イーサネットとは

IEEE 802.3として標準化されているLAN規格

IEEE 802.3とは何か？

イーサネットとは、パソコンのような機器をネットワークに有線接続する際に用いられる代表的な通信規格です。

イーサネット（Ethernet）はパソコンなどの機器を有線接続し、信号のやり取りをする際に使われている通信規格です。一般的には、オフィスや家庭に小規模ネットワーク（LAN：Local Area Network）を構築し、機器間でインターネットなどのデータ通信を行うために用いられています。基本的に、ひとつのケーブルで複数の異なる規格を同時に扱うことはできません。イーサネットによってケーブルの規格を統一することで、効率よく複数の機器間での通信が可能となります。イーサネットには、ケーブルの仕様や通信速度の上限などが決められています。ネットワークの基本の部分であり、低コストで高速通信ができるのが特徴です。これに対してケーブルを使わずに通信するのが無線LANです。無線LANの一種としては、Wi-Fiがあります。

イーサネットの種類

イーサネットの規格は、基本的に最大通信速度、媒体（ケーブル）の違いで分けられます。
最大通信速度は、主に10Mbps、100Mbps、1000Mbps（＝1Gbps）の3つがあります。bpsの単位は、1秒間に送れるデータ量を指します。速度別に分ける場合、最大10Mbpsの規格を「イーサネット」、100Mbpsが「ファスト・イーサネット」、1Gbpsが「ギガビット・イーサネット」と呼ばれます。現在は最大1Gbpsの「ギガビット・イーサネット」が広く用いられており、「イーサネット」と呼ぶ際にはこれを指すのが一般的です。

ケーブルは前項のようにLANケーブル、光ファイバーケーブル、同軸ケーブルなどの種類に分けられます。
これらのケーブルと速度の組み合わせで具体的な規格が決められています。例えば、LANケーブルの一種であるUTPケーブルで、最大1Gbpsが出るものに対応する規格名称は「1000BASE-T」または「IEEE 802.3ab」です。

ケーブルの種類と通信速度の組み合わせで規格が決められる。

ギガビットイーサネットとは、LANのイーサネットのうち、通信速度が1Gbpsの通信に対応した規格群の総称です。
コンピューターの性能向上やネットワークの普及により、10Mbpsや100Mbpsなど従来のイーサネットよりも広域帯のネットワークが求められるようになります。IEEE（米国電気電子技術者協会）により、1996年からギガビットイーサネットの標準化が開始され、1998年に規格が策定されました。

ギガビットイーサネットの規格は、UTPケーブルを使用するIEEE802.3ab規格、光ファイバーケーブルを使用するIEEE802.3z規格の2種類です。UTPケーブルには1000BASE-T、光ファイバーは1000BASE-LX、1000BASE-LHなど、複数の仕様があります。

ギガビットイーサネットで最も普及しているのは、UTPケーブルを用いる1000BASE-Tです。一世代前の100BASE-TXと共用、混在が可能なため、ギガビットイーサネットへスムーズな移行が可能です。

なお、UTPケーブルの内部は、8本の銅線を2本ずつより合わせた、4対のより対線という構造です。すべてのより対線を使用することで、ギガビットイーサネットの高速なデータの伝送が可能になります。

2000年代に入ると、ギガビットイーサネットは10Gbpsまで高速化、多機能化が進んでいます。ただし、通信速度は遅い方に準拠するため、10Gbpsに対応するデバイスやLANケーブルでなければ、通信速度は1Gbpsにとどまることに注意が必要です。

イーサネットの規格は、通信速度による分類が可能です。「イーサネット」「ファスト・イーサネット」「ギガビット・イーサネット」の3種類で、送受信の速度やデータ量が変わります。利用環境に適した規格を選ぶために、どのような違いがあるか把握しましょう。

イーサネット（10Mbps）

1秒間に送れるデータ量は「bps」で表され、この数値が最大10Mbpsの規格がイーサネットです。10Mbpsは、1秒間に10メガビット相当のデータを送信できることを意味します。

当初は「10BASE5」という同軸ケーブルが用いられ、その後、軽量同軸ケーブル「10BASE2」が登場しました。

ネットワークの接続では、基本的にLANケーブルやツイストペアケーブルを使用します。10Mbpsのイーサネットに対応するツイストペアケーブルは「10BASE-T」です。

ファスト・イーサネット（100Mbps）

ファスト・イーサネットは、データ量が100Mbpsの規格を指します。従来のイーサネットを高速化するために追加され、通信速度はイーサネット（10Mbps）の10倍です。標準化された後は高速化だけでなく、大容量メディアファイルの送受信も快適になりました。

イーサネットのツイストペアケーブル「10BASE-T」と互換性があり、ケーブルを替えるだけで簡単にアップグレードが可能です。光ファイバーケーブル「100BASE-FX」やツイストペアケーブル「100BASE-TX」が広く普及しています。

ギガビット・イーサネット（1,000Mbps）

通信データ量1,000Mbpsの規格が、ギガビット・イーサネットです。現在最も幅広く利用されている規格で、ギガビット単位で通信できる仕様から「1Gbps」とも表記されます。

インターネットの普及や需要増加に伴い、広帯域のネットワークが必要になり、1998年に公式規格になりました。

その後も時代に合わせて進化を続け、2002年に10Gbpsだった速度は、2017年には400Gbpsと高速化が進んでいます。今後の進化が期待される規格です。

感想

イーサネットとは有線通信の伝送速度の規格。
ケーブルの種類でさらに規格が分かれる。
IEEE 802.3に関して調べてみたい。