第1章 プロローグ ～データやり取りの方法
1.1 データ伝送とデータ通信 ～その定義と違い
(1) データ伝送とは ～ディジタル・データを送る
(2) データ通信とは ～より広いシステムをいう
1.2 信号とデータ ～文字の表現方法
(1) ディジタル信号を伝送するには
(2) 文字の表現 ～コードを使用する
(3) 符号とコードの意味を区別して使う
1.3 データ伝送の各種の方式
(1) 直列伝送と並列伝送 ～二つの基本方式
(2) 伝送の方向性 ～全二重と半二重
(3) ネットワーク伝送 ～これからの主流
1.4 データ受け渡しの方法 ～同期とは何か
(1) 非同期確認方式 ～最も基本的なデータやり取りの方法
(2) 同期非確認方式 ～今一つの基本的なデータやり取りの方法
(3) 両者の比較と選定
(4) 直列伝送における同期式のデータやり取り
(5) 直列伝送における非同期式のデータやり取り
(6) 同期式におけるキャラクタ同期の取り方
[コラム1.1] CPUバスとそのデータやり取りの方法
第2章 インターフェース ～規格と汎用ドライバ/レシーバ
2.1 汎用ICによるインターフェース ～簡単だが限界がある
(1) インターフェースとは
(2) TTLによるドライバ/レシーバ ～用途が限定される
(3) CMOSによるドライバ/レシーバ ～波形はきれいになるが遅い
(4) 高電流駆動能力のTTLを使用する ～高速かつ中距離が可能
(5) TTLの高電圧利用 ～さらにノイズにも強いが大飯食い
2.2 RS232C ～最も多く使われている直列インターフェース
(1) インターフェースと規格の活用
(2) インターフェースに必要な仕様
(3) RS232Cの概要 ～本来はモデム・インターフェース
(4) RS232Cの電気的仕様 ～伝送距離と伝送速度
(5) RS232Cの機械的仕様 ～コネクタの仕様
(6) RS232Cの信号線仕様 ～制御信号が多い
(7) 汎用インターフェースへの適用 ～規格外の使用
(8) コネクタの結線 ～フル実装されていないものが多い
2.3 RS422/485とRS423 ～電気的仕様だけの規格
(1) RS422インターフェース ～高速長距離用の規格
(2) RS485インターフェース ～バスに適用できる
(3) RS423インターフェース ～RS232Cとの中間的な仕様
[コラム2.1] データ伝送関係の規格
[コラム2.2] 変調とモデム ～概要と用途
[コラム2.3] フェールセーフ回路 ～安全な動作をさせるための回路
第3章 直列伝送の概要 ～並列伝送よりも広く利用されている
3.1 直列伝送とその規格 ～直列伝送を大きく分けると
(1) 汎用直列伝送用LSIの利用 ～直列伝送が多く用いられる理由
(2) 汎用直列伝送の規格 ～大きく三つに分けられる
3.2 汎用直列伝送用LSIの概要
(1) 伝送プロトコルにより種類分けされる
(2) マイコンの系列 ～マイコン自体を分類する
(3) 直列伝送用LSIの種類とCPUの系列
[コラム3.1] 伝送プロトコルとは ～伝送を行うための定められた手順
第4章 直列伝送用LSI(キャラクタ・ベース)
4.1 機能の概要 ～具体的LSIを例題として
(1) マルチプロトコルLSI 7201Aの概要
(2) 7201Aの共通伝送機能
(3) 非同期式に使用するときの伝送機能
(4) 同期式に使用するときの伝送機能
(5) ビット・ベースの伝送機能(項目のみ)
(6) CPUとのインターフェース
4.2 LSIの具体的な使い方
(1) 7201Aの構成
(2) 7201Aの接続 ～PC98バスの場合
(3) 7201Aの非同期式における使い方
(4) 7201Aの同期式における使い方
[コラム4.1] 伝送誤り制御 ～その必要性、目的と概要
[コラム4,2] CPUの割り込み機能 ～低速伝送時に使用する
[コラム4.3] DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス) ～高速伝送に使用する
第5章 直列伝送用LSI(ビット・ベース)
5.1 ビットベースのプロトコル ～ハイレベル手順
(1) フレーム・フォーマット ～すべてのフレームは一定の形式である
(2) フレーム内各部の機能
(3) ゼロ・インサート ～データの透過性を保証する
(4) フレームの判定とその異常処理 ～高信頼性を確保する
5.2 ポーリングとループ・モード
(1) 標準のポーリング方式の伝送
(2) SDLCのゴーアヘッド・ポーリング ～効率の高い方式
(3) ループ・モード用LSI
[コラム5.1] テキストとフレーム ～その定義と相違点
[コラム5.2] HDLCのソフトウエア・レベルのプロトコル
第6章 伝送用電気ケーブルとその特性
6.1 伝送誤りの原因 ～波形ひずみが原因である
(1) 伝送誤りの本質を探る
(2) 波形ひずみの原因を探る
6.2 伝送ケーブルの種類 ～特に伝送に適したケーブル
(1) 伝送用ケーブルに要求される事項
(2) 通信ケーブル ～汎用性の高い優れたケーブル
(3) 同軸ケーブル ～高周波のケーブル
(4) 弱電計装用ケーブル ～施工性の高いケーブル
6.3 ケーブルの減衰量と周波数特性への対策
(1) 減衰量とその周波数特性 ～周波数特性をもっている
(2) 周波数特性による波形ひずみ
(3) その対策 ～変調とパルス伝送の技術
6.4 ケーブルにおける信号の反射とその対策
(1) ケーブルの特性インピーダンスと反射の現象
(2) 反射の対策 ～終端抵抗を入れる
(3) 実際の各種終端方法
(4) ケーブルの分岐と反射 ～現象と対策
(5) 定常波とその影響 ～終端してあれば通常は無視できる
(6) 変形された終端の各種方法 ～特定の用途に利用する
(7) 反射の影響を無視できる条件
[コラム6.1] 各種の短距離伝送用ケーブル
第7章 光ファイバ・ケーブル ～電気よりも優れた伝送路
7.1 光ファイバの原理と種類
(1) 光ファイバ伝送の概要 ～電気ケーブルと比較して
(2) 光ファイバの原理 ～全反射によって光をファイバに閉じ込める
(3) 光ファイバの種類 ～距離と速度によって使い分ける
7.2 光ファイバの特性 ～電気よりも優れている
(1) 減衰量は小さいが周波数特性が存在する
(2) 電気ケーブルとの比較(1) ～高速長距離が可能
(3) 電気ケーブルとの比較(2) ～ノイズに強い
7.3 光ファイバの接続と分岐 ～この点では電気に劣る
(1) 接続 ～施工性と損失が問題である
(2) 分岐 ～光分岐器が必要である
(3) 光データリンク ～光学の技術がなくてもよい
[コラム7.1] 各種の光伝送用部品 ～種類と用途
第8章 ノイズの問題とその対策 ～電気の泣き所を解決する
8.1 ノイズとその種類
(1) ノイズの進入経路と原因 ～回路図にない回路が問題になる
(2) 乗ってしまったノイズの種類 ～ノーマル・モードとコモン・モード
8.2 ノーマル・モード・ノイズとその対策 ～第一は乗せないこと
(1) ノイズを乗せないことが重要である
(2) フィルタを利用する
8.3 コモン・モード・ノイズとその対策 ～乗ってしまっても対策がある
(1) 差動レシーバの利用 ～小さなコモン・モード・ノイズに有効
(2) 絶縁の原理と効用 ～大きなコモン・モード・ノイズに有効
(3) 伝送用トランス ～もうひとつのコモン・モード・ノイズ対策
8.4 シールと平衡 ～ノイズを受けない対策
(1) シールの効用 ～ノイズを絶対値として防ぐ
(2) 平衡の原理とその効果 ～ノーマル・モード・ノイズを防ぐ
8.5 クロストーク ～互いに加害者になりあう
(1) クロストークとその対策
(2) フラット・ケーブルのクロストークの実験
(3) 通信ケーブルのクロストークの実験
(4) クロストークの一般データ
[コラム8.1] 保安用アースと信号用アース
[コラム8.2] アース/グランドに起因するコモン・モード・ノイズ
第9章 絶縁とそのドライバ/レシーバ回路 ～有効なノイズ対策
9.1 トランス絶縁とそのドライバ/レシーバ回路
(1) ディジタル信号用のパルストランス ～特性と使い方
(2) トランス用ドライバ/レシーバ回路
(3) バイポーラ符号用ドライバ/レシーバ回路
9.2 フォト・カプラ絶縁とカレント・ループ
(1) フォト・カプラの特性と使い方
(2) 伝送への適用とカレント・ループ
(3) 10mAカレント・ループ ～経済性を高める
(4) 高速用カレント・ループ ～高速伝送も可能
(5) 半二重と多個所用カレント・ループ
第10章 伝送誤り制御 ～誤りの検出と訂正
10.1 伝送誤りの性質とその検出方法 ～確率現象である
(1) 伝送誤りの性質 ～ランダム誤りとバースト誤り
(2) チェック・コードの評価 ～性能と簡単さ
10.2 誤り検出の各方式 ～その特徴と性能
(1) パリティ・チェック ～最も簡単だが性能は低い
(2) 2連送照合 ～簡単でしかも高性能
(3) CRCコード ～多数あり優れた能力をもつものが利用される
(4) 誤り訂正コード ～検出だけでなく訂正可能なコードもある
10.3 伝送誤り制御の手順 ～より信頼性を高くする手順
(1) 再送とその一般的手順
(2) 抜けと重複の発生とその対策 ～誤り制御の信頼性を高める
10.4 サイクリック伝送における誤り制御の方法
(1) チェックコードを付ける方式
(2) チェックコードを付けない方式
(3) ソフトウエアによる方法
(4) 単純多重伝送
[コラム10.1] プロトコルの各種表現方法
第11章 変調と符号化 ～伝送路の周波数特性に対応する技術
11.1 変調の技術 ～アナログの技術で信号の周波数帯域を狭くする
(1) 変調の基礎技術 ～変調の効用
(2) 電話回線用モデム(変復調装置)
(3) モデム用LSI ～LSIはディジタル化されている
11.2 符号化の技術 ～ディジタル技術で周波数帯域を狭くする
(1) 符号化の目的 ～長距離高速化とクロックの多重化
(2) 符号の種類とその符号化/復号化の回路
11.3 イコライザ ～伝送路の周波数特性を補償する
(1) イコライザとは ～一種のアナログフィルタである
(2) 伝送路の許容減衰量とイコライザとの関係
(3) ディジタル信号用イコライザ
(4) モデム信号用イコライザ
[コラム11.1] 電話回線の性質
[コラム11.2] バイポーラ符号の性質 ～優れた特性をもっている
第12章 同期の技術 ～クロックの多重化と同期性能の向上
12.1 同期とその種類
(1) キャラクタ・ベースの同期
(2) ビット・ベースの同期
12.2 データにクロックを含ませて送る
(1) 符号化を利用する
(2) 自己同期符号(完全クロック) ～ビットごとにクロックを含む
(3) 自己同期符号(不完全クロック(1)) ～データの性質と組み合わせる
(4) 自己同期符号(不完全クロック(2)) ～特定のときだけ利用可能
(5) 自己同期用符号と伝送用LSIの利用
(6) スクランブル ～モデムに利用する
12.3 伝送誤りにおける同期の影響
(1) 伝送信号にはジッタが発生する ～伝送誤りの一つの原因
(2) 同期はずれの発生とその原因 ～連続する誤りを引き起こす
12.4 PLLによる同期性能の向上 ～ジッタと同期はずれの防止
(1) PLLとその同期への適用
(2) PLLの技術
(3) 同期におけるPLLの効用
(4) PLLの欠点 ～引き込みに時間がかかる
12.5 ディジタルPLLと水晶発振型PLL
(1) ディジタルPLL ～PLLの欠点を取り除く
(2) 伝送用LSIの利用
(3) 水晶型PLL ～特徴のあるPLL
第13章 多重伝送と簡易ネットワーク伝送
13.1 多重伝送とサイクリック伝送
(1) 多重伝送とは
(2) 多重伝送の用途 ～計測データの伝送と汎用多重伝送
(3) ネットワーク伝送を利用した多重伝送
13.2 汎用ネットワーク伝送
(1) 汎用親子式伝送
(2) リモート・プロセス入出力装置
(3) 任意間伝送機能
第14章 ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)
14.1 LANの基礎 ～高度なネットワーク伝送
(1) LANの基本機能 ～高度なネットワーク伝送
(2) 伝送路アクセスの制御 ～LAN固有の機能
14.2 LANの実際 ～具体的な製品例
(1) LANの標準化
(2) イーサーネット
(3) トークン・バス
(4) トークン・リング
(5) LANの相互接続
[コラム14.1] トラフィック解析 ～待ち時間の解析
[付録1] 文字コード
[付録2] 各種符号の符号化/復号化回路
[付録3] ビット単位の伝送が容易な多重伝送装置
