イーサネット
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/04/30 20:12 UTC 版)
機器及びケーブル
イーサネットを構成するための機器及びケーブルについて説明する。
機器
イーサネットの中継を行う機器は、その接続構成や役割によって4つに大別される。
- リピータ
- 物理層をサポートする機器。物理信号を中継・再生し、ネットワークを延長する。
- リピータハブ（ダムハブ、カスケードハブ、ハブとも）
- 物理層をサポートする機器。リピータを多ポート化したもの。複数の端末と接続し物理信号の中継・再生を行う。
- ブリッジ
- データリンク層をサポートする機器。イーサネットフレームをMACアドレスに基づいて中継する。中継機能がソフトウェア処理されるものを主に指すことがある。
- スイッチングハブ（レイヤー2スイッチ、LANスイッチ、スイッチ、ハブとも）
- データリンク層をサポートする機器。ブリッジを多ポート化したもの、またはリピータハブにブリッジの機能を持たせたもの。複数の端末と接続しイーサネットフレームをMACアドレスに基づいて中継する。中継機能がハードウェア処理されるものを主に指すことがある。最も代表的なイーサネットのネットワーク機器。
ケーブル
イーサネットの接続に用いられる伝送媒体として、以下のものがある。
同軸ケーブル
「同軸ケーブル」も参照
導線を筒状の導体で覆ったケーブル。ケーブルの両端に信号の反射防止のために終端抵抗(ターミネーター)が必要である。
初期イーサネットである10BASE5・10BASE2では、共に50Ωインピーダンスの同軸ケーブルが使用された。10BASE5は直径10mmの通称Thick Ethernetケーブル（またはイエローケーブル）を使用[41]している。後発の10BASE2ではRG-58タイプの通称Thin Ethernetケーブルを使用し、直径5mmに改善されている[42]。10BROAD36ではRF接続による通信路としてケーブルテレビで用いられる75Ωインピーダンスの同軸ケーブルが用いられた。
10GBASE-CX4や100GBASE-CR4では、データセンター内の高速短距離用途で2芯同軸ケーブル(Twinaxケーブル)[43]が用いられ、主にダイレクトアタッチケーブルの着脱モジュールとして実装されている。
光ファイバーケーブル
「光ファイバー」も参照
光信号を伝送するケーブル。多くは送受信号用に2本を用いるが、異なる2つの波長信号を1ケーブル内で同時に送受する方式もある。
短距離用にマルチモードファイバー(MMF)、長距離用にシングルモードファイバー(SMF)を使用する。
- MMF: 芯線（コア）が太いもの。曲げに強く、伝送損失が大きい。安価。
- SMF: 芯線（コア）が細いもの。曲げに弱く、伝送損失が小さい。高価。
10BASE-F、100BASE-FX、1000BASE-SX/LX、10GBASE-SR/LR/ER、100GBASE-Rなどで使われる。イーサネットの光ファイバー通信におけるケーブルは、おおむねファイバーチャネルやSONET/SDHで用いられている技術を踏襲し、以下のようにISO 11801で仕様が規定されているものを用いる[44]。1kmあたりの減衰量や帯域幅などの信号特性によってカテゴリに分類されており、特にMMFは通信速度向上に伴い上位のケーブル仕様が要求される。
| モード | カテゴリ | コア/クラッド径 [μm] |
減衰量 [dB/km] |
全モード帯域幅 (850nm波長) |
イーサネットでの主な利用 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MMF | OM1 | 62.5/125 | 3.5 | 200 MHz・km | 100BASE-FX: 2km 1000BASE-SX: 275m 10GBASE-SR: 26m |
25G以上は非対応 |
| OM2 | 50/125 | 3.5 | 500 MHz・km | 100BASE-FX: 2km 1000BASE-SX/LX: 550m 10GBASE-SR: 82m |
25G以上は非対応 | |
| OM3 | 50/125 | 3.0 | 1500 MHz・km | 10GBASE-SR: 300m 100GBASE-SR2/SR4: 75m 100GBASE-SR10: 100m |
||
| OM4 | 50/125 | 3.0 | 3500 MHz・km | 10GBASE-SR: 400m 100GBASE-SR2/SR4: 100m 100GBASE-SR10: 150m 400GBASE-SR4.2: 100m |
||
| OM5 | 50/125 | 3.5 | 4700 MHz・km | 400GBASE-SR4.2: 150m | ||
| SMF | OS1 | 9/125 | 1.0 | - | 100BASE-FX: 20km 1000BASE-LX: 5km 10GBASE-LR: 10km 10GBASE-ER: 40km 100GBASE-LR4: 10km 100GBASE-ER4: 40km |
|
| OS2 | 9/125 | 0.4 | - |
ツイストペアケーブル
「ツイストペアケーブル」も参照
両端にオス型RJ-45コネクタのついたケーブル。一般に「LANケーブル」と呼ばれる。
銅線8本による4対の
ケーブルには配線構成によっていくつかの種類がある。
- カテゴリによる分類
- 転送速度に応じた周波数特性を満たすケーブルがカテゴリとして分類されている。TIA/EIA-568およびISO/IEC 11801など複数の規格で横断的に仕様が規定されており、カテゴリ1, 2, 3, 4, 5, 5e, 6, 6A, 7, 7A, 8 の名称が広く用いられている[45][46]。「Cat.5」や「Cat.5e」などのカテゴリ略称が用いられる。
- シールドの有無による分類
-
- UTP (Unshielded twisted pair): ノイズシールドのないもの。
- STP (Shielded twisted pair): ノイズシールドのあるもの。高い周波数特性を持っているが、機器にアース線を取り付けるなど接地の必要があり、既存のUTPを単純にSTPに置き換えることはできないことが多いため、特にカテゴリ6A以上を用いる場合は注意を要する。
- ピン接続による分類
-
- ストレートケーブル: 両端のコネクタが同じピン番号同士で接続されているもの。通常使うケーブル。
- クロスケーブル: 両端コネクタの送受ピンが交差接続されているもの。旧型の機器などで、ハブを複数台カスケード接続する場合や、端末同士を1対1で接続する場合に用いられた。1000BASE-T以降ではほとんど場合、Auto MDI/MDI-Xと呼ばれる送受ピン自動判別機能が機器に備わっている[47]ため、クロスケーブルは必要がない。
参考文献
出典
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- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 8
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- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 7.3.1
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 24.1.4.1
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- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 3.1.1
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 4.2.3.2
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- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 8.8.8.1
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 10.5.1
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 54.6, Clause 92
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 38.3, 38.4, 52.14
- ^ ISO/IEC 11801-1:2017 - クラスA, B, C, D, E, EA, F, FA, I, II がそれぞれ Cat.1, 2, 3/4, 5(e), 6, 6A, 7, 7A, 8.1, 8.2 に相当する。
- ^ TIA/EIA-568-C.2-1 - Cat.3, 5e, 6, 6A, 8.1 が定義されている。
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 40.4.4
- ^ IEEE 802.3-2018, Clause 1.2.3
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