多重化方式
1本の伝送路を使って、複数の信号を同時に送る技術。時間で分ける時分割多重(TDM)、周波数で分ける周波数分割多重(FDM)、符号で分ける符号分割多重(CDM)などがある。
イマシルちゃんの解説
1本の道路に、たくさんの車を走らせるには、どうしたらいいかな?
「時間を区切って順番に通す」
「車線を分けて並んで走らせる」
「車に違う色を塗って、同じ車線を同時に走らせても区別できるようにする」
どれも、1本の道を何人もで分け合う工夫だよね。これを多重化っていうんだよ!
より深い解説
定義
多重化は、1つの伝送路(ケーブルや無線の周波数帯域)を、複数の通信で共有するための技術である。送信側で複数の信号を1つにまとめ(多重化)、受信側で元の信号に分ける(分離)。
主な多重化方式
| 方式 | 分け方 | 仕組み | 主な例 |
|---|---|---|---|
| TDM(時分割多重) | 時間 | 時間を細かく区切った枠(タイムスロット)を、各信号に順番に割り当てる | 電話網のデジタル回線、PHS |
| FDM(周波数分割多重) | 周波数 | 周波数帯域を分け、各信号に別の周波数を割り当てる | AMやFMのラジオ、アナログ放送 |
| CDM(符号分割多重) | 符号 | 各信号に異なる拡散符号を掛けて、同じ周波数・同じ時間に重ねて送る。受信側は同じ符号で取り出す | 第3世代携帯電話(W-CDMA) |
| OFDM(直交周波数分割多重) | 周波数(直交) | 互いに直交する多数のサブキャリアに分けて、重ねて並べる | 無線LAN、LTE、地上デジタル放送 |
| WDM(波長分割多重) | 光の波長 | 1本の光ファイバに、波長(色)の異なる複数の光信号を通す | 光ファイバの幹線 |
| SDM(空間分割多重) | 空間 | 複数のアンテナを使い、空間的に別の経路で同時に送る | MIMO |
多重化と多元接続
同じ考え方で、複数の利用者(端末)が1つの基地局の資源を分け合う方式を、多元接続という。
| 多重化 | 多元接続 |
|---|---|
| TDM | TDMA(時分割多元接続) |
| FDM | FDMA(周波数分割多元接続) |
| CDM | CDMA(符号分割多元接続) |
| OFDM | OFDMA(直交周波数分割多元接続) |
多重化は「1つの送信元が複数の信号をまとめる」こと、多元接続は「複数の利用者が1つの資源を分け合う」ことを指すが、試験では同じ意味合いで使われることもある。
スペクトラム拡散
CDMでは、信号を本来より広い周波数帯域に拡げて送るスペクトラム拡散の技術を使う。
| 方式 | 内容 | 例 |
|---|---|---|
| 直接拡散(DSSS) | データに高速な拡散符号を掛けて、帯域を広げる | IEEE 802.11b、W-CDMA |
| 周波数ホッピング(FHSS) | 送信する周波数を、決められた順番で高速に切り替える | Bluetooth |
信号の電力が広い帯域に薄く拡がるため、雑音や妨害に強く、傍受されにくい。
統計多重
TDMは、各信号に決まった時間を割り当てるため、送るデータがない時間も枠が確保される。これに対し、データがあるときだけ伝送路を使う方式を統計多重といい、パケット交換はこの考え方で回線を効率よく共有している。