LANケーブルのカテゴリーとは
LANケーブル（正しくは「ツイストペアケーブル」）には、通信性能に応じてカテゴリー（Cat）という区分があります。カテゴリーが高いほど高速な通信に対応できます。
工場のFA現場では、PLCや産業用カメラ、各種センサーのネットワーク接続にLANケーブルが使われることが増えています。適切なカテゴリーを選ばないと、通信エラーや速度不足の原因になります。
LANケーブルカテゴリー一覧
| カテゴリー | 最大速度 | 最大周波数 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| Cat5e | 1,000Mbps（1Gbps） | 100MHz | 一般的なFAネットワーク、EtherNet/IP、PROFINET |
| Cat6 | 1,000Mbps（1Gbps） | 250MHz | ギガビットイーサネット、長距離・高ノイズ環境 |
| Cat6a | 10,000Mbps（10Gbps） | 500MHz | 高速カメラ、大容量データ伝送、CC-Link IE TSN |
| Cat7 | 10,000Mbps（10Gbps） | 600MHz | データセンター、超高ノイズ環境 |
| Cat7a | 10,000Mbps（10Gbps） | 1,000MHz | 放送機器、特殊産業用 |
| Cat8 | 40,000Mbps（40Gbps） | 2,000MHz | データセンター内（最大30m） |
なぜ同じRJ45コネクタなのに性能が違うのか
「コネクタの形は同じRJ45なのに、なぜCat5eとCat6aで速度が10倍も違うの？」と思う人もいるでしょう。答えは、ケーブル内部の作りにあります。見た目は同じでも、以下の要素がカテゴリーによって大きく異なります。
| 要素 | Cat5e | Cat6 / Cat6a | Cat7 / Cat8 |
|---|---|---|---|
| ツイストピッチ （よりのきつさ） | 比較的緩い | きつく撚ってある | 非常にきつく撚ってある |
| 十字介在（スペーサー） | なし（または簡易） | 十字の仕切りあり （ペア間干渉を分離） | 十字介在＋個別シールド |
| シールド | なし（UTP） または簡易 | 全体シールド（F/UTP） またはなし | ペア個別シールド（S/FTP） 2重シールド |
| 線径（AWG） | 24AWG（約0.5mm） | 23AWG（約0.57mm） | 22〜23AWG（約0.6mm） |
| 銅の純度 | 一般的な銅 | 高純度銅 | 無酸素銅など高品質 |
要するに、ノイズ対策（より・シールド・仕切り）と素材（線径・銅の品質）にコストをかければかけるほど、高速・長距離・安定した通信ができるようになります。Cat5eとCat6aでは内部構造がまったく違うので、同じRJ45コネクタでも性能に差が出るわけです。ちなみにCat7以降はコネクタ自体も専用のGG45やTERAコネクタを使うことが増えており、RJ45との互換性が一部制限されます。
Cat5e（カテゴリー5e）
現在のFA現場での事実上の標準です。1Gbps（ギガビット）に対応し、ほとんどの産業用Ethernet（EtherNet/IP、PROFINET、EtherCAT）で推奨されています。コストも安く、扱いやすいため、特に理由がなければCat5eで十分なことが多いです。
Cat6 / Cat6a
Cat6はCat5eよりもクロストーク（隣接ペア間の干渉）に強く、ノイズの多い工場環境で安定した通信が期待できます。Cat6aはさらに10Gbps対応で、10G対応の産業用カメラやCC-Link IE TSN（1Gbps）などの最新ネットワークにも対応します。
Cat7 / Cat8
Cat7は全体的にシールドがしっかりしており、ノイズに非常に強いですが、コネクタが専用（GG45やTERA）で通常のRJ45と互換性が一部制限されます。Cat8は基本的にデータセンター向けで、40Gbpsもの速度が出ますが、長さ制限（30m）があり、FA現場で使うことは稀です。
注意：Cat6以上でも速度は機器の対応に依存
Cat6aケーブルを使っても、PLCやスイッチングハブが100Mbpsまでしか対応していなければ、速度は100Mbpsに制限されます。ケーブルだけでなく、接続する機器すべての対応速度を確認する必要があります。
PoE（Power over Ethernet）とは
PoEは、LANケーブルを使ってデータ信号と一緒に電力を供給する技術です。1本のLANケーブルで通信と給電を同時に行えるため、電源コンセントのない場所にも機器を設置できます。
なぜLANケーブルで電力を送るのか
工場の現場を想像してみてください。
- 天井に取り付けた監視カメラに電源を配線するのは大変
- 製造装置の近くのセンサーに個別に電源を用意するのは非効率
- 移動可能な測定器をいろんな場所で使いたい
PoEを使えば、LANケーブル1本を繋ぐだけで、通信と電力の両方が供給されるため、配線がシンプルになり、工事コストも削減できます。
PoEの規格と給電能力
| 規格 | 最大供給電力 | 対応機器の例 |
|---|---|---|
| IEEE 802.3af（PoE） | 15.4W（12.95W実効） | IP電話、簡易カメラ、センサー |
| IEEE 802.3at（PoE+） | 30W（25.5W実効） | 監視カメラ（PTZ）、アクセスポイント |
| IEEE 802.3bt Type3（PoE++） | 60W（51W実効） | 産業用カメラ、小型PC |
| IEEE 802.3bt Type4（PoE++） | 100W（71W実効） | 大型機器、PoE照明 |
PoEを使うときの注意点
- Cat5e以上のケーブルが必要（特にPoE++ではCat6a以上推奨）
- 給電側にPoE対応のスイッチングハブ（インジェクタ）が必要
- 長距離（100m超）では給電が不安定になる
- 発熱：大電力のPoE++ではケーブルが発熱するため、束ねすぎない
FA現場でのPoE活用例
- IPカメラ（監視カメラ）：工場内の監視カメラをLANケーブル1本で給電＋映像伝送
- 産業用無線AP：倉庫などの広いエリアでWi-Fiアクセスポイントを電源不要で設置
- リモートI/Oユニット：電源の引き込みが難しい場所にセンサーインターフェースを設置
- PoE給電の表示灯・タワーランプ：信号線と電源線を分離せずに配線
まとめ
FA現場ではCat5eで事足りることがほとんどですが、今後の10Gbps対応や高ノイズ環境を見越してCat6aを選んでおくと安心です。PoEは配線を大幅に削減できる便利な技術なので、新規設備の設計時には積極的に検討しましょう。
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