[ネット技] 6. ネットワークインタフェース層の技術(1)

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LANの主役データリンクEthernetとケーブル制作
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TCP/IPでよく使われるデータリンク



 ・現在最も普及しているデータリンク
  ・制御の仕組みが単純で、NICやデバイスドライバが作りやすいので安価
 ・互換性を重視しながら高速化へ対応
  ・10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps,40Gbps,100Gbps
  ・広域LANへも応用が進んでいる
 ・データリンク層と物理層の両方を規定
  ・1Gbps までの媒体アクセス制御方式は CSMA/CD
  ・ケーブル … 同軸ケーブル, UTP, STP, 光ファイバ etc.


 ・IEEE802.11b, IEEE802.11g
  ・2.4GHz帯の電波を利用
  ・最大伝送速度 11b:11Mbps, 11g:11Mbps ~ 54Mbps
  ・通信可能距離 30 ~ 50m
 ・IEEE802.11a
  ・5GHz帯の電波を利用
  ・最大伝送速度 54Mbps
  ・通信可能距離 30 ~ 50m (障害物に弱い)
 ・IEEE802.  (2009年9月策定:WiFi 4)
  ・5GHz帯と2.4GHz帯の両方が利用できる
  ・ という技術により、最大600Mbps(製品により異なる)の伝送速度を実現


 ・
 ・利用できる が2倍に拡大


(通信の多重化技術)
 ・
 ・利用できる が2倍に増加


無線LAN(
 ・IEEE802.11 (2014年1月策定:WiFi 5) … 現在主流
  ・ 帯の電波のみを利用
  ・最大伝送速度 6.93Gbps(11nの約11.5倍)
  ・IEEE801.11nの技術を拡張
   ・チャンネルボンディング 40MHz → 160MHz(帯域幅4倍)
   ・MIMO 4多重 → 8多重(アンテナ数2倍)
   ・変調信号の多値化  64bit → 256bit(同時伝送情報量4倍)
   ・フレームの多重化


・変調方式の多値化
 ・変調 … 信号を電波に乗せること
 ・転送できるデータ量が1.3倍に増加


・フレームの多重化
 ・フレーム … 1度に転送可能なデータの最小単位
 ・1度に転送するパケットの数が16倍に増加



 ・携帯電話、PDA、キーボード、マウスなどの小型機器を対象
  ・2.4GHz帯の電波を使用
  ・伝送速度 3Mbps、伝送距離10m前後
,
 ・AV機器を結ぶ家庭向けのLAN
  ・データ伝送速度 100 ~ 800Mbps
)免許必要
 ・マイクロ波を使った広範囲な無線LANを実現(Wireless MAN)
  ・伝送距離: 2~10Km(最大50Km),最大伝送速度: 75Mbps
 ・DSLやFTTHのように、通信事業者と家庭などをインターネットへ接続する規格として、有望視されている


 ・各ノードを光ファイバでリング状に接続(トークンパッシング方式)
  ・伝送速度 100Mbps
 ・主にLANのバックボーンとして使われた
  ・最近はギガビットEthernetが普及し、あまり使われていない

 ・セルと呼ばれる48bit長のフレーム単位で処理するデータリンク
  ・回線の専有率を短くすることで効率よく転送
  ・主に広域ネットワークで利用される

 ・1対1でコンピュータを接続するためのプロトコル
  ・純粋なデータリンク層のプロトコルで、物理層を問わない
  ・電話回線やADSL、ケーブルテレビなどで利用されている

プロトコル階層とその実装主体


プロトコル階層とEthernetの実装


LAN関係の規格 IEEE802 (1980年2月に、LANの標準化プロジェクトが始まったことに由来)
IEEE(米国電気電子技術協会)
 IEEE802 = LAN規格を決めるワーキンググループ
       … LAN関係の事実上の世界標準規格

・IEEE802.1 802.3~802.5それぞれのネットワークのためのブリッジ規格
・IEEE802.2 データリンク層副層規格LLC(LogicalLinkControl)
・IEEE802.  Ethernetの規格(10BASE5, 10BASE-T,100BASE-TX など)
・IEEE802.4 TokenBus規格
・IEEE802.5 TokenRing規格
・IEEE802.6 MANの規格
・IEEE802.7 Broad band LAN規格
・IEEE802.  光ファイバ規格
・IEEE802.9 ネットワークでの音声や動画配信規格
・IEEE802.10 ネットワークセキュリティーモデルの規格
・IEEE802.  無線LAN規格(11a, 11b, 11g, 11n, 11ac など)
・IEEE802.12 100VG-AnyLAN規格
・IEEE802.14 CableTVネットワークの規格



Ehernetの規格名

ベースバンド方式…デジタル信号を変調せずそのまま送る方式
ブロードバンド方式…デジタル信号をアナログ信号に変調して(周波数変調、位相変調 etc.)送る方式

Ethernetの符号化方式


Ethernetがカバーする範囲