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ネットワーク関連ケーブル

 ここではLANケーブルを中心にネットワークで利用するケーブルについてまとめます。

1.LANケーブル

 LANケーブルは。合計8本の芯線を2本ずつより合せ、4対にしたケーブル(ツイストペアケーブル:TPケーブル)で、各終端にRJ-45コネクタを取り付けたものです。
 このケーブルには、シールド保護をしないUTPケーブルとシールド保護をするFTP、STP、S-FTP、S-STPケーブルがあります。
 通常はUTPケーブルが利用され、シールド保護するケーブルは高価なためノイズの多い工場など特殊な環境でのみ使用されてきましたが、Cat7以降はデフォルトでSTPケーブルとなりました。


 ※シールド:より線の周りを囲む絶縁体。これによりノイズの影響を抑えます。


カテゴリ

 ツイストペアケーブルをイーサネット規格を元に、最大伝送速度、周波数帯を規定して、カテゴリとして表す規格です。


カテゴリ 最大伝送速度 周波数帯 最長ケーブル
距離
イーサネット規格
Cat 5e 1Gbps 100MHz 100m 1000BASE-T
Cat 6 1.2Gbps 250MHz 55m 1000BASE-T、10GBASE-T(制限あり)
Cat 6A(6e) 10Gbps 500MHz 100m 10GBASE-T
Cat 7 10Gbps 600MHz 100m 10GBASE-T
Cat 7A 10Gbps 1000MHz 100m 10GBASE-T
Cat 8※ 40Gbps 2000MHz 30m 40GBASE-T

 ※Cat 8はエレコムが発売した40GBASE-T対応のLANケーブルに対してメーカー独自でCat 8と呼称しています。

 最近、このカテゴリは、あくまでイーサネット規格へのおおよその対応を表すものと考えた方が良さそうです。厳密に言うと、本来Cat 7以上はRJ-45コネクタではなくGG45コネクタもしくはTERAコネクタを使用することと規定されていますが、どのメーカーもRJ-45コネクタを利用しているにも関わらず、Cat 7と名乗っています。
 RJ45コネクタでもイーサネット規格の速度、帯域に対応できるためで、カテゴリ側の規格に、無理が出ていると言えます。


クロスケーブルとストレートケーブル

 ・クロスケーブル:芯線の並び順が異なる
 ・ストレートケーブル:芯線の並び順が同じ
 つなぐ対象が同じ場合はクロスケーブル、違う場合はストレートケーブルを使用するのですが、そのつなぐ対象が
 ・MDI:コンピューター(NIC)、ルーター
 ・MDI-X:リピータハブ、スイッチ
 という2つのグループに分かれます。つまり、コンピューターとルーターをつなぐ際は同じMDIなので、クロスケーブル。コンピューターとスイッチを接続する場合はMDIとMDI-Xなのでストレートケーブルということになります。

 しかし、これは一昔前の話であり、今はほぼすべてのLANポートはAuto MDI/MDI-Xに対応しており、クロスケーブル、ストレートケーブルを使い分ける必要はなく、ストレートケーブルのみ使用するのが一般的です。


単線とより線

 LANケーブルは。合計8本の芯線を2本ずつより合せ4対にしたケーブルですが、この1芯が1本の銅線の場合が単線7本の細い銅線で構成されている場合がより線です。
 単線は10m以上の長距離、より線は5m以下の短距離に向いています。


ケーブルの形状

 スタンダード、フラット、極細の形状があります。


その他

 PoE(Power over Ethernet)、詰め折れ防止などの付加機能があります。


2.光ファイバケーブル

 銅線で構成されるLANケーブルと違い、光ファイバケーブルは石英ガラスやプラスチックで出来ており、光の伝搬を利用してデータを送ります。これにより、同線のようにノイズに影響をうけることなく、長距離のデータ伝送が可能です。一方で、LANケーブルと比べて高価です。
 また、光ファイバケーブルは材質上どうしても曲げにより折れることがあります。加工においても銅線で構成されるLANケーブルと違い、光の伝搬に影響がでるため普通のはさみ等で切断することはできず、高額な光ファイバー専用のカッターで切断する必要があります。


シングルモードとマルチモード

 光ファイバにはシングルモードファイバ(SMF:Single Mode Fiber)とマルチモードファイバ(MMF:Multi Mode Fiber)があります。


 ~ SMFとMMFの比較 ~ 

SMF
シングルモードファイバ
MMF
マルチモードファイバ
コア径 9um 50um又は62.5um
発光元 LD(レーザーダイオード) LED(発光ダイオード)
最長ケーブル距離 40km 2km
周波数帯 広い 狭い
費用 高価 安価
ケーブルの特徴 細く折れやすい 太く折れにくい

光ファイバのイーサネット規格

イーサネット規格 最大伝送速度 ケーブル 最長ケーブル
距離
1000BASE-SX 1Gbps MMF 550m
1000BASE-LX 1Gbps MMF 550m
SMF 5km
1000BASE-BX 1Gbps SMF 10km
10GBASE-SR 10Gbps MMF 300m
10GBASE-LR 10Gbps SMF 10km
10GBASE-ER 10Gbps SMF 40km
10GBASE-SW 10Gbps MMF 300m
10GBASE-LW 10Gbps SMF 10km
10GBASE-EW 10Gbps SMF 40km

光ファイバコネクタ

 光ファイバケーブルのコネクタには様々な種類が存在します。その中で、現在主流なコネクタは、LCコネクタおよびSCコネクタです。



SFP

 光ファイバケーブルを利用したい場合、スイッチにSFPポートが有ることが前提条件です。SFPポートにSFPを差し込み、光ファイバケーブル2芯をさらに差し込んで利用します。


規格 最大伝送速度 備考
SFP 1Gbps miniGBICとも呼ばれる。※GBICは過去の規格
SFP+ 10Gbps
XPF 10Gbps XFP-MSA規格(波長可変)に対応する製品


参考 メディアコンバーター

 スイッチのSFPポートを利用するのではなく、簡易なコンバーターによりLANケーブルと光ファイバケーブルを接続する製品です。LANケーブルの距離的な問題が発生し、単純に延長したいだけであれば選択肢に入ると思います。


光ファイバの用途

2018年1月現在、企業側から見た、光ファイバケーブルの主な使用用途は、以下3つです。
・光回線のONUまで
・100m以上の距離にある拠点間LAN接続でVPNを利用しない場合
・SANによるFibre Channel



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