ADSL / Asymmetric Digital Subscriber Line

■ ADSL。Asymmetric Digital Subscriber Line。

  非対称デジタル加入者線。

  4種類あるDSL技術の1つ。DSLとは、
  従来の電話回線を用いて、数MHzの高周波数を載せることにより、
  数十Mbpsの広帯域通信を提供するアクセス回線技術である。

  ADSLは、他のDSL技術と異なり、とくにダウンストリームの方が
  アップストリームと比較して多くの帯域幅を伝送できる仕様のため、
  非対称(Asymmmetric)と呼ばれる。
 
  ADSLは、ITU-Tが標準化を行い、複数の勧告を出している。
  最初に標準化されたG.992.1(G.dmt)では、
  下り最大8Mbps、上り最大1.5Mbpsの通信速度を実現する仕様である。
  他に簡易版としてG.liteなどがある。

  ADSL通信に使用する機器のうち、
  センター側機器をDSLAM(DSL Access Multiplexer)と呼ぶ。
  ユーザ宅内に置かれる機器をADSLモデムと呼ぶ。

  両機器は、DMT方式(Discrete Multitone)と呼ばれる方法で通信する。
  1MHz程度の周波数帯域を4kHzごとに細かく区切り、
  個々のの帯域に少しづつデータを載せることでノイズ耐性を高めている。
  この1つ1つの帯域を搬送波(ビン)と呼ぶ。

  なお、ADSLの上位層はATMと規定されているため、
  DSLAMのアップリンクはATM回線であることが多い。
  一般にユーザ認証のため、PPPoAまたはPPPoEが併用される。

  ADSLは、コンシューマ向けのブロードバンドインフラとして、
  韓国や日本で爆発的に普及した。
  最近ではキャリア、ベンダを問わず、さらなる高速化への挑戦が盛んで、
  すでに下り最大40Mbpsのサービスも実現している。

■ ITU-T勧告 G.992.1。

  ADSLの最初の標準規格。
  通称をG.dmt(ジードットディーエムティー)と呼ぶ。

  上り通信に26kHz〜138kHz、
  下り通信に138kHz〜1.1MHzの周波数帯域を使用し、
  下り最大8Mbps/上り最大1.5Mbpsの通信速度を実現する規格。

  G.992.1には、北米仕様のAnnex A、欧州仕様のAnnex B、
  日本仕様のAnnex Cの3種類の付属勧告がある。
  Annex Cは、日本独自のISDN規格(ピンポン伝送方式)との
  干渉を避けるための特別仕様であり、DBM(Dual Bitmap)を使用する。

■ ITU-T勧告 G.992.2。 

  G992.1の簡易版。
  通称をG.lite(ジードットライト)と呼ぶ。

  上り通信に26kHz〜138kHz、
  下り通信に138kHz〜552kHzの周波数帯域を使用し、
  下り最大1.5Mbps/上り最大512kbpsの通信速度を実現する規格。

  G.992.2には、北米仕様のAnnex A、欧州仕様のAnnex B、
  日本仕様のAnnex Cの3種類の付属勧告がある。
  Annex Cは、日本独自のISDN規格(ピンポン伝送方式)との
  干渉を避けるための特別仕様であり、DBM(Dual Bitmap)を使用する。

■ ADSLの高速化。

  現在では、ADSLの高速化が進み、
  通信事業者からは下り通信速度が12Mbpsのメニューや、
  24Mbpsメニュー、40Mbpsメニュー等が提供されている。

  これらの高速メニューのうち12Mbpsまでのサービスは、
  基本的に8Mbpsと同じ規格(G.992.1)に準拠しているため、
  使用する周波数帯は同じ(〜1.1MHz)であるが、
  高速化のために下記(1)〜(3)のような技術が追加で用いられている。

  また、24Mbps以上の速度を実現するADSLでは、
  これらの技術を利用するほか、使用する周波数帯域を2倍にし、
  従来最大1.1MHzだった周波数を2.2MHzに高めている。
  のちにG.992.1 Annex Iとして、ITU-T標準化された(2003年5月)。

  ADSL技術では、一般に高速化するほど伝送距離は短くなる。
  これは主に線路のノイズが悪影響するためである。
  このため、12Mbps以上の速度を出せるのは2km以内とされ、
  24Mbpsにいたっては、200m以内と言われている。
  
  (1) フルビット・ローディング。

    G.992.1の規格に厳密に従い、
    1つの搬送波に15ビットの信号を乗せること。
    以前はチップの性能の限界で11〜12ビットしか載せられなかった。

  (2) オーバーラップ。

    G.992.1 Annex Cの拡張オプション。

    上り通信用の周波数帯域を下り通信にも使用することで、
    搬送波（ビン）の数を増やす技術。
    上り信号と下り信号が混ざるが、エコーキャンセラで区別できる。

    もともと上り通信帯域は低周波数帯域であり、
    ここにに拡張することになるため、長距離化も図れる利点がある。

  (3) S=1/2。エスイコールニブンノイチ。

    G.992.1に規定されている誤り訂正符号のビット数を半分にし、
    その分をデータ転送に割り当てる技術。
    もともと線路ノイズが少ない場合に限り、有効である。

■ BAS。Broadband Access Server。

  DSLサービスを提供する通信事業者は、
  ISP向けのホールセールというサービス形態をとることが多く、
  ユーザーからISPへの接続の処理を効率的に運用するため、
  BASを導入している。 

  BASは基本的にはレイヤ3デバイスなので、
  ルータ機能を持ち，優先制御や帯域管理なども可能である。
  ブロードバンド版のRASといってよい。

  BASは、通常DSL事業者の集約局内に設置され、
  各電話局のDSLAM(数十〜数百台)が接続されるATM回線を集約し、
  上位回線へのアグリゲーションを行う。

  また、ADSLモデム、ブロードバンドルータ、PCなど、
  ユーザ宅内に設置されたPPPクライアントからのPPPセッションを終端し、
  RADIUSと連携して、接続先ISPへの選択的な接続を行う。

  米RedBack Networks社のSMSなどの製品が有名で、広く採用されている。

  参考URL RedBack社 SMSファミリ
  http://www.redback.com/ja-JP/products/home_sms.html

■ ユーザ認証の方法

  ADSL網は上位プロトコルとしてATMを使用する。
  このためADSLモデムを認証するには、PPPoAを使用する。
  しかし、ADSLモデムを透過して、
  宅内LAN上のローカルルータやPCを直接認証する場合には、
  PPPoEを使用する。

  (1) PPPoA。PPP over ATM。

    ATM上でPPPを利用してIP通信を実現する仕組み。
    ADSLモデムからBASに接続してPPP認証を受ける場合に用いる。
    RFC2364で規定されている。

  (2) PPPoE。PPP over Ethernet。

    イーサネット上でPPPフレームを伝送する技術。
    LAN内のPCなどからWAN内のBASに直接PPP接続することができる。

以上。

2004/02/26 pm