音声信号の光信号への変換

　光ケーブルでデータをやり取りするには，電気信号を光信号に変換する必要があると聞きました．音声をやりとりするには，音声信号->電気信号->光信号と二段階で変換する必要があるとも聞きました．この一段階，あるいは二段階の変換には，どれほどの時間が必要なのでしょうか．

　いくら光ケーブル上で高速に(光速に)通信できたとしても，この変換が律速しているのではないかと思っています．

　「日米時差なし中継成功　フジテレビ、ＮＴＴコムが光網で実験」という記事には，15,000キロの光ケーブル上の通信を0.1秒で行ったと書いてありました．単純に(，あくまで単純に)光速で割ると0.05秒で通信できる距離です．ということは，これらの変換に0.05秒程度かかっていると考えてもいいのでしょうか?

No.3 ベストアンサー 回答者： at121 回答日時： 2005/03/18 17:31

　数字は適当ですが・・

音声信号->電気信号
電気回路（A/D変換＋コーデック）
　　　ICの半導体の素子応答時間　数百段分　　マイクロ秒単位
電気信号->光信号
　電気-光変換素子
　　　半導体の素子　数段分　ナノ秒単位
情報ネットワーク系制御システム
　インターネット形式(ＩＰプロトコル)
　　　サーバーなど　CPUクロック数百段分　数十ミリ秒単位
　　　※CPUクロック1段分はICの半導体の素子応答時間　数百段分

15,000キロの光ケーブル
　光ファイバー内で光は直進しない：蛇行するので 30万km/秒より少し遅い

「光ケーブル上で高速に(光速に)通信できたとしても，この変換が律速」について
　この変換は　車や飛行機に乗るときだけのもの。
　しかし車や飛行機とちがい、情報ネットワークは途中下車・乗車可能で連続で処理できる　高速ベルトコンベヤ　のようなもの。
　#2の　大量　ということと同じですが、隙間にどんどん情報を入れられます。
　網としての高速化はさらに期待されます。
後半の説明がうまくできませんが・・

No.2 回答者： nano_cat 回答日時： 2005/03/18 11:13

データ圧縮なしならば、

アナログ信号 → A/D変換 →（伝送）→D/A変換 →アナログ信号

という流れなのだから、A/D変換１～２回分の遅れかな。
どのぐらいでサンプリングするか知りませんが、音声なら10kサンプル/秒として、0.0001秒。（ほとんど無視できるぐらい）

0.05秒余分にかかるってことは、データ圧縮にそのぐらい
かかっているということでしょう。そもそもデータ圧縮するにはデータをある程度バッファリング（メモリに溜めておく）しないといけないのですから。


>>いくら光ケーブル上で高速に(光速に)通信できたと
>>しても，この変換が律速しているのではないかと
>>思っています．

光でも電気でも光速で伝わります。光ケーブル通信は大容量で伝送できるのがメリットです。「光だから高速」ではないのです。「光は外に漏れない＆他からの干渉が無いから大容量にできる」なのです。－－－結果的に大容量だから高速になるのです。
光ケーブル１本で電話数万回線（もっとかな）が伝送できます。

No.1 回答者： ymmasayan 回答日時： 2005/03/17 22:14

>　音声信号->電気信号->光信号と二段階で変換する必要があるとも聞きました．

音声電気信号(アナログ)→音声ディジタル信号→光ディジタル信号の順ですね。
受信の時には逆になります。
ＴＶの映像信号の場合も同じ手順を踏みます。

>　この一段階，あるいは二段階の変換には，どれほどの時間が必要なのでしょうか．
第１段階は若干の時間が必要です。第２段階の時間はほぼ０です。

それよりも問題なのはデータ圧縮による遅れです。
音声や映像は非常にデータ量が多いのでデータ圧縮を行なって送信データ量を減らします。
この圧縮と戻し(俗に解凍と言う)に相当時間がかかるのです。
現在行なわれているデジタルＴＶ放送ではアナログ放送よりも１秒近い遅れが出ます。

>　「日米時差なし中継成功　フジテレビ、ＮＴＴコムが光網で実験」という記事・・・・。
>　ということは，これらの変換に0.05秒程度かかっていると考えてもいいのでしょうか?
この実験の詳細は参考ＵＲＬの通りです。
この実験にはいくつかの条件があります。
１．超高速回線(2.4Gbps)を使ってハイビジョンのテレビ信号を非圧縮で送っている。
２．インターネット形式(ＩＰプロトコル)を使っている。

１は普通の放送のように圧縮・解凍をやりませんので非常に早いです。
２は遅れを含む要素がありますがそれを最小に押さえる工夫をしているのでしょう。

結局、アナログ・ディジタル変換、ＩＰ伝送遅れ、ディジタル・アナログ変換の合計が
0.05秒と言う事なのでしょう。

参考URL：http://www.ntt.com/release/2004NEWS/0004/0409.html