とことこロゴス
ツイストペアケーブル
絶縁された2本の導線をより合わせた対を、一対以上含む通信ケーブルである。より合わせた配線と差動伝送を組み合わせ、外部の雑音や隣接する対からの漏話の影響を抑える。
イマシルちゃんの解説
ツイストペアケーブルは、2本ずつより合わせた線で信号を運ぶ通信ケーブルだよ。
イーサネットのLANケーブルにも使われていて、線をねじっているのには雑音を抑える目的があるんだ。
LANの通信では、対になった2本の電圧を比べる差動伝送で信号を読み取るよ。
両方に同じ大きさの雑音が加わっても、電圧を引き算すれば共通の雑音を打ち消せるの。
より合わせておくと、2本が外からの雑音を似た条件で受けやすくなるんだ。
ただねじれば雑音が消えるのではなく、線の形と受け取る側の読み取り方を組み合わせた工夫なんだよ。
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より深い解説
構造
一般的なLANケーブルは、2本の線をより合わせた対（ペア）を4対、合計8本の線で構成されている。両端にはRJ-45コネクタを付ける。
より合わせる理由
2本の線をより合わせると、外部からの電磁的な雑音が2本にほぼ同じ大きさで入る。受信側は2本の電圧の差を信号として読み取る（差動伝送）ため、両方に同じだけ入った雑音は引き算で打ち消される。また、隣の対との間で雑音を与え合うクロストークも、より合わせることで小さくなる。対ごとにより合わせの間隔（ピッチ）を変えているのは、対同士のクロストークをさらに抑えるためである。
UTPとSTP
| 種類 | 正式名 | 特徴 |
|---|---|---|
| UTP | Unshielded Twisted Pair | シールドなし。安くて細く、曲げやすい。オフィスや家庭のほとんどはこちら |
| STP | Shielded Twisted Pair | 金属箔などのシールドあり。雑音に強いが、太く高価で、両端を正しく接地する必要がある |
工場など電磁的な雑音の多い環境や、カテゴリ6A以上の高速な配線では、シールド付きのケーブルが使われることがある。
最大長とカテゴリ
BASE-Tのイーサネット（10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T、10GBASE-Tなど）では、1区間の最大長は原則100mである。どの速度に対応できるかはケーブルのカテゴリで決まる。
ストレートケーブルとクロスケーブル
かつては、パソコンとスイッチのように異なる種類の機器をつなぐときはストレートケーブル、同じ種類の機器同士をつなぐときは送信と受信の線を入れ替えたクロスケーブルを使い分けていた。現在の機器の多くは、相手に合わせて自動で送受信を切り替えるAuto MDI/MDI-X機能を持つため、ストレートケーブルだけで接続できる。1000BASE-T以上では、4対すべてを送受信の両方に使うため、この区別はさらに意味が薄れている。
1000BASE-Tと名前の似た方式
カテゴリ5eのUTPケーブルは、1000BASE-Tで利用する代表的な配線である。4対を使い、各対を送信・受信の両方に用いて、全体の通信を実現する。
1000BASE-TXは、TIA/EIA-854で定められたカテゴリ6の配線を使う別の方式である。IEEE 802.3abの1000BASE-Tと同じ方式だとみなして、各対の使い方を取り違えない。方式の名前、カテゴリ、対の使い方を組にして確認する。
外部の雑音の影響は、配線の形状、周囲の電磁界、周波数、受信側の平衡度などに依存する。「導線の間隔だけに反比例する」という単純な関係では説明できない。より合わせと差動の受信によって、両線に共通して入る雑音の影響を抑えると捉える。
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