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 “1”と“0”で表すデジタル信号を伝送すると、途中でエラーが発生することがあります。“1”を送ったはずなのに受信側では“0”になったり、逆に“0”を送ったのに“1”と誤って判断してしまうのです。この現象を「ビット・エラー」と呼びます。

ビット・エラーは雑音で起こる

 デジタル信号は一般的に、ビット値を電圧の高低に対応させたパルスの形で伝送しています。例えば、“1”や“0”の信号をそれぞれ1Vや0Vに対応させたりします。

 受信信号の電圧は多少変動するのが普通です。そこで、“1”と“0”の電圧の中間の値を基準にして、それより電圧が高ければ“1”、低ければ“0”と判定します。“1”や“0”の信号をそれぞれ1Vや0Vとする場合では、0.5Vより大きければ“1”、小さければ“0”とします。

 信号を伝送している途中に雑音などが混入して、信号に重なってしまうことがあります。雑音が大きいと信号の波形が大きく乱れて、本来は“1”の信号が“0”、あるいは“0”の信号が“1”と誤って判定されるのです。ビット・エラーはこうして起こります(pict.1)。

 デジタル伝送では、周波数変調や位相変調のように、信号電圧の振幅が変化しても影響を受けないような方法も使われています。それでも大きな雑音が加わると、波形の乱れのために周波数や位相がずれたりするので、結局ビット・エラーが起こってしまいます。

 その点、光ファイバ・ケーブルは光で信号を送るため、雑音電波の影響は受けません。このため、ビット・エラーの少ない高品質の伝送ができます。

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 電気信号を伝えるパルスは、きれいな波形で伝送路に送り出されます。ところが、伝送の途中でパルスが減衰したり、その波形が歪んだりします。しかも伝送中に雑音などが加わるので、受信した波形はかなり乱れてしまいます。こうしてビット・エラーが発生します。
 ちょうどこの図のように、へびの雪像が(もとの信号)、降ってきた雪(雑音)で形が変わり、たつの雪像に見えてしまう(ビット・エラー)ようなものです。
 このビット・エラーは、信号と雑音の大きさの比(SN比)が小さくなると、起こりやすくなります。SN比は、信号が長い距離を伝われば伝わるほど、小さくなります。そこで、早めにパルスを受け取り、“1”と“0”の判定をして波形を整えて、再び伝送路に送り出すことが重要になります。