リンクに銅線と光ファイバーのどちらを選ぶか

ネットワークリンクごとに、伝送媒体として銅線のツイストペアか光ファイバーかを選ぶ必要があります。それぞれに明確な長所があり、適切な選択は距離、速度、環境、予算によって決まります。この判断は実際の業務でも試験問題でも頻繁に登場します。このレッスンでは、毎回より適切な選択を理由付きで説明できるよう、簡単な判断の枠組みを学びます。

最大の判断要因は距離です。銅線Ethernetは、1回線あたり約100メートルに制限されます。それを超えると信号が弱くなりすぎます。一方、光ファイバーなら数百メートルから数キロメートルの距離を容易にカバーできます。そのため、建物間、キャンパス内、別の都市までなど、100メートルを超えるリンクでは光ファイバーが強く推奨され、短距離の配線には銅線を使用できます。

速度については、銅線でも短いCat6a配線なら最大10Gbpsという一般的な速度に対応でき、多くのデスクトップ用途には十分です。光ファイバーは40Gbps、100Gbps、さらにそれ以上へと拡張できるため、大量のトラフィックを扱うバックボーンやデータセンターのコアに適しています。現在または将来、非常に大きな合計帯域幅が必要なリンクでは、銅線よりも光ファイバーのほうが余裕があります。

物理的な環境によっては、光ファイバーが必須になります。工場のフロア、モーターや電力線の近くなど、強い電磁干渉がある場所では銅線の信号は影響を受けますが、光ファイバーは光を伝送するため影響を受けません。また、建物間の接続で銅線を使うと、落雷や接地電位差による有害なサージが伝わるおそれがありますが、光ファイバーならその危険も避けられます。ノイズの多い環境や危険な環境では、光ファイバーが適しています。

光ファイバーにはセキュリティ面での利点があります。銅線ケーブルは微弱な電磁信号を放射するため、執拗な攻撃者なら検知できる可能性があり、盗聴も比較的容易です。光ファイバーは信号を放射せず、リンクを妨害せずに盗聴することもはるかに困難です。機密性やセキュリティが重視されるリンクでは、盗聴への耐性も銅線ではなく光ファイバーを選ぶ理由になります。

アクセス側では、コストの面で銅線が有利なことが多いです。銅線ケーブル、RJ45コネクター、銅線用スイッチポートは安価で、基本的な工具があれば簡単に成端できます。光ファイバーでは、トランシーバーの費用に加え、融着や成端に必要な技術によってコストが増えます。そのため、デスクトップやプリンターへの多数の短距離リンクには銅線が経済的であり、長距離、高速、または重要なリンクでは光ファイバーのコストが正当化されます。

銅線は設置時の扱いやすさに優れています。曲げやすく、簡単な圧着工具で成端でき、多少荒く扱っても耐えられます。光ファイバーは壊れやすいガラスであり、きつく曲げると破損するおそれがあります。また、清潔なコネクターが必要で、専用の融着工具や訓練を要することもあります。迅速で柔軟、かつ特別な技能をあまり必要としない設置が重要なら銅線が適しています。性能が手間に見合う場合は、光ファイバーを選ぶ価値があります。

どのリンクでも、次の質問を確認しましょう。

• 100mを超えるか光ファイバーを選びます。
• 25/40/100Gbpsが必要か光ファイバーを優先します。
• 強いEMIがあるか、建物間か光ファイバーを選びます。
• 短く安価なデスクトップ向け配線か銅線で問題ありません。
• 高いセキュリティが必要か光ファイバーを優先します。

ほとんどのネットワークでは両方を使用します。典型的な設計では、スイッチ、フロア、建物を接続するバックボーンに光ファイバーを使い、スイッチから個々のデスクトップまでのアクセス層には銅線を使います。これにより、トラフィックが集中する部分では光ファイバーの速度と距離を活かし、多数の端末では銅線の低コストを活かせます。試験の図では、この光ファイバーのコアと銅線のエッジという構成が示されることが多いでしょう。

選択肢は銅線と光ファイバーだけではありません。無線は、電波を使ってケーブルを完全に省く第3の伝送媒体です。移動性が必要な場所や配線が難しい場所に適していますが、有線リンクと比べると一般に速度が遅く、セキュリティが低く、干渉も受けやすい傾向があります。バックボーンや固定された高速通信では、依然としてケーブルが有利です。無線は、ノートパソコンやスマートフォンなど、エッジの端末を補完します。

試験のシナリオ問題では、距離、必要な速度、環境、予算などの条件が示され、最適な伝送媒体を問われます。判断の決め手を読み取りましょう。長距離やEMIがある場合は通常、光ファイバーを意味します。短距離で安価なデスクトップ向けリンクなら銅線です。単に選ぶだけでなく、なぜその媒体を選ぶのか説明できることが、試験や実際の仕事で求められる理解の証になります。

伝送媒体を選択するスキルを確認しましょう。

銅線と光ファイバーの選び方を学びました。銅線は約100mに制限されますが、安価で設置しやすく、短いデスクトップ向けリンクには適しています。光ファイバーは数百メートルから数キロメートルに対応し、非常に高速な通信へ拡張でき、電磁干渉に強く、セキュリティ面でも優れています。ただし、より高価で壊れやすいという欠点があります。通常は距離が決定要因であり、EMI、セキュリティ、帯域幅が光ファイバーを選ぶ方向に働きます。実際のネットワークの多くは、光ファイバーのバックボーンと銅線のアクセス層を組み合わせたハイブリッド構成です。