マルチギガビット・イーサネット

マルチギガビット・イーサネット(Multi-gigabit Ethernet)は、イーサネットのうち、2.5Gbps/5Gbps (2.5GbE/5GbE)の通信速度を持つネットワーク規格の総称。

IEEE 802.3(IEEE 802.3bz)では2.5GBASE-Tおよび5GBASE-Tとして標準化された。ベンダ独自の名称としてNBASE-T・MGBASE-Tとも表現される。

歴史 
マルチギガビットイーサネットの需要が高まった背景は、IEEE 802.11acなどの高速無線規格の転送速度が向上し、既存の主流の有線接続である1000BASE-Tを上回る速度が実現しつつあったことによる。有線の上位規格である10GBASE-Tでは普及率の高いカテゴリ5eケーブルが使えないことが判明したため、既存のギガビット・イーサネットと10ギガビット・イーサネットの中間にあたる通信速度をツイストペアケーブルで安価に実現するための方法が検討されるようになった。

2014年10月に「NBASE-Tアライアンス」が設立され、シスコシステムズ・・フリースケール・ザイリンクスが参入した
。同様の目的で2014年12月には「MGBASE-Tアライアンス」が設立され、NBASE-Tとは対照的にMGBASE-Tの仕様を公開することを表明した。最終的にこの2つのアライアンスはIEEEでの標準化にあたり協同している。

IEEE 802.3の「2.5G/5GBASE-Tタスクフォース」では2015年3月に標準化作業が始まり、2016年9月23日にIEEE 802.3bzとして2.5GBASE-Tおよび5GBASE-Tの名称で承認された。

2020年6月、IEEE 802.3chとして標準化された2.5/5GBASE-T1では、主に車載組み込み機器の用途で最長15mのシングルペア通信の仕様がまとめられている。

技術仕様

2.5G/5GBASE-T 
2016年にIEEE 802.3bzとして標準化された。伝送符号化は10GBASE-Tの方式をそのまま流用し、64b/65bのブロック変換・PAM-16・DSQ128変調を組み合わせている。この符号の動作レートを半分の400MBaud(パルス)に落とすことで5Gbpsを、さらに半分の200MBaudに落とすことで2.5Gbpsをそれぞれ実現している。これによりケーブルに要求される帯域幅が緩和されるため、2.5GBASE-Tおよび5GBASE-Tは、カテゴリ5eおよびカテゴリ6のケーブルにおいて最長100mの接続ができる。

2.5G/5GBASE-Tでは、PoE (IEEE 802.3bt) もサポートされている。これはNBASE-Tアライアンスが特にこだわった仕様であり、Wi-Fi6対応アクセスポイントなどの高速無線LAN機器を1本のケーブル接続で給電しながら通信させることが可能となった。

2.5G/5GBASE-T1 
2020年にIEEE 802.3chとして標準化。車載組み込み機器用途で、1対のツイストペア(シングルペア)で最大15m接続する。10GBASE-T1とともに MultiGBASE-T1 の総称で規定され、伝送符号化も共通の方式を採る。PAM4の動作レートを1406.25 Mbaud, 2812.5 MBaudにすることでそれぞれ2.5Gbps, 5Gbpsを実現している。

適応・普及 
Wi-Fi5 Wave2 (802.11ac第2世代)やWi-Fi6 (802.11ax)などの広帯域な無線LANが登場すると、有線LANの1000BASE-Tがボトルネックとなった。これを10GBASE-Tに置き換えるにもカテゴリ6以上へのケーブル張り替えが必要となる。信号周波数は100BASE-TX → 1000BASE-Tの移行に際しては2倍だったのに対し、1000BASE-T → 10GBASE-Tの移行では6.4倍に上り、これは信号処理回路のコストアップに直結するため、当初は10GBASE-T機器も高価であった。

IEEE 802.3bzの標準化に先駆けて、2015年にNBASE-TアライアンスからいくつかのNBASE-T製品が先行発表されている。下位互換性も考慮され、100BASE-TX/1000BASE-T/10GBASE-T機器とのオートネゴシエーションにも対応したものがあり、NBASE-T対応製品間ではケーブル品質に応じて10G、5G、2.5Gの優先順位で通信速度が自動判別される。

2019年頃になり、10GbE対応機器の値下がりにより10GbE環境を個人レベルでも実現しやすくなってきたが、10GbEは一般向けとしてはオーバースペックな部分もあった。そこで、より個人向けに導入しやすい価格帯の製品として、マルチギガビット製品が多く発売されるようになった。

参考文献

外部リンク 
 IEEE P802.3bz 2.5G/5GBASE-T タスクフォース 
 NBASE-T 

イーサネット