tag:crieit.net,2005:https://crieit.net/tags/Ethernet/feed Crieitでタグ「Ethernet」に投稿された最近の記事 2021-10-12T20:11:49+09:00 https://crieit.net/tags/Ethernet/feed tag:crieit.net,2005:PublicArticle/17705 2021-10-12T20:11:49+09:00 2021-10-12T20:11:49+09:00 https://crieit.net/posts/UTP-STP <p>昨日LANケーブルの話をしていて、UTPとかSTPとか言われて「ん？なんのこと？」と思った。どうやらケーブルの種類のようだ。あと100mまではイーサネットの規格でOKとなっているとか言われて、そういやイーサネットって、どこからどこまでを定めたものなんだっけ、と気になった。ので、調べた。</p> <h2 id="一言でいうとIEEE 802.3"><a href="#%E4%B8%80%E8%A8%80%E3%81%A7%E3%81%84%E3%81%86%E3%81%A8IEEE+802.3">一言でいうとIEEE 802.3</a></h2> <p>まずイーサネットだが、これは仕様的にはIEEE 802.3が本体っぽい。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://grouper.ieee.org/groups/802/3/">IEEE 802.3 ETHERNET</a></p> <p><strong>基本的には伝送速度の性能を出すための規格で、そのためにOSI参照モデルでいうところの物理層とデータリンク層をカバーしている、とざっくり理解</strong>した。つまりケーブルの材質から衝突検知の仕組みはイーサネットの規格のうちだ。どうでもいいけど、OSI参照モデルの分け方はつくづく現実にピタリと合わんな。</p> <p>以下の記事で、歴史的な経緯、過去の規格をわかりやすく示してくれている。特に一番下の表が参考になった。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://www.itbook.info/study/p25.html">イーサネット（Ethernet）のしくみ(1) －イーサネットの規格－ – ネットワークエンジニアを目指して</a></p> <h2 id="ケーブル媒体"><a href="#%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB%E5%AA%92%E4%BD%93">ケーブル媒体</a></h2> <p>昔々の10Mbps時代は同軸ケーブルを利用していたらしい。へぇ。100m云々って話が出たのは、100Base-T(Fast Ethernet)かな。ケーブルの媒体を見ると、「UTP」が出てくる。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://www.panduit.co.jp/column/naruhodo/1983/">UTPケーブルとSTPケーブルの違い | LANケーブルと結束バンドのことなら｜パンドウイット</a></p> <blockquote> <p>「UTP」は「Unshielded Twisted Pair」の略です。「UTPケーブル」とは「シールド処理が施されていない、ペアの撚りケーブル」を指します。一般的なLANケーブルはこのUTPケーブルを意味しており、家庭やオフィスなど多くの環境で使用されています。</p> </blockquote> <p>とのことで、なるほど。で、STPはShielded Twisted Pairである。スパニングツリープロトコルではなかった。</p> <p>通常の家庭の用途でSTPが必要になることはまずないようだ。ただ100mくらいになるとどうなんだろね。信号が減衰すれば、それだけノイズの影響も大きくなりそうだけれど。そういえば昔100mくらいのケーブルを敷設したことを思い出したが、屋内用の癖にやけに固くて、今にして思うとあれはSTPだったのかもしらん。</p> <p>昔といえば、LANケーブルはお手軽に入手できる撚り線のツイストケーブルとして、コネクタ部分をぶった切って別の用途に利用とかしていた気がする。なんも知らんと色々やっていたな僕。</p> <p>ちなみにコネクタ部分の規格はRJ-45と呼ばれるが、なんで45なんだ？とふと思ったもののよくわからん。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://e-words.jp/w/RJ45.html">RJ45（8P8C）とは – IT用語辞典 e-Words</a></p> <p>8P8Cは納得できるが、慣習的にRJ-45の呼び名が残ったようだ。まぁ正直名前の意味なんてみんな考えないしね。</p> <p>さて、UTP/STPはわかったが、それ以外にあるの？というと、ギガビットイーサ以降では光ファイバがある。表にあるSMF（シングルモードファイバ）やMMF（マルチモードファイバ）がそれが。光ファイバについては大昔調べたことがある。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://hack-le.com/opticalfiber/">データシートを読んで学ぶ、光ファイバ超入門 – 或る阿呆の記</a></p> <p>仕事だと、光ファイバの通信ケーブルを使うこともたまにある。なるほど、こういう規格だったのか。</p> <h2 id="プロトコルもね"><a href="#%E3%83%97%E3%83%AD%E3%83%88%E3%82%B3%E3%83%AB%E3%82%82%E3%81%AD">プロトコルもね</a></h2> <p>ギガビットイーサだと、見慣れたUTPケーブルのやつが1000Base-Tで、光ファイバのやつが1000Base-Xのようだ。つまり僕らがいつも使っているのは1000Base-Tやね。</p> <p>しかし、光ファイバだったらそりゃギガビットもでるだろうと思えるけれど、UTPで出るのか？と思ったら、下記の記事で解説されていた。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://www.itbook.info/study/p34.html">ギガビットイーサネット（１） – ネットワークエンジニアを目指して</a></p> <p>UTPでギガビットイーサを実現するために、今まで使っていなかった線も使うだけではなく、さらに符号化技術にも踏み込んでいる。1回のパルス電圧に5つの値をもたせることによって、ギガビットの伝送速度を実現しているらしい。なるほどなるほど。なんでそんなことができるのかはわからんがなるほど。</p> <p>まぁ実際、家庭用の通信で光ファイバとかやってらんないので、UTPでできるのはいいよね。なんだかんだいって有線もまだまだ使い所があるし、安定性を考えると有線がいいなっていう場面もあるしね。</p> <h2 id="異なる規格の混在"><a href="#%E7%95%B0%E3%81%AA%E3%82%8B%E8%A6%8F%E6%A0%BC%E3%81%AE%E6%B7%B7%E5%9C%A8">異なる規格の混在</a></h2> <p>ただまぁ、そうやって技術革新を積み重ねていけば、いわゆる下位互換性がなくなることもある。Cat5eとCat6の混在はできるけどCat6の意味が薄れるよ、とかよく聞くよね。</p> <p><a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://www.panduit.co.jp/column/naruhodo/6150/">Cat6（カテゴリ6）とCat5e（カテゴリ5e）は混在しても大丈夫？使用時の注意点まとめ | LANケーブルと結束バンドのことなら｜パンドウイット</a></p> <p>自分の仕事では帯域とかあまり気にしないので、とりあえずギガビット出るCat5e以上だったらいいよみたいな感じで使っていた気がする。まぁ混ぜて使えるだけすごいよね。実際、下位互換性の問題ってずっとつきまとっているんだろうなぁ、通信系は。</p> <p>まぁ僕は別にネットワーク系ではないので、あまり深入りする必要もないと言えばないのだが、こういう雑知識は得ておくとトラブった時に使えることもあるし、なにより先人たちの苦労を垣間見れて楽しい（当人は楽しくない？それとも楽しい？）ものである。</p> tama tag:crieit.net,2005:PublicArticle/17448 2021-06-26T21:28:30+09:00 2021-07-03T17:12:34+09:00 https://crieit.net/posts/Ethernet <h1 id="ケーブルの種類"><a href="#%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB%E3%81%AE%E7%A8%AE%E9%A1%9E">ケーブルの種類</a></h1> <p>まず、ケーブルの種類について。<br /> イーサネットで使われるケーブル（LANケーブル）には、銅線を用いたものと、光ファイバーを使ったものに分けられます。</p> <h2 id="銅線を用いたケーブル"><a href="#%E9%8A%85%E7%B7%9A%E3%82%92%E7%94%A8%E3%81%84%E3%81%9F%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB">銅線を用いたケーブル</a></h2> <p>銅線のケーブルは単純に、電気信号を送ることで通信しているのですが、<br /> 大きく分けて二種類ありまして...</p> <h4 id="STPケーブル（Shielded Twisted Pair）"><a href="#STP%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB%EF%BC%88Shielded+Twisted+Pair%EF%BC%89">STPケーブル（Shielded Twisted Pair）</a></h4> <h4 id="UTPケーブル（Unshielded Twisted Pair）"><a href="#UTP%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB%EF%BC%88Unshielded+Twisted+Pair%EF%BC%89">UTPケーブル（Unshielded Twisted Pair）</a></h4> <p>というわけで、文字通り、シールドがあるかないかで分けられています。</p> <div class="table-responsive"><table> <thead> <tr> <th></th> <th>STP</th> <th>UTP</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>シールド処理</td> <td>シールド処理により外部のノイズを遮断</td> <td>シールド処理をしない</td> </tr> <tr> <td>メリット</td> <td>通信の安定や通信速度の向上させる</td> <td>安価で、アース処理が不要</td> </tr> <tr> <td>使用場面</td> <td>データセンターや、通信が集中する場所</td> <td>一般的な家庭で使用</td> </tr> </tbody> </table></div> <p>UTPケーブルの規格は、主に次の4つあります</p> <h5 id="10BASE-T"><a href="#10BASE-T">10BASE-T</a></h5> <h5 id="100BASE-TX"><a href="#100BASE-TX">100BASE-TX</a></h5> <h5 id="1000BASE-T"><a href="#1000BASE-T">1000BASE-T</a></h5> <h5 id="10GBASE-T"><a href="#10GBASE-T">10GBASE-T</a></h5> <p>どれも最大伝送距離は100mです</p> <h2 id="光ファイバーを用いたケーブル"><a href="#%E5%85%89%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%90%E3%83%BC%E3%82%92%E7%94%A8%E3%81%84%E3%81%9F%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB">光ファイバーを用いたケーブル</a></h2> <p>こちらはケーブルに光（レーザー）を用いることで通信を行なっています。<br /> こちら、伝搬モードというのが二種類ありまして...</p> <h4 id="SMF（シングルモードファイバー）"><a href="#SMF%EF%BC%88%E3%82%B7%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%AB%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%89%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%90%E3%83%BC%EF%BC%89">SMF（シングルモードファイバー）</a></h4> <p>単一の伝搬モードを提供するケーブルで、分散しにくく、長距離伝送に使われます</p> <h4 id="MMF（マルチモードファイバー）"><a href="#MMF%EF%BC%88%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%83%81%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%89%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%90%E3%83%BC%EF%BC%89">MMF（マルチモードファイバー）</a></h4> <p>複数の伝搬モードで、光を分散させるため短距離</p> <p>最後に、主な光ファイバの規格をまとめておくと、</p> <h5 id="1000BASE-LX（SMF）"><a href="#1000BASE-LX%EF%BC%88SMF%EF%BC%89">1000BASE-LX（SMF）</a></h5> <h5 id="1000BASE-LX（MMF）"><a href="#1000BASE-LX%EF%BC%88MMF%EF%BC%89">1000BASE-LX（MMF）</a></h5> <h5 id="1000BASE-SX（MMF）"><a href="#1000BASE-SX%EF%BC%88MMF%EF%BC%89">1000BASE-SX（MMF）</a></h5> <h5 id="10GBASE-LR（SMF）"><a href="#10GBASE-LR%EF%BC%88SMF%EF%BC%89">10GBASE-LR（SMF）</a></h5> <p>これらの場合、SMFは最大伝送距離が10kmに対し、MMFは550mほどしかありません。</p> <p>ちなみに、どういうわけかSMFの方がトランシーバーが高価で、導入コストも高くなりますなります（汗</p> <h1 id="ケーブルのカテゴリー"><a href="#%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB%E3%81%AE%E3%82%AB%E3%83%86%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%83%BC">ケーブルのカテゴリー</a></h1> <p>ケーブルのカテゴリーは、cat6のように表記します。<br /> 数字が大きい方が、高速です。</p> <div class="table-responsive"><table> <thead> <tr> <th></th> <th>cat5</th> <th>cat5e</th> <th>cat6</th> <th>cat6A</th> <th>cat7</th> <th>cat8</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>速度</td> <td>100Mbps</td> <td>1Gbps</td> <td>1Gbps</td> <td>10Gbps</td> <td>10Gbps</td> <td>40Gbps</td> </tr> <tr> <td>帯域</td> <td>100MHz</td> <td>100MHz</td> <td>250MHz</td> <td>500MHz</td> <td>600MHz</td> <td>2GHz</td> </tr> </tbody> </table></div> <p>ちなcat7以上は、STPのみ対応</p> skyms