単元解説

ケーブル・光ファイバー・インターフェース

ネットワーク基礎CCNA

銅線・光ファイバー・DAC・トランシーバーなどの伝送媒体と、RJ-45・SFP・オートネゴシエーションなどのインターフェース基礎を学びます。

この単元で学ぶこと

ネットワーク機器を接続するには、通信速度、距離、設置環境、電磁ノイズ、消費電力、コストに合った伝送媒体とインターフェースを選ぶ必要があります。

この単元では、ツイストペアケーブル、UTPケーブル、光ファイバーケーブル、シングルモードファイバー、マルチモードファイバー、DACケーブル、トランシーバー、SFP、RJ-45、オートネゴシエーションの基本を学びます。

伝送媒体とは、電気信号または光信号を使ってデータを運ぶための経路です。機器のポート形状が合っていても、対応する速度、距離、ケーブル種別、トランシーバー種別が一致していなければリンクは確立しません。

設計時には、必要な帯域、接続距離、配線経路、ノイズの有無、将来の増速、保守性を確認します。

ツイストペアケーブルは、二本の導線を対にしてより合わせた銅線ケーブルです。より合わせることで、外部からの電磁ノイズや隣接する線対間の干渉を抑えます。

UTPケーブルは、追加のシールドを持たないツイストペアケーブルです。LAN配線で広く使われ、一般的にRJ-45コネクタと組み合わせてEthernet接続に使います。規格やカテゴリにより、対応する速度や帯域が異なります。

光ファイバーケーブルは、光を使ってデータを伝送するケーブルです。銅線に比べて長距離伝送や電磁ノイズの影響を受けにくい接続に適しています。

光ファイバーでは、機器側の光ポート、トランシーバー、ケーブルのコネクタ形状、波長、モード、距離仕様をそろえて選びます。目に見えない光を扱うため、接続面の清掃や曲げ半径の管理も重要です。

シングルモードファイバーは、主に長距離の伝送に使われる光ファイバーです。マルチモードファイバーは、比較的短い距離の建物内やデータセンター内の接続で使われます。

同じ形状に見える光ケーブルでも、モードが異なると想定どおりに接続できない場合があります。ケーブルだけでなく、両端のトランシーバーも対応するモードへ合わせます。

DACケーブルは、両端にトランシーバー形状のコネクタを持つ直接接続用のケーブルです。ラック内や隣接ラックなど、比較的短距離の高速接続で使われます。

トランシーバーとケーブルを別々に選ぶ光接続と比べ、短距離では構成を簡潔にできる場合があります。ただし、対応速度、長さ、機器互換性を確認します。

トランシーバーは、機器の電気信号とケーブル上の電気信号または光信号を変換する着脱式モジュールです。SFPは小型の着脱式トランシーバーのフォームファクタの一つです。

光接続では、トランシーバーの速度、光の種類、到達距離、対応するファイバー種別を確認します。機器によっては、対応ベンダーや互換性の条件があるため、事前の確認が必要です。

RJ-45は、ツイストペアケーブルを使うEthernet接続で一般的に使われるコネクタ形状です。スイッチやルータや端末のEthernetポートとケーブルを接続します。

RJ-45という形状が同じでも、ポートが対応する速度やPoEの可否は機器により異なります。ポート仕様とケーブル仕様を確認します。

オートネゴシエーションは、接続された二つのEthernetポートが、対応可能な速度やデュプレックス方式を自動的に調整する仕組みです。

片側だけを手動固定し、もう片側を自動設定にすると、速度やデュプレックスの不一致が起きる場合があります。リンク速度、デュプレックス、エラー、ケーブル状態を確認すると、物理層の問題を切り分けやすくなります。

短距離の一般的な端末接続では銅線、長距離やノイズの影響を抑えたい接続では光ファイバー、短距離の高速機器間接続ではDACが候補になります。ケーブル、トランシーバー、ポートの速度・種類・距離を合わせることが重要です。