通信

 

 

伝送損失のない一様な線路を特性インピーダンスで終端すると、電圧及び電流の大きさは、線路上のどの点においても一様である

特性インピーダンスがZ1の通信回線に負荷インピーダンスZ2を接続する場合、Z2の値が無限大の時、接続点での入射電圧波は同位相全反射される

電力線からの誘導作用によって通信線へ誘起される誘導電圧には、電磁誘導電圧と静電誘導電圧がある。
これらのうち、電磁誘導電圧は、一般に、電力線の電流に比例して大きくなる

減衰ひずみ：減衰特性の違いによって発生する
位相ひずみ：信号の伝搬時間が周波数によって異なると送信側で同時に入力した信号が受信側では時間的にずれて到着する為にひずみになる
非直線ひずみ：特性インピーダンスの不整合などにより、入力と出力の信号が比例関係にないために生ずるひずみ

平衡対ケーブルにおいて、電磁結合により生ずる漏話の大きさは、一般に、誘導回路のインピーダンスに反比例する
平衡対ケーブルにおいては、心線導体間の間隔を大きくすると伝送損失は減少する

一様なメタリック線路の減衰定数は、線路の一次定数により定まり、信号の周波数によりその値が変化する

同軸ケーブルは、一般的に使用される周波数帯において、伝送損失は信号の周波数の平方根に比例する

伝送系のある箇所における信号電力と基準点における信号電力との比をデシベル表示した値は、その個所の相対レベルといわれ、一般に、単位はdBrで表される

アナログ伝送路では変調して回線に送り出す、帯域伝送（ブロードバンド）方式。変調、復調に用いる装置を変復調装置またはモデムという
デジタル伝送路ではパルス波形をそのまま伝送路に送り出す、ベースバンド方式

アナログ伝送路における雑音には、熱雑音、変調器や増幅器の非直線性により生じる相互変調雑音、回線相互間の静電結合又は電磁結合により生じる漏話雑音等がある

人間の聴覚は、電話回線の伝送品質に影響を与える要因のうち、減衰ひずみに対して敏感である

 

 

意味適用
%EFS1秒ごとに誤りの発生の有無を観測し、符号誤りが発生しなかった”秒”が
全観測時間に占める割合を百分率で表したもの
%SESpercent severely errored seconds1秒ごとに符号誤り率を測定して、符号誤り率が10－3乗を超える秒数の
全時間に占める割合を百分率で表したもの		瞬断やフェージング等の様に
一時的に集中して発生する
伝送品質の劣化の評価
%DMpercent degraded minutes1分ごとに符号誤り率を測定して、符号誤り率が10－6乗を超える秒数の
全時間に占める割合を百分率で表したもの		電話等のサービス評価
%ESpercent errored seconds1秒間ずつに符号誤り率の派生の有無を測定した時に、符号誤りのあった
秒数が全時間に占める割合を百分率で表したもの		冗長度の少ない信号を伝送す
るデータ伝送等の誤りの評価
BER測定時間中に伝送されたビットの総数に対するエラービット数の割合

 

 

振幅変調方式：AM(Ampltude Modulation)
振幅偏移変調：ASK（Amplitude Shift Keying)デジタル信号を振幅変調する場合は、1もしくは0に対応した2つの振幅に偏移する
周波数変調方式：FM（Frequency Modulation)
周波数偏移変調：FSK（Frequency Shift Keying)デジタル信号を周波数の異なる2つの搬送波を用いそれぞれの富豪ビットの1もしくは0に対応して伝送させる

同じ音声信号を伝送する場合、FM変調はAM変調より良好なSN比を示す
振幅変調方式では、搬送波の周波数をfcとし、信号波の周波数をfvとすると、変調器の出力はfc及び2つの側波（fc+fv,fc-fv)にになる

QAM方式で変調して、送信データに対応させるADSLで利用される変調方式はDMT（Discrete Multi Tone)方式といわれる
QAMは、位相が直交する2つの搬送波がそれぞれASK変調された多値変調方式である

 

 

アナログパルス変調方式

意味
PAMPulse Amplitude Modulation原信号の振幅に比例してパルスの振幅を変化させる方式
PWMPulse Width Modulation搬送波として振幅及び周波数が一定の連続する矩形パルスを使用し、
矩形パルスの幅を入力信号の振幅に対応して変化させる方式
PPMPulse Position Modulation原信号をPWM変換した後、その各出力パルスの立下り点で、一定幅のパルスを得る変調方式
PFMPulse Frequency Modulation原信号を一旦FM信号に変換し、そのFM信号がある設定レベルになる度にパルスを発生させる方式

 

 

デジタル変調方式

意味
PNMPulse Number Modulation原信号をPWM変換した後、その各出力パルスを一定の短い周期のパルスとAND演算して出力パルスを
得る方式
PCMPulse code Modulationアナログの音声信号を一定時間間隔ごとにサンプリングしてその振幅値を符号化し、パルス信号として
デジタル伝送する方式

 

 

PCM伝送方式は、一般に、パルスの再生中継を行うので、雑音やひずみの累積による増加がなく、レベルの変動もほとんどない

PCM信号の下の音声信号は、PCM信号を復号してPAM信号に戻したパルス列を、低域フィルタに通して取り出す事ができる

音声信号のPCM符号化において、信号レベルの高い領域は荒く量子化し、信号レベルの低い領域は細かく量子化する事により、
量子化ビット数を買えずに信号レベルの低い領域における量子化雑音を提言する方法は、一般に非直線量子化といわれる

STM 時間位置多重
ATM ラベル多重

 

 
DSBDouble Side Band上側波帯と下側波帯の信号を伝送する。
占有周波数帯域は信号波の2倍になる
SSBSingle Side Bandどちらか一方の側波帯のみ伝送する
占有周波数帯域はDSBの半分で済む
VSBVestigial Side BandTV、ファクシミリなどの直流成分を含む信号波SSBでは伝送する事が出来ない。
このため、搬送波を中心に側波帯を斜めにカットし直流成分も含めて伝送する

 

 

シャノンの標本化定理
入力信号に含まれる周波数成分の最高周波数の2倍以上の速度で標本化を行えば、そのパルス列から元の信号を再現できる

 

 

雑音

雑音の種類
量子化雑音標本化によって得られたPAMパルスの振幅を離散的な数値に近似する過程で誤差が生じるために発生する雑音
折り返し雑音入力信号の最高周波数が標本化周波数の1/2以内に完全に帯域制限されていないために発生する雑音
補間雑音復号の補間ろ波の過程で、理想的な低域フィルタを用いる事が出来ないために発生する雑音

 

 

多重伝送方式

意味
FDMFrequency Division Multiplexing1つの伝送路の周波数帯域を複数の帯域に分割し、各帯域をそれぞれの独立した1つの伝送チャネルとして使用する
TDMTime Division Multiplexing1つの伝送路を時間的に分割して複数の通信チャネルを作り出し、各チャネル別にパルス信号の送り出しを
時間的にずらして伝送する方式

 

 

伝搬路における自然条件等の変化により、電波の受信電界強度が時間的に変動する事をフェージングという

静止軌道の通信衛星で回線を1中継すると、信号の伝搬時間は、約0.3秒増加する

光ファイバ伝送方式においては、光信号が光ファイバの中にほぼ完全に閉じ込められた形で伝送されるため、長距離を伝送しても漏話は発生しない

光ファイバは、コアといわれる中心層とクラッドといわれる外層の2重構造からなり、中心層の屈折率と外層の屈折率より大きくする事により
光は、中心層内を外層との境界で全反射を繰返しながら進んで行く

 

 

SM（単一モード）GI（多モード）
帯域広い(10GHz)やや広い（１GHｚ）
光の分散小さい中程度
光の損失小さい中程度

 

 

光ファイバ通信に用いられる光変調方式には、LEDやLDなどの発光素子の駆動電流を変化されることにより、電子信号から光信号への返還を行う直接変調方式がある
もしくは、外部変調器を用いて光の属性の1つである強度などを変化させる方式がある

光ファイバ通信において、光信号を直接変調する場合、半導体レーザーを数十[GHz]以上の高速で変調を行う時、
瞬時的なキャリアの変動で活性層の屈折率が変動し、光の波長が変動する現象は、波形チャーピングといわれる

光ファイバ通信に用いられる光の変調方法の1つに、物質に電界を加え、その強度を変化させると、物質の屈折率が変化するポッケルス効果を利用したものがある

光ファイバケーブルを使用する時は、その両端に電気を光に変換する発光素子及びその逆変換を行う受光素子が必要となる

光中継システムに用いられる光再生中継器では、伝送途中で発生した雑音やひずみなどにより減衰劣化した信号波形を再生中継する為に、
等化増幅、タイミング抽出及び識別再生の機能を有しており、3R機能ともいわれる
Reshaping
Retiming
Regenerating

光ファイバ増幅器には、励起用光源として半導体レーザを用い、増幅用光ファイバとして希土類元素のエルビウムイオンを添加した
光ファイバを用いた、一般にEDFAといわれるものがある

光ファイバ中の屈折率の変化によって光が散乱する現象は、レイリー散乱といわれ、レイリー散乱による損失は光波長の4乗に反比例する

光ファイバ内におけるひかりの伝搬速度はモードや波長によって異なり、受信端での光信号の到達時間に差が生ずる。
この現象は、分散といわれる

シングルモード光ファイバの伝送帯域は、主に光ファイバの構造分散と材料分散の輪で表される波長分散によって制限される

光ファイバ伝送路に用いられる線形中継器は、はちょうが異なる信号光の一括増幅が可能であり、かつ、光信号のまま直接増幅している為
伝送速度に制約されない事から、伝送路のWDM化に柔軟に対応できる

1つの波長の光信号をN個の光信号に分配したり、N個の光信号を1つの光信号に収束したりする機能を持つ光デバイスは、
光分岐・結合器といわれ、特にNが大きい場合は、光スターカプラとも言われる

TCM
一般に、ピンポン伝送方式といわれ、上り方向・下り方向の伝送に対して時間差を設ける事により、光ファイバ1心で双方向伝送を実現する技術

光増幅器を用いた光中継システムにおいて、光信号の増幅に伴い発生するASE雑音は、受信端におけるSN比の低下など、伝送特性劣化の要因となる

光伝送システムに用いられる受光素子において、受講時に電子が不規則に放出されるために生ずる受光電流の揺らぎによる雑音は、ショット雑音といわれる

2値ASKは1シンボル当たり1bit
BPSKは1シンボル当たり1bit
QPSKは2シンボル当たり2bit
16QAMは1シンボル当たり4bit

 

 

意味
CDMACode Division Multiple Access各ユーザに異なる符号を割り当て、スペクトル拡散技術を用いることにより1つの伝送路を複数のユーザ
で共有する方式
FDMAFrequency Division Multiple Access
OFDMAOrthogonal
Frequency Division Multiple Access
TDMATime Division Multiple Access

 

 

増幅回路などにおける信号電力対雑音電力比の劣化の程度を表す尺度として、雑音指数（NF)が用いられる

デジタル伝送において、送信したデジタル信号が、受信側で隣接タイムスロットの識別点にまで広がることにより符号間干渉が生じ、ビット誤りの1つとなる

デジタル通信における誤り訂正方式の1つであり、送信側に問い合わせる事無く、誤り訂正を受信側が単独で行える方式は、一般に、FEC又は前方誤り訂正といわれる

デジタル中継伝送においては、再生中継器の信号受信部におけるタイミング抽出回路から出力されるタイミングパルスの位相変動によりジッタが発生する事もある

 

 

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