ダイヤルアップ接続の仕組みと歴史を徹底解説—PPP・モデム・主要規格(V.34/V.90/V.92)と現代の活用
エバープレイ編集部ダイヤルアップ接続とは — 概要
ダイヤルアップ接続（Dial-up connection）は、一般加入者回線（PSTN：電話回線）を使って、モデムによる音声帯域（約300〜3400Hz）でデジタルデータを送受信する方式です。パソコンとインターネット・サービスプロバイダ（ISP）側のモデムが電話回線を通じて「ダイヤル」して接続し、電話回線を専有して通信を行います。家庭用インターネット接続としては1990年代に最盛期を迎え、その後ブロードバンド（ADSL/FTTH）やモバイル回線に置き換えられていますが、仕組みとしては今でも理解価値が高く、遠隔地や緊急のバックアップ回線として使われることがあります。
歴史と発展の概略
- 1960年代〜1970年代：初期のモデムは音響カプラ（acoustic coupler）など、低速な伝送（数百ビット/秒）から始まりました。
- 1980年代：デジタル技術の進歩で2400bpsや14.4kbpsクラスのモデムが普及。
- 1990年代中盤：V.34（28.8〜33.6kbps）などでインターネットの一般普及を支えました。
- 1998年以降：V.90（理論上56kbps下り）やV.92（56kbps下り、最大48kbps上り、クイックコネクト等）などが登場。最終的には2000年代に入ってブロードバンドへほぼ置換。
技術的な仕組み（どうやって通信するのか）
ダイヤルアップは「音声帯域を使ったアナログ伝送」と「モデムによる変復調（モジュレーション/デモジュレーション）」に大別されます。主な要素は以下の通りです。
モデムの役割
- デジタル→アナログ変換（送信）：パソコン側のデジタルデータを音声周波数の信号に変換して電話回線に送る。
- アナログ→デジタル変換（受信）：電話回線から来た音声信号をデジタルデータに復元する。
- ハンドシェイク（符号化方式の選定）：接続時に双方のモデムが通信可能な速度・変調方式などを交渉する。
- 誤り訂正（V.42等）と圧縮（V.42bis、V.44等）：伝送効率と信頼性を高める。
主要なモデム規格とその特徴
- V.32/V.32bis：9.6kbpsや14.4kbpsクラスの初期デジタル変調。
- V.34：1990年代前半に登場。28.8〜33.6kbpsを実現、トレリス符号付変調などを使用。
- V.90：1998年標準化。理論上の下り56kbpsを可能に（ISP側がデジタル網を採用しているため）。
- V.92：2000年前後に登場。56kbps下りを維持しつつ上り速度を改善（理論上最大48kbps）、クイックコネクトやモデム・スタンバイの改善を導入。
- V.42 / V.42bis / V.44：誤り訂正（V.42）とデータ圧縮（V.42bis、改良版のV.44）による効率化。
なぜ56kbpsなのか（上下非対称の理由）
56kbpsクラスが実現できたのは、ISP側からPSTN網に入る経路がデジタルのまま（PCM：Pulse Code Modulation）で、ISP側のデジタル信号を中央局でA/D変換して加入者回線へ送り出す構造を上手く利用したためです。つまりISP→交換局まではデジタルで、交換局でアナログに変換されて利用者のモデムに届くため、ISP→ユーザ方向（下り）に高い速度が出せる一方、ユーザ側はアナログマイクロフォンレベルからデジタル化されるため上りは制限され、結果として上り速度が下りより低くなる（非対称）という特性が生まれました。
接続プロトコル（PPP等）
ダイヤルアップでIPを運ぶ際の代表的プロトコルはPPP（Point-to-Point Protocol）です。PPPはパスワード認証（PAPやCHAP）、IPアドレスの割り当て、圧縮、エラーチェック等を扱います。古い方式にSLIP（Serial Line Internet Protocol）がありますが、PPPが誕生してからはほとんどがPPPに置き換わりました。
接続の流れ（ユーザ側から見た手順）
- モデムがISPの電話番号へダイヤル（自動ダイヤラやWindowsのダイアルアップ接続機能など）。
- 相手側のモデムが応答し、ハンドシェイク（トーン交換）で最適な変調方式・速度を決定。
- 誤り訂正や圧縮のネゴシエーション。PPPで認証（ユーザ名/パスワード）を行う。
- IPアドレスが動的に割り当てられ、ルーティングが設定されてインターネット通信が可能に。
- 通信終了時に切断手続きを行うと電話回線が解放される。
性能・制約（帯域・遅延・品質）
- 速度：実効的には数kbpsから最大でも56kbps程度。実運用では通信状況によりもっと低下することが多い。
- 遅延（レイテンシ）：音声帯域を通すためパケット・ベースのブロードバンドよりも遅延が大きく、往復遅延（RTT）は数百ミリ秒になることが一般的で、オンラインゲームやリアルタイム音声・映像には不向き。
- 回線占有：接続中は電話回線を専有するため通話ができない（地域の料金体系によっては通話料金や接続毎の着信課金が発生）。
- 品質：回線雑音や長距離により速度低下や切断が起こりやすい。エラーチェックや再送で耐性をある程度補えるが限界がある。
設定・運用のポイント（現代の環境で使う場合）
- 物理回線：原則アナログの加入電話回線が必要。光回線やIP電話（VoIP）上での「ソフトフォン経由のダイヤルアップ」は動作保証されないことが多い。
- モデムの種類：内部（PCI等）よりはUSB外付けモデムやシリアル接続の外付けモデムが扱いやすい。ドライバの対応状況に注意。
- ソフトウェア：WindowsやmacOSの標準ダイヤルアップ機能、Linuxならpppdやwvdial等を利用。ISPから提供される接続情報（電話番号、ユーザ名、パスワード）を使用する。
- トラブルシューティング：回線ノイズの確認、ダイヤル音の有無、モデムログのエラーメッセージ、相手側の応答音（ハンドシェイク音）を記録して比較する。
- コスト管理：通話料課金（市内・市外、時間帯で差がある）や接続時間制課金に注意。定額のダイヤルアップサービスも一部地域で提供されていた。
セキュリティとリスク
ダイヤルアップは以下のようなセキュリティ上の注意点があります。
- 認証の保護：PAPは平文送信のため弱い。CHAPのようなチャレンジ応答方式が推奨される。
- 盗聴のリスク：電話回線とはいえ盗聴は技術的に可能であり、特に古い圧縮や誤り訂正の無い設定ではデータの破損や漏えいが発生し得る。
- ワードライング（War dialing）：不正者が大量の電話番号にダイヤルして応答するモデム機器を探す攻撃があり、組織のダイヤルイン番号管理が必要。これはかつてのセキュリティ問題の代表例です。
- マルチホーミングやバックアップ回線：ダイヤルアップを緊急用バックアップに使う場合は認証情報・アクセス制御を適切に管理すること。
ダイヤルアップの用途（過去と現在）
- 過去：家庭向けインターネット（WWW、メール、掲示板、ファイル転送）や企業のリモートアクセス、ATMやPOS端末の接続など。
- 現在：都市部ではほぼ姿を消したが、山間部や僻地、または災害時の代替回線・機器の管理用など限定的に利用されることがある。さらに一部でレガシー機器（古い計測機器や産業機器）がダイヤルアップを前提に設計されているため維持されている。
ブロードバンドやモバイル回線との比較
- 速度：ADSLやケーブル、FTTH、モバイル（3G/4G/5G）に比べてはるかに低速。
- 遅延：ブロードバンドやLTE等は低遅延でリアルタイム性が高い（特に光回線やモバイルの進化で顕著）。
- 可用性：都市部では代替手段が多く、ダイヤルアップを選ぶ理由はほとんどないが、物理的インフラが整わない地域ではまだ有用な場合もある。
実務上の注意点・トラブル対策
- 発信番号と接続先：ISPのアクセスポイント番号（市内無料番号や有料番号）を正確に設定する。国際電話番号や市外局番の扱いに注意。
- 電話機能の干渉：着信や留守番電話、割り込み通話（着信許可）の設定が接続を切断することがあるため、ダイヤルアップ接続中はこれらを無効化する設定が望ましい。
- 機器の互換性：古いモデムは新しいプロトコルをサポートしないことがある。ISPの推奨機種や推奨設定を確認する。
まとめ
ダイヤルアップ接続は電話回線とモデムを用いる初期のインターネット接続方式であり、低速・高遅延という制約がある一方で、歴史的にインターネット普及を支えた重要な技術です。現在はブロードバンドに置き換わっているものの、仕組みや技術要素（変調、誤り訂正、圧縮、PPP等）は通信技術の基礎として理解しておく価値があります。また、僻地や緊急時のバックアップとして限定的に用いられるケースも残っています。運用する際は回線とモデムの物理的条件、プロトコルの設定、セキュリティ対策に注意することが重要です。
参考文献
- Dial-up Internet access — Wikipedia
- Modem — Wikipedia
- V.90 — Wikipedia
- V.92 — Wikipedia
- V.34 — Wikipedia
- V.44 — Wikipedia
- RFC 1661 — The Point-to-Point Protocol (PPP)
- RFC 1994 — PPP Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP)
- Acoustic coupler — Wikipedia
- War dialing — Wikipedia
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