イーサネットケーブルのカテゴリーと選択

イーサネット ケーブルとは何ですか?

イーサネットケーブル（ネットワークケーブルとも呼ばれる）は、ローカルエリアネットワーク（LAN）を介してデータ転送やネットワーク通信を行うために、さまざまなデバイス（コンピューター、ルーター、プリンターなど）を接続するために使用される物理ケーブルです。現代のネットワークにおいて最も一般的な接続方法の一つです。

イーサネットケーブルのカテゴリ

イーサネットケーブルは、Cat 1、Cat 2、Cat 3、Cat 4、Cat 5、Cat 5e、Cat 6、Cat 6a、Cat 7、Cat 7a、Cat 8（Cat 8.1 および Cat 8.2 を含む）といった複数のカテゴリ（Cat）に分類されます。各カテゴリは、異なるアプリケーション要件に対応するために、異なる伝送速度と帯域幅をサポートします。

– カテゴリー1：カテゴリー1ケーブルは1983年に導入され、電話システムで初めて使用されました。2本の撚り線からなる銅線で構成され、伝送速度は1Mbpsでした。2本の撚り線からなる銅線で構成され、伝送速度は1Mbps、動作周波数は1MHzでしたが、性能が非常に時代遅れであったため、完全に廃止され、現代のネットワーク通信には適さなくなりました。

– カテゴリー2：カテゴリー2ケーブルは1985年に導入され、主に初期のトークンリングネットワークでの使用を目的としていました。2対の撚り銅線で構成され、4Mbpsの伝送速度をサポートしていました。2対の撚り銅線で構成され、4Mbpsの伝送速度と4MHzの周波数で動作しました。当時は一歩進んだ規格でしたが、その後、より高性能な規格が登場したため、現在では使用されなくなりました。

– カテゴリー3：カテゴリー3ケーブルは1991年に導入され、10Mbpsイーサネット（10BASE-T）や電話システムで広く使用されています。3対の撚り銅線で構成され、最大10Mbpsの伝送速度と16MHzの動作周波数をサポートします。かつては広く使われていましたが、現在ではカテゴリー5やカテゴリー6ケーブルに取って代わられ、ほぼ廃止されています。

– カテゴリー4：1993年に導入されたカテゴリー4ケーブルは、当初RJ45コネクタを採用し、主にIBMトークンリングネットワークで使用されていました。4対の撚り銅線で構成され、16Mbpsの伝送速度と20MHzの動作周波数をサポートします。ネットワーク速度と帯域幅の要件が増加するにつれて、カテゴリー4は徐々にカテゴリー5やより高度なケーブルに置き換えられてきました。

– Category 5: Cat 5 cables were introduced in 1995 and are designed to support 10BASE-T and 100BASE-T (Fast Ethernet). Consisting of four pairs of stranded copper wires, it has a maximum transmission rate of 100 Mbps, supports an operating frequency of 100 MHz, and has a maximum transmission distance of 100 meters. Although Cat 5 cables were the dominant choice at the time, Cat 5 cables were phased out as Cat 5e and Cat 6 became more popular.

– カテゴリー5e：2001年に導入されたカテゴリー5eケーブルは、カテゴリー5の拡張版です。信号干渉（クロストーク）を低減するために中央にプラスチック製のバリアを追加し、ギガビットイーサネット（1Gbps）向けに設計されています。カテゴリー5eは100MHzの動作周波数をサポートし、伝送距離は100メートルです。より高規格のケーブルが存在するにもかかわらず、その安定性と手頃な価格から、特に家庭や小規模企業では、カテゴリー5eケーブルが最も一般的に使用されています。

– カテゴリー6：2002年に導入されたカテゴリー6ケーブルは、より高い撚線密度と厳格な製造基準を特徴としており、信号干渉を最小限に抑えます。最大250MHzの動作周波数と1Gbpsの伝送速度をサポートし、37メートル以上の距離では10Gbpsの高速伝送が可能です。ネットワークのニーズが高まるにつれ、カテゴリー6ケーブルは企業や家庭のネットワークの主流になりつつあります。
ネットワーク。

– カテゴリー6a：2008年に導入されたカテゴリー6Aケーブルは、アルミ箔シールドなどの追加シールドにより干渉を低減し、10Gbpsの伝送速度をサポートし、500MHzで動作し、最大伝送距離は100mです。カテゴリー6Aケーブルは、安定性と高速性が重視される環境、特に大規模企業やデータセンターに適しています。

– カテゴリー7：2010年に導入されたカテゴリー7ケーブルは、独立したシールドと一体型シールドを備え、最大600MHzの動作周波数、最大10Gbpsの伝送速度、そして最長100mの安定した伝送距離をサポートします。GG45コネクタを使用し、高密度ネットワークおよびデータセンター環境での使用に必要なISO/IEC認証規格に準拠しています。

– カテゴリー7a：2013年に発売されたカテゴリー7Aケーブルは、S/FTP構造を採用し、各銅線ペアに個別シールドと全体編組シールドが施されているため、極めて強力な耐干渉性能を備えています。最大1000～1200MHzの動作周波数をサポートし、50メートル以内で40Gbps、15メートル以内で100Gbpsの伝送速度を実現しているため、データセンターや高解像度ビデオ伝送など、高帯域幅が求められる用途に最適です。

– カテゴリ8：カテゴリ8ケーブルは、データセンターや高速ネットワーク向けに設計された最新のイーサネット規格です。最大40Gbpsの伝送速度、最大2000MHz（2GHz）の帯域幅、最大30mまでの距離をサポートします。カテゴリ8ケーブルは、極めて高速なデータ伝送速度が求められる環境において、優れた耐干渉性を提供します。
Cat 8 には 2 つのバージョンがあります。
Cat 8.1: 最大 25 Gbps の伝送速度をサポートし、RJ45 コネクタと互換性があります。

Cat 8.2: 40 Gbps をサポートし、ARJ45、GG45、TERA などの高度なコネクタを使用して、高密度データ伝送要件に対応する強化されたシールドを提供します。

イーサネットケーブルのカテゴリー仕様比較表

ケーブルの品質を判断するにはどうすればよいでしょうか?

高品質なケーブルを選ぶことは、ネットワークパフォーマンスを確保する鍵となります。確認すべき基準は以下のとおりです。

1. 認証基準

ケーブルが次の認証に準拠していることを確認してください。
– TIA/EIA 規格: ケーブルが、Cat 5e、Cat 6、Cat 6a などのケーブルの TIA-568 や TIA-568-C など、米国電気電子学会 (TIA) および米国電子工業会 (EIA) の規格に準拠していることを確認します。
– UL 認証: ケーブルが安全基準を満たし、優れた耐火性を備えていることを保証します。
– RoHS 認証: ケーブルに有害物質が含まれておらず、環境要件に準拠しており、健康に害がないことを証明します。
– ISO/IEC、ETL 認証: これらの国際認証は、ケーブルが業界標準および国際標準に準拠していることを保証します。

2. ケーブルの材質

銅線ケーブル：銅導体ケーブルは高い伝送容量を持ち、より高い帯域幅とより長い距離をサポートします。高品質のケーブルは通常、純銅または銅メッキ材料で作られています。
アルミ線ケーブル：コストは低いですが、導電性が低く、信号品質と伝送速度は銅線ケーブルに劣ります。高速・長距離伝送には、純銅ケーブルまたは銅被覆アルミ線ケーブルが推奨されます。

3. 外部保護コーティング

ケーブルの外部保護層は、引張強度、摩擦強度、耐候性に影響を与えます。一般的な材料は以下のとおりです。
PVC（ポリ塩化ビニル）外層：耐摩耗性と耐腐食性があり、家庭やオフィス環境に適しています。
LSZH (Low Smoke Zero Halogen) 外層: 火災の際に発生する有害ガスが少なく、安全性が求められる公共の場所やデータセンターに適しています。
UV 耐性保護層: ケーブルを屋外環境にさらす必要がある場合は、ケーブルへの UV による損傷を防ぐために、UV 耐性のある外層を選択することが重要です。

適切なイーサネットケーブルの選び方

1. ネットワーク速度要件

ホームユーザー: 主な用途がインターネット アクセス、ストリーミング メディア、または軽いゲームである場合は、Cat 5e ケーブルで十分です。
高い帯域幅のニーズ: 4K ビデオストリーミングやマルチプレイヤー オンライン ゲームをサポートする必要がある場合は、より高い伝送速度を提供する Cat 6 または Cat 6a ケーブルを選択してください。
将来の要件: デバイスが 10 Gbps を超える伝送速度をサポートしている場合は、データ センターや高速伝送の需要が高い場所に適した Cat 7 または Cat 8 ケーブルを選択してください。

2. 伝送距離

家庭やオフィスのネットワークでは、Cat 5e または Cat 6 ケーブルにより 100 メートルを超える安定した伝送が実現します。
高帯域幅環境 (例: 10 Gbps) では、長距離でも良好な伝送パフォーマンスを維持する Cat 6a または Cat 7 ケーブルが推奨されます。

3. シールド要件

電磁干渉の強い環境では、シールドが不可欠です。干渉レベルに応じて適切なシールドを選択してください。
UTP（シールドなしツイストペア）：家庭やオフィスなど干渉の少ない環境に適しており、低コストで日常使用に十分な性能を備えています。
STP (シールドツイストペア): 中程度の電磁干渉がある環境に適しており、追加のシールド層により外部干渉を効果的に低減します。
FTP (アルミ箔シールドツイストペア): 高ノイズ環境に適しており、より強力なアルミ箔シールドを提供し、外部干渉に効果的に耐えることができます。
S/FTP (シールド ペア ツイスト ペア): 非常に強い電磁干渉がある環境に適しており、二重シールド保護 (各ペアとケーブル全体のシールド) を備え、最も強力な干渉防止オプションです。

ケーブルの種類とシールド構造図

シールド付き（STP）とシールドなし（UTP）

STP (シールド ツイスト ペア) は UTP (シールドなしツイスト ペア) と比べてシールド層が追加されており、電磁干渉 (EMI) と信号のクロストークを効果的に低減し、干渉の大きい環境や長距離配線環境に適しています。一方、UTP にはシールドがなく、コストが低く、コンピューターと壁の配線の間など、短距離接続での干渉が少ない場合に適しています。

シールド付き（STP）ツイストペアケーブルとシールドなし（UTP）ツイストペアケーブル

4. 機器の互換性と将来の要件

お使いの機器と互換性のあるケーブルをお選びください。例えば、10Gbpsをサポートするデバイス（ハイエンドルーターやサーバーなど）をお持ちの場合は、ネットワークが最適なパフォーマンスを発揮できるように、Cat 6aまたはCat 7ケーブルをお選びください。

5. 予算要因

Cat 5e ケーブルの方が安価ですが、予算に余裕があれば、Cat 6a または Cat 7 ケーブルを選択すると、ネットワークの安定性が長くなり、将来的な拡張性も高まります。

ケーブルの設置とメンテナンスのヒント

1. インストールの推奨事項

ケーブルを過度に曲げたり伸ばしたりしないでください。
電磁干渉 (EMI) を防ぐために、ケーブルを高電圧ケーブルや電気機器から遠ざけてください。
ケーブルの圧縮や損傷を防ぐために、ケーブル リテーナーまたはブラケットを使用してください。
特殊な環境（屋外、湿気の多い環境など）では、防水性および紫外線耐性のあるケーブルを使用してください。

2. 保守点検

定期的にケーブルの接続を確認し、テスターを使用して信号品質を確認してください。
信号損失につながる緩い接続を回避するために、ケーブルの両端がしっかりと接続されていることを確認してください。
ネットワーク速度が遅くなったり不安定になったりする場合は、ケーブルが破損したり老朽化したりしていないか確認してください。

3. 清掃とメンテナンス

ほこりが信号伝送に影響を与えないように、ケーブル ポートを定期的に清掃してください。
ケーブルの外側の保護層が割れたり摩耗したりしていないか確認し、割れたり摩耗している場合はすぐに交換してください。

一般的なケーブルアクセサリ

– イーサネット ケーブル エクステンダー: ケーブルの伝送距離を延長します。
– イーサネット ケーブル スプリッター: ケーブルを複数の出力ポートに分割します。帯域幅の需要が低い環境に適しています。
– イーサネット ケーブル アダプター: RJ45 から USB インターフェイスなど、異なるインターフェイス間の互換性の問題を解決します。