第6回 多重化の仕組みと光ネットワーク


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  掲載日:2003/01/29
 多重化の仕組みと光ネットワーク

 LANやインターネットのように多くのユーザーがネットワークを共有する場合、その伝送路では複数のユーザーのさまざまなデータが同時に送受信されている。いったい伝送路の中は、どうなっているのだろうか?今回は、この素朴な疑問に答える多重化の仕組みについてわかりやすく解説し、この技術を用いたさまざまな装置やそれによって実現されるサービスなども紹介する。また、近年注目を集めているMANがなぜ低コストで利用できるのか、多重化装置の特徴とあわせて解説していく。 多重化の仕組みと光ネットワーク イメージ


通信における同期制御
 前回は、伝送される情報に何らかの異常が発生した際にも、受信側でこれを検出、または復旧することのできる誤り制御についてを学んだ。今回は、誤り制御と同様、ネットワークを介したデータ通信において重要な制御についての説明から始めることとしよう。

同期(synchronization)とは
 現在、私たちが用いるパソコンは、ご存知のように"0"もしくは"1"というビット配列からなるデジタル情報を認識し、これを処理している。
 このため、扱う情報が文字、音声、画像、動画像など、どのような情報であったとしても、PC内部では、これをすべてビット配列に変換し、処理するわけだ。また、すべての情報をビット配列に置き換えていることから、"0"もしくは"1"の伝達を可能とするネットワークさえ構築すれば、これをマルチメディア対応の通信ネットワークとして利用することができる。
 一方、ネットワークを介してビット情報を伝送する際には、あらかじめ気をつけなければならない点がある。それは、受信側において先頭のビット情報を見間違えてしまうだけで、それ以降の全ビット列がずれてしまうことから、正確に情報をやり取りすることができなくなる可能性があるという点だ。
 そこで、ネットワークを介してビット情報をやり取りする場合、送信側と受信側の双方でタイミングを見計らい、受信側では届いた情報を先頭ビットから正確に取り出すための制御を行っている。このような、互いに音頭をとりながらの情報の受け渡し制御のことを同期(synchronization)と呼ぶ。
 なお、同期には大別してブロック同期とビット同期が存在する。まずはブロック同期から説明を進めよう。

ブロック同期
 ブロック同期(block synchronization)とは、デジタル情報を1つの固まりとして捉え、この情報の前後に始まりと終わりを知る手がかりとなるビット列を付加することでタイミングを図る方式だ。
ブロック同期としては、キャラクタ同期方式とフラグ同期方式が存在する。
 キャラクタ同期方式は、メッセージ単位で、文字を用いた同期をとる方式であり、伝送するデータのメッセージの先頭にSYN(SYNchronous idle:ビット配列は"00010110")と呼ばれる文字符号を2つ付けて送信する。
 一方、受信側では、このSYNビット列を常に監視し、受信データ内にSYNを2回連続で確認できたなら、それ以降のデータを8ビット区切りで文字情報として認識するわけだ。
 キャラクタ同期方式は、メッセージの最初で同期に成功すると、このメッセージが終わるまで連続して同期がとれることから連続同期方式とも呼ばれている。
 一方、フラグ同期方式の場合は、SYNの代わりにフラグ(flag)と呼ばれる"01111110"のビット配列を用いる。SYNは、文字の一種であることから、それに続く情報も、文字情報に限定されるという欠点がある。データ中にSYNと同一のビット配列がたまたま存在した場合、これをSYNと誤認識してしまうこととなるため、データに制約ができてしまうのだ。 このため、フラグ同期方式では、文字ではなくフラグによって同期を取ることで、それ以降の情報に文字以外の情報も伝送することを可能としているわけだ。

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