ADSL減衰要因の考察

• 主な減衰要因
  
  　ファイル1０で記述したように、ＡＤＳＬの減衰には、電話回線の状況として次のような要因があり、こうした減衰要因の影響が極めて少ない理想的な回線では、ほぼ距離に比例して減衰するのではないかと思われます。
  
  �@　線径（普通より細いと減衰大）　
  �A　絶縁種類（プラスチック絶縁と紙絶縁とあり紙絶縁の割合が高いと減衰大）
  �B　手ひねり接続箇所数（数が多いと影響大）
  �C　ブリッジタップの数（ブリッジタップがあれば影響有、数が多いと影響大）
  �D　ISDN回線数（同一カッド内に、ISDN回線が収容されていれば影響強大）
  　　　　　　　　　　（隣接カッド内、一つとびカッド内の収容でも影響大）
  
  
• リンク速度の推定式
  
  ＬＳ ＝ 8192Kbps - r * ( B*D*�@ ＋ �A*D1 ＋ a*�B ＋ b*�C ＋ c*�D + d*�E)
  
  　ｒ は、bits/toneをＫｂｐｓに換算する係数
  　Bは、距離によるｂｉｔ値の減衰係数、�@は線径が細い場合の減衰率
  　
  　理屈っぽく考えてみると、下りリンク速度ＬＳは、
  　　　基本的な距離Dによる減衰B*D*�@に、
  　　　紙絶縁を使用する距離D1による減衰の増加分 �A*D1と、
  　　　手ひねり接続箇所数�Bに応じた減衰の増加分 a*�Bと、
  　　　ブリッジタップの数�Cに応じた減衰の増加分 b*�Cと、
  　　　ＩＳＤＮ干渉による減衰の増加分 c*�Dと、
  　　　ＡＭ波など外的要因による減衰の増加分d*�E
  　を加味して推定できます。
  
  　しかし、こうした変数は今のところほとんど入手不可で、実績データから割り出すことも困難です。そのため、以下の（２）（３）で現実的に測定結果など入手できるデータで検討してみます。
  

• ＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄグラフの帯域別分布直線
  
  　理想的な回線の場合、電話交換局から3ｋｍ離れているとリンク速度はどの程度でるものなのか。また、何ｋｍ離れているとリンクできなくなるのか。理想的な回線における距離とリンク速度の関係をもし推定できれば改善の目安となります。そういう観点で少し検討してみました。
  
  　しかし、現実の回線は何らかの問題点を抱えており、実績データから全ての減衰要因を除外し分析することは困難です。
  
  　ＡＤＳＬ信号は、周波数が高い帯域は遠くまで伝わらない性質があり、周波数の帯域別に伝わっているのかどうかＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄをみることが参考となります。
  
  　ＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄグラフの帯域別分布直線(図1の緑の線）は、最もｂｉｔ値の高いところを結んでおり、この直線が距離が遠いとどうなるのかということがまず手がかりになるのではと思います。
  
  
  
• 帯域別分布直線の意味
  
  　図2は、ファイル5のＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄ分析表の回線距離別の帯域別分布直線の平均値です。まだファイル5自体のデータ数が十分ではないこと、正確な距離（線路長）が把握されているデータばかりでないため、距離の区分を大雑把にし傾向をみてますが、本来は、距離に比例して動くものです。
  
  　また、本当にこの直線がベストの状態なのかといえば、�DＩＳＤＮ回線の干渉や、外からノイズとして加わるＡＭラジオ波などの影響は除かれているとしても、�@線径、�A絶縁種類、�B手ひねり接続箇所数、�Cブリッジタップ数など本来の回線品質による減衰要因は含まれたままです。
  
  　つまり、帯域別分布直線はＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄグラフの最もｂｉｔ値の高いところを結んでいても、理想的な回線の状況ではなく、もともとの回線の品質にかかる減衰要因は除かれてないのです。
  

• ＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄのｂｉｔ値は、すべて2以上の値となってます。つまり、値が1となることはないのです。これは低い信号レベルでは、ノイズと区別がつかなくてノイズを拾ってしまうことを避けるためのようです。
  
  　図2の距離による帯域別分布直線の相異をみると、ピンク色の部分はｂｉｔ値を取得できないところです。例えば、回線距離が1.5ｋｍ〜2.5ｋｍ（緑色の直線）の場合、キャリア＃236以上は使えない、つまり周波数1,020khz以上は受信できないのです。
  
  　回線距離が2.5ｋｍ〜3.5ｋｍ（橙色の直線）になると、キャリア＃192以上、周波数830khz以上は受信できなく、距離が遠くなると使える帯域幅が狭くなります。また、取得できる周波数帯域でも取得できるｂｉｔ値が小さくなり、その結果速度が遅くなるのです。
  
  　図２では、緑色の帯域別分布直線は、前述したように傾向を把握するために、1.5ｋｍ〜2.5ｋｍの平均値です。つまり1.5kmであればその上の紺色の線に、2.5kmであればその下の橙色の線に近いのです。
  
  　これを一般式化し、平均的な品質の回線の場合、距離によりどの程度の周波数帯域まで使えるのかまとめたものが、表３です。この表からすると６ｋｍぐらいまでであればなんとかリンクしそうです。
  
  表３　回線距離別のｂｉｔ値取得周波数上限値（平均的な回線品質の場合）
  

  回線距離	2.0km	2.5km	3.0km	3.5km	4.0km	4.5km	5.0km	5.5km	6.0km
  上限キャリア＃	[236]	[213]	[192]	[172]	[154]	[137]	[121]	[107]	[ 93]
  上限周波数KHz	1,020	920	830	740	665	590	525	460	405

  　しかし、ＩＳＤＮ回線、ＡＭラジオ波の影響が全く無いということは、現実にはあり得ないことで、やはり回線距離５ｋｍを超えれば相当苦しいと思います。
  
  　また、逆に５ｋｍを超えていてもリンクするならば、�@線径が太い、�A　絶縁種類がすべてプラスチック、�B手ひねり接続箇所が極めて少ない、�Cブリッジタップがないというように回線品質が極めて優れているケースのみ救われるのだと思います。
  　なお、こうした上限の議論は、Ｙａｈｏｏ！ＢＢ以外のＡｎｎｅｘＣのキャリアでも、概ね同じと思います。ＡｎｎｅｘＣとＡｎｎｅｘＡの相異が、主にＩＳＤＮ干渉対策の問題のようで、そうであれば理論上は表３の上限値は変わらないのです。しかし、ネットでの速度報告を見てますと少しは違うようにも思います。
  
  
  

• 回線品質上の問題
  
  　�@線径、�A絶縁種類、�B手ひねり接続箇所数の影響については、特定周波数に影響を与えるものではなく、全帯域に影響があるものと思います。
  
  　つまり、前述の帯域別分布直線でみれば、距離が２ｋｍでも�@線径が普通で、�A全てプラスチック絶縁で、�B手ひねり接続が少ないような品質の良い回線では帯域別分布直線が１．５ｋｍ並で、逆に品質の悪い回線では、帯域別分布直線が２．５ｋｍ並になるようにシフトしているのではと思います。
  
  　もっと簡単に言うと、品質の悪い回線では、距離が実際の距離より長いようなものです。ＮＴＴの回線調査の説明もそのような書き方がされてます。
  
  
  
• ブリッジタップ外しの効果
  
  　減衰要因のうち、�@線径、�A絶縁種類、�B手ひねり接続箇所数は容易に改善できないことですが、ブリッジタップは費用がかかるものの取り外すことが可能ですから、ブリッジタップがない場合の状況が把握できると良いのです。
  
  　最近ブリッジタップを取り外した例はちらほらありますが、ブリッジタップ外し前後のＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄの測定データのグラフは、一例しかみてません。この例では、帯域全体に少し改善され、ＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄのｂｉｔ値の取得できる帯域幅が広くなっています。４００ｋｈｚから７００ｋｈｚぐらいまで取得できなかったのが改善されており、下り帯域、特に高い周波数帯域が回復していることが目につきます。
  
  　ブリッジタップの影響は、ブリッジタップから伸びている余分な回線からの反射波が問題のようで、ブリッジタップのある位置、余分な回線の長さにより影響の度合いや影響を受ける周波数帯域が変わるようです。でも通話帯域やＩＳＤＮ帯域では問題とならないようなので、下りＡＤＳＬ帯域、中でも比較的高帯域への影響が中心ではないかと思います。
  
  　現実には、ブリッジタップがある場合、一つとは限らないこと、また他の�@線径、�A絶縁種類、�B手ひねり接続が要因の場合は、特定の周波数帯域がへこむ理由とはならないのではということから、距離が近いのに、取得できる帯域幅が狭く、特に高周波帯域が全く取得できない場合はブリッジタップの疑いが強いと思います。
  
  　つまり帯域別分布直線では、もう少し高い周波数帯域までｂｉｔ値が取得できるはずなのに、というケースがブリッジタップが疑がわれる典型的な例ではないかと思います。（事例が一つでは、所詮推論です。今後ブリッジタップ外し前後のＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄデータが入手できれば、確認していきたいと思ってますので、自分で測定した、あるいは見かけたという場合は、情報提供をお願いします。）
  
  
  
• ＣａｒｒｉｅｒＬｏａｄグラフの変化の事例
  
  　図１は、私のモデムの２回の測定結果ですが、このリンク速度が１，０２４Ｋｂｐｓから１，２８０Ｋｂｐｓにアップしたことに思い当たる事が無いのです。
  
  　しかし、図１を良く見ると、�@使用帯域幅が両方ともキャリア＃１５９止まりで高い帯域幅に広がったわけではないこと、�AＩＳＤＮの干渉帯域での改善が目につきます。つまりキャリア＃９０〜＃１１０で、赤い棒グラフがないのに青い棒グラフある、あるいは青い棒グラフの値が高くなっており、この＃９０〜＃１１０の帯域での改善が、リンク速度アップの主因です。
  
  　同一カッド内には、ＩＳＤＮ回線は無いと思いますが、同一ケーブル内に収容されていたＩＳＤＮ回線が廃止された可能性が高いのではと思っています。
  ＩＳＤＮ干渉について詳しくは、再度ファイル１0の後半を参照してください。