伝送理論｜全二重・変調・多重化・誤り訂正・同期方式【基本情報技術者試験 科目A】

科目A 第1章 基礎理論1-11　伝送理論最終更新 2026-09-26

データを遠くへ送るには、決めておくことがいくつもあります。 どちら向きに流すか、どうやって波に乗せるか、 1本の線をどう分け合うか、そして届いた並びのどこからどこまでが1文字かです。 この回に出てくる方式は、どれも「何で分けているか」で見分けられます。

伝送路の向き ── 送れるのは片側か、両側か

変調 ── 流れている波を変えて、情報を乗せる

もともとアナログの音声を運ぶために作られた電話回線や電波では、 0 と 1 をそのままの形で流すことができません。 そこで、線にはあらかじめ一定の波（搬送波）を流しておき、 その波を送りたい情報に合わせて変えることで情報を乗せます。これが変調で、 受け取った側が波から情報を取り出すのが復調です。

AM・FM・PM は波の形を変える方式、PCM だけは波を数に直す方式です。 音声をデジタルで扱いたいときに使うのが PCM で、中身は 1-7 で扱った A/D 変換と同じものです。

多重化 ── 1本の線を分け合う

線を引くのにはお金がかかるので、1本を複数の通信で同時に使います。これが多重化です。

1本の線を3つの通信で分け合う（どちらも横が時間）

  FDM（周波数分割多重）

    ^ 周波数
    | C ================
    | B ================
    | A ================
    +--------------------> 時間

    3つとも、同じ時間に流れている

  TDM（時分割多重）

    ^ 周波数
    | A B C A B C A B C A
    +--------------------> 時間

    同じ帯を、ごく短い時間で区切って順番に使う

分けている向きが 90 度ちがいます。周波数のほうで分けるのが FDM、時間のほうで分けるのが TDM です。

分ける軸は、ほかにもあります。光ファイバで光の色（波長）で分けるのが WDM（波長分割多重）、 携帯電話などで通信ごとに違う符号を掛けて分けるのが CDM（符号分割多重）です。 どれも「1本を分け合う」点は同じで、何で分けるかだけが違います。

誤り検出と訂正 ── 見つけるだけか、直せるか

送る途中で 0 と 1 が化けることがあります。 対策は2段階で、誤りがあると気づく（検出）のと、 正しい値に戻す（訂正）のでは、必要な仕組みの重さが違います。

こうした訂正までできる符号をまとめて ECC（誤り訂正符号）と呼び、メモリなどで使われます。 メモリの ECC も、多くはハミング符号を広げたものです。 訂正できるものは検出もできますが、逆は成り立ちません。 そのぶん付け足すビットが増えるので、送り直しが簡単な場面では検出だけにしておくほうが安く済みます。

⚠️ パリティも、縦と横の両方向に付ければ化けた場所が交点として絞れるため、 1ビットの訂正ができます。ここでの話は、1方向にだけ付けた場合です。

同期 ── どこからどこまでが1文字か

線を流れてくるのは 0 と 1 の並びだけです。 受け取る側は、まず1ビットを読む瞬間を送り手と合わせなければなりません。これがビット同期で、 このあとに出てくる方式すべての土台になります。

そのうえで、どこまでが1文字・1まとまりかを合わせます。ここが3つに分かれます。

調歩同期 ── 1文字ずつ、前後を印ではさむ

    ST 1 0 1 1 0 0 1 0 SP

  ST がスタートビット（値は 0）、SP がストップビット（値は 1）
  あいだの 8 個が 1 文字分のデータ

受け取る側は、ST を見つけたところから数え始めればよいことになります。文字が来るたびにタイミングを取り直すので、いつ届くか分からないデータに向きます。

文字ごとに取り直すのが調歩同期、いちど合わせたら続けて送るのが SYN 同期とフラグ同期です。 印が少ないほど、実際のデータに使える割合が増えます。

まとめ

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