産業用Ethernetでは、一般的なRJ45だけでなく、M12コネクタも広く使用されています。
その中でデータ通信用に使用される代表的なコーディングが、DコードとXコードです。

Dコードは主に2対を使用する100MbpsクラスのEthernet、Xコードは4対を使用するGigabit Ethernet以上の通信に使用されます。

ただし、「100MbpsならDコード、1Gbps以上ならXコードを選べば終わり」ではありません。

Ethernetの通信品質はコネクタ単体ではなく、接続する機器、ケーブル、中継コネクタ、M12-RJ45の変換、施工状態などを含む通信経路全体で決まります。
コネクタやケーブルを変更したのに想定した速度でリンクしない、導通しているのに通信が不安定になる、といった問題を避けるには、DコードとXコードの仕様だけでなくEthernet配線全体を見る必要があります。

この記事では、DコードとXコードの違いと、設計・施工時に確認したいポイントを実務の視点から整理します。

次のような方におすすめの記事です。

• FA現場でEthernetの配線を担当している方
• DコードとXコードの、伝送カテゴリや仕様の違いを整理したい方
• 既設のDコード環境からXコードへの移行を検討している方

M12コネクタ　Dコード・Xコードとは

産業用Ethernetに対応するM12コネクタには、DコードとXコードの2種類があります。

Dコードは、PROFINETやEtherNet/IPなど、100MbpsクラスのEthernetで使われるコーディングです。
Xコードは、Gigabit以上の高速な通信に対応したコーディングです。

どちらも同じM12ですが、極数や使用するペア数、対応する伝送周波数が異なります。

まずは、両者の主な仕様を並べてみます。

産業用Ethernetの物理層とM12コネクタの選定例

コードとXコードは、PROFINETやEtherCAT、EtherNet/IPなど、さまざまな産業用Ethernetで使用されています。

ただし、通信方式の名前だけでDコード・Xコードが決まるわけではありません。

同じ産業用Ethernetでも、機器が対応する通信速度やEthernet物理層、使用するペア数によって、採用されるコネクタは異なります。
例えばEtherNet/IPは10／100／1000Mbpsを扱い、ODVAの施工資料でも1対・2対・4対のEthernet媒体が対象になっています。⧉ODVA
また、標準EtherCATは100Mbpsを基本としますが、EtherCAT G／G10では1Gbps／10Gbpsへ拡張されています。⧉EtherCAT.org

そのため、M12コネクタを選定するときは、
通信方式 → 相手機器の通信速度・物理層 → 使用するペア数 → Dコード／Xコード
の順に確認すると整理しやすくなります。

選定時の注意ポイント

Xコードに交換するだけでは高速化できない

既設設備を100Mbpsから1Gbps以上へ高速化するときに注意したいのが、通信経路の一部だけをXコードに交換しても高速化できないことです。

100BASE-TXでは2対を使用しますが、1000BASE-Tでは4対すべてを使用します。

そのため既設配線のどこかに、Dコードの2対配線、4芯ケーブル、2対しか結線されていない中継コネクタなどが残っていれば、その区間は4対Ethernetの通信経路として使用できません。

また、Xコード自体が最大500MHzに対応する構造であっても、ケーブルや中継部品の伝送性能が不足していれば、10Gbpsのリンク性能は保証できません。PIのガイドラインでも、M12 Xコードは8極4対で最大500MHzに対応するインターフェースとして規定されています。⧉Profibus

つまり高速化では、「DコードをXコードへ交換する」のではなく、「通信経路全体を4対・必要カテゴリのEthernetチャネルとして成立させる」という考え方が必要です。

シールドは通信経路全体で確認する

産業用Ethernetでは、通信速度やケーブルカテゴリだけでなく、シールドの接続状態も通信品質に影響します。

工場内では、インバータ、サーボモータ、電源ケーブルなどから電磁ノイズが発生します。
そのためPROFINETなどの産業用Ethernetでは、シールド付きツイストペアケーブルが使用され、ケーブルだけでなくコネクタや機器まで含めてシールド経路を維持することが重要です。

特に確認したいのは、次のポイントです。

• 使用するケーブルがシールド仕様か
• M12コネクタがシールド対応か
• ケーブルのシールドがコネクタへ適切に接続されているか
• 中継コネクタやパネル貫通部でもシールドが途切れていないか
• M12-RJ45変換部でもシールド性能が維持されているか
• 機器側で指定されたシールド・接地方法に従っているか

PROFINETのガイドラインでは、シールド接続の電気的性能や、使用する2対／4対ケーブルに適したシールド接続を機器側で確保することが求められています。⧉Profibus

また、IEC 61076-2-109ではXコードなどの高速データ通信用M12について、100Ω平衡伝送の伝送性能に加え、シールド経路の抵抗も試験項目に含まれています。
つまり、シールドは単なる付加仕様ではなく、通信経路の性能を構成する要素のひとつです。

現場組立式コネクタを使用する場合は、シールド処理にも注意が必要です。
ケーブルのシールドを必要以上に切り戻したり、細いドレイン線だけで長く引き回したりすると、高周波ノイズに対するシールド性能が低下する場合があります。

そのため、特にGigabit Ethernet以上の高速通信では、シールド付きケーブルを選ぶだけでなく、コネクタ・中継部品・機器を含めてシールドの連続性と接続方法を確認することが重要です。

RJ45とM12は、設置環境から使い分ける

RJ45はオフィス専用、M12は工場専用というわけではありません。

PROFINETのPIガイドラインでも、RJ45とM12 D／Xの両方がEthernet用コネクタとして規定され、それぞれ使用する場所が整理されています。⧉Profibus

制御盤内部など比較的保護された場所ではRJ45が使いやすい一方、機械周辺など水・粉塵・振動が想定される場所では、IP保護構造を持つM12コネクタが適しています。

したがってコネクタを選ぶときは、通信速度だけでなく、設置環境と必要な機械的保護性能も判断材料になります。

選定時の確認ポイント

設計時には、コネクタ単体ではなく通信経路を上流から順番に確認すると整理しやすくなります。

まとめ

データ用M12はDコードとXコードの2種があります。
Dコードは4極2対・Cat5e相当・100Mbps（IEC 61076-2-101）、
Xコードは8極4対・Cat6A相当・最大10Gbps（IEC 61076-2-109）に整理できます。

選定では、コネクタの対応速度だけでなく、ケーブルカテゴリ・機器側PHY・経路上の変換品まで含めて、リンク全体で成立するかを確認することが重要です。

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