第3回目 ケーブルの種類

ネットワークを構成するケーブルは種類があります。一般的なケーブルとコネクタの種類と特長を紹介します。

ツイストペアケーブル

ツイストペアケーブルは、8本の芯線を2本ずつより合わせて4対のケーブルです。これによってノイズの発生と影響が抑えられます。通信可能な距離を延長し、「より対線」とも呼ばれて、LANで最もよく使われています。

UTPとSTPケーブル

ツイストペアケーブルはシールドの有り無しによって2種類に分類されます。

  • UTP(UnShielded Twisted-Pair)・・・・シールド保護なし
  • STP(Shielded Twisted-Pair) ・・・・・シールド保護付き

シールドは、より線の周りを囲んだ絶縁体のことです。これによってノイズの影響を抑える効果があります。その分コストが高くなります。一般的なオフィスや家庭ではUTPが使われ、STPはノイズの発生源が多い工場や研究所のような特殊な環境で使われます。

カテゴリ

ツイストペアケーブルは次の表の様に、いくつかのカテゴリに分けられて規格化されています。LANで使用されるものはカテゴリ3以上になります。

カテゴリ 伝送速度 最大周波数 適用範囲
1 20kbps  規定なし 電話線(4線2対)、コネクタは電話用(RJ-11)
2 4Mbps  1MHz ISDN、デジタルPBX、低速データ通信用
3 16Mbps 16MHz 10BASE-T、トークンリング
4 20Mbps 20Mbps トークンリング(16Mbps)
5 100Mbps 100Mbps 100BASE-TX
5e 1Gbps 100Mbps 1000BASE-T、Cat5よりも性能が高い
6 1.2Gbps 250Mbps 1000BASE-T、10GBASE-T(ただし、最大ケーブル長は55m)
6a 10Gbps 500Mbps 10GBASE-T、Cat6よりも安定した通信が可能
7 10Gbps 600Mbps 10GBASE-T、シールドがされたSTPケーブル

 

カテゴリは伝送速度を高速にするための方法によって分類されています。数字が大きほど高品質で高速伝送が可能です。上位カテゴリのケーブルで下位カテゴリのケーブルの代替えが可能です。

RJ-45コネクタ

ツイストペアケーブルの両端にRJ-45(Registered-Jack-45)という規格コネクタが使われます。NICやネットワーク機器に差し込んで接続します。

1本のツイストペアケーブルを分解してみると、8本の色分けされた導線が入っています。EIA/TIA-568規格により、配線ペア、何番目のスロットに結線されるか決められています。T568-A、T568-Bの2つの規格があります。

【EIA/TIAピン配列】

1 2 3 4 5 6 7 8
T568-A 白/緑 白/橙 白/青 白/茶
T568-B 白/橙 白/緑 白/青 白/茶

 

芯線の色は規格によって一部異なりますが、ポート番号が

1-2、3-6、4-5、7-8

とそれぞれペアになってより合わせられます。これによって8本の芯線で電気信号が流れます。

ストレートケーブルとクロスケーブル

ツイストペアケーブルにはストレートケーブルクロスケーブルの2つに大別されます。

・ストレートケーブル:ケーブルの両端を同一のピン配列で結線したケーブル。ストレートスルーケーブルとも言われる。
・クロスケーブル:ケーブルの両端を異なったピン配列で結線したケーブル。クロスオーバーケーブルとも呼ばれる。

100BASE-TXと10BASE-Tの通信では1,2,3,6番ピンを接続する2対みのを使用します。

ストレートケーブル

ストレートケーブルは同じピン配列ですので、画像は割愛いたします。

クロスケーブル

▼▽▼▽▼▽100BASE-TX▼▽▼▽▼▽

▼▽▼▽▼▽1000BASE-T▼▽▼▽▼▽

画像を見ると混乱するかもしれませんが、
より線のペアになっている、

1-2、3-6、4-5、7-8

のピン配列が入れ替わります。

MDIとMDI-X

実際にケーブルを使う場合にストレートかクロスのどちらかを判断する場合、接続するデバイスの組み合わせによって決まります。モジュラージャック(ポート)へは、各ピンへの信号が割り当てによってMDI(Medium Dependent Interface)とMDI-X(Medium Dependent Interface X)の2種類があります。

  • MDI:<送信>1・2ピン端子、<送信>3・6ピン端子
  • MDI-X:<送信>3・6ピン端子、<送信>1・2ピン端子

電気信号の衝突を避けるために、送信側から送出された電気信号を、受信側で着信できるように接続しなければなりません。従ってMDIとMDI-Xを接続するときはストレートケーブル、MDIとMDIまたはMDI-XとMDI-Xを接続する場合はクロスケーブルを使います。

タイプ ノード
MDI コンピュータ(NIC)、ルータ
MDI-X リピータハブ、スイッチ

 

異なる階層の機器同士を接続する場合はストレートケーブル、同じ階層同士の機器を接続する場合はクロスケーブルを使います。