2度目の質問です

お久しぶりです。紘明です。早速なんですけど、

デジタル(信号)とアナログ(信号)の違いはなんなんでしょうか?

いろいろ調べてみてみると波が連続しているかどうかなどと書いてあって。それについてはなんとなく理解できてるんですが。

ある本の問題に。
Q,ADSL接続サービスの特徴について、正しく説明がされているものを選べ。
という問題で答えが
A,音声帯域より高い周波数帯を用いたデジタル信号を送るために距離による減衰が大きく、ノイズにも弱い。
ってなっていたんですけど。自分の考えとしてはアナログ信号に思えてしまうんですけど、どうなんでしょうか?

あとデジタル信号は本当に0と1の信号しかないのでしょうか?
よろしくお願いします

名前: 
紘明
日時: 
04/06/09 21:23

コメント

紘明さん,お久しぶりです。

>デジタル(信号)とアナログ(信号)の違いはなんなんでしょうか?

うーむ。
そもそも,デジタル信号とは何か,アナログ信号とは何か,
っていう言葉の定義からやらないといけないかもしれません。

変調技術を使わずに,
デジタルデータを信号に直接対応付けたものをデジタル信号と呼ぶことにすれば,
デジタル信号は,四角い波形,つまり矩形波になり,
アナログ信号は矩形波とは限らず,いろいろな波形になる,
という点が両者の違いってことになりますね。

でも,デジタルデータを(方法の如何に関わらず)
信号にしたものがデジタル信号だ,ってことになると,
元のデータがデジタルなのがデジタル信号で,
元がアナログだとアナログ信号っていうことになりますね。

まあ,普通は前者のように考えるでしょうから,
以下ではそう考えることにしましょう。

>Q,ADSL接続サービスの特徴について、正しく説明がされているものを選べ。
>という問題で答えが
>A,音声帯域より高い周波数帯を用いたデジタル信号を送るために
>距離による減衰が大きく、ノイズにも弱い。
>ってなっていたんですけど。
>自分の考えとしてはアナログ信号に思えてしまうんですけど、どうなんでしょうか?

デジタル信号には次のような特徴があります。
波形が四角く,その角の部分に高い周波数成分が含まれます。
だから,距離による減衰が大きくなります。
また,変調技術を用いる場合は,特定の周波数の搬送波を使うことが多く,
その場合,搬送波の周波数とは違う周波数をノイズとして除去することができますが,
デジタル信号の方は搬送波という考え方がないので,
このようなノイズ除去はできません。
だから,デジタル信号は,距離による減衰が大きく,ノイズに弱いということになります。

矩形波のデジタル信号に関する性質はこれでいいんですが,
紘明さんが言いたいのは,
ADSLはデジタル信号ではなくアナログ信号ではないのか,
という意味なんですよね?
だとしたら,私も同じ疑問を感じます。
ADSLはデジタルデータを送るための技術ですが,変調技術を用いるので,
上の定義で前者の考え方に従うと,信号はデジタル信号とはいえません。
まあ,デジタル信号の意味を後者のように考えれば,
ADSLもデジタル信号だということになりますが,
その場合には,デジタル信号だからという理由で
距離による減衰とか,ノイズに弱いといった,
信号の波形に由来する性質に結びつけるのはおかしいですね。
ADSLの信号は矩形波じゃないんですから。
まあ,ADSLの信号は周波数が高いので,減衰が大きく,ノイズにも弱い,
というのは誤りではないのですけど。

>あとデジタル信号は本当に0と1の信号しかないのでしょうか?

『0と1の信号しかない』っていう言葉をどういう意味に受け取るかで,
答えが変わるかもしれません。

デジタル信号の中には,信号を読み取るときにタイミングをはかるために使う
同期用信号が含まれます。
その同期用信号はタイミングをはかるためのものなので,
その部分の信号は0や1の値を持つわけではありません。
だから,この部分は0でもないし1でもないといえますし,
0と1以外の信号もあることになります。

しかし,同期用信号は,特定のビットパターンをデジタル化したときの波形になるので,
0と1を信号に対応付けたもの,ともいえます。
その意味では,デジタル信号は0と1しかありません。

こんな説明でわかるかしら。

返事遅れました
とりあえずデジタル信号、アナログ信号のイメージはつかむことが
できたので電気について勉強することにしてみました。(理系なので
すがずっとサボってきていたので。)ありがとうございます。

便乗で質問させて頂きます。

ADSLの搬送波の正体はアナログ信号ということですね。
で、疑問なのはISDNです。
ある本によるとDSU-交換機間はCMI符号というディジタル信号ということなのです。ディジタル信号なのに何故長距離伝送ができるのか???です。

>ある本によるとDSU-交換機間はCMI符号というディジタル信号ということなのです。
>ディジタル信号なのに何故長距離伝送ができるのか???です。

デジタル信号の矩形波は距離が離れると波形が変形するのですが,
どう変形するかというところがポイントです。
高い周波数成分が弱くなるので,信号から急激な変化がなくなります。
その結果,簡単にいうと,信号の立ち上がりが遅れるわけですね。
でもって,伝送速度が速いと,
信号が立ち上がる前,あるいは,立ち上がる途中で
信号の値を読むことになってしまい,
そこで読み間違いが起こるわけです。
ところが,伝送速度が遅い場合は,信号の値を読み込むタイミングが遅くなるので,
信号が立ち上がってから信号の値を読み込むことになり,
距離が離れてもさほど影響を受けないっていうことです。
もちろん,程度問題なんですけど。

まあ,要するに,ISDNは伝送速度が遅いから大丈夫,っていうことかな。

搬送波の上限周波数はADSLで約1000K、ISDNで約380KHzだそうです。
この差が効いてるんですかね…

ADSLとISDNの信号は考え方が全然違うので,
この二つの信号の周波数を比べることにどのくらいの意味があるのかわかりません。

デジタル信号を読み取るときの様子は,
『ネットワークはなぜつながるのか』(戸根勤著,日経BP社)
の87ページにある図2.11とその近辺に説明があります。
でもって,ISDNの信号はこの図の下にある(c)に似ているので,
(c)の波形の角がとれて丸くなった状態を想像してみると,
ISDNでの様子がわかると思います。

一方,ADSLの方は,
『ネットワークはなぜつながるのか』の185ページから190ページの辺りで説明しています。
こちらは信号を読み取るときの様子は説明していませんが,
信号の考え方は書いてあるので,高周波数が減衰したらどうなるのか,
想像してみてください。

そして,両者の想像を比べてみれば,違いがわかると思います。