ISDNとは
ネットワーク構成運用論
2004/05/10
藤村 直美

ISDNとは(2)「Integrated Services Digital Network」「サービス総合ティジタル網」
 日本人が名称を提案
 ITU-T（電気通信標準化部門）によって定められた世界共通の規格
 一般の電話回線の通話機能と比べ接続や応答時間の短縮による利便性の向上


二つのINSネット

加入者線から中継線まですべてデジタル
静止画や動画、音声、コンピュータ間の通信といったさまざまなディジタルサービスを提供
 チャンネルという概念
 INSネット（NTT：1988年4月開始）
NTTが提供するISDN規格に基づくサービス（商品）の名称



「INSネット64」

従来の電話線でディジタル伝送、費用や工事の規模から考えて、個人向けのサービス「INSネット1500」
光ファイバーを敷設して、最大1536kbit/sという高速通信
 サービス内容や費用、工事の規模から考えて、事業者向けのサービス


ISDNと電話網の相違

デジタル化のメリット

電話では加入者線はアナログ
 ISDNでは加入者線もデジタル 基本インターフェイスは2B+D
同時に2回線使用可能
 加入者線は銅線でOK 大口利用者(1.5Mbps）では光ファイバ
 DSUが必要

各種の情報を送るのに適している
信号波形や周波数の違い
 データ、FAXなどデジタル情報が増えている デジタル部品の方が安い 光ファイバはデジタル伝送に適している
広帯域で、雑音、歪みに強い
 高品質伝送ができる（データが劣化しない）

1

多様な情報を効率的に伝送

アナログ通信は周波数帯域に制限される
電話は300〜3400Hz
 TVは0〜4.2MHz




必要な帯域



CdmaOne→8(9.6)Kbps
IMT-2000→384Kbps （460Kbps！）
 PDCフルレート→6.7（11.2）Kbps
 PDCハーフレート→3.45（5.6)Kbps
デジタル信号は０と１だけ送れば良い
情報圧縮もできる各種の情報の発生形態に対応
低速〜高速、連続と間欠 異なる速度を混ぜ合わせることができる



接続方式
Bチャンネルはダイアルによる回線交換
Dチャンネルはパケット交換
 番号体系は電話と同じ
ただしサブアドレス使用で機器指定
 すべてデジタル伝送
デジタル交換機にOCU、加入者側にDSU

電話の音声→64Kbps
デジタル携帯電話→



遠隔会議→64〜384Kbps→40Mbps
連続信号(TV)と間歇信号（データ)

Bチャンネル
基本ビットレート64Kbps
 標本化周波数8kHz×８ビット
電話の通話チャンネル相当
 動画などを除けば十分な伝送量
動きが少ないと動画でも可能









Dチャンネル

宅内バス配線制御信号とパケットデータを伝送 16kbps
 独立したチャンネルで情報伝送に影響しない Dチャンネル信号の構成
 LAPD:Link Access Procedure on theDemand

最大8台まで接続可能
 S/T端子 特定の機器を選択可能
サブアドレス Dチャンネルの競合制御
150m以下に制約

2

TA(ターミナル・アダプタ)
従来の電話やモデムはIインターフェイスがない
ユーザ・網インターフェイス間にプロトコル変換装置 接続条件
アナログ電話、G3FAXなど
データ満末など
VシリーズとXシリーズ
 パケット通信用端末など


通信速度
BRI:Basic Rate Interface=2B+D(最小単位）
 PRI:Primary Rate Interface=23B+D H1=1536kbps、H0=384kbps（回線交換）
 Dチャンネルは制御信号を送る（パケット） vシリーズは0.6〜64KBPSまでで速度整合

Ｖ.110とV.120
X.30（回線交換）とX.31（パケット端末用）

超高速データ通信のイメージ
LANは10Mbps→100Mbps→1Gbps
 WANも高速に
9.6kbps〜64kbps〜192kbps〜1.5Mbps〜44Mbps〜135Mbps〜1Gbps〜10Gbps
 音声通信→静止画像→動画像
 低速から高速までの各種データ通信


Iインターフェイス
いろいろな端末を自由に接続 インターフェイスの統一
 ユーザとネットワークの境界
 ITU-T（国際電気通信連合電気通信標準化部門）が標準化
 時分割多重通信

利用経験
基本料は2850円／月
データ通信はハンドシェイクが速い
 2Bで128kbpsを確保
 同番移行 ダイアルインの方法と価格






グローバル着信、800円／番号

リモートルータ

高速データ伝送の仕組み
電話では4.8kbpsしか保証していない（0.3〜3.4kHz）
 ISDNでは64kbpsを保証
 CODECを使用（デジタル交換機に直結） アナログモデムは電話機と同じ位置づけ
 DSUとOCU(Office Channel Unit)は対向して使用3

B-ISDN

B-ISDNの標準化

Broadband ISDN
B-ISDNでは156Mbpsと622Mbps
 光ファイバ、ATMなど、新技術を多用
 異なるビットレートを収容 N-ISDNでは64kbps〜1.5Mbps
これでは不足する利用形態がある
 TVには数十Mbps
 構内LANは10Mbps〜100Mbps〜1Gbps


B-ISDN勧告の流れ(1)1985 1987
 1988
 1990 1991

B-ISDNの検討開始
ATM方式の提案
B-ISDNの勧告（I.121)
B-ISDNの基本勧告案
基本勧告（13件）

旧CCITTのSG X VIII
（1993年からITU-TのSG13)
 かっては開発・導入した国の規格が標準
複数の規格（日本、北米、欧州）
 世界統一のSDHを1988年に勧告
 B-ISDNの唯一の転送モードはATM(1988年の勧告I.121)


B-ISDN勧告の流れ(2)






エコー１号(１９６０年、米国）

能動衛星
周回衛星（低起動から高起動まで）
テルスター１号（1962年、ベル研）、リレー１号（1960年、ＮＡＳＡ）など
 静止衛星シンコム２号（1963年，ＮＡＳＡ）、シンコム３号（1964年、ＮＡＳＡ）
B-ISDNリリース２勧告

1対ｎ交換のマルチポイント型
 分配サービス マルティメディアサービス

ATMセル構造、セルのヘッダーに含まれる機能、
 ユーザ・網インターフェイス

受動衛星1995


B-ISDNリリース１勧告

ATM専用線
 1対１交換 LAN間通信用コネクションレス・サービス


衛星通信

1993

歴史と現状
１９６５年にインテルサットＩ号
 １９９５年にはＶ号系、ＶＩ号系で２２機
 Ｉ号は電話２４０回線とＴＶ１チャンネル
 Ｖ号系は電話１５千回線とＴＶ２チャンネル ＶＩ号系は電話３３千回線とＴＶ４チャンネル
 Ｖ号系以降はスポットビームアンテナやマルチビーム方式
4

インテルサット衛星
決まった地点間を接続
国際電気通信衛星機構（インテルサット）
 １９６１年７月２４日、ケネディ大統領の呼びかけ
 1963年11月にリレー１号初運用、大統領暗殺中継 １９６４年８月に１１カ国で発足
 １９９５年には１３１カ国


通信衛星の用途
国際通信、国内通信
電話
 ＴＶ中継、ＴＶ会議
 ファクシミリ伝送 専用線

衛星通信の特徴広域性
 同報性
 回線設定の迅速性、柔軟性
 距離に関係なく一定コスト
 遅延時間が270ms秒 誰でも傍受可能

通信衛星の用途(2)
データ通信
ＩＢＳ（インテルサットビジネスサービス）
企業向けデジタル通信網
 ＩＮＴＥＬＮＥＴ
低中速データ通信









トランスポンダのリース、売り渡し

衛星の使用例

国内での使用例

テルスター1号は米国と欧州の間のＴＶ伝送と多重電話伝送
 リレー1号は米国と日本の間のＴＶ伝送
ケネディ大統領暗殺(63/11/22)
 シンコム2号はＴＶ伝送 シンコム3号は東京オリンピックの中継(64/10/10)
 インテルサットＩ号は初めての商業衛星通信

１９８３年からＣＳ２で離島への電話回線、災害時の通信、
 イベント会場からの中継

１９８８年にＣＳ３
 １９９５年にＮ−Ｓｔａｒ
 １９８９年にＪＣＳＡＴの３機とスーパーバード２機
5その他の国における利用(1)
ソ連









１９６５年（世界初）にモルニヤ
長楕円周回起動【極軌道）カナダ

その他の国における使用(2)

１９７２年にアニク
国内通信用静止衛星（世界初）

移動通信

米国
１９７４年にウエブスター
現在３２機、国内通信用

インドネシア
１９７６年にパラパ
国内通信 １４千の島

静止衛星の構想

海事衛星通信

1976年にインマルサット
 東西大西洋、太平洋、インド洋



イリジウム (http://www.iridium.co.jp/)
ＩＣＯＰ（インサルマットＰ）
12機で99年にサービス開始
 オデッセイ グローバルスター

アーサー・Ｃ・クラーク
英国のＳＦ作家
 1945年10月にワイヤレスワールドで発表
 高度３６０００Ｋｍの静止軌道 アンテナを固定できる
 3個の静止衛星で全地球をカバー
 伝搬遅延時間が270ms（片道）日本が使用中の静止衛星

静止衛星運用上の問題

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






国際通信
インテルサット（インド洋、太平洋）
 インマルサット（船舶通信）




国内通信
N-STAR（ＮＴＴ、52個のトラポン）
離島通信、災害時通信、移動通信 スーパーバード（2機、52個のトラポン）、ＪＣＳＡＴ（3機、104個のトラポン）
ＴＶ放送中継、ＣＡＴＶ配信、企業内映像通信


静止軌道は限られている
 数が増えると物理的な衝突、電波の混信
 静止位置と使用周波数を国際的に調整
 電波の放射範囲6衛星の大型化
インテルサットＩ号は４０Ｋｇ
 インテルサットＶＩ号では１．8トン
 トランスポンダーをたくさん搭載し、回線単価が低下
 燃料をたくさん搭載し、衛星の寿命が伸びる

使用周波数
６／４ＧＨｚ １４／１１、１２ＧＨｚ
 ３０／２０ＧＨｚ
 地上からは大電力で送信 衛星からは減衰が少ない周波数
 周波数が高いとビームを絞れる

多元接続技術チャンネル分割方式



中継器を多数の局で共用
チャンネル割り当て方法
固定割り当て（ＰＡ：Pre Assignment)
大回線向き
 接続要求割り当て(ＤＡ：DemandAssignment)
小束回線向きＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）
周波数帯域を一定の周波数で分割
 混変調の可能性
 手順が簡単
 設備が簡単 インマルサットでのアナログ電話はＦＭ／ＦＭＤＡ周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）
時分割多元接続（ＴＤＭＡ）
 符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）


ＴＤＭＡ（時分割多元接続）
チャンネルを時間で分割
 タイムスロット内に信号をまとめて通信 同期のための機能が必要
 混変調がない
 通信容量の変更に柔軟に対応
 Ｎ−Ｓｔａｒの国内通信

7ＣＤＭＡ（符号化分割多重接続）

マルチビーム通信

信号をある周波数に変調し、さらに周波数帯域全体に拡散 スペクトル拡散方式
 干渉、妨害に強い
 高い秘話性
 広い周波数帯域が必要
 米国のＶＳＡＴシステム



マルチビーム通信の技術的課題
０．３度の指向性
高精度のアンテナ姿勢制御
 ＳＳ／ＴＤＭＡの採用（サテライトスイッチ） インテルサットＩＶ号で採用


必要な場所にだけ電波を送信
シングルビーム方式
アンテナの指向性を利用
 マルチビーム方式


複数の狭い地域に別々のビーム周波数の再利用が可能
 受信電力を大きくでき、伝送容量を増大できる 受信アンテナを小型化

衛星通信システムの構成


送信系






受信系


地球局
送信系と受信系をもつ地上局
 アンテナは送受信共用
 巨大なアンテナから小型アンテナへ（１ｍ程度）
カセグレンアンテナ
オフセット型アンテナ（斜めに反射） 平面アンテナ（家庭など）


衛星に向けて大電力で送信
進行波管、クライストロン、ＧａＡｓ ＦＥＴ
微弱な信号を受信し、増幅
低雑音増幅器（パラメトリック増幅器、ＧａＡｓＦＥＴ、ＨＥＭＴ）

通信衛星（送信系、受信系）

放送衛星
静止衛星から直接放送
 日本全土に放送
 衛星が蝕に入ると電力が不足
 １４／１２ＧＨｚ（８チャンネル） 途中に邪魔がない8