シングルペアイーサネット（SPE）解説！従来規格との違いとは？
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- 更新日
- 公開日
- 2025.12.10
従来、基本的に4ペア8本のケーブルが必要だったイーサネット通信を、わずか1ペア2本で実現する革新的な技術、それがシングルペアイーサネット（SPE）です。自動車のEV化を契機に開発が始まったこの技術は、今や産業機器からスマートシティまで、あらゆる分野での活用が期待されています。通信と電力供給を1本のケーブルで同時に行え、最大1000メートルの長距離通信も可能です。
今回、前編・後編と全2回に分けてお届けする予定です。本記事では、その前編としてSPEの技術的な特徴から国際規格、具体的な適用事例、そして普及に向けたロードマップまで徹底解説します。
INDEX
1. シングルペアイーサネット（SPE）とは？
ここではシングルペアイーサネット（SPE※1）とは何かについて、わかりやすく解説します。
※1 SPE：Single Pair Ethernet
自動車のEV化から始まった新しい通信規格
SPEとは、その名の通り1組のツイストペアケーブルでイーサネット通信を実現する革新的な通信規格です。
この技術は2015年頃、自動車のEV化に向けた標準化の動きとともに開発が始まりました。
当初は自動車業界のニーズから生まれた技術でしたが、現在ではその枠を超えて、スマートシティやFA機器、ビルオートメーションなど、幅広い分野での活用が期待される次世代ネットワーク技術として注目を集めています。
従来のイーサネットとの決定的な違い
従来のイーサネット通信では、ファストイーサネット（100Mbps）の場合は2ペア、ギガビットイーサネットでは4ペアのケーブルが必要でした。
これに対してSPEは、文字通り1ペアのケーブルのみで通信を行います。
例えば、従来1Gbpsの通信を行うには4ペアのケーブルが必要でしたが、SPEでは同じ10Gbpsの通信を1ペアだけで実現できます。これは通信技術における大きな進歩を意味し、4ペアから1ペアへの削減は単なる本数の減少以上の意味を持っています。
| 項目 | 従来のイーサネット | SPE |
|---|---|---|
| ケーブル | 4ペア（8本） | 1ペア（2本） |
| 100Mbps | 2ペア必要 | 1ペアで実現 |
| 1Gbps | 4ペア必要 | 1ペアで実現 |
| 10Gbps | 4ペア必要 | 1ペアで実現 |
| コネクタ | RJ45（8極） | 2極 |
| コネクタサイズ | 標準 | 約1/4 |
| 最大伝送距離 | 約100m | 最大1000m |
コネクタとケーブルの劇的な小型化
従来のRJ45コネクタは8極のピンが必要ですが、SPEコネクタは2極のみで小型化となり、基板の実装面積を大幅に削減できます。
実際、SPEコネクタのサイズも大きく異なり、RJ45の約4分の1のサイズしかありません。
さらに重要なのは、従来必要だったパルストランスが不要になるという点です。サイズも大きく高価なパルストランスが不要になることで部品点数の削減とコストダウンにもつながります。
コネクタの小型化により、基板占有面積が大幅に小さくなるため、機器全体の小型化が実現できます。
（出典）日本航空電子工業株式会社「シングルペアイーサネット」ウェビナ登壇資料より引用
2. SPEの技術的な特徴や活用するメリット
ここからはSPEの技術的な特徴や活用するメリットについて詳しく解説します。
通信と電力供給を1本のケーブルで実現できる
SPEの最大の特徴は、通信と電力供給を同時に行えることです。
従来のイーサネットでもPoE（Power over Ethernet）という技術で電力供給は可能でしたが、SPEではPoDL（Power over Data Line）という方式で、より効率的な電力供給が実現できます。
また、この技術の本質的なメリットとしては、電源ケーブルとしても使用できるという点があります。
一般的に最も使用される電源ケーブルは基本的に2本ですが、SPEも2本で通信と電力供給の両方ができるため、電力だけに使用することも可能です。
（出典）SPEコンソーシアム「シングルペアイーサネット」ウェビナ登壇資料より引用
安全で効率的に直流で送電できる
通信は無線でも光ファイバーでも実現できますが、電源をシングルペアで送るということが今までにない大きな特徴です。SPEでは直流で送電しており、感電保護やブレーカーなどの安全機能がすべて規格に含まれています。
給電能力は規格上制限されており、最大60V、1.5Aという90W以下の安全な電源という規定内でサービスを行います。一般の商用電源が2000Wクラスの電力を扱うのに対し、SPEはわかりやすく例えると「水道の蛇口が小さくなった」ような状態です。
このため、エコな技術であり、安全性も高いといえます。
具体的には、10BASE-T1の規格では最大クラス15で52Wまでの電力供給が可能です。これはモータやアクチュエータを直接駆動するには不十分ですが、多くの電子デバイスの電源としては十分な容量です。
長距離通信へ対応できる
SPEは、長距離通信に対応可能です。
例えば、10Mbpsの規格では最大1000メートルまでの通信が可能で、これは従来のイーサネットの一般的な100メートルという制限を大きく超えるものです。
また、ケーブルが細く軽量であるため、配線スペースの削減や施工の容易性といった実用面でのメリットもあるます。そのため、特に広大な工場や農園、ビル全体をカバーするようなネットワークでは、この長距離通信能力が大きなメリットとなります。
（出典）SPEコンソーシアム「シングルペアイーサネット」ウェビナ登壇資料より引用
総合的なコストを削減できる
コスト面では、配線資材のコスト削減だけでなく、低電圧給電であるため電気工事の資格が不要になるなど、工事費用面でもメリットがあります。
また、内線規定による制約が少なくなることで、施工の自由度が高まり、工期の短縮にもつながります。
ただ、現在の価格については、SPEケーブルは普及前であるため、従来のLANケーブルと比較すると圧倒的に高価です。
3. SPE関連の国際規格体系
IEEE 802.3規格の詳細
SPEに関連するIEEE 802.3の規格は、複数のサブグループに分かれています。
まず、802.3cgは10BASE-T1、10BASE-T1S、10BASE-T1Lといった10Mbpsの規格をカバーしています。これらは主に産業機器や一般市場向けに開発されたもので、特に長距離通信を重視しています。
802.3bw（100Mbps）と802.3bp（1Gbps）は主に自動車向けに開発された規格で、自動車内部のネットワークは外部と接続しない閉じたシステムであるため、比較的容易に新技術への移行が進み、すでに自動車業界ではほぼSPEに切り替わっている状況です。
最新の802.3chは10Gbpsまでの高速通信に対応しており、主に自動車の衝突安全カメラなど、高速データ転送が必要な用途を想定して開発されました。
| 規格番号 | 通信速度 | 規格名称 | 主なターゲット市場 | 特徴・用途 |
|---|---|---|---|---|
| IEEE 802.3cg | 10Mbps |
10BASE-T1S 10BASE-T1L |
産業機器 ビルオートメーション 車載ネットワーク（低速データ転送用） |
長距離通信を重視 最大1000mの伝送距離 |
| IEEE 802.3bw | 100Mbps | 100BASE-T1 | 自動車 |
車載ネットワーク用 閉じたシステムでの使用 |
| IEEE 802.3bp | 1Gbps | 1000BASE-T1 | 自動車 |
車載ネットワーク用 閉じたシステムでの使用 |
| IEEE 802.3ch | 10Gbps | 10GBASE-T1 | 自動車（高速データ転送用途） |
衝突安全カメラなど 高速データ転送が必要な用途 |
通信速度と伝送距離のバランス
通信速度と伝送距離の関係を見ると、当然ながら速度が上がるほど距離は短くなります。
自動車用の100Mbpsと1Gbpsの規格は、車内という比較的短距離での使用を想定しているため、伝送距離は同程度に設定されていますが、実際には100Mbpsの方がより長距離に対応できます。
現在開発中の100BASE-T1Lという規格では、500メートルの伝送距離を実現する予定です。
革新的な通信トポロジー
通信トポロジーについても特筆すべき点があります。
100Mbps、1Gbps、10Gbpsの規格はポイント・ツー・ポイント接続で、4カ所の接続点を設けることができます。10Mbpsの規格では10カ所の接続点が可能です。
さらに注目すべきは、従来のイーサネットにはなかったポイント・ツー・マルチポイント接続が可能になったことです。これは、ハブやスイッチを使わずにT分岐で複数のノードをぶら下げるような接続が可能になるというものです。
通常、イーサネットではハブやスイッチを使って1対1で通信するところを、このような形でハブなしで複数の端末のデータを読み取ることができます。この機能は将来的にケーブル数の削減という面で大きく普及する可能性があります。
4. ケーブルとコネクタの標準化状況
国際規格とコネクタ規格の複雑な現状
ケーブルとコネクタについても国際規格が整備されています。
ケーブルについてはIEC 11801-11、12、13、14シリーズとして規格化されており、これが現在のSPEケーブルの標準規格となっています。これらは日本産業規格（JIS)やアメリカの規格としても採用されており、国際的に標準化が進んでいます。
コネクタについてはIEC 63171シリーズとして規格化されています。これは従来のRJ45に相当するものですが、現在の状況は従来のLANケーブルとは大きく異なっています。
従来のLANケーブルがRJ45という一つの規格に集約されているのに対し、SPEコネクタは現在では7種類の異なる形状が規格化されています。
これは開発時期や適用市場などの違いにより、異なる形状のコネクタが平行して規格化されたことが原因です。
小番号が変わるとコネクタの嵌合形状が変わり、縦に並んでいるものもあれば、横に並んでいるものもあり、複合化されたものなどさまざまなタイプが存在しています。
主要な3つのコネクタの規格と推進するコンソーシアム
中でもIEC 63171-1、IEC 63171-2、IEC 63171-6という3つのコネクタ規格が主に普及し始めています。これらはそれぞれ異なるコンソーシアムによって推進されています。
同じコンソーシアム内のコネクタ規格であれば、メーカが異なっても嵌合して使用できます。ただし、異なるコンソーシアム間のコネクタは互換性がないため、システム設計時には注意が必要です。
| 規格 | 推進コンソーシアム | 主な参加メーカー | 主なターゲット市場 | 特徴 |
|---|---|---|---|---|
| IEC 63171-1 | シングルペアイーサネットコンソーシアム |
ビル・オフィス LAN配線を得意とするコネクタメーカ |
ビル オフィス |
通信インフラとしての観点からビル・オフィス向けに展開 |
| IEC 63171-2 | シングルペアイーサネットシステムアライアンス |
フェニックスコンタクト ワイドミラー ヴィーゼンガー |
プロセスオートメーション |
端子台や産業用機器を扱う企業が中心となり、 プロセスオートメーション向けに展開 |
| IEC 63171-6 | SPEインダストリアルパートナーネットワーク |
ハーティング タイコ ヒロセ モレックス 日本航空電子工業 |
産業機器 |
産業機器向けコネクタメーカが集まり、 FA機器などへの展開を推進 |
5. 日本のSPEコンソーシアムの活動
ここからは日本のシングルペアイーサネットコンソーシアムの活動について詳しく紹介します。
コンソーシアムの設立の目的と理念
日本国内では日本国内でSPEのネットワークを広め、普及させることを目的としたシングルペアイーサネットコンソーシアム（略称SPEC）という組織が活動しています。
設立の目的としては、さまざまなSPE関連の規格を一般にわかりやすく提示しつつ、デバイスメーカやケーブルメーカなど、どのように使っても同じシステムで同じ性能が出て、相互運用性が確保でき、安全に利用できるようにすることです。
海外ではコネクタ別にグループができていますが、このコンソーシアムではコネクタについては規格に準拠していれば、どのグループのものでも使用できることを想定しています。
これが他のコンソーシアムとの活動目的の大きな違いです。
SDGsを見据えた新しいエコシステムの構築
コンソーシアムが目指すところは、SDGs的な観点から新しいエコシステムを構築することです。すべてのシステムで使用できる技術として、より持続可能で効率的なネットワークインフラを実現することをサブテーマとしています。
従来は電源ケーブルと通信ケーブルが別々に必要でしたが、今後はSPEケーブル1本でサービスを提供できます。
さらに、DC給電を行うために、地域ごとの電力事業者の電源をそのまま使わずに送電できるので、電源のソースを自由に変更できるという大きなメリットがあります。再生可能エネルギーとの親和性も高く、環境負荷の低減に貢献できる技術です。
（出典）SPEコンソーシアム「シングルペアイーサネット」ウェビナ登壇資料より引用
実装ガイドラインの策定と進捗
コンソーシアムでは現在、TTC（情報通信技術委員会）と協力して実装ガイドラインを作成しています。
このガイドラインでは、短距離通信、長距離通信、バス接続という3つのカテゴリに分けて技術を整理しています。
現在はバージョン5まで完成していますが、規格化自体がまだ進行中であるため、最終的にはバージョン10程度まで改訂が続くと予想されています。
カテゴリAは短距離用で10Mbpsから10Gbpsまでをカバーし、カテゴリBは長距離用、カテゴリCはバス接続用として、それぞれのユースケースに応じた適切な規格と実装方法が提示される予定です。
現在のイーサネットと同様に、1つのチップでいろいろな構成が組めるように進化していくと考えられています。ただし、10Mbpsから10Gbpsまでを同一チップで実現するのは難しいため、ある程度の速度帯ごとに製品が分かれる形になるでしょう。
（出典）SPEコンソーシアム「シングルペアイーサネット」ウェビナ登壇資料より引用
6. SPEの適用可能な分野や活用事例
社会基盤からホビー用途まで幅広い応用可能性
SPEは、社会基盤からおもちゃやホビー用途まで、多くの領域で使用される可能性があります。電池で動くようなおもちゃについても対応できる技術となっており、その適用範囲の広さが大きな特徴です。
現在、RJ45イーサネットが使用されている場所や、低電圧で給電したい場所が主なターゲットとなりますが、既存のイーサネット環境からの移行はもちろん、これまでイーサネット化できなかった領域への展開も期待されています。
（出典）SPEコンソーシアム「シングルペアイーサネット」ウェビナ登壇資料より引用
サーバーとデータセンタでの活用
まず、サーバーやデータセンタでの使用が考えられます。
現在、これらの施設ではケーブルが複雑に絡み合った状態になっており、LANケーブルから1ペアのSPEケーブルに変更することで、ケーブル数を大幅に削減でき、配線管理が容易になります。
データセンタでは膨大な数のケーブルが使用されているため、1本1本は細くても、全体としてのスペース削減効果は大きく、冷却効率の向上や保守性の改善といった副次的なメリットも期待できます。
家庭用ネットワーク機器への展開
ONU（光回線終端装置）などの家庭用ルータやパソコン接続部分での使用や、IP電話システムなども有望な分野です。
現在、これらの機器はLANケーブルで接続していますが、この部分をSPEに変更することで、家庭内のネットワーク機器がよりシンプルな配線でより小型化され、設置の自由度やオフィスの美観向上、配線コストの削減につながります。
カメラとセンサネットワークでの優位性
特に期待されているのがカメラやセンサへの適用です。
現在、イーサネット対応のカメラにはLANケーブルが接続されていますが、カメラの大きさがほぼコネクタの大きさに支配されている状況です。
これをSPEコネクタに変更すると大幅に小型化でき、給電も同時にできるため、カメラ自体をより小さく設計できる可能性があるため、監視カメラ、産業用カメラ、IoTセンサなど、設置場所の制約が厳しい用途では特に大きなメリットとなります。今後、この分野から普及が始まると考えられています。
基地局とワイヤレスインフラへの応用
基地局での使用も検討されており、ネットワークインフラと給電を1本のケーブルで実現できるため、設置工事の簡素化やコスト削減が期待できます。
実際にWi-Fiアクセスポイントなどで試験的に使用されている事例もあります。
段階的な普及シナリオ
より広い視点で見ると、現在LANケーブルが使用されているほとんどすべての場所が対象になり得ます。
SPEが自動車で普及した理由は、自動車内は外部と接続しない閉じたネットワークのため、容易に変更できたことですが、SPE開発の最初のきっかけとなったのは、EV化に伴いケーブルが増加し、車重を軽くするためにケーブルを細くする必要があったことです。
ただし、相互接続性が必要な一般市場では、すぐにコンシューマ向け製品に展開するのは難しいため、まず比較的閉じたネットワークである工場内のロボットや制御機器などのFA機器での採用が進むと予想されています。
次にビルやオフィスのネットワークへの展開、そして最終的に一般消費者向けという順序で普及していくと考えられています。
7. SPEの普及に向けたロードマップ
ここからはSPEの普及に向けたロードマップを解説します。
2025年から2030年までの展開予測
SPEの普及予測について、コンソーシアムではロードマップを作成しています。
現在2025年の時点で、自動車産業では多くのデバイスがすでに車内で使用されています。
今年から先行型のプロジェクトが世界的に走り始めており、主に産業機器やビルオートメーションの分野で試験的な導入が行われています。
また、2026年3月末には大型の規格が決まる予定で、それに伴いLSI（半導体チップ）も大量に出荷され始めると予想されています。
同時に、既存のイーサネットだけでなく、ビルやインフラで使用されている、すでに老朽化しているレガシーシステムのリプレースも始まると考えられています。
レガシーインフラの更新という大きな機会
実は、既存のイーサネット以前に、もっと大きな市場が存在します。
ビル、鉄道、道路、電力制御など、さまざまな場所で使用されているレガシーインフラの更新です。これらの多くは1ペアのケーブルを使用しており、イーサネットよりも重要なインフラとして機能してきました。
下水道などのインフラが話題になることがありますが、通信インフラも同様に老朽化しています。
これらのインフラを更新する際、SPE以外に汎用的なトランシーバデバイスが現在ほとんど存在しません。従来のトランシーバの多くはすでに製造終了となっており、会社自体が変わっていることもあります。SPEはこれらに代替できる有力な技術です。
屋外や過酷な環境下で使用されるインフラ基盤に最適
さらに重要なのは、SPE用のトランシーバや周辺デバイスはすべて自動車向けに開発されたものであるため、環境対応性が高いという点です。
イーサネットはもともとパソコンやサーバ用に開発されたため、動作温度範囲は0℃から70℃程度です。
一方で、オートモーティブグレードでは-40℃から105℃まで対応しています。
このため、屋外や過酷な環境下で使用されるインフラ基盤に適しています。この環境耐性の高さが、産業用途やインフラ用途での採用を後押しすると考えられます。
2030年に向けた最終目標
最終的には2030年頃に発売されるスマートフォンなどにも実装されていく技術になると予測されています。
USB Type-Cが急速に普及したように、SPEも同様の普及曲線を描く可能性があります。
これにより、すべてのデバイスに組み込まれていく形になるでしょう。
8. まとめ
今後、SPEは、自動車産業以外にも産業機器やビルオートメーションなどさまざまな分野での普及が期待されている技術です。本記事では、今回、SPEの技術的な特徴から国際規格、具体的な適用事例や普及に向けたロードマップについて解説しました。
次回は、このSPEが解決する既存インフラの課題、規格の統一に向けた動きと課題や普及するために必要なこと、SPEが描く未来のネットワークに至るまで解説します。
SPEの導入に関するご相談がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
（編集者：髙橋達也）
