ゼロインサーションとは？データ通信で重要なビット挿入方式をわかりやすく解説

ゼロインサーションとは、データ通信において特定のビット列が連続して現れるのを防ぐため、意図的に「0（ゼロ）」を挿入する制御方式です。主に同期型通信やビット指向プロトコルで利用され、フレーム境界の誤認識を防ぐ役割を担っています。

ゼロインサーションが必要な理由

通信プロトコルでは、フレームの開始や終了を示すために、特定のビットパターン（フラグ）が使用されます。しかし、送信データの中に同じビット列が偶然含まれると、受信側がフレーム境界を誤って解釈する恐れがあります。

この問題を防ぐために採用されるのがゼロインサーションです。

ゼロインサーションの仕組み

ゼロインサーションでは、データ中に「1」が連続して一定回数（一般的には5回）出現した場合、その直後に強制的に「0」を挿入します。これにより、フラグと同一のビット列がデータ中に現れないようにします。

• 送信側：連続する1を監視し、条件に合致したら0を挿入
• 受信側：同じルールで不要な0を除去（デインサーション）

この処理は通信の透明性を保つため、送受信で自動的に行われます。

ゼロインサーションが使われる代表例

ゼロインサーションは、以下のような通信方式・プロトコルで広く利用されています。

• HDLC（High-Level Data Link Control）
• PPP（Point-to-Point Protocol）
• ビット同期型データリンク制御

特にHDLCでは、「01111110」というフラグを保護するためにゼロインサーションが不可欠です。

ゼロインサーションのメリット

• フレーム境界の誤認識を防止できる
• データの内容に依存しない安定した通信が可能
• プロトコルの信頼性が向上する

ゼロインサーションの注意点

ゼロインサーションを行うことで、送信するビット数が増加します。そのため、通信効率がわずかに低下する点には注意が必要です。ただし、信頼性向上とのトレードオフとして、多くの通信システムで受け入れられています。

情報処理技術者試験でのポイント

試験では、「連続する1の後に0を挿入する」「ビット指向プロトコルで使用される」といった点が頻出です。バイトスタッフ方式との違いとあわせて理解しておくと、選択肢問題に対応しやすくなります。

まとめ

ゼロインサーションは、通信フレームの識別を正確に行うための重要なビット制御技術です。データ通信の信頼性を支える基本概念として、ネットワークや情報処理の学習において欠かせない知識といえるでしょう。

（キーワード：ゼロインサーション、ビット挿入、HDLC、データ通信、フレーム制御）

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