パッチパネルがある場合、スイッチは必要ですか?

簡単な答え: はい、まだスイッチが必要です

パッチ パネルとネットワーク スイッチは互換性がありません。これらはまったく異なる目的を果たし、有線ネットワークが機能するには両方が必要です。あ ネットワークパッチパネル は受動的なデバイスです。家や建物の周囲からのケーブル配線を 1 つの中央の場所にまとめて終端します。トラフィックをルーティングしたり、IP アドレスを割り当てたり、アクティブなネットワーク機能を提供したりすることはありません。一方、スイッチは、接続されたデバイス間でデータを実際に移動するアクティブなデバイスです。

パッチ パネルは、古い映画に出てくる電話交換手の交換台のようなものだと考えてください。すべての接続が 1 か所にきちんと保持されていますが、誰か (交換機) が実際に電話を接続するまでは何も起こりません。ダウンストリームにスイッチがなければ、パッチ パネルは単なる高価なケーブル オーガナイザーになります。パッチ パネルのポートに接続されているデバイスは、ネットワークにまったく接続されません。

ほぼすべての有線設備の標準セットアップは次のようになります。構造化されたケーブル配線が建物全体の壁のコンセントから中央のラックまたはクローゼットに戻り、各ケーブルはパッチ パネルの背面で終端します。パネルの前面にある短いパッチ ケーブルで、個々のポートをネットワーク スイッチの対応するポートに接続します。スイッチはすべてを結び付け、上流のルーターまたは ISP ゲートウェイに接続します。

パッチパネルが実際に行うこと

あ ネットワークパッチパネル は終着点であり、それ以上でもそれ以下でもありません。実際には、設置者はパンチダウン ツールを使用して、各 Cat5e、Cat6、または Cat6あ ケーブルの個々の導体をパネルの背面にパンチダウンします。これにより、各長いケーブル配線とパネルのポートの間に永続的で強固な接続が作成されます。パネルの前面には、標準のパッチ ケーブルを受け入れる RJ45 ジャックがあります。

パッチ パネルの価値は、ほぼ完全に構成と柔軟性にかかっています。これがなければ、機器ラックやクローゼットの中で何十ものケーブルがぶら下がっていることになり、それぞれのケーブルがスイッチに直接届くのに十分な長さが必要です。どの部屋をどの VLAN に接続するか、またはどのスイッチ ポートに接続するかを再割り当てするたびに、かさばって硬い常設ケーブルを移動することになります。パッチ パネルを使用すると、常設配線が永続的に所定の位置に留まり、前面にある短くて柔軟なパッチ ケーブルを交換するだけで済みます。

パッシブ パッチ パネル内には信号の増幅、データ処理、インテリジェンスはありません。電気的には、本質的には単なるコネクタのセットです。背面のポート 12 に入った信号は、まったく変化せずに前面のポート 12 から出力されます。これが、パッチ パネルが「ダム」パネルと呼ばれることがある理由であり、パッチ パネルが非常に信頼性が高い理由でもあります。失敗することはほとんどありません。

一般的なパッチ パネルのタイプ

• Cat5e パッチ パネル: 最大 1 Gbps をサポートし、10G を必要としない古いインストールや低予算のビルドに適しています。
• Cat6 パッチ パネル: 全長では 1 Gbps を確実にサポートし、短距離 (最大約 55 メートル) では最大 10 Gbps をサポートします。現在最も一般的な選択肢です。
• Cat6A パッチ パネル: 100 メートルのフル走行で 10 Gbps をサポートします。大型でより高価で、商業環境や将来性のある家庭用セットアップで使用されます。
• キーストーン パッチ パネル: 取り外し可能なキーストーン ジャックを使用すると、単一パネル内でさまざまなケーブル タイプや規格を柔軟に組み合わせることができます。
• フィードスルーパッチパネル: 両側にメス対メスのカプラーがあり、スイッチなしで 2 本のケーブル配線を接続する必要がある場合に便利です。

標準のパッチ パネルは 19 インチの機器ラックに取り付けられ、24 ポートあたり 1U のラック スペースを消費するため、スペース効率が非常に高くなります。 2U の 48 ポート パネルは、48 の部屋または場所からのケーブル配線を終端できます。

ネットワークスイッチの実際の動作

あ network switch is an active Layer 2 (and sometimes Layer 3) device that forwards Ethernet frames between connected devices based on MAC addresses. When a device plugged into port 4 of a switch wants to communicate with a device on port 17, the switch reads the destination MAC address in the Ethernet frame, looks it up in its MAC address table, and sends the frame only to port 17 — not to all ports. This is fundamentally different from an older hub, which would broadcast every packet to every port regardless.

最新のマネージド スイッチは、さらに多くの機能を備えています。ネットワーク セグメンテーション用の VLAN、VoIP やビデオ コールなどの時間に敏感なトラフィックを優先するサービス品質 (QoS) 設定、ネットワーク監視用のポート ミラーリング、複数のポートを単一の高帯域幅接続に結合するリンク アグリゲーション (LACP)、ポートごとのトラフィック統計の詳細をサポートしています。アンマネージド スイッチは、構成インターフェイスなしでトラフィックを自動的に転送するだけであり、小規模なホーム ネットワークには適しています。

ほとんどの家庭および小規模オフィスのセットアップでは、 8 ポートまたは 16 ポートを備えたアンマネージド ギガビット スイッチ 価格は 20 ドルから 60 ドルの間で、必要なものはすべて揃っています。 24 ポートを備えたマネージド スイッチは、エントリー レベル モデルで約 150 ～ 200 ドルから始まり、10G アップリンクを備えたエンタープライズ グレードのハードウェア向けに大幅にスケールアップされます。

パッチパネルとスイッチの連携方法

パッチ パネルとスイッチの関係を理解することは、構造化されたケーブル配線の設置を計画するための鍵となります。 2 つのデバイスはほとんどの場合、同じラック内で並べて使用され、短いパッチ ケーブルで相互に接続されます。室内のデバイスからインターネットまでの完全なデータ パスは次のとおりです。

1. あ computer plugs into a wall plate in a room using a short patch cable.
2. ウォール プレートは、壁や天井を通ってネットワーク クローゼットまたはラックに戻る長い構造のケーブル配線 (通常は Cat6) に接続します。
3. このケーブル配線は、パッチ パネルの背面の特定の番号付きポートで終端します。
4. あ short patch cable on the front of the panel connects that port to a numbered port on the switch.
5. スイッチはトラフィックを処理し、別のケーブルを介して上流のルータに接続します。
6. ルーターはインターネット アクセスを管理し、ISP モデムまたは ONT に接続します。

パッチ パネルは、そのパスのステップ 3 ～ 4 にあります。それを取り外しても、ケーブル配線は引き続き機能します。スイッチに直接接続するだけです。ただし、組織上の利点はすべて失われます。これは実際、小規模な設置ではよくあることです。ケーブル配線が 4 ～ 6 本しかない場合、多くの人はパッチ パネルを完全にスキップし、スイッチに直接差し込む RJ45 コネクタを使用して各ケーブル配線を直接終端します。その代償として、実行回数が増えると、接続の再割り当てやトラブルシューティングが面倒になります。

パッチパネルをスキップすることが合理的な場合

パッチ パネルを完全に省略できる正当なシナリオがあります。

• ケーブル配線が 6 つ未満であり、拡張は想定されていません。
• ケーブル配線を別のスイッチ ポートや VLAN に再割り当てする必要はありません。
• 予算が限られているため、可能な限りシンプルなセットアップを希望している場合。
• いずれにせよ、インストールは一時的なものであるか、近い将来大幅に再構成される予定です。

ただし、小規模なセットアップであっても、多くの設置業者はパッチ パネルを推奨します。これは、コストの差が最小限であり、基本的な 12 ポート Cat6 パッチ パネルの価格は約 15 ～ 25 ドルです。また、将来の変更が大幅に簡素化されるからです。パッチケーブルの交換には 10 秒かかります。恒久的なケーブル配線の再終端または再配線には、大幅に時間がかかります。

パッチパネルとスイッチ: 並べて比較

以下の表は、これら 2 つのデバイスの主な違いをまとめたもので、完全な有線ネットワークにはどちらだけでも十分ではない理由を明確にしています。

最後の行に注目してください。スイッチはパッチ パネルなしでも機能しますが、パッチ パネルはスイッチなしではネットワーク機能を提供できません。これにより、1 つだけ選択する必要がある場合、そのスイッチが交渉の余地のないデバイスであることがわかります。

ホーム ネットワークには両方が必要ですか?

構造化されたケーブル配線 (つまり、複数の部屋の壁のコンセントにケーブルが配線されている) を備えたホーム ネットワークの場合、実際的な答えは次のとおりです。 はい、両方持っていると大きなメリットがあります 。ただし、パッチ パネルは純粋に機能的な観点からはオプションですが、スイッチは必須です。

これは現実的なシナリオです。家の 6 つの部屋に Cat6 ケーブルを配線したとします。リビング ルーム、ホーム オフィス、寝室、予備の部屋 2 つ、ガレージがあります。各ケーブルは、ISP 機器が設置されているユーティリティ クローゼットで終端します。オプションは次のとおりです。

オプション A: パッチ パネル スイッチ

あll six cable runs punch down into the back of a 12-port patch panel. Six short patch cables on the front connect each panel port to the switch. The switch uplinks to the router. Total additional cost over a switch-only setup: roughly $20–$30 for a basic 12-port patch panel. Benefits: your closet is organized, cables are labeled, and reassigning any room's connection to a different switch port or VLAN takes seconds.

オプション B: スイッチへの直接接続 (パッチ パネルなし)

各ケーブルの端には RJ45 コネクタが圧着されており、スイッチに直接差し込まれます。これは完璧に機能し、20 ～ 30 ドル節約できます。欠点は、各ケーブルがスイッチに直接到達するのに十分な長さでなければならず、柔軟な再割り当てレイヤーがないことです。接続を移動するとは、硬い常設ケーブルを物理的に取り外して配線し直すことになります。

ホーム設定で 6 回以下の実行の場合は、オプション B で問題ありません。 12 回以上の実行、または拡大する可能性のあるインストールの場合、 ネットワークパッチパネル 少額の投資をする価値があります。

特殊なケース: スイッチング内蔵パッチパネル

市場には、パッチ パネルの機能とスイッチングを組み合わせた製品があり、「スマート パッチ パネル」または「インテリジェント パッチ パネル」と呼ばれることもあります。これらは、主に物理層の接続を自動的に追跡する必要があるデータセンターを対象としたニッチな製品です。センサーとソフトウェアを使用して、どのパッチ ケーブルがどのポートに接続されているかを記録し、数千の接続がある大規模な環境での文書化と監査に役立ちます。

ただし、インテリジェント パッチ パネルであってもネットワーク スイッチではありません。実際のネットワーク接続を提供するには、依然としてダウンストリーム スイッチが必要です。これらは管理のアドオン層であり、スイッチング ハードウェアの代替品ではありません。これらのシステムの価格はパネルあたり数百ドルから始まり、急速に拡大します。家庭や小規模オフィスの導入には関係ありません。

非 PoE スイッチに PoE 機能を追加できる PoE (パワー オーバー イーサネット) インジェクタ パネルもありますが、やはり、これらはスイッチの代わりではなく、スイッチと連携して機能します。これを読んでいるほとんどの人にとって、標準のスイッチと組み合わせた標準のパッシブ パッチ パネルが正しいアプローチです。

スイッチとパッチパネルのサイズを正しく設定する方法

家庭や小規模オフィスの設置で最もよくある間違いの 1 つは、将来のニーズに対して小さすぎるハードウェアを購入してしまうことです。後から 2 番目のパッチ パネルまたはスイッチを追加すると、さらに複雑になり、コストがかかります。実際のサイズ設定ガイドラインは次のとおりです。

パッチパネルのサイズ設定

• 現在のケーブル配線をカウントし、将来の拡張に備えて少なくとも 25 ～ 50% を追加します。現在 16 回実行している場合は、24 ポートのパネルを購入してください。
• 標準的な住宅用パッチ パネルには、12、24、および 48 ポート構成があります。 24 ポートは、家庭や小規模オフィスでの使用に最も多用途です。
• パネル カテゴリ (Cat5e、Cat6、Cat6A) がケーブル カテゴリと一致するか、それを超えていることを確認してください。 Cat6A ケーブルと Cat5e パッチ パネルを混在させると、速度が Cat5e パフォーマンスに制限されます。

スイッチのサイジング

• パッチ パネルのポートと、スイッチに直接接続する追加のデバイス (NAS、サーバー、WAP) をカウントします。 2 ～ 4 ポートのオーバーヘッドを追加します。
• アクセス ポイントまたは IP カメラにイーサネット経由で直接電力を供給する場合は、PoE スイッチを選択してください。標準 PoE はポートあたり最大 15.4 W を供給します。 PoE は最大 30W を供給します。最新の WiFi 6 アクセス ポイントのほとんどには、PoE 以上が必要です。
• 家庭で使用する場合は、通常、アンマネージド ギガビット スイッチで十分です。 VLAN が必要な場合 (たとえば、IoT デバイスをメイン ネットワークから分離する場合)、マネージド スイッチが必要です。
• 現在は必要ない場合でも、将来的に NAS またはサーバーへの 10G 接続が必要になる可能性がある場合は、SFP アップリンク ポートを検討してください。

あ typical well-planned home rack for a medium-sized house might include a 24 ポート Cat6 パッチ パネル、24 ポート ギガビット マネージド スイッチ、およびルーター 、すべて 6U または 9U 壁掛けラックに取り付けられます。この種のセットアップの総機器コストは、ブランドの選択と PoE が必要かどうかに応じて、およそ 200 ～ 400 ドルかかります。

ラベル付けと文書化: ほとんどの人がスキップするステップ

パッチパネルとスイッチの両方を備えていることは、両方に適切なラベルを付けた場合にのみ十分に効果を発揮します。有線ネットワークで最もイライラする状況は、どのポートがどの部屋に接続されているかわからない、パッチ ケーブルでいっぱいのラックの前に立っていることです。この問題が発生した場合は、トーン ジェネレーターを備えたケーブル テスターを使用すると解決できますが、適切なラベルを貼れば完全に防止できます。

ベスト プラクティスは、ケーブルを取り付ける前に、各ケーブル配線に番号またはコードを割り当てることです。たとえば、すべてのケーブルの両端 (壁のコンセントとパッチ パネル) に、リビング ルームのポート 1 には「LR-1」、オフィスのポート 1 には「OFF-1」というように、同じ識別子を付けます。ラベル メーカーまたは印刷されたポート インサートを使用して、対応するパッチ パネル ポートに同じラベルを付けます。次に、パッチ パネルのポートとスイッチ ポート間のマッピングを簡単なスプレッドシートまたはネットワーク図に文書化します。

これにより、インストール中に 30 ～ 60 分余分に時間がかかり、後のトラブルシューティングにかかる​​時間を大幅に節約できます。 あn unlabeled patch panel with 24 ports and a mix of identical-looking gray patch cables is nearly impossible to manage efficiently 特に、後で他の人がネットワークで作業する必要がある場合はそうです。

パッチパネルとスイッチを併用する場合のよくある間違い

経験豊富な設置者でも、避けられる問題に遭遇します。最も頻繁に発生するエラーは次のとおりです。

• 低品質のパッチケーブルを使用する場合: 長い常設ケーブルは通常高品質ですが、パネルとスイッチの間に安価なパッチ ケーブルを使用することがよくあります。パッチケーブルの品質が悪いと、断続的な接続の問題が発生し、診断が困難になります。構造化ケーブルと少なくとも同じカテゴリの定格のケーブルを使用してください。
• 間違ったパンチダウンテクニック: 各導体は、T568A または T568B 配線規格に従って正しい位置にパンチダウンする必要があり、各ケーブル配線の両端は同じ規格を使用する必要があります。壁面コンセントの T568A とパッチ パネルの T568B を混合すると、クロス ペアが生成され、リンクが生成されません。
• 100 メートルのチャネル制限を超える場合: Cat5e および Cat6 の場合、チャネルの合計長 (常設ケーブルと両端のパッチ ケーブルを合わせた長さ) は 100 メートルを超えてはなりません。壁のコンセントとラックのパッチ ケーブルは両方ともこの合計にカウントされます。パッチ ケーブルは短く (両端が 0.5 ～ 1 メートル) にして、常設用の 100 メートルの予算をできるだけ多く確保します。
• 間違ったパッチ パネル カテゴリを購入する: あs mentioned earlier, the patch panel must match your cable category. Installing a Cat5e panel on Cat6A runs is a common and costly mistake that permanently caps your performance.
• ケーブル管理なし: パッチ パネルとスイッチの間に水平ケーブル マネージャがなければ、パッチ ケーブルは数か月以内に垂れ下がり、絡まって扱いにくくなります。各機器間の 1U ケーブル管理パネルのコストは約 10 ～ 15 ドルですが、十分な価値があります。
• 終了後に実行をテストしない場合: あlways use a basic cable tester on every run after punch-down, before closing up walls or pulling new cables through. Testing each run takes about 30 seconds and immediately reveals any wiring faults, open pairs, or shorts.

概要: パッチ パネルとスイッチについての正しい考え方

あ ネットワークパッチパネル は、構造化されたケーブル配線のための組織化ツールです。完全にパッシブであり、電力を必要とせず、それ自体ではネットワーク機能を提供しません。ネットワーク スイッチは有線ネットワークのアクティブな頭脳であり、これがなければ何も通信できません。パッチパネルを使用する場合でもスイッチは必要です。

パッチ パネルは、ケーブルをスイッチに直接配線し、パネルを完全にスキップできるという意味でオプションです。しかし、数本以上のケーブル配線がある設置の場合、パッチ パネルは整理整頓、柔軟性、時間の節約という点で十分に効果があります。 24 ポート Cat6 パッチ パネルのコストは 40 ドル未満で、今後何年にもわたって構造化されたケーブル配線システムの管理が劇的に容易になります。

新規設置を計画している場合は、両方を購入してください。それらを同じケーブル カテゴリに一致させ、すべてに明確にラベルを付け、それらの間に高品質のパッチ ケーブルを使用すると、最小限のメンテナンスで 10 年以上にわたって家庭やオフィスに確実にサービスを提供できる有線ネットワーク インフラストラクチャが手に入ります。