ベースバンド伝送

ベースバンド伝送について

ベースバンド伝送は、信号を変調することなくそのままの形で送信する伝送方式です。この技術は、特に短距離の通信において効果的であり、基本的に簡素な回路設計が可能です。無線通信においては用途が限られますが、過去には火花無線や、最近の超広帯域無線の技術でも一部利用されています。

特徴

ベースバンド伝送の大きな特徴には、まずその回路規模の小ささがあります。これは、信号が変調されないため、追加の機器や処理が不要だからです。そのため、構造が単純であることから、短距離通信には特に適しています。ただし、無線通信での利用は困難な場合が多いのが現状です。

歴史的に見ると、ベースバンドは短距離の有線電信通信で広く利用されてきました。今でも、加入者宅の電話機に至るまでの電話回線で実際に使用されています。

伝送路符号と機能

ベースバンド伝送においては、信号を搬送波に変調する代わりに、デジタル信号をそのまま扱います。これにより、デジタル信号の処理が簡略化されます。ここでは、いくつかの機能が重要になります。

• - 零連続抑圧機能: 同じビットが連続すると、タイミングの抽出が難しくなります。これは、信号の変化がないとそれを検知するための回路が動作しにくくなるためです。
• - パワースペクトルの集中性: 特に金属ケーブルによる伝送では、高周波数成分の損失が大きいため、通過させる必要がある信号の集中度が重要です。
• - 直流平衡: 通常の電子回路は直流信号を通さないため、送信する信号に直流成分が少ないことが望まれます。

信号の分類

ベースバンド信号は基本的に二つの方式に分けられます。これらはそれぞれ異なるアプローチでデータを符号化しています。

• - 単流方式 (Unipolar): 0を電流として、1を電流がない状態として表現します。ノイズによる影響を受けやすいため、主に短距離で使われます。
• - 複流方式 (Dipolar): 正負の電流によって0と1を示します。この技術は差動方式とも呼ばれ、より高い耐障害性を持ちます。

各方式の種類

さらに、具体的な符号化方式には複数の形式があります。

• - RZ (Return-to-zero): 符号の送信期間がパルス幅より短く、信号が0電位に戻る方式です。
• - NRZ (Non-return-to-zero): 符号とパルス幅が一致する形式で、連続的に使用されます。
• - バイポーラ方式 (Bipolar): 1の際、交互に正負のパルスを送信し、0の時は0電位となるものです。
• - 差分方式 (Differential): 0のときには極性を反転し、1では変わらない信号です。
• - ダイコード方式 (Dicode): 信号の変化を特定のパルスに一致させて表現します。
• - ダイパルス方式 (Dipulse): 0と1が180度位相の異なるパルスで送られます。

信号の波形

ベースバンド伝送において、負論理がよく使用されるため、波形は通常以下のように示されます。

• - 単流NRZと単流RZなど、異なる符号化方式の波形は通信線路の性質により異なります。

このように、ベースバンド伝送方式は、シンプルな構造から耐ノイズ性能や効率を向上させるために多様な手法を用います。通信工学の分野では、その重要性がますます高まっているといえるでしょう。

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