同軸ケーブルの種類: 光ファイバーと同軸ケーブルのガイド

ネットワーク、放送システム、または家庭の設定に適したケーブルを選択することは、必ずしも簡単ではありません。同軸ケーブルと光ファイバー ケーブルという 2 つのテクノロジーが話題を占めています。ただし、意味のある比較を行う前に、どのようなタイプの同軸ケーブルが存在するのか、そしてそれぞれが実際に何のために作られているのかを理解しておくことが役立ちます。このガイドでは、主要な同軸ケーブルのバリエーションを分類し、その仕様と用途を検討し、光ファイバー ケーブルと比較して、情報に基づいた決定ができるようにします。

同軸ケーブルとは何ですか?またその仕組みは何ですか?

同軸ケーブル (「同軸」とも呼ばれる) は、管状の絶縁層で囲まれた内部導体、金属シールド、および外部保護ジャケットで構成される電気ケーブルの一種です。この多層設計により、ケーブルは信号損失が比較的低く、電磁干渉 (EMI) に対して強い耐性を備えた無線周波数 (RF) 信号を送信できます。 「同軸」という用語は、内部導体と外部シールドが同じ幾何学的軸を共有しているという事実を指します。

同軸ケーブルは、ケーブル テレビ配信、ブロードバンド インターネット、CCTV 監視、アマチュア無線、さらには航空宇宙や軍事システムなど、幅広い用途で使用されています。アプリケーションごとに、特定のインピーダンス、周波数範囲、または柔軟性の要件に合わせて最適化された、異なるタイプの同軸ケーブルが必要になる場合があります。

同軸ケーブルの主な種類

RG-6: 家庭の標準

RG-6が最も広く使用されています 同軸ケーブル 住宅環境で。 75 オームのインピーダンスを備え、高周波信号用に最適化されているため、ケーブル TV、衛星放送受信アンテナ、およびケーブル インターネット接続に最適です。古い RG-59 ケーブルと比較して誘電絶縁体が厚いため、長距離でも信号損失が少なく、より高い周波数を処理できます。現代の家庭のほとんどは、RG-6 またはそのシールド版である RG-6 クアッド シールドで配線されており、外部ソースからの干渉を軽減するためにフォイルと編組シールドの追加層が追加されています。

RG-59: レガシーの選択

RG-59 は、かつてケーブル TV や CCTV システムの標準であった古い 75 オーム同軸ケーブルです。 RG-6 と比較して中心導体と誘電体が薄いため、高周波および長いケーブル長での性能が制限されます。現在、RG-59 は主に従来の CCTV 設備やコンポジット ビデオ セットアップで使用されています。 RG-6 よりも安価で柔軟性に優れていますが、デジタルまたは HD 信号を伴う新規設置にはお勧めできません。

RG-11: 長距離走

RG-11 は、RG-6 が処理できる長さを超える (通常は 100 フィートを超える) 配線用に設計された、より頑丈な 75 オーム同軸ケーブルです。直径が大きく、フィートあたりの信号減衰が低いため、地下埋設、空中設置、またはケーブル配線システムの幹線に最適です。その代償として、RG-11 は柔軟性がはるかに低く、高価であるため、屋内での狭い走行や消費者向けの設置には実用的ではありません。

RG-58: RF および無線アプリケーション

ビデオやテレビで使用される 75 オームのケーブルとは異なり、RG-58 は 50 オームで動作し、RF 通信、CB 無線、アマチュア (ハム) 無線機器、および古い 10Base-2 イーサネット (シンネット) などの一部のネットワーク アプリケーションで一般的に使用されます。 RG-8 よりも薄くて柔軟性がありますが、長距離では信号損失が高くなります。 RG-58 は、短くて柔軟なケーブル配線が必要なテストおよび測定機器で今でも広く使用されています。

RG-8 および RG-213: 高出力 RF 送信

RG-8 (これも 50 オーム) と軍用グレードの同等品 RG-213 は、高出力 RF 送信、特にアマチュア無線基地局や商用放送アンテナで使用されます。直径が大きいため、長距離伝送時の信号損失が大幅に減少しますが、そのため剛性が高く、狭い空間での配線が困難になります。これらのケーブルは高ワット数に対応できるように作られており、屋外や機器室でよく使用されます。

硬線同軸ケーブル

硬線同軸ケーブルは、編組シールドの代わりに、固体または波形のアルミニウムまたは銅の外部導体を使用します。この構造により、信号漏洩が実質的になくなり、信号減衰が大幅に低減されるため、ケーブル テレビの幹線や携帯電話ネットワークのフィーダー ケーブルにはハードラインが推奨される選択肢となります。柔軟性に欠け、特殊な取り付けが必要なため、固定された大規模なインフラ設備でのみ使用されます。

トライアキシャルケーブル

トライアキシャル ケーブル (または「トライアキシャル」) は、標準の同軸構造の周囲に 2 番目の絶縁層と外側シールドを追加します。この二重シールドにより、干渉や信号漏洩に対する優れた保護が提供されるため、トライアックスがプロの放送用ビデオ カメラや高感度の科学機器で使用されています。標準の同軸ケーブルよりも大きく、高価ですが、電磁ノイズの多い環境では優れたパフォーマンスを発揮します。

一般的な同軸ケーブルの種類の簡単な比較

光ファイバーと同軸ケーブル: 直接比較

同軸オプションの範囲を理解したら、次の大きな問題は、同軸ケーブルがプロジェクトに適した媒体なのか、それとも光ファイバー ケーブルの方が適しているのかということです。この 2 つのテクノロジーは根本的に異なります。同軸ケーブルは銅の導体を通じて電気信号を伝送しますが、光ファイバー ケーブルはガラスまたはプラスチックのより線を通じて光のパルスを伝送します。この核となる違いが、それらの間のほぼすべての実質的な違いを決定づけます。

速度と帯域幅

帯域幅では光ファイバー ケーブルが決定的に勝利します。最新のシングルモード ファイバーは、事実上信号劣化なく、何キロメートルもの距離にわたって 100 Gbps を超える速度でデータを伝送できます。同軸ケーブルは、最良の実装であっても、ファイバーの天井よりかなり下で頂点に達し、ケーブル長が増加するにつれて測定可能な減衰が発生します。インターネット サービス プロバイダーや企業ネットワークでは、ファイバーがデフォルトになることが増えています。とはいえ、同軸ケーブルは、ギガビット レベルのスループットを必要としない住宅用ブロードバンド、ケーブル TV、およびほとんどのセキュリティ カメラ システムには完全に適しています。

距離による信号損失

信号減衰、つまり距離による信号強度の損失は、ケーブルを選択する際の重要な要素です。同軸ケーブルは距離が伸びると徐々に信号を失います。そのため、ケーブル TV の長距離伝送ではアンプや信号ブースターが必要になることがよくあります。光ファイバー ケーブルの減衰は非常に低く、シングルモード ファイバーはリピーターなしで数十キロメートルを走行できます。このため、長距離通信、建物間のキャンパス ネットワーク、およびケーブルが数百フィートを超えるアプリケーションには、ファイバーが当然の選択肢となります。

電磁妨害 (EMI) 耐性

同軸ケーブルは電気信号を伝送するため、シールドが施されている場合でも、近くの電力線、モーター、その他のケーブルからの電磁干渉の影響を受けやすくなります。光ファイバー ケーブルは電気ではなく光を伝送するため、EMI の影響を完全に受けません。このため、産業環境、病院、および電磁ノイズが懸念される場所ではファイバーが好ましい選択肢となります。また、一部の建物構成で同軸設置を悩ませる可能性があるグランド ループの問題も解消されます。

設置と費用

同軸ケーブルには、購入コストが安く、終端処理が容易で、幅広い既存の機器と互換性があるという明らかな実用上の利点があります。ほとんどの技術者は、基本的なツールを使用して同軸ケーブルの取り付けとトラブルシューティングを行うことができます。光ファイバー ケーブルの終端には特殊な融着接続または研磨装置が必要であり、両端に必要なトランシーバーによりコストが増加します。しかし、光ファイバーの敷設コストは大幅に低下しており、人件費が主な支出である新規建設プロジェクトでは、コストの差が大幅に縮小しています。

耐久性と物理的な取り扱い

同軸ケーブルは丈夫で耐久性があり、曲げたり、圧着したり、乱暴に扱っても、すぐに故障することはありません。光ファイバーケーブル、特にガラスファイバーは壊れやすく、あまりに鋭く曲げたり過度の張力がかかると亀裂が生じる可能性があります。最新の装甲ファイバー ケーブルはこれらの問題の一部に対処していますが、特に迅速な接続や修理が必要な技術者にとっては、同軸ケーブルが現場での設置で作業しやすい媒体であることに変わりはありません。

同軸ケーブルと光ファイバーをいつ使用するか

正しい選択は、特定の要件によって異なります。主な決定ポイントは次のとおりです。

• 同軸ケーブルを選ぶ 既存のケーブル TV やブロードバンド インフラストラクチャに接続する必要がある場合、建物内で CCTV カメラを実行する必要がある場合、RF またはアンテナ システムを操作する必要がある場合、または短期から中規模の運用で設置コストを低く抑える必要がある場合。
• 光ファイバーケーブルを選ぶ 長距離にわたる高速データ伝送、電磁干渉からの耐性、将来を見据えた帯域幅容量が必要な場合、または長期的なパフォーマンスが初期費用を上回る新しいインフラストラクチャを構築している場合。
• ハイブリッドアプローチを検討する — 多くの ISP とケーブル事業者は、バックボーンと長距離の伝送にはファイバーを使用し、家庭や企業への最終的なドロップには同軸ケーブルを使用します。この「ファイバーから縁石まで」または「ファイバーからノードまで」のアーキテクチャにより、コストとパフォーマンスのバランスが効果的に取れます。
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最終的な考え

日常使用の RG-6 から高出力ハードラインまで、同軸ケーブルの種類を理解すると、既製のものをデフォルトで使用するのではなく、適切なケーブルを適切な用途に適合させるのに役立ちます。そして、一歩下がって同軸ケーブルと光ファイバーを比較してみると、状況がより明確になります。同軸ケーブルは、既存のインフラストラクチャとシンプルさが重要となるコスト効率の高い短距離から中距離のアプリケーションで優れていますが、速度、距離、および干渉耐性が最重要視される場合はファイバーが優勢です。どちらのテクノロジーも普遍的に優れているというわけではありません。最適なケーブルは、特定のパフォーマンス、予算、設置要件を満たすケーブルです。