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ブロードバンドとは何か

光ファイバー通信(FTTx)はブロードバンドと聞きます。漢字で書くと広帯域幅で、有効信号の周波数が幅広いんだそうです。ブロードバンドだと、色々な周波数信号を扱えて、大容量通信が出来るそうです。

では、その上限周波数と下限周波数は何ヘルツでしょう?数字をご回答ください。

上限は8千兆ヘルツ、下限が4千兆ヘルツでしょうか?これは可視光の範囲です。8千兆ヘルツが紫色光線、4千兆ヘルツが赤色光線です。光ファイバーはその名の通り、光(可視光)を通す繊維で、この幅が光ファイバー通信のバンドと推察しました。

電波通信でも、地デジとかLTEとかWiMAXとかブロードバンドに近い技術があるようですが、それでも、光ファイバー通信に比べるとナローバンドだそうです。これらは電子レンジと近い周波数で、上限は40億ヘルツ、下限が20億ヘルツです。単純に上下限差(バンド)を比べると、光ファイバー通信は4千兆ヘルツ、電波通信が20億ヘルツ、桁が6つ違います。

これが光ファイバー通信の特徴でしょうか?要は可視光とマイクロ波のバンドを比べると可視光の圧勝という話?もしX線ファイバーとかレントゲンファイバーとか出来ると、これは既存のブロードバンドを圧倒する超大容量通信ですかね?

あと、電波には電波法とか免許の規制があったと思います。電波は危険で、ある周波数の電波がガソリン引火に繋がったり、盗聴や情報漏洩や通信妨害になったりするそうです。光ファイバー通信にこれと似た周波数規制はありますか?

投稿日時 - 2014-09-23 20:04:35

QNo.8765641

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回答(6)

ANo.6

デジタル通信における帯域幅は定義があいまいですね。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%AF%E5%9F%9F%E5%B9%85#.E3.83.87.E3.82.B8.E3.82.BF.E3.83.AB

ブロードバンド、ナローバンドで言う所のバンド幅は単に通信できるビット量の意味で使われている場合が多いです。

大辞林の解釈はいろいろな条件をごちゃまぜに書いてある印象を受けますね。

投稿日時 - 2014-09-28 23:57:22

ANo.5

まずは、「光ファイバー」の帯域幅から…。

光ファイバの減衰量を見ると、極小点が飛び飛びにあるらしい (1st ~ 4th windows) 。

   ↓ 参考 URL >  Figure 6 - Four Wavelength Regions of Optical Fiber

  

参考URL:http://www.olson-technology.com/mr_fiber/fiber-history.htm

投稿日時 - 2014-09-24 08:29:28

ANo.4

光の周波数と情報ビット数の違いについて、こう例えれば良いでしょうか。

音の周波数は可聴域上限あたりでで2万Hzといったところでしょうか。ならば毎秒2万ビットの情報が送信出来るはずですね。
ところが音声(シグナル)のオンオフで通信を行うモールス信号の速度は概ね毎分70文字程度だそうです。
ビット数に直せば毎分560ビット、毎秒100ビットにも満たない転送速度ですね。

これは音を使用しているとは言っても音が持つ情報すべてを使用しているわけではなく
音のオン/オフの切り替えのみを情報として使用しているために
音声信号の持ち得る情報量すべてを活用出来ていないのが理由です。
(その代わり、冗長性を持たせることでノイズへの耐性は高くなります)
極端に転送量を増やすことで音波の振幅ひと山ずつの信号でモールス信号を送れば毎秒ざっと5,000文字くらいは
送信出来るかも知れませんし、これが2万Hzの音声を使用した通信の情報量の上限と言えなくもないですが
恐らくそんなモールス信号は人間が聞き取ることは不可能ですね。

同じ事がその他の伝送方式にも言えます。
放送電波を例に挙げれば、その中でもその振幅の変化を利用したものが振幅変調(Amplification Modulation=AM)、
周波数の変化を利用したものが周波数変調(Frequency Modulation=FM)、
位相の変化を利用したモノが位相変調(Phase Modulation=PM)。

例えば80MHzのFM波で送ることの出来る情報ビット数は、質問者様のおっしゃるとおり周波数の上限一杯まで
情報の伝送に使用できれば毎秒80メガビットの情報量が送信出来るはずですが
実際に送信されているのはステレオで100キロビット足らず、「上限」の0.2%以下です。

要は情報から光信号に変換=変調するときにどういう方式を使うかです。
その波形には長距離通信の際に劣化を防いだり、変換効率が高かったり、
そもそも通信を行うチップで処理可能な速度の範囲での処理という
送信情報量以外の機能や意味も含まれていますので、周波数の山の数だけの情報量というのは相当に無理がありますね。

例として、AM波から得られる情報のイメージは以下の包絡線に相当します。
元の周波数よりは周波数が減っているのが分かるかと。
http://www.mathworks.co.jp/jp/help/signal/ug/envelope-extraction-using-the-analytic-signal.html

投稿日時 - 2014-09-24 01:09:26

ANo.3

あれ? ふつう, 光通信はブロードバンドじゃなくってベースバンドじゃない?

投稿日時 - 2014-09-24 00:23:21

ANo.2

 「ブロードバンド通信」は、「大容量通信」のことですから、「上限」はあっても、通常「下限」は表示しないでしょう。

 下記サイトによれば、159.2 Gbit/sが最大のようですね。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%89%E3%83%90%E3%83%B3%E3%83%89%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E6%8E%A5%E7%B6%9A


 質問者さんは、何か誤解されているようですが、光伝送は「点滅」による一種の「手旗信号」ですので、伝送レートと点滅に使う光の色(振動数)とは直接関係ありません。
 色に対するフィルターを使うことで、1本の光ケーブルに複数の「点滅信号」を載せる「光波長多重通信」というものもありますが、これと一般的な「ブロードバンド通信」は、区別して考えた方がよいようです。

 電波の場合も、信号を載せる「搬送波」の周波数と、それに載せることのできるビットの伝送レート、「誤り検出」や「再送」まで含めた「伝送レート」とは、分けて考えた方がよいと思います。

投稿日時 - 2014-09-23 20:28:30

ANo.1

光ファイバ通信は確かにブロードバンド通信の一つではありますが、
ブロードバンド通信自体はおおむね1Mbpsを超えるものからそう呼ばれます。

>上限は8千兆ヘルツ、下限が4千兆ヘルツでしょうか?これは可視光の範囲です。8千兆ヘルツが紫色光線、4千兆ヘルツが赤色光線です。光ファイバーはその名の通り、光(可視光)を通す繊維で、この幅が光ファイバー通信のバンドと推察しました。

その考え方はちょっと間違っています。

光通信に使う光の周波数(波長)は、光ファイバーの損失が少なく遠距離通信に使われるものが採用され、
一般的なものは波長は1.31μm・1.55μm・0.85μm等です。
http://www.sei.co.jp/fbr-prdcts/02/

帯域は、通信に使う光の周波数そのものとはあまり関係なく決まり、
光ファイバの中を進むパルス列の変化(オンオフ)する速度で決まります。
(もちろん上限は周波数に依存します)
送られる信号の帯域としては信号が変化しない0Hzから100MHzとか1GHzになります。


また処理できる信号処理回路と、何人でそのファイバを共用するか他で制限がかかります。

>これらは電子レンジと近い周波数で、上限は40億ヘルツ、下限が20億ヘルツです。単純に上下限差(バンド)を比べると、光ファイバー通信は4千兆ヘルツ、電波通信が20億ヘルツ、桁が6つ違います。

これもちょっと考え方が間違っていて、
スピード自体はある周波数のパルスのオンオフする回数で決まります。
通信に使う周波数の間隔(チャンネル幅)で使用可能な帯域つまりスピードが決まります。
ですから、MIMOのように複数のチャンネルを使うと通信スピードが上がるのです。

>あと、電波には電波法とか免許の規制があったと思います。電波は危険で、ある周波数の電波がガソリン引火に繋がったり、盗聴や情報漏洩や通信妨害になったりするそうです。光ファイバー通信にこれと似た周波数規制はありますか?

ファイバの中のことで世間に迷惑をかけるわけではないので、電波のような規制はありません。

投稿日時 - 2014-09-23 20:24:11

補足

>帯域は、通信に使う光の周波数そのものとはあまり関係なく決まり、
 ↑
周波数関係ある気がする

ブロードバンド(大辞泉より)
高速・大容量のデータ通信が実現するネットワークサービスのこと。元はデータ通信に使う帯域幅が広いことを意味し、光通信やxDSLなどの有線通信、第三世代携帯電話以降の無線通信(LTE、WiMAX)などを指す。広帯域。ワイドバンド。BB。

帯域幅(大辞泉より)
データ通信などに用いられる電波、電気信号、光信号の周波数の範囲。上限と下限の幅のこと。一般に、帯域幅が広いほど通信速度が速い。バンド幅。バンドワイズ。

投稿日時 - 2014-09-23 20:57:26

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