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1 物理 / データリンク層

2 レイヤ 7 アプリケーション OSI の 7 層モデル Application protocol アプリケーション 6 プレゼンテーション Presentation protocol プレゼンテーション 5 セッション Session protocol セッション 4 トランスポート Transport protocol トランスポート 3 ネットワーク 1 ネットワーク 2 ネットワーク 1 ネットワーク 2 データリンク 3 データリンク 4 データリンク 3 データリンク 1 物理 5 物理 6 物理 5 物理 1 : Network Layer Host-Router Protocol (e.g., ES-IS) 2, 4,6 : サブネットプロトコル (e.g., IS-IS,NNI,) 3 : Data link Layer Host-Router Protocol (e.g, UNI) 5 : Physical Layer Host-Router Protocol (e.g., UNI)

3 TCP/IP の 5 層モデル アプリケーション Application protocol アプリケーション トランスポート TCP, UDP トランスポート ネットワーク IP IP IP ネットワークネットワーク ネットワーク インターフェース インターフェース インターフェース インターフェース リンクリンクリンクリンク

4 パケットの転送方法 - 輸送システムに例えると - L4: アプリケーションデータ == 輸送したいもの L3: IP パケット == 人 L2: データリンクフレーム == 車 電車 飛行機 L1: 物理層 == 道路 線路 空 / 滑走路 必要になるもの ; (1) レイヤ間でのインターフェース e.g., 電車への乗り方 道路の走り方 (2) 乗換場所 交差点 (3) レイヤの統一規格

5 ping telnet ftp X traceroute tftp bootp smtp NFS/RPC OS_Kernel TCP UDP ICMP IP IGMP Driver Interface Ethernet FDDI SDH FR ATM 図 1-2. インターネットシステムにおけるソフトウェア構造の例

6 電話局 自宅 データセンタ

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8 OCP (Open Compute Project) に代 表される DevOps 型の設計 実装 汎用品 技術のカスタマイズ化 (e.g., マイクロ ファブ化 )

9 Google のデータセンター (Google) Google の PUE 低減方策 負荷の移動 データセンターに冷却機を設置せず 暑い日には他のデータセンターに負荷を移動 ベルギーのデータセンター冷却機は設置されていない 世界各地にある Google データセンター ベルギーデータセンターで冷却機が必要になるような暑い日 ( 年間 7 日程度発生 ) には 電源を落とし 他の地域のデータセンターに負荷を移動する Follow the moom 世界各地でデータセンターを運営する事業者が その負荷を 電力料金が安く気温が低い夜間の地域に移動させる方法アイデアは提唱されているが 実装できるのは Google など超大手企業に限られる可能性が高い 9

10 データセンタのエネルギー効率を示す指標 PUE と向上策 PUEの向上策 IT 装置の低消費電力化 効果大 空調システムの効率向上 容量適正化 効果大 電力供給システムの効率向上 容量適正化 効果中 ~ 大 照明や施設サポート部分の省エネルギー 効果小

11 サーバをオイルに浸して冷却 (Green Revolution Cooling) サーバをオイルの冷却液 (GreenDEF Coolant) に完全に浸すことで冷却するシステム データセンターの消費電力を 45% 削減 サーバを冷却液に完全に浸すサーバの消費電力を 5~25% 削減できるサーバ内部のファンが不要になるため 全体構成ラックと屋外の熱交換機との間で冷却液を循環させる 消費電力は サーバの消費電力 1W あたり 5W 11

12 山中のデータセンター (The Mountain Data Center) 米国ミズーリ州オザーク高原 (Ozark Mountains) の地中 3 万平米の施設 The Mountain Complex の中にあるデータセンター 断熱性の高い岩盤が地熱冷却のための理想的なヒートシンクとなる オザーク高原の風景 岩盤をくりぬいたデータセンター 12

13 地下データセンター (Bahnhof) 冷涼な地下環境 (15 ) を活用 改装前の核シェルター

14 地下データセンター (Bahnhof) データセンターの入り口

15 海水空調データセンター ( モーリシャス ) モーリシャスは世界初の 海水空調 (SWAC: Sea Water Air Conditioning) をビルトインした 1 万平米のデータセンターを建設中 21 年 12 月にオープン予定 海水空調は米国やカナダで運用中 冷房コストを 9 割程度削減 既に実用化済みの省エネ技術をデータセンターに適用 モーリシャスアフリカ アジア オートストラリアの中間に位置し 地震帯から離れており 政治的 社会的にも安定しており ネットワーク接続環境もよいことから アフリカ アジア 中東の情報ハブとなることを目指している 海水空調システム 2 マイル沖 水深 1m の深海から 5 以下の海水を汲み上げ データセンターの冷却水との熱交換を行う 15

16 洋上のデータセンター (Google) Google が 27 年 2 月に特許を出願 29 年 4 月には特許が成立した 土地不要で固定資産税がかからない データセンターの消費電力は 波力発電で賄う 海水をくみ上げて冷却に使用する 波力発電器 海水汲み上げパイプ 船内で海水と冷却水との熱交換を行う 16

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19 さくらインターネット 高電圧直流給電 + 太陽光発電

20 コンテナ型データセンター

21 Amzon Web Service 向け Tesla リチウムイオン蓄電池センター 4.8MWh テスラ家庭向け蓄電装置 2.5KWh1KWh 来年約 4 万円で発売予定 出所 :Tesla Energy 出所 : 21

22 米国 APPLE データセンタは 再生可能エネルギーで稼働 燃料電池と太陽光発電 ( 計 2MW) 212 年以降 すべての Apple のデータセンターに供給される電力は 再生可能エネルギー資源で 1 パーセントまかなわれています 出所 :DataCenterKnowledge APPLE と環境 22

23 動作条件の緩和 (by ASHRAE) ASHRAE : American Society of Heating, Refrigerating

24 Container Moduled Outdoor Air Cooling in Tropical Weather Environment, run by ida, NTU and TOSHIBA HVAC Module 9m Only with 4 parking lots Cold Area Server Racks Hot Area Layout of Server Module 3m Height: 3m Server Module

25 Facebook データセンター 北米東西海岸と欧州に巨大 DCを構築 PUE = 1.1 未満 Prineville, Oregon Forest City, Apr 211 Lulea, Sweden

26 Open COMPUTE SERVER 2U4 ノード 22 インチ幅 Open Compute Project 仕様 Quanta 社製 12U24 ノード 19 インチ幅 Microsoft Open Compute Project 仕様 GigaByte 社製 2U3 ノード 22 インチ幅 Open Compute Project 仕様 Quanta 社製 26

27 OpenRack 外観 パワーゾーン単位に分割

28 Knox (Open Vault) Cold Storage 用サーバ

29 OCP のサーバーとラック ネジを 1 本も使わずに キッティング フタもなければ フロントパネルもない 出典 : 資料 : OCP Japan 座長藤田龍太

30 Oregon PRN 1 の冷却システム 人工ミストによる気化熱を利用 出典 : 資料 : OCP Japan 座長藤田龍太郎氏

31 Amzon Web Service 向け Tesla リチウムイオン蓄電池センター 4.8MWh テスラ家庭向け蓄電装置 13.5KWh 来年約 7 万円で発売予定 出所 :Tesla Energy 出所 : 31

32 米国 APPLE データセンタは 再生可能エネルギーで稼働 燃料電池と太陽光発電 ( 計 2MW) 212 年以降 すべての Apple のデータセンターに供給される電力は 再生可能エネルギー資源で 1 パーセントまかなわれています 出所 :DataCenterKnowledge APPLE と環境 32

33 大容量 高密度モバイル蓄電池

34 旧式原子力発電現在 火力発電 ( 黒部ダム ) 水力発電 3~5 MW 1. ~ 1.5 GW 335 MW 5MW ~ 1. GW HONDA FCV 3 kw ( 持続 ) 1 kw ( ピーク ) 日産リーフ 常時 ピーク 225 MW 75 MW マクロ 駐車場 日産リーフ : 常時 3 KWh / 台累計販売台数 : 35 万台 (Worldwide) 75, 台 ( 国内 ) (*) as of Sept.216. 日産リーフ (1 台 ) 常時 ピーク 3 MW 1 MW

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36 Google の最初のサーバ (Computer Museum in California) 36

37 Google の最初のサーバ (Computer Museum in California) 37

38 Microsoft OCP & Cloud Server Microsoft OCP にコントリビュート chassis v1. Blade v1. JBOD v1. Chassis Management v1. Network Mezzanine v1. SAS Mezzanine v1. Chassis Management Software source code 出典 : 資料 : OCP Japan 座長藤田龍太郎氏

39 Yosemite / 1S Server Intel Xeon D-15 SoC HighPowered-SoC Micro Server 21 11mm M.2 SSD 1GbE 65W OpenRackV2 192 SoC servers PCI-Express x16 mechanical slots X86 (ARM, Power) 4GbE Mellanox C-4 hybrid mezzanine card 4W intel created with Xeon D processor and worked with Quanta to design the board and to get the microserver manufactured. Facebook and Quanta designed the sideplane and the hybrid mezzanine card along with Mellanox. 出典 : 資料 : OCP Japan 座長藤田龍太郎氏

40 TOR SW Wedge Merchant Silicon Trident II 1.28TbpsASIC 4Gbps 16 X86 Micro Server OCP Group Hug Software FBOSS(Facebook) ONIE Open Network Linux Baseboard Management Controller OpenBMC 標準的な Linux ベースの OS でスイッチをプロビジョニング With FBOSS, all our infrastructure software engineers instantly become 資料 : OCP Japan network 座長藤田龍太郎 engineers. 氏 出典 :

41 Power shelf Power modules and Li-ON batteries in the same shelf Single 12V Busbar output(535a) Three-phase input 2+1 Redundancy + batteries 534mm x 612mm x 19mm 資料 : OCP Japan 座長藤田龍太郎氏

42 Rack Disaggregation 資料 : OCP Japan 座長藤田龍太郎氏

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45 Google 熱交換コイルラック背後のファン群 ホットアイル 床下から冷却水 隙間が空いている 3 ラックで 1 クラスタを構成? 45

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47 21 InternetTraffic 25 InternetTraffic

48 25 InternetTraffic 21 Internet Traffic

49 21 Internet Traffic 213 Internet Traffic

50 物理伝送媒体

51 減衰量 (db/km) 周波数 (Hz) 1M 1M 1M 1G 1G 1G 1T 1T 1T 1P ペア線ケーブル 同軸ケーブル 無線 降雨による減衰 (1mm/H) 大気による減衰 光ファイバ.1 ペア線同軸メタリック無線光ファイバ 1M 1M 1M 1G 1G 1G 1T 1T 1T 1P 伝送速度 (bps)

52 通信速度 (bit/s) 1M 光ファイバ 1M 無線 LAN (5GHz 帯 ) VDSL CATV 1M ITS (DSRC) 無線 LAN(2.4GHz 帯 ) ADSL 電力線 Bluetooth IMT-2 1m 1km 1km 距離

53 Optical Networking at Double Moore s Law Moore s Law says that computer speed=2x every 18 months, and the cost = 5% John Roth, president and chief executive officer, says that Nortel Networks is moving at twice the speed of Moore's Law, doubling the capacity of its fiber-optic systems and halving the cost every nine months. Networks: 3 years=16x capacity, 6% cost Computers: 3 years=4x speed, 25% cost Networks: 6 years=256x capacity, >1/2% cost Computers: 6 years=16x speed, 6% cost Source: HPCwire hpcwire@tgc.com>

54 FTTH の経済化 1 経済化技術 1 加入あたりの創設コスト比 5 光 PDS 技術 光ファイハ 関連技術 建設技術 光部品技術 LSI 技術 メタルコスト ~2 FTTH FTTH π システムの切り出し ( 電柱までの光化 ) FTTH

55 信号伝送方式

56 伝送方式 (1) ベースバンド方式データを電圧パルスの情報に符号化して転送 (2) 帯域 ( 変調 ) 方式ある周波数の正弦波 ( 搬送波 ) を 伝送したいデータを用いて変化させる ( 変調 ) 方式 - 搬送波の振幅を変調 : ASK (Amplitude Shift Keying) - 搬送波の位相を変調 : PSK (Phase Shift Keying) - PSK+ASK : QAM(Quadrature Amplitude Modulation)

57 複素空間で考えると i ω c t S c (t) = a sin(ω c t) a

58 複素空間で考えると i ω c t a 1 (*) ON/OFF で と 1 を伝送

59 図 6-1. 振幅変調方式 ( アナログ正弦波の伝送例 ) ~ i ω c t A(t)= a sin(ω c t) の正弦波を変調伝送すると A(t) a 搬送波 : S c (t) = a sin(ω c t) S o (t) = A(t) sin(ω c t) = a sin(ω o t) sin(ω c t) = a {cos(ω o +ω c )t - cos(ω o -ω c )t} ω o +ω c と ω o -ω c の周波数 振幅 a 振幅 a ω ω ω ω 角速度 ω c -ω ωc ω c +ω ω 角速度

60 ~ S c (t) = A(t) sin(ω c t) {if A(t)= a sinωot } = a sin(ω o t) sin(ω c t) = a {cos(ωo+ωc)t - cos(ωo - ωc)t} ωo+ωc と ωo-ωc の周波数 振幅 振幅 a ω ω ω ω 角速度 ω c -ω ωc ω c +ω ω 角速度

61 複素空間で考えると i ω c t 3 11 a (*) 振幅値がシンボルに対応

62 複素空間で考えると i π/2 1 π 1 ω c t a 3π/2 11 (*) 位相値がシンボルに対応

63 複素空間で考えると i (*) 位相値 x 振幅値がシンボルに対応 a

64 i ω c t 3 11 π 1 i π/2 1 ω c t a (a) 振幅値がシンボルに対応 i a 3π/2 11 (b) 位相値がシンボルに対応 a (c) 位相値 x 振幅値がシンボルに対応 図 6-4. モデム伝送 ( 振幅 x 位相 )

65 同期方式 (1) ビット同期ビット単位での同期を確立する (2) ブロック同期キャラクターなどの伝送単位での同期を確立する (a) Synchronous 転送送受信が 同一のクロック ( 同期したクロック ) を持つ (b) Asynchronous 同期送受信は 同一なクロックを持たない

66 多重化方式

67 多重化方式 多重化 : 複数の信号のフローが一つの資源を共 有しながら 混信せずに転送される 1. 空間 2. 時間 3. 周波数 重要な点 直行する空間 4. 符号

68 (a) 同期形多重方式 フレーム周期 スロット (b) フレーム多重方式フレームラベル 電力密度 時間 (1) 時分割多重方式 (2) 周波

69 電力密度 周波数 / 波長 図 6-6. 周波数 / 波長多重 (FDM; Frequency Division Multiplexing) (WDM; Wave Length Division Multiplexing)

70 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 方式の概要

71 Frequency IEEE82.11 FHSS 方式 fn f2 f1 f Time

72 電力密度 周波数 / 波長 図 6-7. 符号多重 (CDM: Code Division Multiplexing)

73 DS-SS 方式の概要 二次変調 ( 拡散 ) 二次復調 ( 逆拡散 ) 一次変調 (1) (2) FR FR BPF 一次復調 (3) (4) (5) 出力信号 PSK FSK など 入力信号 PN 符号 同期 PN 符号 ノイズ (1) 一時変換の周波数スペクトル f f f (2) 拡散された二次信号のスペクトル (3) 受信信号の周波数スペクトル ( 雑音を受けた状態 ) ノイズ (4) 二次復調信号スペクトル f (5) バンドパスフィルタ通過後の信号 f PSK:Phase Shift Keying FSK:Frequency Shift Keying

74 伝送速度が上がると!! Shannon の Sampling Theory 信号の周波数帯域幅の 2 倍の周波数でサンプリングすれば 元波形を完全に再現可能 伝送したいアナログ信号をデジタル化 (AD 変換 ) IP パケットにデジタルビットを収納して伝送 DA 変換を行い元波形を再生可能 = PHY over IP が実現可能

75 メディアアクセス制御方式 固定スロット割り当て方式 コンテンション方式 CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Contention Detection トークン方式

76 データリンクの形態 P2P Link (Point-to-Point Link) デジタル専用線 糸電話 NBMA(Non Broadcast Multiple Access) 電話リンク BMA(Broadcast Multiple Access) イーサーネット FDDI

77 フレーム構成 96 ビット 64ビット 48ビット 48ビット 16 46~15バイト 32ビット 搬送波検知 宛先送信元データ誤り検出 プリアンブル 15: データ部の長さ (82.3 形式 ) >15: プロトコル種別 (Ethernet 形式 ) 77

78 MAC アドレス ネットワーク中での伝送順 製造元コード 22 ビット 製品固有番号 24 ビット 表記法 :3:93:6b:82:22 または b マルチキャストアドレス 1 プロトコル マルチキャストグループ ブロードキャストアドレス

79 レイヤ 7 アプリケーション アプリケーションプロトコル アプリケーション 6 プレゼンテーション プレゼンテーションプロトコル プレゼンテーション 5 セッション セッションプロトコル セッション 4 トランスポート トランスポートプロトコル トランスポート 3 ネットワーク 1 ネットワーク 2 ネットワーク 1 ネットワーク 2 データリンク 3 データリンク 4 データリンク 3 データリンク 1 物理 5 物理 6 物理 5 物理 1 : ネットワークレイヤホスト - ルータ間プロトコル ( 例 ; ES-IS) 2, 4,6 : サブネットプロトコル ( 例 ; IS-IS,NNI,) 3 : データリンクレイヤホスト - ルータプロトコル ( 例 ; UNI) 5 : 物理レイヤホスト - ルータプロトコル ( 例 ; UNI) 図 OSI 参照 7 レイヤモデル

80 アプリケーション アプリケーションプロトコル アプリケーション トランスポート TCP, UDP トランスポート IP IP IP ネットワークネットワークネットワーク ネットワーク 物理 / リンク物理 / リンク物理 / リンク物理 / リンク 図 1-12 TCP/IP の 4 レイヤモデル

81 誤り訂正方式 ARQ (Automatic Repeat request) 再送による誤り回復 CRC(Cyclic Redundancy Check) による判定 FEC (Forward Error Correction) ハミング距離 ( シンボル間の距離 ) が大きいほど訂正能力が大きい

82 ハミング距離 2 進符号語間のハミング距離 : 対応するビットが何箇所異なっているか 符号語 1: 符号語 2: ハミング距離 4 符号全体のハミング距離 : 符号語間のハミング距離の最小値 85

83 誤り検出符号 誤り訂正符号 mデータビット+r 冗長ビット =nビット dビットの誤り検出 距離 d+1が必要 dビットの誤り訂正 距離 2d+1が必要 ex. m+r=3, d=

84 単一誤り訂正 : ハミング符号 2 m の符号語のそれぞれに対して n 個の誤りが対応 (n+1)2 m 2 n (m+r+1) 2 r 2 r-1 n 2 r -1 のとき 2 のべき乗の位置のビットをチェックビットに使う例 :x 1 =x 3 +x 5 +x 7 +x 9 +x 11 x 2 =x 3 +x 6 +x 7 +x 1 +x 11 x 4 =x 5 +x 6 +x 7 +x 12 x 8 =x 9 +x 1 +x 11 +x 12 87

85 Cyclic Redundancy Check 偶数パリティ : 偶 3 進数に対応 1111= =2512 n ビットの符号語を n-1 次式と見なす a 1 x n-1 +a 2 x n-2 + +a n-1 x+a n 符号語が r 次の生成多項式 G(x) で 割り切れる ようにする x r M(x) を G(x) で割った余りを x r M(x) から引く 88

86 余り Cyclic Redundancy Check の例 送るべきデータ 生成多項式 データに を 4 ビット付加 余りを引いて送信

87 Cyclic Redundancy Check 誤り E(x) が G(x) で割り切れなければ検出可能 G(x)=(x+1)Q(x) なら全ての奇数ビット誤りを検出可能 長さ r の全てのバースト誤りを検出可能 x i (x k ) G(x) の例 x 32 +x 26 +x 23 +x 22 +x 16 +x 12 +x 11 +x 1 +x 8 +x 7 +x 5 +x 4 +x 2 +x+1 9

88 ハードウェア G(x)=x 4 +x+1 の例 x 4 x 3 x 2 x 1 x

89 有線系データリンク

90 データリンク終端装置 DSU ; Digital Subscriber/Service Unit ONU ; Optical Network Unit TA ; Terminal Adapter

91 データ中継装置 リピータ : 信号の増幅のみを行う ブリッジ ; リンクフレームの単純なリレー IEEE82 スパニングツリー ルータ ; IPパケットの転送 ゲートウェイ ; TCPヘッダ以上の情報で転送 スイッチ ; ポートからポートへの転送

92 LAN リンク データリンクの種類 (1) Ethernet / IEEE82.3 トークンバス (IEEE82.4) トークンリング (IEEE82.5 by IBM) FDDI (by ANSI) ファイバチャネル (by ANSI) HSSI (by Cisco) IEEE1394 (i.e., i-link Firewire) USB BlueTooth Parallel versus Serial

93 データリンクの種類 (2) MAN/WAN リンク ISDN Ethernet xdsl DOCSIS(Data over Cable Service Interface Specification) SDH/SONET Frame Relay ATM

94 xdsl ADSL ADSL Lite HDSL IDSL VDSL SDSL Asymmetric [G.dmt (G.992.1) ] ADSL Lite [G.lite (G.992.2)] High-Bit- Rate ISDN Very High- Bit-Rate Symmetric 日本語 非対称 DSL ADSLの低 速版 高速 DSL ISDN DSL 超高速 DSL 対称型 DSL 対称 / 非対称 非対称非対称対称対称 A: 非対称 S: 対称 対称 伝送 速度 下り : 最大 8M 上り : 最大 64k 下り : 最大 1.5M 上り : 最大 512k 下り : 1.5/2M 上り : 1.5/2M 下り : 128k 上り : 128k < 非対称 > 下り : 最大 52M 上り : 最大 6.4M 下り : 最大 2M 上り : 最大 2M < 対称 > 最大 13M/26Mbps 線数 1 対 1 対 2 対 1 対 1 対 1 対

95 無線系データリンク

96 移動体通信の発展方向 モビリティ 屋外 屋内 高速 走行 静止 1995 年 2 年 セルラー ページング PHS ( 事業所用 ) コードレス電話 ( 家庭用 ) 2G IMT- 2 3G 中速無線 LAN (IEEE82.11) 4G 高速無線アクセス MMAC 超高速無線 LAN 1K 1K 1M 1M 1M 伝送容量

97 無線 LAN の動作モード

98 アクセスネットワーク技術

99 高速インターネットの事業化モデル インターネット 低圧配電線 QTNet ISP センター 光ファイハ 2 心 親装置 5 戸 ( 戸建 ) サーハ 集線箇所 無線 (2.4GHz) ルータ 光ファイハ 2 心 集線装置 ( 当社スヘ ースを借用 ) 光ファイハ 2 心 光ファイハ 2 心 親装置 集合住宅戸建 1 戸 監視装置 ルータ 当社の心線貸し利用 当社の心線貸し利用 光ファイハ 設備 センター集線箇所親装置 ルータ, サーハ 集線装置高速モテ ム ( 光コンハ ータ付 ) 親装置 1 戸 集合住宅商業地 費用 その他 センター上位系 高速回線 センター下位系 光ファイハ 心線使用料 お客さま宅 高速モテ ム ( リース ) 低圧配電線 : 戸建 無線 : 戸建, 集合住宅 光ファイハ : 集合住宅, 商業地

100 アクセス系通信方式 ( ラストワンマイル ) 光 有線系 高速 (5kb/s 以上 ) ワイヤレス系 通 信 系 FTTB 変換器 VDSL 変換器 モデム 変換器 FTTH xdsl 光ファイハ ADSL 電話線 低圧配電線 インターネット網 携帯電話 (IMT-2) WLL PHS 無線 LAN 放送系 光 / 同軸ハイブリッド CATV O/E CATV ヘット エント 無線 CATV - 7 -

101 DSL 技術

102 ブロードバンド & 常時接続 (Broadband & Always-On) DSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 既存の電話回線でサービス提供 実効速度 : 下り512Kbps~1.5Mbps, 上り128Kbps~256Kbps ポイントポイントリンク ( ケーブルインターネットとの決定的違い ) NTT 市内電話局 高速アクセス ( テ ータ通信 ) スプリッタ ADSL 集線装置 インターネット 電話を同時にご利用可能 ADSL モテ ム 電話交換機 公衆電話網

103 Digital over Analogue over Digital.. < 既存のモデム通信 > : デジタル伝送 : モデム伝送 <xdsl システムにおけるデータ転送 >

104 ADSL でのネットワーク構成 ISP へのホールセール ( 卸売り ) モデル 顧客宅内 NTT ビル Node POI ISP-B NTT ビル DSLAM ATM 交換機 ATM メガリンク ATM 交換機 VC VP IP ルータ ATMルータ ISP-A ISP-C

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106 電話 振幅 上り信号 32 個のキャリア 下り信号 256 個のキャリア 周波数 [khz]

107 ケーブルモデム技術

108 CMTS 同軸ケーブル 光ファイバ インターネット O/E 変換 E/O 変換ノード HUB Servers <STB> < ヘッドエンド装置 > STB: Set Top Box CMTS: Cable Modem Termination System

109 ケーブルモデム技術 一般的な周波数割り当て アナログビデオ, FM 6 ch 54MHz ~45MHz デジタルビデオ 26 ch 45MHz~65MHz 下り方向データ 上り方向データ 65MHz~775MHz 875MHz~1GHz

110 ケーブルモデム 標準化組織 from 1995 年末 - MCNS(Multimedia Cable Network System Partners) DOCSIS ; 1997 年 3 月 (Ver.1.) - Data-Over-Cable Service Interface Specification - 上り最大 1Mbps 下り最大 42Mbps - Approved by SCTE(Society of Cable Telecommunications Engineers, CATV 通信技術者協会 ) - J.112 by ITU-T DOCSIS Ver IP Multicast - QoS MGCP ; Multimedia Gateway Control Protocol - 電話網との相互接続

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113 無線アクセス

114 システムイメージ The Internet ネットワークオペレーションセンター 集合住宅 加入者サービス Wireless エリア 有線系エリア 公衆サービス / モバイルエリア

115 電力線 ( 低電圧線 ) アクセス

116 低圧配電線方式のシステム構成 子装置をコンセントに差し込むだけでインターネット接続が可能 ( 宅内配線工事が不要なのが特徴 ) W HM モテ ム 戸建住宅 信号はトランスの二次側より注入し, お客さま宅へ伝送する ( 伝送距離 15~2m) 低圧配電線 W HM モテ ム ( 親局装置 ) 光ファイハ ケーフ ル ( 二次側 ) 信号注入装置 高速モデム ハブ Tr 宅内は電灯線を利用し, 受信装置はコンセントに接続するだけで使用可能 W HM 分電盤 ( コンセント ) 子装置 ( 高速モテ ム ) ハ ソコン 冷蔵庫 照明エアコン TV 集合住宅 ( マンション, アハ ート ) 受信装置はパソコンの直近に設置するため, 配線工事は不要 光ファイバケーブル 低圧配電線

117 低圧配電線方式によるインターネットアクセスイメージ 6,6V 変電所 高圧配電線 低インヒ ータ ンスによるテ ータ信号の吸収 [ 変圧器 ] 1V エアコンからの雑音 エアコン 照明からの雑音 低圧配電線 電灯線 [ 高速配搬モテ ム ] ( 親装置 ) フィルタ 電力量計 分電盤 照明 インヒ ータ ンスアッハ TV インヒ ータ ンスアッハ を装着することで TV の影響を低減 高速配搬 インターネット 光ファイハ ケーフ ル フィルタ 1V 高速配搬 イーサネット 高速配搬モテ ム ( 子装置 ) パソコン 14 : 電気 (6Hz) : データ信号 (1k~45kHz) : 家電機器からの雑音 (1k~45kHz)

118 最近は Data-Link / PHY over IP がたくさん SCSI iscsi (SCSI over IP) RF over IP (for Cell-Phone system, for NAOJ) Ethernet over IP (e.g., ソフトイーサ ) IEEE1394 over IP MPLS Pseudo-Wire ECHONET-lite over IP over foo