対応ケーブル種別:CAT5、CAT5E、CAT6、CAT6A、CAT7、CAT8
CATネットワークケーブル概要
CATネットワークケーブル(通称:ツイストペアケーブル)は、最も一般的かつ広く使用されているLANケーブルの一種であり、Cat5e、Cat6、Cat6a、Cat7などの規格が存在します。それぞれの規格は、性能や用途に違いがあります。
シールド方式による分類
UTP(非シールドツイストペア):
最も普及しているタイプで、外部ノイズに完全には耐えられないため、外部からの干渉を差動信号で相殺する構造になっています。各ペア線が密に撚られており、共通モード信号として干渉を吸収し、受信側で差分処理を行うことで、元の信号を再現します。
FTP(シールドツイストペア):
外部干渉に対する耐性が高く、電磁環境の厳しい場所での使用に適しています。
ネットワークケーブルの構造的特徴
ツイストペア構造:
ツイストペアケーブルは、電話線に似た形状で、2本の導体を一定のピッチで撚り合わせ、各導体に絶縁と色識別が施されています。これは、他のペア線や外部からの電磁干渉(EMI)を相殺するための構造です。
ペアごとに撚りピッチを変えることで、相互干渉を防止しています。例えば、白/オレンジのペアは最も密に撚られ、白/ブラウンのペアは比較的緩やかです。
ツイストペアの精度は信号品質に直結するため、施工時には撚り構造の保持が重要です。巻き取りや再利用を繰り返すと、撚りピッチが崩れて信号劣化の原因となる場合があります。そのため、ヘビーデューティタイプや粘着結合型構造など、対策が施された製品も存在します。
各CATケーブルの性能比較
Cat5e(カテゴリ5e):
従来のCat5より大幅に性能向上し、減衰やクロストークが少なく、ACRやS/N比も改善。最大帯域幅は100MHzで、24AWGの導体を採用。ギガビットイーサネットに対応しており、家庭やオフィスの一般的なネットワーク用途に適合です。
Cat6(カテゴリ6):
Cat5eよりもさらに高性能で、250MHzの帯域幅に対応。クロストークやリターンロス性能が向上し、1Gbpsを超えるアプリケーションに対応可能。データセンターや高性能な社内ネットワークに適しています。
Cat6a(カテゴリ6A):
Cat6の改良版で、帯域幅は500MHz、最大伝送速度は10Gbps。外部クロストークへの耐性が高く、大規模な企業ネットワークやデータセンターに適合です。
Cat7(カテゴリ7):
シールド付きツイストペア構造を持ち、帯域幅は600MHz以上、最大伝送速度は10Gbps。各ペア線に個別のシールドを備え、さらに全体を覆う共通シールドもあり、干渉耐性が非常に高くなっています。コネクタ性能も600MHz時に60dB以上の近端漏話抑制が求められます。
Cat8(カテゴリ8):
最新のSFTP(二重シールド)構造を採用し、2000MHzの帯域幅で最大40Gbpsの高速通信に対応。ただし、最大伝送距離は30mと短いため、主にデータセンター内でのサーバー、スイッチ、パッチパネル間の短距離接続に使用されます。
CATネットワークケーブルの進化と歴史
CAT1:最大帯域750kHz。音声通信専用で、1980年代以前の電話線に使用されていた。
CAT2:1MHzまで対応。音声および4Mbpsまでのデータ通信に使用。
CAT3:16MHz、最大10Mbpsの伝送。10BASE-Tや旧式トークンリングネットワークに使用。現在は廃止傾向。
CAT4:20MHz、16Mbps対応。利用は限られ、広く普及しなかった。
CAT5:100MHz、最大100Mbps対応。100BASE-Tなどに使用。現在はCat5eが主流。
CAT5e:Cat5を改良し、ギガビットイーサネット(1000Mbps)に対応。
CAT6:1〜250MHz、1Gbps超の通信に適応。星形トポロジー、最大100mのチャンネル長。
CAT6e:Cat6の改良型。帯域幅は同様(200〜250MHz)だが、クロストークやS/N比が改善され、十字絶縁構造を持つ。
CAT7:万ギガビット通信対応。4ペア全てに個別シールド、外部シールドあり。高周波伝送に強い。
CAT8:2016年にTIAより正式規格化。IEEE 802.3bq 25G/40GBASE-T規格に準拠し、最大40Gbps伝送可能。ANSI/TIA-568-C.2-1にも準拠し、接続パラメータが厳密に定められている。
各CATケーブルの代表的な使用シーン
Cat5e:
一般的な家庭・オフィスのインターネット接続やファイル共有など、日常的なネットワーク利用に適合。
Cat6:
高速通信や干渉耐性が必要な環境に適し、企業ネットワークやハイスペックな家庭用ネットワークに利用されます。
Cat6a:
500MHzの帯域幅と高い外部干渉耐性により、データセンターや大規模ネットワークでの10Gbps通信に適合です。
CAT7: シールドされたツイストペアケーブルとして、Cat7は10Gigabit Ethernetテクノロジーを含むアプリケーションに優れています。長距離トランスミッションでうまく機能し、最大100メートルの距離を達成します。これにより、プレミアムデータセンターやプロのネットワークインストールなど、高速および干渉に耐える環境に最適です。
CAT8: 30メートルの最大透過距離が限られているにもかかわらず、CAT8は2000MHzの帯域幅と最大40GB/sの移動速度をサポートしています。通常、データセンター内の短距離、高速データ送信シナリオに適した、サーバー、スイッチ、配布パネル、その他の機器の間のデータセンター内の短距離接続に使用されます。
Profinet Industrial Ethernetケーブル
概要
Profinetケーブルは、Profinetプロトコルに基づいて設計された産業イーサネットケーブルであり、主に産業用自動化生産、鉄道車両、海上船などのさまざまなセクターで使用されています。これらのケーブルは、EtherCatやEthernet/IPなどの複数の産業イーサネット通信プロトコルと互換性があり、厳しい産業環境でも安定した信頼性の高い伝送パフォーマンスを確保しています。
アプリケーション
産業自動化生産:機械、機器、機器、制御キャビネットの配線に使用されます。
鉄道車両:鉄道輸送システムの安定した安全な信号伝送を保証します。
海上船:船通信システムの効率的なデータ送信をサポートします。
タイプと機能
タイプA
機能:CAT5Eのパフォーマンス基準を満たす固定アプリケーションに適しています。
アプリケーション:主に機械、機器、機器、制御キャビネットの配線に使用されます。
タイプb
機能:時折の動きや振動に耐えることができる曲げを経験する可能性のある設置用に設計されています。
アプリケーション:特定の産業用自動化機器など、潜在的な曲げを備えた環境に適しています。
タイプc
機能:ドラッグチェーンアプリケーションや頻繁に移動する環境に最適です。
アプリケーション:ロボットアームや頻繁な動きを必要とするその他の機器などのモーション制御状況に適しています。
技術仕様
温度範囲:
固定アプリケーション:-45°C〜120°C。
モバイルアプリケーション:-40°C〜110°C。
導体動作温度:120°C。
テスト電圧:2000V/min(AC)。
特性インピーダンス:100±15Ω。
曲げ半径:固定アプリケーションの場合、10D(Dはケーブル径を意味します)です。
工事
導体:固体の裸の銅導体、直径は0.64mm(22AWG/1)です。
断熱:PE(ポリエチレン)。
内側シース:TPE(熱可塑性エラストマー)。
シールド:缶詰の銅の編組によるアルミホイルシールド。
アウターシース:ポリエーテルベースのポリウレタンpur。