イーサネットケーブルは、ネットワークインフラに不可欠なコンポーネントであり、コンピューターとデバイス間のデータ転送を担っています。この記事では、シールドケーブルと非シールドケーブルの違い、そしてニーズに合ったケーブルを選ぶ際に考慮すべき点について解説します。
イーサネットケーブルについて
イーサネットケーブルのようなネットワークケーブルには、様々なカテゴリがあります。「Cat」で示されるこれらのカテゴリは、異なるパフォーマンスレベルを表します。一般的な選択肢としては、Cat5e、Cat6、Cat6a、Cat8のイーサネットケーブルなどがあります。
イーサネットケーブルは、多くの場合ツイストペア（電磁干渉（EMI）を低減するために、より合わせた電線のペア）で構成されています。これらのツイストペアは、ネットワーク接続の信号品質と信頼性を向上させるのに役立ちます。
イーサネットケーブル（シールド付きとシールドなし）
ツイストペアイーサネットケーブルには、シールド付きとシールドなしの2つの主な種類があります。シールド付きケーブルはEMIに対するより強力な保護を提供し、シールドなしケーブルはEMIがない場合に高速な伝送速度を提供します。
- シールド付きイーサネットケーブルは、硬さと太さのため、シールドなしのケーブルよりも高価で敷設が困難です。工業地帯や無線トラフィックの多いエリアなど、干渉源となる可能性のある場所が多い環境に最適です。
- シールドなしイーサネット ケーブルは4 対のツイスト ワイヤで構成されており、コスト効率が高く、設置が簡単なため、EMI が大きな懸念事項ではない小規模な家庭や企業に適しています。
シールドイーサネットケーブルとは
シールド付きイーサネットケーブル（シールドツイストペアケーブル（STP）とも呼ばれる）は、シールドなしのケーブルに比べて電磁干渉（EMI）に対する保護層が強化されています。シールドは通常、ケーブル内のツイストペア線を包む金属メッシュまたは金属箔で作られています。これにより、EMIがネットワークパフォーマンスに与える影響が軽減され、より安定した信頼性の高い接続が確保されます。
シールドケーブルを使用すると、シールドなしのケーブルよりも硬く、少し太いことに気付くでしょう。これは、シールド材が追加されているためです。しかし、シールドケーブルを設置する際に適切に接地されていないと、意図せず問題が発生する可能性があります。ESDワイヤやドレインワイヤなどの不要な外部干渉が、シールドを通ってグランドに導かれるため、接地は不可欠です。
シールド付きイーサネットケーブルの種類
シールド付きイーサネット ケーブルにはさまざまな種類があり、それぞれ異なるレベルの保護を提供します。
- STP（シールドツイストペア） ：このタイプのケーブルは、ケーブル全体でシールドされています。ケーブル内のすべてのツイストペアは、単一の完全なシールドで囲まれています。STPケーブルは、Cat5eおよびCat6イーサネットケーブルで一般的に使用されています。STPイーサネットケーブルがEMIを効果的に遮断するには、シールド層を接地する必要があります。STPケーブルにはこのためのドレインワイヤが含まれていますが、接地の連続性は互換性のあるシールド部品に依存しています。高品質のSTPケーブルであっても、シールドされていないジャックやカプラが接地経路を遮断すると、シールドの効果は失われます。
- S/STP（シールドツイストペア） ：このタイプのケーブルでは、各ツイストペアに個別のシールドが施され、さらにすべてのペアを囲むシールドも施されています。この設計により、EMIに対する最大限の保護が実現します。S/STPケーブルは、高性能Cat6aイーサネットケーブルの一部としてよく使用されます。
- S/FTP（シールド/フォイルツイストペア） ：S/STPと同様に、このケーブルタイプの各ツイストペアには個別のフォイルシールドが備えられており、すべてのペアは全体シールドで囲まれています。S/FTPケーブルは優れたEMI保護機能も備えているため、Cat-6やCat-6aネットワークなどの高性能アプリケーションに適しています。
適切なシールド付きイーサネットケーブルの種類は、お客様の具体的なニーズと環境におけるEMIレベルによって異なります。一般的に、EMIレベルが高い場合は、S/STPケーブルとS/FTPケーブルが最適な保護を提供します。ただし、環境のEMIレベルが中程度であれば、STPケーブルで十分な場合があります。
シールドなしイーサネットケーブルとは
シールドなしイーサネットケーブル（UTPケーブルとも呼ばれます）は、ペア線にシールドが施されていないタイプのイーサネットケーブルです。これらのケーブルは、シールド付きケーブルと同じ帯域幅、ケーブル長、出力を備えています。これらのケーブルは、EMI（電磁干渉）を軽減するために、ペア線がケーブル内部でツイストされているように設計されています。費用対効果が高く、設置が容易なため、小規模な家庭やオフィスの機器接続によく使用されています。
UTPケーブルといえば、一般的に使用されているCat5eケーブルを思い浮かべるかもしれません。これはシールドなしのイーサネットケーブルで、最大1000Mbpsまたは1Gbpsの速度を実現でき、家庭や小規模オフィスのネットワークで広く使用されています。
シールドなしイーサネットケーブルの種類
シールドなしイーサネット ケーブルには、次のようないくつかの種類があります。
- Cat5 ：この旧世代のケーブルは最大100Mbpsの速度をサポートし、基本的なネットワークニーズには使用できます。ただし、パフォーマンスを向上させるには、Cat5eへのアップグレードを検討する価値があります。
- Cat5e ：人気の高いCat5eイーサネットケーブルは、Cat5ケーブルの拡張版です。最大1Gbpsの速度をサポートし、Cat5よりも優れたクロストーク性能を備えています。
シールドなしのイーサネットケーブルは、シールド付きのケーブルに比べてEMI（電磁干渉）の影響を受けやすいですが、ほとんどの家庭や小規模オフィス環境では信頼性の高いパフォーマンスを発揮します。ネットワークに適したケーブルを選ぶ際には、デバイス間の距離、干渉源の可能性、必要なネットワーク速度などの要素を考慮してください。
さまざまな業界におけるシールドケーブルと非シールドケーブル
空港、医療施設、工場といったノイズの多い産業環境では、一般的にSTPケーブルが求められます。これらの施設には、大きなEMIを発生する機器が多く設置されており、UTPケーブルを長距離配線したり、複数本配線したりすると信号品質が低下する可能性があります。STPの保護箔または編組シールドは、干渉の大きい環境でも強力でクリアな通信を維持するのに役立ちます。
住宅や一般的なオフィススペースでは、高負荷の電子機器や医療機器が少ないため、一般的にEMIレベルが低くなります。そのため、費用対効果の高いUTPケーブルは、多くの場合、問題なく接続要件を満たします。シンプルな設計により、標準的なビジネスおよびホームオフィスのタスクにギガビットネットワーク性能を提供します。
このセクションでは、データセンターと産業機械を中心に、様々な業界におけるシールド付きおよびシールドなしのイーサネットケーブルの使用について解説します。様々な環境における各ケーブル配線の利点と潜在的な課題について学びます。
データセンターのケーブル配線
データセンターが効率的に運用されるためには、安定性、高速性、そして信頼性の高い接続が不可欠です。このような環境では、発電機、エアコン、蛍光灯など、様々な電磁干渉（EMI）源が発生する可能性があります。こうした干渉は、イーサネットケーブルのパフォーマンスに重大な影響を与える可能性があります。
多くの場合、データセンターではシールド付きツイストペア（STP）ケーブルが使用されています。STPケーブルのシールドは、近端漏話（NEXT）を低減し、ケーブルをEMIから保護するのに役立ちます。シールドなしツイストペア（UTP）ケーブルも使用されますが、EMI保護のための追加のシールドは備えていません。
産業および機械におけるイーサネットケーブルの使用
産業環境や機械設備では、より過酷な条件に耐えられるイーサネットケーブルが求められることがよくあります。これらの環境には、モーター、電力線、発電機、その他強力なEMIを発生する可能性のある機器が関係します。
このような環境では、EMI（電磁干渉）対策としてシールド付きイーサネットケーブルが一般的に使用されます。国際電気標準会議（IEC）と電気電子学会（IEEE）は、産業環境向けに特別に設計されたイーサネットケーブルの規格を策定しています。これらの規格により、強力なEMI発生源が存在する場合でも、ケーブルが最適な性能を発揮することが保証されます。
産業環境や機械環境に適したイーサネットケーブルを選択する際には、ネットワークが直面する具体的な課題と要件を念頭に置いてください。シールド付きイーサネットケーブルは、こうした厳しい環境下でも安定した接続を維持するために必要な保護と性能を提供しますが、シールドなしのケーブルでは不十分な場合があります。
よくある質問
シールドなしイーサネット ケーブルはいつ使用すればよいですか?
シールドなしツイストペア（UTP）イーサネットケーブルは、電磁干渉（EMI）の懸念が比較的少ない小規模な家庭や企業では通常十分です。ペア線をツイストすることでEMIを低減できるため、UTPケーブルはほとんどの日常的な用途に適しています。ただし、EMIや無線周波数干渉（RFI）のレベルが高い環境では、シールドケーブルの使用を検討する必要があるかもしれません。
シールドケーブルを使用すると PoE のパフォーマンスは向上しますか?
シールド付きイーサネットケーブルは、Power over Ethernet（PoE）を使用する際にいくつかの利点をもたらします。シールドは、電圧降下などの原因となりPoEの性能を低下させる可能性のある電磁干渉（EMI）を低減するのに役立ちます。シールドはPoEの性能にとって必須ではありませんが、特にEMIやRFI（無線周波数干渉）が高い環境において、安定した電力供給を維持するのに役立ちます。
屋外設置の場合、シールドケーブルは必要ですか?
シールドケーブルは、通常、屋外設置や過酷な環境条件にさらされる場所に推奨されます。これは、屋外環境ではEMIやRFIのレベルが高くなることが多く、シールドなしのケーブルでは性能に影響を及ぼす可能性があるためです。さらに、シールドケーブルは通常、より堅牢なジャケット構造を備えているため、物理的な損傷や様々な気象条件に対する保護が強化されています。
接地はシールドされたイーサネット ケーブルにどのような影響を与えますか?
シールド付きイーサネットケーブルを使用する際は、適切な接地が不可欠です。シールドはEMI（電磁干渉）に対するバリアとして機能しますが、正しく機能させるには接地が必要です。シールドを接地することで、シールドが拾った電磁干渉が安全に接地され、ケーブル内のデータ伝送に影響を与えるのを防ぎます。適切な接地を行わずにシールドケーブルを配線すると、性能が低下したり、シールドケーブルを使用するメリットが完全に失われたりする可能性があります。
