データリンク
puchi-engineerデータリンク
データリンク層は、物理層で転送されたビットストリームをフレームに分割し、フレームに誤り制御機能を加えて、上位層に提供する役割を持ちます。以下に、代表的なデータリンク技術や規格について説明します。
- Ethernet： Ethernetは、ローカルエリアネットワーク（LAN）で広く利用されるデータリンク技術で、IEEE 802.3規格に基づいています。Ethernetでは、CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式を採用しており、複数のノードが同時に送信を試みた場合には衝突が起こり、再送が必要になります。また、Ethernetでは、フレームの先頭にプリアンブルとSFD（Start Frame Delimiter）を付加し、フレームの先頭と末尾にはフレームチェックシーケンス（FCS）を付加することで誤り検出を行います。
- Wi-Fi： Wi-Fiは、無線LANで広く利用されるデータリンク技術で、IEEE 802.11規格に基づいています。Wi-Fiでは、CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式を採用しており、衝突回避のためにRTS（Request To Send）/CTS（Clear To Send）フレームを使用します。また、Wi-Fiでは、フレームの先頭にフレームコントロールやアドレスなどのヘッダ情報、末尾にFCSを付加して誤り検出を行います。
- HDLC： HDLC（High-level Data Link Control）は、シンクロナスシリアル通信で広く利用されるデータリンクプロトコルで、ISO 3309規格に基づいています。HDLCでは、フレームの先頭にフラグ（01111110）を付加し、フレーム内のエスケープシーケンス（01111101）を使用してフラグと同じビット列をエスケープすることで、フレームの区切りを明確にします。また、HDLCでは、チェックサムを使用して誤り検出を行います。
- PPP： PPP（Point-to-Point Protocol）は、シリアル通信で広く利用されるプロトコルで、RFC 1661に規定されています。PPPでは、フレームの先頭にフラグ（01111110）を付加し、フレーム内のエスケープシーケンス（11100011）を使用してフラグと同じビット列をエスケープすることで、フレームの区切りを明確にします。また、PPPでは、CRC（Cyclic Redundancy Check）を使用して誤り検出を行います。
- ATM： ATM（Asynchronous Transfer Mode）は、広域通信網などで利用されるデータリンク技術で、ITU-T勧告に基づいています。ATMでは、フレームの長さが固定されており、53バイトのペイロードに5バイトのヘッダが付加された48バイトのセル単位で通信を行います。ATMでは、CRCを使用して誤り検出を行います。
- Frame Relay： Frame Relayは、広域通信網で利用されるデータリンク技術で、ITU-T勧告に基づいています。Frame Relayでは、フレームの長さが可変で、ヘッダの長さも可変です。Frame Relayでは、CRCを使用して誤り検出を行います。
- SONET/SDH： SONET（Synchronous Optical NETwork）/SDH（Synchronous Digital Hierarchy）は、光ファイバ通信網で利用されるデータリンク技術で、ANSIやITU-T勧告に基づいています。SONET/SDHでは、フレームの長さが固定されており、複数のチャネルをマルチプレクスすることができます。SONET/SDHでは、CRCやBIP（Bit Interleaved Parity）を使用して誤り検出を行います。
- Wi-Fi： Wi-Fiは、無線LANで利用されるデータリンク技術で、IEEE 802.11規格に基づいています。Wi-Fiでは、フレームの長さが可変で、ヘッダの長さも可変です。Wi-Fiでは、CRCを使用して誤り検出を行います。
- Bluetooth： Bluetoothは、近距離無線通信で利用されるデータリンク技術で、IEEE 802.15.1規格に基づいています。Bluetoothでは、フレームの長さが可変で、ヘッダの長さも可変です。Bluetoothでは、CRCを使用して誤り検出を行います。
- ZigBee： ZigBeeは、IoT（Internet of Things）やセンサネットワークで利用されるデータリンク技術で、IEEE 802.15.4規格に基づいています。ZigBeeでは、フレームの長さが可変で、ヘッダの長さも可変です。ZigBeeでは、CRCを使用して誤り検出を行います。
- NFC： NFC（Near Field Communication）は、非接触型の短距離通信技術で、ISO/IEC 18092規格に基づいています。NFCは、スマートフォンやICカードなどによって利用され、主に電子決済やスマートフォンとのデータ通信などに利用されます。
以上が、主な無線データリンク技術や規格の概要です。これらの技術は、ネットワークの拡張性や柔軟性を高めるために重要な役割を果たしています。また、最近のトレンドとして、有線と無線を組み合わせたハイブリッドなネットワークが注目されています。
