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どうやって光に載せてるの?

ふと気になったんだけど、光伝送方式のケーブルテレビってどうやって実現されてるんだろ?

インターネットとテレビの情報を1本の光ファイバーに重畳して送る一方で、

光終端装置(ONU)をテレビ用とインターネット用と分けて設置することもあり、それぞれ独立して動作をできると言う。


まず、インターネットとテレビの伝送が独立してできるのは、それぞれ使う光の波長が違うから。

インターネットとテレビの伝送に使われる光ファイバーには3種類の波長の光が流れている。

インターネットの下りが1490nm, 上りが1310nm、そしてテレビが1550nmとのこと。(テレビは下りしかない)

波長が異なる光信号同士は独立して使えるので、それぞれの干渉は考えなくて良い。


その上でテレビの信号はどうやって光ファイバーを流れているのかというと、実はアナログ変調らしい。

テレビの信号は70MHz~770MHz(地上波・CATV) , 1000MHz~2071MHz(BS・CS)の帯域を含んでいるが、

これを波長1550nm(193THz)の光を搬送波として、AM変調またはFM変調をして伝送しているようだ。

一般的にはAM変調だが、フレッツ・テレビでは雑音に強いFM変調を使っているようだ。その分、送受信の装置は複雑になるけど。

AM変調では帯域幅Bの信号を伝送するのに、2Bの帯域幅を使う。テレビ信号の帯域幅は2GHzなので、帯域幅4GHz必要となる。

ところが搬送波の周波数が193THzとかなので、使う帯域幅は無視できるほど小さい。

というわけで、今後の4K放送にも光伝送方式のケーブルテレビは比較的容易に対応できる予定だ。

4K放送用のBS・CS左旋の信号は同軸ケーブルでは2224MHz~3224MHzで伝送されるが、光信号の帯域幅にとってみれば大したことではない。


FMラジオ以外の信号はいずれもデジタル変調された信号だし、光通信もデジタルの印象が強いが、そこでアナログ変調が出てくるのは意外だった。

ただ、光伝送のための装置をシンプルに作ろうとすると、これがいいらしい。

同軸ケーブルで伝送を行う場合、108-170MHz, 222-470MHzにBS・CSの情報を載せる必要があり、

そのためには、BS・CSの信号を一旦、1チャンネルずつ復調して、改めてこれらの周波数帯にデジタル変調して送り直すということをやっている。

ところが、光伝送ではその手間を省いて前後でアナログ変調するだけだから、シンプルに複数チャンネルの情報を転送できる。

あくまでも電気⇔光 の部分がアナログ変調というだけで、映像⇔電気の部分はデジタルですので。


ところで、家庭用の光インターネットでは、1本の芯線を複数戸で分け合って使っている。

1戸で光ファイバーを占有するほどの通信はしないだろうということだ。

局舎から出た1本の光ファイバーを末端でスプリッターで数本に分けて、複数戸に引き込むわけだ。

これ、どういう仕組みなんだろう? と思ったら、時分割で送受信しているのね。

スプリッターというのは、単純に局舎からの信号を単純に分配して、複数戸からの信号を単純に混ぜ合わせるだけのものらしい。

そのため、ある人に送っている光信号は同じ光ファイバーを共有する他の人にも届いてしまうが、暗号化されているのでご安心を。

この方式では、同じ光ファイバーを共有する他の人と1本の回線を分け合うので、他の人の通信状況により通信速度が変わるようだが、

むしろフレッツ光だとプロバイダーとの接続点の方が問題で、光ファイバーを共有していることによる問題は顕在化しにくいようだ。


電気通信と光通信だと多少やり方に差はあるようだが、

光通信が家庭に普及していく中で、安価な装置で効果的な通信ができるように工夫されてきていることがわかる。

幹線ネットワークだともっといろいろあるらしいんだけど、高価な装置を家庭に導入するのは難しいですから。

テレビ信号の伝送方式は意外とシンプルなんだなと思ったけど、おかげで家庭で普通に使えるわけですから。


Author : hidemaro
Date : 2018/07/30(Mon) 22:31
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)
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