ツイストペアケーブル完全ガイド

ツイストペアケーブルとは？

ツイストペアケーブルは、汎用ケーブル配線システムのプロジェクトで頻繁に使用される伝送媒体です。これは2本の 銅ケーブル 絶縁保護層が施されています。これら2本の絶縁銅線は、電磁放射を低減し、外部干渉に耐えるために撚り合わされています。一方の電線から放射される電波は、もう一方の電線から放射される電波によって打ち消されます。

ツイストペアケーブル図

ツイストペアケーブルシステムは、1本以上の銅製ツイストペアで構成されています。ツイスト線によって撚り長は異なります。一般に、撚り長は38.1～14cmです。隣接するペアの撚り長は12.7cmを超えます。各銅線は反時計回りに撚られています。

光ファイバーケーブルやその他の伝送媒体と比較すると、ツイストペアケーブルはデータ伝送速度、伝送距離、チャネル幅に制限があります。ただし、価格は比較的安価です。

ツイストペアケーブルの種類：UTPとSTP

シールド付きツイストペア（STP）とシールドなしツイストペア（UTP）は、ツイストペアLANケーブルの2つの種類です。

UTPとSTPの比較

STP (シールド付きツイストペア):

UTP ケーブルと比較した、Cat7 などの STP ケーブル シールド付きツイストペアケーブル、 アルミ箔と銅編組メッシュによる追加の絶縁層があります。

STPの利点：

• アルミ箔の外層は、電磁放射の低減に役立ちます。

• UTPよりも高いデータレートと帯域幅に対応します。

STPのデメリット：

• 価格はUTPより比較的高いです。

• 設置はUTPよりも複雑です。同軸ケーブルと同様に、STPにはシールド機能をサポートする専用コネクタと専門的な設置技術が必要です。

STPの適用:

高効率な情報伝送は、STPケーブルが一般的に使用される分野です。シールド付きツイストペアは、シールドなしツイストペアよりも高い伝送性能を備えています。通常、干渉が大きい環境や、厳しい電磁要件が課される環境で使用されます。

UTP (非シールドツイストペア):

非シールドツイストペア 絶縁ゴムで覆われており、金属製のシールド層はありません。

UTPの利点：

• シールド層がなく、小径で省スペース。

• 軽量で設置が簡単。

• 柔軟性が高く、構造化された汎用ケーブル配線システムに適しています。

• 低コスト。

UTPの短所：

• UTPリンクはSTPリンクほど安全ではありません。

• 対応可能な距離は最大100メートルです。距離が100mを超える場合は、区間ごとに設置する必要があります。

• 帯域幅とデータレートに制限があります。

UTPの用途:

非シールドツイストペア（UTP）ケーブルは、コスト効率が高く、柔軟性に優れ、設置や保守が容易であるため、ほとんどのローカルエリアネットワーク（LAN）でより一般的に使用されています。ツイストペアイーサネットケーブルは、一定の長さのツイストペアとRJ45コネクタで構成されています。

ツイストペアケーブルのカテゴリー

Cat1: 帯域幅は750 kHzで、音声伝送のみが可能であり、データ伝送には対応していません。主に1980年代以前の電話ケーブルで使用されていました。

Cat2: 1 MHzの帯域幅で、4 Mbpsのデータレート内で音声伝送とデータ伝送が可能であり、主にトークンリングネットワークで使用されます。

Cat3: EIA/TIA-568で規定されている16 MHz帯域幅は、10 Mbpsのデータレート内で音声伝送とデータ伝送を可能にします。一般的な用途は10BASE-Tです。 

Cat4: 帯域幅20 MHz、データレート16 Mbpsで、主にトークンリングおよび10/100BASE-TベースのLANで使用されます。一般的には使用されていません。

Cat5： 100 MHzの帯域幅に対応し、撚り密度の向上と高品質な絶縁ジャケットにより、100 Mbpsのデータレートをサポートします。一般的な用途は100BASE-Tおよび1000BASE-Tで、最大100mまで対応します。

Cat5e: Cat5よりも減衰とクロストークが少なく、信号対雑音比（SNR）が高く、遅延誤差も小さいため、主に1000BASE-Tで使用されます。

Cat6: 250 MHz帯域幅、10 Gbpsのデータレートをサポートし、クロストークとリターンロスの性能を向上。主に1000BASE-T（最大100m）および10GBASE-T（最大55m）で使用されます。

Cat6a: 500 MHzの帯域幅、10 Gbpsのデータレートをサポートし、エイリアンクロストークが改善されており、主に10GBASE-Tで使用され、最大100mに達します。

Cat7: 600 MHzの帯域幅、強化されたEMIおよびクロストーク保護、GG45またはTERAコネクタを使用。

Cat8: 2000 MHzの帯域幅を備え、30メートル以内で最大40 Gbpsのデータレートをサポートします。IEEE 802.3bq 25G/40G Ethernetと互換性があり、サーバールーム内の短距離高速相互接続に適しています。Cat 8ツイストペアは、市場ではShielded Foil Twisted Pair (S/FTP)と呼ばれるツイストシールドケーブルペアとしてよく見られます。Cat 8 SFTPケーブルには、高速性、産業グレードの耐干渉性能、低遅延特性（短距離用途で使用）という利点があります。

ツイストペアケーブルに関するFAQ

Q: ツイストペアケーブルでは、なぜ電線が互いに撚り合わされているのですか？

A: 銅線をより合わせることで、電磁放射を低減し、外部干渉への耐性を高めることができます。また、より合わせることで、隣接するツイストペアケーブルとの干渉も抑えられます。一方の電線から放射された電波は、隣接する電線から放射された電波によって相殺されます。

Q: ツイストペアケーブルにはどのような2つの種類がありますか？

A: 非シールドツイストペア（UTP）とシールドツイストペア（STP）です。STPには追加のアルミ箔絶縁層がありますが、UTPにはありませ’ん。

Q: ツイストペアケーブルは何に使用されますか? 

A: ツイストペアケーブルは、主にアナログ音声情報と短距離デジタルデータ情報を伝送します。ツイストペア銅線ケーブルの使用例には、電話回線、DSL回線、ローカルエリアネットワーク（LANs）があります

Q: 非シールドツイストペア（UTP）ケーブルを使用するコネクタはどれですか？

A: RJ45コネクタは、非シールドツイストペアケーブル用の標準コネクタです。

Q: シールド付きツイストペアケーブルは何に使用されますか?

A: シールド付きツイストペアケーブルには、クロストークと電磁干渉（EMI）を低減するための絶縁層が追加されています。通常、干渉が大きい環境や、厳しい電磁要件が求められる環境で使用されます。