第45回 ロスを防ぐ誤り制御とIP電話のQoS


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  掲載日:2004/09/15
 ロスを防ぐ誤り制御とIP電話のQoS

  今回は、まず誤り制御を実現するパリティチェック方式やハミング符号方式について復習しよう。その上で、ネットワークを介して音楽や映像などをリアルタイムで再生するストリーミングと、それが直面するパケットの遅延やゆらぎ、パケットロスなどの問題点について説明する。またIP電話のしくみを、パケット交換方式やQoS、さらにはシグナリング、SIP、H.323などと関連させながら詳しく解説していく。 ロスを防ぐ誤り制御とIP電話のQoS


誤り制御が必要なわけ

伝送途中に発生するデータの誤り
  現在ではあらゆる情報がデジタル化され、ネットワークを介して伝送されている。これらの伝送される情報は目的の宛先に正確に届く必要があるが、伝送途中における外部からの雑音や波形の歪み、パケットの損失などさまざまな要因により、データが正しく伝送されないこともある。こういった障害が発生した場合、まず届いた情報が正しいものではないということを検出するとともに、これを何らかの方法を用いて復元するための制御が必要になる。これらを誤り制御(Error Control)と呼んでいる。
  本講座ではすでに誤り制御について学んでいるが、今回ストリーミングとパケットロス、IP電話にみるQoS制御技術などについて理解していただくために、その前知識として復習しておくことにしよう。

誤り制御の基本的メカニズム
  誤り制御の最も基本的な機能は、伝送データの伝送途中における誤りを検出することである。しかし、そもそも何を伝送したかをあらかじめ知らされていない受信側で、送信した情報が伝送途中に壊れてしまったか否かを調べることができるのだろうか。
  実はそうした誤り制御を実現する手段として、誤りを検出するためのデータを付加するという決めごとを双方で示し合わせておくという方法が取られている。こうした誤り制御方式の基本的なものとしてパリティチェック方式が挙げられる。
  パリティチェック(Parity Check:奇偶検査)では、送信データ内のビット列に含まれるビット“1”の数を、偶数個もしくは奇数個と示し合わせておく。そして、伝送時に送信側でこの示し合わせに従ってデータを調整して送信する。受信側においては受信データ内のビット“1”の数をチェックし、もし示し合わせた偶数個もしくは奇数個となっていない場合、伝送途中で異常が発生したことがわかるのである。
  文字を伝送する場合、JIS7単位符号を用いれば1つの文字は7ビットで表現することが可能であるため、これにパリティビット(Parity Bit)というチェック用の1ビットを付加し、1つの文字を8ビットとして伝送すればよい。こうすれば、文字単位の誤り制御が実現できる。この方法は2ビットの誤りを検出できない場合もあるが、それでも文字伝送の精度向上には十分に機能する。
  誤り制御には、水平パリティチェック方式(LRC:Longitudinal Redundancy Check)垂直パリティチェック方式(VRC:Vertical Redundancy Check)群計数チェック方式CRC(Cyclic Redundancy Check:巡回符号検査)方式などがある。
  誤り制御の各方式については第5回講座(誤り制御方式とVoIPに見るQoS)にて説明しているため、ここでは省略させていただく。

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