ジャム信号 (ジャムシンゴウ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

作成日: 2025年08月12日更新日: 2025年09月06日

ジャム信号 (ジャムシンゴウ) の読み方

日本語表記

ジャム信号 (ジャムシンゴウ)

英語表記

jam signal (ジャムシグナル)

ジャム信号 (ジャムシンゴウ) の意味や用語解説

ジャム信号とは、主に初期のイーサネットにおいて、複数の機器が同時にデータを送信しようとした際に発生する「衝突」（コリジョン）を他の機器に通知するために生成される特別な電気信号である。ネットワーク上でデータが効率的かつ正確に伝送されるために重要な役割を果たしていた技術の一つであり、特にCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式を採用するネットワーク環境で利用された。詳細を説明する。ネットワークに接続された複数の機器（ステーションと呼ぶ）が、一本の共有された伝送路（ケーブルなど）を介してデータをやり取りする際には、いくつかのルールが必要となる。CSMA/CD方式は、このような共有型のネットワークでデータの衝突を防ぎ、効率的な通信を実現するためのアクセス制御方式である。この方式の「キャリア検出」（Carrier Sense）とは、ステーションがデータを送信する前に、まず伝送路が他のデータで利用されていないかを確認する動作を指す。もし伝送路が空いていると判断すれば、ステーションはデータの送信を開始する。「多重アクセス」（Multiple Access）とは、複数のステーションが同じ伝送路を共有し、アクセスできることを意味する。しかし、伝送路が空いていると判断しても、ごくわずかな時間差で複数のステーションが同時に送信を開始してしまう可能性がある。このとき、それぞれのステーションから送出された電気信号が伝送路上でぶつかり合い、データが壊れてしまう現象が発生する。これが「衝突」（Collision）である。「衝突検出」（Collision Detection）は、まさにこの衝突を感知する仕組みを指す。イーサネットにおける衝突は、データフレームの送信中に送信元のステーション自身の受信ポートで異常な信号（電圧レベルの変動など）を検出することで判断される。具体的には、送信しているデータフレームの信号が、同時に伝送路を流れる他のステーションの信号と電気的に干渉し合い、元の信号とは異なる波形になることで、送信元のステーションはその異常を検出する。衝突を検出したステーションは、自身の送信を直ちに中止し、続けて「ジャム信号」を生成して伝送路に送り出す。ジャム信号は、衝突が発生したことをネットワーク上の他のすべてのステーションに知らせることを目的とした、特別なパターンを持つ短い信号である。データフレームとは異なり、その内容は衝突の発生を通知することに特化しており、一般的には32ビットや48ビットなどの短い長さを持つ。この信号を伝送路全体に広く通知することで、衝突に関与していない他のステーションも含め、衝突の影響を受ける可能性のあるすべてのステーションが、その衝突を認識し、データの送信を中止するように促される。これにより、衝突によるデータの破損が広がることを防ぎ、無駄なデータ送信を停止させることができる。ジャム信号を受信した各ステーションは、自身が送信中であればその送信を直ちに停止し、衝突の発生を認識する。その後、それぞれのステーションは、再度データを送信するまでに一定のランダムな時間（バックオフ時間と呼ばれる）を待機する。このバックオフ時間は、各ステーションがそれぞれ異なる時間をランダムに選択するため、再び同時に送信を開始して衝突が再発する可能性を低減する効果がある。この仕組みは、指数バックオフアルゴリズムとして知られており、衝突が連続して発生するたびにバックオフ時間の最大値が徐々に伸びていくため、ネットワークの混雑時でもシステムの安定性を保つことに貢献した。ジャム信号とバックオフアルゴリズムの組み合わせによって、イーサネットは多数のステーションが共有メディア上で協調して通信する仕組みを確立していたのである。ジャム信号は、主にハブを利用した共有メディア型のイーサネット環境で重要な役割を果たした技術である。10BASE5、10BASE2、10BASE-Tなどの初期のイーサネット規格では、伝送路を複数のステーションで共有していたため、衝突が発生する可能性が常に存在し、その解決策としてジャム信号が必須であった。しかし、現代のイーサネット環境では、スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）の普及により、状況は大きく変化した。スイッチングハブは、ポートごとに独立した通信経路を提供し、各ポートを全二重通信（データの送受信を同時に行える方式）で動作させることが可能である。これにより、ポート間で物理的な衝突が発生する可能性が原理的に排除された。したがって、現代の一般的な有線LAN環境では、CSMA/CD方式自体が動作する必要がなくなり、ジャム信号が生成される機会もほとんどなくなった。しかしながら、ジャム信号の概念は、共有メディア型ネットワークにおけるアクセス制御の仕組みや、衝突解決の基本的な考え方を理解する上で今なお重要である。これは、ネットワーク技術の進化の歴史を学ぶ上で欠かせない要素であり、システムエンジニアを目指す者にとって、ネットワークの基礎原理を深く理解するための一助となる知識である。今日の複雑なネットワークを設計・運用する上でも、過去の技術的課題とその解決策を知ることは、より堅牢で効率的なシステムを構築するための洞察を与える。