モデムとONU、ルーターの違い

パソコンやゲーム機などをインターネットに接続するとき、頻出する単語として「モデム」「ONU」と「ルーター」があります。

これらはもちろんネットに繋ぐための機械なのですが、これらの機械がどのように異なるのか理解しているでしょうか。もしかしたら一緒に考えていた方もいらっしゃるかと思いますが、「モデム」「ONU」と「ルーター」は明確な役割の違いがあります。

これからの時代、インターネットに繋ぐ技術は多少なりとも要求されると思います。これら機械の違いを理解して正しく設置と設定できるようにしましょう。

モデム

モデム【modem】、日本語で変調復調装置と呼ばれるこの機械は、アナログ信号とデジタル信号を相互に変換する機械のことです。
ADSL回線での契約となっている場合はこちらの装置が必須で、必ずどこかで設置しているはずです。

パソコンから送られてくるデータはデジタル信号です。これをアナログ回線（ADSLなどの電話回線）に転送する場合、送られてきたデジタル信号をアナログ信号へ変換させる必要があります。逆も全く同じで、アナログ回線から送られてきたアナログ信号をパソコンへ転送するには、デジタル信号へ変換させる必要があります。

このアナログ信号とデジタル信号を変換させる機械が「モデム」です。

※因みに「ISDN回線」の場合は「ターミナルアダプタ」というものが必要です。やっていることは大体同じ。

アナログ回線でインターネットと接続する場合は、このモデムが必需品となります。これがないと、信号をインターネットへ転送したり、または受信したりすることができません。

▲インターネットに接続する際の概略図（アナログ回線）

ONU

モデムは「ADSL回線」などのアナログ回線を契約している場合に必須な機器です。

では、最近普及してきた「光回線」ではどうなるでしょうか。
実は役割的に同様の機器が必須となっています。

つまり、回線を流れる「光信号」と「デジタル信号（電気信号）」を相互変換する機械が必要です。

光回線の場合に必要な装置が「ONU（Optical Network Unit）」と呼ばれる光回線終端装置です。

役割自体はモデムと同様です。光ファイバーを使う光回線からやってきた光信号と、端末側からやってくるデジタル信号とを相互変換させます。光回線の場合はこの装置が必須です。通常、回線契約時にレンタルします。

役割は同様ですが、「ADSL回線」なのか「光回線」なのかで「モデム」「ONU」という言葉を使い分けます。

▲インターネットに接続する際の概略図（光回線）

ルーター

モデム、あるいは ONU を使えばパソコンなどの端末がネットと通信できるようになります。

しかし、これだけだと1つ問題がでてきます。

モデムなどの回線終端装置は、信号の変換をするのが仕事。多数の端末との同時通信機能は実は持ち合わせていません。基本的に1対1での通信が原則です。昔はパソコンなどの端末は高価で一家に一台というのが限界のご家庭も多かったと思いますが、現在は安価になりスマートフォンなども普及し一人一台のような時代。複数の端末が同時にインターネットへと接続することなど当たり前です

では、同時接続を可能にしている装置は何なのでしょうか。

ここで登場するのがルーター【router】と呼ばれる装置です。

ルーターは、コンピュータネットワークにおいて、2つ以上の異なるネットワークへ相互接続するための通信機器です。モデム、あるいは ONU の次にこのルーターを接続すると複数の端末が同時にネットと接続することができます。また、ルーターに接続されている端末同士も通信できるようになります。（ルーターが無いと、パソコン同士をケーブルで繋いでも厳密な設定をしない限り通常通信ができません。）

ルーターにはルーティング機能と呼ばれるものを持っていて、複数の端末からの通信が正しく行われるように調整、制御しています。回線終端装置とルーターの2つがあれば、複数の端末をインターネットへと接続できるようになります。

有線接続 と 無線接続

端末の接続方法は、LANケーブルで接続する方法と、無線によって接続する方法の2種類あります。

LANケーブルによる有線接続は、単に回線終端装置やルーターと端末とをケーブルで接続するれば完了です。LANポートと呼ばれる接続部がありますので、そこへ差し込めばOKです。LANケーブルも通常は大変安価で気軽に購入できます。

最近普及している「無線LANルーター」は、名前の通り無線で複数の端末をネットに接続する機器です。ケーブルを必要としないので、離れた場所でもルーターへ接続可能になり、インターネットとの通信が可能になります。公共施設にある「Wi-Fiスポット」などは通常この「無線LANルーター」を使っています。ほとんどの無線LANルーターは、後ろにLANポートもあるので有線による接続も可能となっています。

無線LANブロードバンドルーター － 価格.com
http://kakaku.com/pc/wireless-router/

▲インターネットに接続する際の概略図（無線LANルーターを挟む場合）

そいえば Wi-Fi って何？

先ほどちらっと話した「Wi-Fi」という言葉。皆さんも聞いたことあるかと思います。

この言葉に関しては下記の記事で詳しくまとめましたので気になる方はどうぞ。

ブログ内リンク：Wi-Fi？Bluetooth？ 2つの無線規格の違いについて

ブログ内リンク：Wi-Fiの各規格と各種用語解説 - 周波数帯やチャンネルについて

ルーターのようなものが見つからないけど？

この記事をみて「複数同時に繋げられているけど装置は1つしかなさそうだよ？」と思った方がいらっしゃるかと思います。

最近は回線契約をすると「ルーター機能付きの回線終端装置」を貸してくれることが多くなりました。

これにより、1つの装置で「データ回線終端装置」と「ルーター」の役割を同時にこなせるようになっています。レンタルした装置は1つだけだったけど、同時に複数の端末が接続できているのはこのためです。また、無線通信対応のものもあるので、これ1つで以上に挙げてきたすべての機能を持っていることになります。

ただ、すべて内蔵されていたとしても「回線終端装置の機能」と「ルーターの機能」の接続されている順番は同じです。常に「インターネット」―「回線終端装置」―「ルーター」―「端末」という順番になっています。

ルーター内蔵型であっても、さらに市販のルーターを接続させることが可能です。

この場合は、別途購入してきたルーターの方で通信できるようになります。接続方法は説明書等に記載されているかと思うので読んでみてください。ただ、通常は「ルーター一体型回線終端装置」の次にLANケーブルで繋げれば使えるようになります。

私がレンタルしている光回線終端装置は「PR-500KI」というもので、これも回線終端装置とルーターが内蔵、オプションとして無線LANカードスロットが付いています。一例として下記に機器のリンクを貼っておきます。

ひかり電話対応機器｜サポート情報｜通信機器トップ｜Web116.jp｜NTT東日本
https://web116.jp/shop/hikari_r/pr_500ki/pr_500ki_00.html

回線終端装置も見当たらないけど？

マンションやアパートなどの集合住宅にお住まいの方の中では、「回線終端装置」すら無く、壁にある「LANポート」に差すだけでインターネットに繋がる場合もあります。

この場合は、その建物のどこかにすべての部屋の通信を一括して管理している「回線終端装置」と「ルーター」が必ずあります。

端的に言えば、大家さんがこれら装置を持っているのです。

棟内LAN方式などと呼ばれ、ある一室に「回線終端装置」と「ルーター（DHCP機器）」を設置し、そこからケーブルを各部屋に引っ張っていきます。こうすれば、部屋に入居する人にとっては何の機器も必要なく、単に壁にあるポートへ繋げばインターネットへと繋がるようになります。入居する人がさらにルーターを部屋に設置すれば複数の端末も同時に繋がるようになります。

ただし、欠点もあります。グローバルIPアドレスが各部屋に割り振られないので、これを利用するサービスが利用できなくなってしまいます。これから賃貸への入居を考えている場合で、これらサービスを利用したいと思っている人は注意してください。サーバーの構築や公開を考えている人は特に要注意です。

その他に、マンション等へ入居すると、ホームゲートウェイ（home gateway）と呼ばれる装置を各部屋に設置することがありますが、こちらはONUやルーターとしての機能の他に、電話やFAXなど家庭内の様々なネットワークとマンションの回線との橋渡し的な役割を持っています。回線業者が提供するサービスを受けるために必要なこともありますので、設置してくださいと言われた場合は素直に設置したほうが良いでしょう。

以下のリンクは、マンションなど集合住宅における回線関係のサービス内容の詳細になります。参考まで。

サービス概要｜オールコミュファ・マンション
https://www.commufa.jp/mansion/service.html

集合住宅ではもう1つVDSL方式というのもあり、こちらは各部屋に「VDSLモデム」というものを設置します。ADSLと同様に電話回線を利用する、一昔前のマンション等の主流配線方法でした。

サービス概要｜オールコミュファ・マンション　（VDSL方式）
https://flets.com/first/kouji/const_apartment_vdsl.html

まとめ

「モデム」「ONU」と「ルーター」についてこれで一通り解説しました。

「モデム」「ONU」はデータ回線終端装置と呼ばれる装置の1つで、インターネットと端末でやり取りされる信号を相互変換してくれています。ルーターは、複数の端末を同時に接続したい場合に必要な機器で、Wi-Fiスポットなど公共施設でも多く利用されています。

「ADSL回線」の終端装置が「モデム」、「光回線」の終端装置が「ONU」です。やっていることは大体同じなので別に混同しても大きな問題にはなりませんが、詳しい人にネット環境のことを相談したり、質問サイト等で質問する場合は、使い分けることで相手に正確に状況を伝えることができます。覚えておいて損はないでしょう。

これらの単語が理解できれば、今後ネットワークの接続をすることがあってもスムーズにいきやすくなります。
この記事も何かのお役にたてましたら幸いです

[ コラム ] アナログ信号 と デジタル信号 について

最初にアナログ信号 と デジタル信号 という言葉がでてきたので少しコラム的なものを書きます。
本記事の趣旨とは離れるので別に読まなくても大丈夫です。気になる方はどうぞ。

難しく言うと、アナログ信号は時間的に連続したデータで、情報を電圧や電流という物理量で表現します。デジタル信号はその連続したデータをとびとびな数値（パルス信号）として表現した情報のことをいいます。

簡単にするため「アナログ時計」と「デジタル時計」で説明してみます。

アナログ時計は針が回転することによって時刻を示します。カチカチと秒針が刻むタイプではなくてなめらかに回転するタイプだとより分かりやすいです。このとき、時の流れとともに秒針は連続的に時刻を示します。1秒と2秒の間にも針は移動し、途切れることはありません。また、感覚的に時刻が分かりますね。

デジタル時計は時刻を数値として表示します。針はなく光の点滅で秒を示してくれていますが、この時計は1秒と2秒の間とかいう中途半端な時刻を示してはくれません。1秒ずつ途切れた値として表示してくれます。

これらは電気信号にも言うことができます。アナログ信号は電圧や電流などを連続的に変化させて情報を伝達させますが、デジタル信号は 0 や 1 といった「数値」を回線に乗せて伝達させます。

アナログ信号はノイズなどの影響を受けやすく、波形に変化があった場合修正も難しいですが、音声などのデータを忠実に電気信号として伝達させることができます。デジタル信号はノイズなどの影響を受けにくく、数値が多少変化しても修正がある程度可能ですが、音声などのデータを分割してとびとびの値として表現してしまうため再現性に乏しくなります。

アナログ信号の特徴

具体的に少し書いてみましょう。

例えば、アナログ回線上で、電圧が「1V」から「1.1V」へ変化したとき、受け取る側も数値に変換して「1」から「1.1」へと変化したと認識します。物理量の変化を忠実に受け取ることができるのがアナログ信号の長所です。

欠点は、回線上でノイズが入った時の影響が大きいという点です。「1.1V」の電圧で流したのに、途中からノイズが入り「1.2V」になってしまった場合、受け取る側も「1.2」と解釈してしまうためです。途中でデータの改変が起こると修正が難しいのがアナログ信号の欠点です。

デジタル信号の特徴

対して「デジタル信号」は、「0」か「1」かという数値をパルス信号で送ります。例えば1.5Vより小さければ「0」、大きければ「1」というルールを設けたとします。途中から電圧が「1V」から「1.1V」に上がったとしても、「1.5V」より小さければ常に「0」と扱います。

こうすることで、回線上にノイズがある程度乗ってしまったとしても、基準値（ここでは1.5V）を超えることさえしなければノイズの影響がでてこないということになります。ノイズの影響を少なくすることができるのがデジタル信号の長所です。

代わりに、送信側が意図的に「1.2V」で送ったとしても受信側で「0」として扱われてしまうので、電圧の変化を忠実には再現できなくなってしまいます。連続したデータを忠実に再現しにくいのがデジタル信号の欠点です。技術の進歩である程度は連続した信号もなるべく再現できる特殊な処理をする方法も考えだされてきていますが、どうしてもいくらかデータは切り捨てられます。

オーディオ関連の装置（録音機器など）で、アナログ信号が重要視されているのは、アナログ信号でないと音声データを忠実に処理できないためです。必然的にノイズの影響も受けやすくなるので、オーディオ関連の装置はノイズを除去するような技術を各所に施します。なのでプロ用ともなるとケーブルだけでも数万円したりするのです。