【HDG解説】イーサネットとは何か？Wi-Fiとの違いや優位性を徹底解説

イーサネット（Ethernet）は、コンピューターネットワークへの有線接続における共通規格です。イーサネット接続を利用するデバイスは、ツイストペアケーブルと呼ばれる専用の電気ケーブルを使って他のネットワーク機器とデータの送受信を行い、インターネットなどのより広範なネットワークへのアクセスも実現します。

イーサネット接続では、2台のデバイスを直接つなぐことも、複数のデバイスでローカルエリアネットワーク（LAN）を構築することも可能です。接続されたデバイス同士が通信するには、ルーターやスイッチといった機器が必要になります。この記事では、イーサネット規格の詳細を掘り下げるとともに、Wi-Fiとの比較も行っていきます。

さまざまなイーサネット規格

そもそもイーサネットとは何でしょうか。イーサネット規格は、1980年代に初めて開発されて以来、現代のコンピューターネットワークの変化するニーズに応えるために進化を続けてきました。これらの規格は、IEEE 802.3という総称のもと、米国電気電子学会（IEEE）によって策定されています。

新しいイーサネット規格が登場するたびに、変更の規模にかかわらず、それを識別するための新しいコード番号が付与されます。例えば、比較的最近策定された802.3btは、PoE（Power over Ethernet）デバイスへ供給できる電力出力の増強を目的とした規格です。

これは、イーサネットネットワークに必要なケーブルの種類にも反映されています。例えば、Cat-5ケーブルは最大100Mbps（メガビット）までの接続速度しかサポートしていませんが、Cat-6ケーブルは最大10Gbps（ギガビット）まで対応しています。

異なる種類のイーサネットケーブルには後方互換性があるため、相互に動作します。ただし、複数のケーブル規格が混在するネットワークでは、最も性能の低いケーブルの上限速度しかデータ送受信ができない点に注意が必要です。

これはほぼすべてのイーサネット規格にも当てはまります。例えば、Fast Ethernet（100Mbps対応）のデバイスは、一般にギガビットEthernet（1Gbps以上）のデバイスと接続できます。

イーサネット vs Wi-Fi

その名の通り、ワイヤレス（Wi-Fi）接続は、有線のイーサネット接続に対する無線の代替手段です。どちらの方式にも、それぞれ固有の長所と短所があります。

一般的に、イーサネットはWi-Fi接続よりも速度面で優位に立っています。最大速度は10Mbpsから100Gbpsまで幅広く用意されています。一方、典型的なWi-Fiネットワークははるかに遅く、さらに他の無線信号による干渉や障害物によって、速度と品質が低下するという欠点も抱えています。

Wi-Fiにおける障害物とは物理的なものです。壁や家具などの物体が、デバイスとネットワークルーター間のWi-Fi信号を遮断したり劣化させたりします。設計上、これは有線のイーサネット接続では問題になりません。ただし、イーサネットケーブルを敷設するスペースがあることが前提です。Wi-Fi信号をブースターで増強することは可能ですが、イーサネット接続ならこの問題自体を完全になくせます。

セキュリティもWi-Fiネットワークにとって大きな課題です。Wi-Fiネットワークは、物理的なアクセスが必要なイーサネットのみのネットワークに比べて、はるかに簡単に侵入される可能性があります。Wi-Fiのセキュリティ設定を強化することでリスクを減らすことはできますが、完全に排除することはできません。

しかし、イーサネット対Wi-Fiには一つの大きな欠点があります。過去数十年にわたるワイヤレス接続技術の発展により、モバイルデバイスが実用的なものになりました。これは速度とセキュリティを犠牲にして、携帯性と小型化を実現した結果です。

最良のネットワーク構成は、PCやサーバーのような固定デバイスにはイーサネット接続を、スマートフォンやタブレットなどのモバイルデバイスには安全なWi-Fi接続を組み合わせて使うものです。これは家庭内のネットワークでも、ビジネス環境のネットワークでも同様に当てはまります。

イーサネットの制限事項

イーサネット規格にはいくつかの制限があり、特にイーサネットケーブルでネットワークを構築しようとする場合には、あらかじめ認識しておく必要があります。

前述の通り、イーサネットは必ずしも最も実用的なソリューションではありません。ノートパソコンなどのポータブルデバイスの中には、有線ネットワーキングのためのイーサネットポートを備えているものもありますが、それを実際に利用するにはインフラが整っている必要があります。

つまり、壁などの物理的な障害物を通してケーブルを配線し、見えないように隠す工事が必要になるということです。施工不良などでケーブルが破損したり変形したりすると、ネットワーク接続は機能しなくなります。

同じことは、電磁干渉（EMI）からのシールドが不十分なイーサネットケーブルにも起こりえます。特に安価なケーブルや古いCat-5ケーブルで顕著な問題です。Cat-6など上位グレードのケーブルを採用することで、この問題を軽減できます。

しかし、最大の制限の一つはケーブル長です。イーサネットケーブルは長くなるほど伝送速度が低下し、受ける干渉の量も増加します。このため、認証済みイーサネットケーブルの最大許容長は100メートルと定められています。

理論上はそれ以上の長さのケーブルも動作しますが、接続品質は低下する可能性が高いでしょう。

イーサネットのその他の活用法

イーサネットケーブルは非常に柔軟性が高く、単なるデータの送受信以外の目的にも活用できます。

一つの用途は、PoE（Power over Ethernet）を使って、VoIP電話機やIPカメラなどの特定のデバイスに電力を供給することです。これにより、1本のケーブルでデータの送受信と給電の両方が可能になります。

PoE接続には通常、PoE対応ネットワークスイッチなどの追加機器が必要となる点に注意してください。

もう一つの興味深い用途、特にメディア環境での活用として「HDMI over Ethernet」があります。専用のコンバーターが必要ですが、HDMI over Ethernetを使えば、メディアプレーヤーとテレビなどの出力デバイス間の距離を大幅に延ばせます。通常のHDMIケーブルは約15メートル程度が限界です。

最後に、USB-to-Ethernetコンバーターを使えば、USBケーブルを延長することもできます。USBケーブルの限界は約3〜5メートルなので、通常の接続が非現実的または不可能な環境で、USBカメラなどのデバイスを遠距離から接続する有効な手段となります。

イーサネット：今なお現役の基盤技術

イーサネットは今なお、現代のLANやWANを支える基盤であり、コンピューターネットワーク上のデバイス間通信において最速かつ最も信頼性の高い方法であり続けています。また、HDMIなどの他の出力デバイスの伝送距離を拡張するためにも使え、Power over Ethernetによる給電にも活用できます。

有線接続でデバイスをつなぎたいけれど、イーサネットケーブルを敷設するスペースや予算がない場合は、電力線通信（PLC）アダプターと組み合わせたイーサネットデバイスの利用を検討してみるとよいでしょう。