なメッセージング機能の頼りになるデバイスでした 。 Palm Pilot と BlackBerry を覚えていますか?

    しかし、スマートフォン革命が始まると、PDA はその輝きを失いました。 iPhone や Samsung Galaxy などのスマートフォンには、通話機能や PDA 機能が組み込まれているほか、日々驚くべき機能が備わっている本格的なコンピュータ機能も組み込まれています。これらは、タッチ スクリーン インターフェイス、高速プロセッサ、何ギガバイトものメモリ、完全な接続オプション (Bluetooth、WiFi などを含む)、デュアルレンズ カメラ、高品質オーディオ システム、およびエレクトロニクス エンジニアを半分から驚かせるようなその他の機能を備えています。一世紀前。

    スマートフォンは 2000 年から何らかの形で存在していましたが、このデバイスが大衆に普及したのは、2007 年に大々的に宣伝された iPhone 3G のデビューでした。その iPhone の外観、感触、機能は、その後に続く他のすべてのスマートフォンのテンプレートとなりました 。

    5. ワークステーション

    CAD画面

    ワークステーションとは、より強力なプロセッサ、追加メモリ、ハイエンド グラフィックス アダプタ、および3D グラフィックスやゲーム開発などの特殊なタスク グループを実行するための強化された機能を備えたデスクトップ コンピュータです 。

    ワークステーションは、通常のデスクトップ コンピューターと同様、個人ユーザーを対象としています。ただし、デスクトップとは異なり、はるかに高速です。通常、従業員のためにこれらの主力 PC を購入するのは、エンジニアリング会社やマルチメディア会社などの企業です 。

    ワークステーションのパワーは決して安いものではありません。中小企業は通常のデスクトップをわずか数百ドルで簡単に見つけることができますが、ワークステーションの価格は 3 倍になる場合があります。基本的なワークステーションは簡単に 1,500 ドルになり、すぐに価格が 2 倍になります 。

    しかし、安価なデスクトップは同様に安価な (信頼性の低い) コンポーネントで構築されていますが、ワークステーションは本格的なビジネス向けの高品質なマシンです。数値を処理したり、アニメーションをレンダリングしたりするために、一晩中オンのままにすることもあります。したがって、これらのコンピュータには、データの安全性を確保するために冗長ハード ドライブが搭載されているほか、より高速な CPU や大容量のソリッド ステート ドライブが搭載されています。

    これらの要素はすべて、基本的なワープロやマインスイーパのランダム ゲームではなく、より利益を目的として作られたマシンであることを示しています 。

    4. サーバー

    CERNサーバー

    ネットワーク経由で他のコンピュータにサービスを提供するために最適化されたコンピュータ。サーバーには通常、強力なプロセッサ、大量のメモリ、大容量のハード ドライブが搭載されています。

    デスクトップやラップトップ PC とは異なり、サーバーの前に座って入力することはありません。代わりに、サーバーはローカル エリア ネットワーク (LAN) またはインターネット経由でコンピューターの電力とその多くを提供します。企業の大小を問わず、情報の提供、注文の処理、配送データの追跡、科学公式の解析などをサーバーに頼っています。サーバーは多くの場合、専用のサーバー ルームのラックに保管されますが、企業によっては倉庫に似ている場合があります。

    通常の PC と同様に、サーバーには典型的なコンピュータ コンポーネントが含まれています。マザーボード、RAM、ビデオ カード、電源、あらゆるニーズに対応できる十分なネットワーク接続が備わっています。ただし、通常、専用のディスプレイはありません。代わりに、IT ワーカーは 1 台のモニターを使用して複数のサーバーを構成および制御し、コンピューティング能力を組み合わせて高速化を実現しています。

    Google のようなサービスがどのようにしてリアルタイムで検索の問い合わせを予測し、最も深い質問に対する回答を瞬時に返すことができるのか、不思議に思ったことはありませんか?それはすべてサーバーのせいです。ある推定によると、同社は地球上に点在する巨大なデータセンターで約 250万台のサーバーを維持および運用しています 。

    3. メインフレーム

    IBM z13 メインフレーム

    コンピューティングの初期の頃、メインフレームは部屋全体、さらにはフロア全体を埋めることができる巨大なコンピューターでした。コンピューターの能力が増大する一方でサイズが縮小するにつれて、「メインフレーム」という用語は使用されなくなり、エンタープライズ サーバーが使われるようになりました。ただし、特に大企業では、毎日何百万ものトランザクションを処理しながら、同時に数千ではないにしても数百の個々のユーザーのニーズを満たすために動作する巨大なマシンを表すために、この用語が言及されるのを今でも耳にすることがあります。

    メインフレームとは伝統的に、ワークステーションなどのそれほど強力ではないデバイスにリンクされた集中型コンピュータを意味していましたが、小型マシンがより多くの能力を獲得し、メインフレーム コンピュータがより柔軟になるにつれて、この定義は曖昧になりつつあります 。

    メインフレームが初めて実用化されたのは、第二次世界大戦後、米国国防総省が冷戦と戦うためのエネルギーを強化していた時期でした。サーバーの数が増えても、メインフレームは依然として世界最大かつ最も複雑なデータベースの一部を処理するために使用されています。これらは、モバイル決済から企業の極秘情報に至るまで、無数の機密取引の安全を確保するのに役立ちます 。

    実際、半世紀以上にわたって世界で最も永続的なメインフレーム メーカーの 1 つである IBM は、2018 年にメインフレームの売上高が 5 年ぶりに急増しました。その理由の 1 つは、メインフレームが最新の高速サーバーのラックよりも小さい領域に非常に多くの計算機能を詰め込めるためです 。

    2. スーパーコンピュータ

    ミストラロ スーパーコンピューター

    このタイプのコンピュータは通常、数十万ドル、場合によっては数百万ドルの費用がかかります。スーパーコンピュータの中には単一のコンピュータ システムであるものもありますが、ほとんどは単一のシステムとして並列動作する複数の高性能コンピュータで構成されています。最もよく知られているスーパーコンピューターは、Cray スーパーコンピューターによって構築されています。

    スーパーコンピュータはメインフレームとは異なります。どちらのタイプのコンピューターも、地球上で最も激しい産業計算や科学計算に驚異的な計算能力を発揮します。メインフレームは通常、究極のデータ信頼性を提供するために調整されています。

    一方、スーパーコンピューターは、コンピューター界の F1 レースカーであり、他のシステムでは完了するまでに数日、数週間、場合によっては数か月かかる可能性のある計算を企業が迅速に処理できるように、驚異的な処理速度を実現するために構築されています。

    これらは、原子力研究センター、スパイ機関、科学研究所、気象予報所など、スピードが重要視される場所でよく使用されます。たとえば、世界で最も先進的な天気予報機能を備えた米国海洋大気庁は、1 秒あたり 8,000 兆回以上の計算が可能な世界最速のコンピューターを使用しています。

    このような心臓が止まるほどのコンピューターの能力には、同様に心臓が止まるような代償が伴います。たとえば、米国エネルギー省のオークリッジ国立研究所のサミット スーパーコンピューターの費用は 2 億ドルです。これは、AI アプリケーションを処理するために構築された最初のスーパーコンピューターです 。

    1.ウェアラブル

    男のスマートウォッチ

    コンピューティングの最新トレンドはウェアラブル コンピューターです。基本的に、一般的なコンピュータ アプリケーション (電子メール、データベース、マルチメディア、カレンダー/スケジューラー) は、時計、携帯電話、バイザー、さらには衣類に統合されています。他の多くのウェアラブルは、アウトドア愛好家やフィットネス愛好家をターゲットにしており、位置、高度、消費カロリー、歩数、速度などを追跡できます。

    は現在 8 番目のバージョンとなり、これまでで最もよくレビューされたウェアラブルの 1 つです。この小さな時計には、本格的なスマートフォンの機能が数多く備わっています。通常のテキストメッセージ送信や電子メールの業務を実行できます。また、通話するには電話とペアリングする必要がある他のスマートウォッチとは異なり、携帯電話が内蔵されています。電気心臓センサーも内蔵されており、心電図を取得して医師と即座に共有することができます 。

    しかし、時計は単なる始まりにすぎません。スマートメガネ、スマートベルト、睡眠モニター、心拍数トラッカー、インテリジェントイヤホンと同様に、衣類に縫い付けられたアクセサリーも成長しています。 MC10 という会社は、体内で起こっているさまざまな生物学的プロセスを追跡する皮膚パッチさえ宣伝しています 。

    ウェアラブルはまさにパーソナル コンピューティングの新たな地平です。彼らの柔軟性と思考を歪める可能性は、コンピューター革命がまだ終わっていないという考えを物語っています。むしろ、PC 時代が始まったばかりかもしれません。