有線での周波数帯域

質問

お世話になります。
今、必要に迫られ周波数帯域について調べています。
いろいろなサイトを見たり調べたりしたのですが、どうしてもわからないことがあり、質問させていただきました。
特にFTTHについて知りたいのですが、ADSLやCATVインターネットでの話も併せてしていただけると助かります。

周波数や周波数帯域という言葉の意味については用語辞典などで調べていますので、だいたい理解しているつもりです。
たとえば無線や携帯電話などの電波で使うということであれば理解できるのです。大気中の決められた領域を使っているんだな～という意味で。
でも、有線のケーブルの中を通る信号がどの周波数帯域を使うかというのがどうしてもイメージがわきません。
電子レンジのように周波数を発する・・ということであればわかりやすいですが、これとはちょっと違いますよね？

たとえばADSLであれば、音声で使われない高い周波数帯域を利用するということですが、これは電話線の中の別の部分を利用するということで、それがどうして広い（高い）周波数帯域という話になるのか？

またFTTHは光ファイバーケーブルの特性でスピードが速いと思っていますが、実際にはこれも広い周波数帯域を使っているようで、有線でありながら広い周波数帯域を使うというのがなんだかピンとこないんです。
ちなみに、光ファイバーやCATVインターネットで利用する帯域がどれくらいか（？MHz）も知りたいです。

わかりにくい質問のような気がしますが、タイトルにもありますように有線においての周波数帯域をいう観点で回答いただけると幸いです。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

noranuko · ベストアンサー

無線伝送と考え方は変わりません。
無線はある周波数の電波に、メタルケーブルはある周波数の電気信号に、
光ファイバはある光の波長(=周波数)に情報を載せているだけですから。
周波数=電波ではなく、
周波数=一秒間にどれくらい振動しているか、なので電波でも、光でも、電気でも、それこそ空気の振動としてでも伝えることができます。
ただ有線ですと、ほかの信号との干渉をあまり気にしなくてよいというだけです。

もうちょっとわかりやすく説明すると、
音声信号でもデジタル信号でもそれをフーリエ変換によって正弦波に分解してしまうことができます。
これがこの分解されたすべての正弦波の周波数を含む周波数帯域が、
この元の信号を送るのに必要な周波数帯域ということになります。
で、これをそのまま送るのは伝送路(無線や有線)の性質や用途によっては無駄が多いので、
いろいろと処理をしてやります。
変調や多重化という処理です。
有線の場合あまり制約が少ないので、そのまま送ることも可能なのですが、
無線の場合、これを利用する機器は同じ伝送路を使っているのと同じですので、
周波数をかぶらないようにしてやることで混信しないようにしています。
(周波数多重化。たとえば音を送るには20Khzの帯域があればいいので、
0～20KHz、20～40Khzというように20KHzごとで区切ってやれば、たくさんの音を同時に送ることができる)
これがチャンネルとか、ラジオの周波数とかの意味です。

そして周波数帯域と伝送速度の関係ですが、
結果だけを言うと2倍の速度で伝送をしようと思うと、2倍の周波数帯域が必要になります。
(ほかにも高速化する手法はありますが)
そしてケーブルはその種類によって、伝送可能な周波数帯域が違い、
対線ケーブル<ツイストペアケーブル<同軸ケーブル<<光ファイバ
の順に広くなります。

お礼

大変丁寧な回答をいただき、ありがとうございます。

>そしてケーブルはその種類によって、伝送可能な周波数帯域が違い、

ケーブルによって速度が変わることはわかっていましたが、周波数帯域が違うという考え方はできませんでした。
速度が周波数帯域の広さに比例するということなので、そういう意味になるんですね。
まだ完全に理解していませんが、なんとなくわかったような気がします。
感謝いたします。ありがとうございました。