ネット接続でのビットレートと周波数の関係

質問

インターネット接続におけるビットレートと通信の周波数との関係が分かりません。

私が持っているADSL(1.5Mbps)の解説書には、横軸が周波数のグラフ上に146KHzから4KHzの幅の山の絵が95個描かれており、そのひとつの山がビットレート16kbpsを表し、16kbps×95≒1.5Mbpsとなる、と書いてありますが、この絵の説明が分かりません。

どなたか分かる方がいらしたら直接教えて頂けるか、又はビットレートと周波数の関係をやさしく解説しているサイトを教えて頂けないでしょうか？

回答No.8

ymmasayan · ベストアンサー

No.6です。補足に回答します。

>　PCMの基礎の原理（標本化、量子化、符号化）を何とか理解してきました。
>　今回の例に当てはめると、4ビットのデジタル信号4000個を1秒間に納まるように
>　つなぎ合わせて出来た電気信号の波が146kHzの別の波の上に乗っかって
>　アナログ信号として送られ、同様なことが別の周波数の波の上で95個おきている
>　という理解でおおよそはいいのでしょうか？
おおよそはいいのですが、No.7の方の言われるようにＡＤ変換の部分は切り離して考えてください。
とにかく毎秒16000ビットのディジタル信号が４kHzの幅の中で送られています。
確かにディジタル信号をアナログ化して送っていますがこの場合は変調といいます。
反対は復調(又は検波)です。

>　4ｋHzの波が146ｋHzの別の波の上に乗っかりながら信号が送られるということも
>　さっぱり理解できませんが、もうこれ以上深みに入ることは止めにします。
中波のＡＭラジオ放送をイメージしてください。
５３５kHzから１６０５kHzまでの周波数帯を使って９kHzおきに放送局が並んで
それぞれ音声を放送していますね。各放送局の音声は大体１０kHz程度までです。
(余計なことですが隣の放送と重なっています)
変調・復調の話はこれ以上はやめておきます。

お礼

ありがとうございました。
AMラジオ放送のイメージはよく分かります。
今後はいろいろと教えていただいた専門用語を一つ一つ調べながらより理解を深めていこうと思います。

回答No.7

mii-japan

AD変換とディジタル変調は別の概念です

ディジタル変調をAD変換のイメージで捉えようとすることが間違いです

お礼

ありがとうございます。
今後は教えていただいた専門用語をひとつひとつ調べながら理解を深めたいと思います。

回答No.6

ymmasayan

電気的に説明するととても難しいので例えで。
４kHzというのは１秒間に４０００の波が通り過ぎます。
１秒間に4000球の球を投げる剛速球投手がいるとします。
１６色のカラーボールを投げ分けられるとするとこれは2^4=16で４ビットに相当します。
つまり4000×4＝１６kbpsになります。

カラーボールに相当するのが「振幅位相変調」という方式です。

補足

ありがとうございます。
本屋の立ち読みでねばり、PCMの基礎の原理（標本化、量子化、符号化）を何とか理解してきました。今回の例に当てはめると、4ビットのデジタル信号4000個を1秒間に納まるようにつなぎ合わせて出来た電気信号の波が146kHzの別の波の上に乗っかってアナログ信号として送られ、同様なことが別の周波数の波の上で95個おきているという理解でおおよそはいいのでしょうか？（4ｋHzの波が146ｋHzの別の波の上に乗っかりながら信号が送られるということもさっぱり理解できませんが、もうこれ以上深みに入ることは止めにします。）

回答No.5

mii-japan

＞４ビットというデジタルのデータがアナログの電気信号に変換される仕組みが分かりません。

それには,変調の概念,その中でも特に高度な電気の知識を要する振幅位相変調が理解できないと無理です

巧妙な仕組みで実現しているとだけ知っていれば,実用上差し支えありません

アナログモデムを使った経験のある方ならば,1チャンネル毎に1台のアナログモデムを使用していると思ってください

アナログモデム（9.6kbpsを超える）は,使用回線等の条件で接続速度が変わり,仕様速度（カタログ速度）で接続できるのは,回線の状態が非常に良い場合だけであったことを・・・

なお,AM・FMラジオで音響を伝える,TVで画像と音響を伝えるのにも変調を利用しています
（それぞれ変調の仕組みが異なりますが）

お礼

ありがとうございます。元はと言えば、滑らかなアナログ波形を同じ幅で輪切りに（階段状）にしたのがデジタル化だと簡単に考えたので、AD変換はすぐ理解できるだろうと勘違いしたことが間違いでした。
波形の振幅と違い、周波数はイメージがつかみにくく、門外漢が理解するのはとても困難であることを知りました。

回答No.4

fitto

訂正
　木がないのは０ビットと説明しましたが間違いです。（汗

木が有る、無いが１ビットです。
全部木が無くても４ビット
全部木が有っても４ビット

木がが有る、無いかは次のようになります。

１１１１
１０１１
１００１
１０００
１１０１
　・
　・
　・
０１１１
００１１
０００１
００００

お礼

ありがとうございます。
イメージはなんとなく分かってきました。

回答No.3

fitto

>>４ビットというデジタルのデータがアナログの電気信号に変換される仕組みが分かりません。

図で説明できればわかりやすいのですが・・
交流のイメージですが、たとえば富士山を想像下さい。
実物が＋の正弦波、湖に映った富士山がーの正弦波とします。

デジタルは有るか無いかだけの信号です。
富士山の裾野の左右に木が１本（合わせて２本）、湖に映った富士山の裾野にも左右に木が１本（合わせて２本）
この状態が４ビットです。

木がなければ、０ビットです。
富士山裾野に木が１本、湖に映った木も１本これは２ビットということになります。

回答No.2

fitto

単純には９５チャンネルあって、１チャンネルあたり１６ｋbps担当していると言うことです。
１チャンネル１６ｋｂｐｓということは、４ｋHZですから１秒間に４０００回繰り返すことですので、１回あたり４ビット送っていると解釈して下さい。

１．５Ｍの解説は少ないです、↓が８Ｍを中心に１．５Ｍを解説しています。（単純計算で９５チャンネルにならないのが残念）
http://www.geocities.jp/hamdah3502213/cpi/car_chrt.htm

補足

ありがとうございます。
電気信号の波が１回送られるごとに４ビットのデータが送られると言うことだと思いますが、そこで私の疑問にぶち当たります。つまり、４ビットというデジタルのデータがアナログの電気信号に変換される仕組みが分かりません。
本屋に行っても難しい本ばかりで、アナログ／デジタルの変換の原理をやさしく説明している本がなかなかありません。　何かやさしく解説しているサイトはないでしょうか？（教えていただいたリンクは残念ながら私には難しすぎる様です。）

回答No.1

tokpy

知りたいことと違っていましたらごめんなさい。

ADSLは1つの周波数ではなく，様々な周波数を一度に使って通信しています。
テレビで例えると，普通テレビにはチューナーが1つ付いていて，1つのチャンネル（周波数）を見ることが出来ます。2つチューナーをつければ2つのチャンネルを同時に受信できますので，裏番組を録画したり同じ画面に別のチャンネルを表示したりできるテレビになります。
ADSLモデムの通信方法は，多数のチューナーを同時に使って情報をやり取りしているイメージになります。それが解説書のグラフの意味です。

お礼

ありがとうございます。
なるほど、多数の周波数帯の電気信号を使って多くのデータを送ろうとしていることが分かりました。
ただ、デジタルデータをどのように電気信号に変えて送っているのかが分からないのです。