- 目次 - はじめに 2 1. 水平配線サブシステム 3 2. 機器及び試験インタフェース ( 本文 5.6.1) 6 3. パーマネントリンク ( 常設リンク :permanent link) 7 4.P( 分岐点 ) と P リンク (P link) 9 5. インタコネクト (interco

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1 17 JEITA - 標技第 3018 号 構内情報配線システム JIS X 5150:2004 用語解説集 平成 17 年 3 月 社団法人電子情報技術産業協会 情報配線システム標準化委員会

2 - 目次 - はじめに 2 1. 水平配線サブシステム 3 2. 機器及び試験インタフェース ( 本文 5.6.1) 6 3. パーマネントリンク ( 常設リンク :permanent link) 7 4.P( 分岐点 ) と P リンク (P link) 9 5. インタコネクト (interconnect) クロスコネクト (cross-connect) クラスとカテゴリ (TIA との比較 ) クラス D について dB/4dB ルール ショートリンク 水平リンク長に関する注意事項 幹線リンク長について 光ファイバ配線のクラス 光ファイバチャネル OM1 OM2 OM3 OS1 の違い 電力和 (Power Sum) 公称インピーダンス (Nominal Impedance) 等レベル (ELFEXT) プラグとソケットの下位互換性 (Backward ompatibility) シールドと非シールド 接地 ( ボンディング ) の必要性 ID と IP の違い ケーブル (cable) とコード (cord) 複合ケーブルとマルチユニットケーブル 温度上昇と挿入損失の関連性 ケーブル曲げと反射減衰量 (RL) の関係 光のチャネル減衰量 光試験方法 SFF(Small Form Factor connector) 全モード励振と限定モード励振 67-1-

3 はじめに 情報配線に関する国際規格 ISO/IE の完全翻訳版として 1996 年 JIS X 5150 が発行されました その後我が国における情報配線システムの構築に関わる場面では 多く活用されてきた規格ですが 日々進歩していくネットワークの広帯域化に伴い 情報配線システムの世界も技術革新が進み 昨年には JIS X 5150:2004 として改版がされました 本書は この JIS X 5150:2004 を利用される方々が この規格書に対する理解を更に深めていただくことを目的に作成した用語解説書です 本書で扱う用語は 改版に伴い新たに出てきた用語や規格の中で特に重要だと思われる用語を抽出して解説をしています これらの用語の抽出と解説の執筆は JIS X 5150:2004 の規格原案を作成したメンバである 情報配線システム標準化委員会情報配線規格普及グループ が担当しました 本書が 情報配線システムに関わる皆様の手助けとなり より良い情報配線システムに関連した 製品製造やシステム構築のお役に立てることができれば幸いです 2005 年 3 月情報配線システム標準化委員会情報配線規格普及グループ主査上村郁應 参考 JIS 規格票のご注文は,( 財 ) 日本規格協会ホームページ ( からご注文いただけます また JIS X 5150 旧版に関する用語解説集が JEITA の Web サイトより参照できます 最新版でも適用している用語の解説がされていますので 本書とあわせてご活用ください JEITA Web サイト ( 日本語サイト JEITA 規格 旧 JEIDA 刊行図書及び規格 JEIDA 規格 57( 参考 ) 参考資料情報配線システム専門用語解説集 ) -2-

4 1. 水平配線サブシステム 引用 : X 5150: 節 本文 : 構成 チャネルの物理長は 100m を超えてはならない 水平配線ケーブルの物理長は 90m を超えてはならない パッチコード 機器コード及びワークエリアコードの合計長が 10m を超える場合 表 21 に従って水平配線ケーブルの許容物理長を減らさなければならない P はフロア配線盤から少なくとも 15m 以上離れた位置におかなければならない 複数利用者 が使用される場合は ワークエリアコードの長さは 20m を超えないのがよい パッチコード及びジャンパの長さは 5m を超えないのがよい 固定水平ケーブル (fixed horizontal cable) 分岐点が存在しているときにフロア配線盤から分岐点までを接続するケーブル 又は分岐点が存在しないときに通信アウトレットまでを接続するケーブル 水平ケーブル (horizontal cable) フロア配線盤を通信アウトレットに接続するケーブル 6.3 水平配線の分類水平配線システムでのチャネル パーマネントリンク及び P リンクは クラス D の性能を最低限提供するよう施工しなければならない 付属書 I.3 構成要素リンクやチャネル性能へまったく影響を及ぼさない TP( 変換点 ) は削除され P( 分岐点 ) が導入された P がもたらすリンク及びチャネル性能への影響は考慮されている 解説のポイント : 水平配線サブシステムの構成とチャネル パーマネントリンク P リンクの位置付けを明確化し理解を深める 解説 : 水平配線サブシステムは フロア配線盤から通信アウトレットまでの施設である 図.1 に水平配線サブシステムの構成要素を示す ワークエリアコード 機器コードは 端末及びネットワーク機器をそれぞれ配線サブシステムに接続するために使用される 水平配線サブシステムの性能は 以下について規定される 1 チャネル 2 パーマネントリンク 3 P リンク 但し P リンクの性能規格値は パーマネントリンクの規格値と同じである -3-

5 ネットワーク機器等( 例えば 丸型ケーブルから平形ケーブルとの接続 ) (Inter onnect) 機器コート 機器コート 1 次 パッチパネル(ross onnect) フロア配線盤 ハ ッチコート 2 次ワークエリアコート パッチパネルhannel (1 チャネル ) Permanent Link (2 パーマネントリンク ) P Link (3 Pリンク ) Fixed Horizontal able 固定水平ケーブル Fixed Horizontal able Fixed Horizontal able onsolidation Point 分岐点 図.1 水平配線サブシステム Telecommunications Outlet 通信アウトレット P able P ケーフ ル 1. 水平ケーブル最大長水平ケーブルの最大長は チャネル内で用いられるコードの全長に依存する また 20 を越える環境に敷設する場合 使用温度により水平ケーブル長を減じる 実際の水平ケーブル長算出は 11. 水平リンク長に関する注意事項 を参照 2.TIA/EIA-568-B.1 の関連事項 ( 内は引用 ) TIA/EIA-568-B.1 では TP の定義がある Figure4-1 Typical horizontal and work area cabling a star topology 内に transition/consolidation point として図示している 本文記述は Horizontal cabling shall contain no more than one transition point or consolidation point between the horizontal cross-connect and telecommunication outlet. ( 水平配線の TP 又は P は フロア配線盤と通信アウトレットの間で一つでなければならない ) 水平配線内の transition/consolidation point の位置は 上図.1 の P の位置となっている ( 注 )TP:transition point(3.2 Definition of terms) A location in the horizontal cabling where flat undercarpet cable connects to round cable 水平配線の中で異なる要素数のケーブル同士を接続する等のケーブル形状の変更を行うところをいう P Horizontal able 水平ケーブル Multi User Telecommunications Outlet Assembly 複数利用者通信アウトレット 水平配線サブシステム ( 機器コード パッチコードは除く ( 機器コート は除く ) ) MU ワークエリアコート ワークエリアコート ワークエリア配線 -4-

6 ネットワーク機器2. チャネル (channel) 引用 : X 5150: 節 本文 : チャネル (channel) 応用システムの 2 台の特定機器同士を接続する伝送路 備考機器コード及びワークエリアコードは チャネルに含める しかし特定応用機器内の接続器具は含まない 6.2 レイアウトチャネルが 90m の単線ケーブル 10m のコード及び四つの接続点から構成されると想定して ( 図 10 参照 ) 9. 及び 10. での構成要素の性能規格値から導き出される 付属書 H ほとんどのクラス F のチャネル及びパーマネントリンクは 2 箇所の接続だけで敷設される 解説のポイント : 水平配線サブシステムのチャネルについて解説する 解説 : チャネルは LAN スイッチ又は HUB のようなネットワーク機器と端末との間の伝送経路である 一般的なチャネルは ワークエリアコード及び機器コードを共に含んだ水平系のサブシステムである チャネルの性能は ネットワーク機器及び端末の接続部は含まない 図.1 に水平配線サブシステム内のチャネルの位置を示す hannel ( チャネル ) 等(Inter onnect) 機器コート 機器コート 1 次 パッチパネル(ross onnect) フロア配線盤 ハ ッチコート 2 次ワークエリアコート パッチパネルFixed Horizontal able 固定水平ケーブル Fixed Horizontal able Fixed Horizontal able P onsolidation Point 分岐点 Horizontal able 水平ケーブル Telecommunications Outlet 通信アウトレット P able P ケーフ ル Multi User Telecommunications Outlet Assembly 複数利用者通信アウトレット MU ワークエリアコート ワークエリアコート 図 1 水平配線サブシステムのチャネル 1. チャネルの 四つの接続点 チャネルの四つの接続点とは 図.1 の 12 次パッチパネル 2 31 次パッチパネル 4P である 一般的には 1 と 2 の使用頻度は高く 3 4 の使用頻度は低い 情報配線システムを構成する部材は この 4 箇所接続を前提とした挿入損失特性を確保している よって 5 箇所以上の接続点は 100m チャネル特性を満足できない場合がある また配線管理 ( 接続情報 ) を正確に行う上でも 接続ポイント数が多いのは望ましいことではない クラス F の 2 箇所の接続とは 12 次パッチパネルと 2 である -5-

7 TEQPTEQP2. 機器及び試験インタフェース ( 本文 5.6.1) チャネルの機器及び試験インタフェース位置を示す 2.1 クロスコネクトモデルの場合 チャネル 機器 パッチ コード コード 固定水平ケーブル P P ケーブル ワークエリアコードE T I E I E I T I 図 2.1 クロスコネクトモデルの機器及び試験インタフェース 2.2 インタコネクトモデルの場合 チャネル 機器コード 固定水平ケーブル P P ケーブル ワークエリアコードE T I E I E I 図 2.2 インタコネクトモデルの機器及び試験インタフェース T I [ 凡例 ] 1 EQP: ネットワーク機器 2 TE: 端末 3 : 接続点 4 TI: 試験インタフェース 5 EI: 機器インタフェース -6-

8 ネットワーク機器3. パーマネントリンク ( 常設リンク :permanent link) 引用 : X 5150: 節 本文 : パーマネントリンク (permanent link) 通信アウトレットとフロア配線盤との間の伝送路 備考パーマネントリンクは ワークエリアコード 機器コード パッチコード及びジャンパを含まないが リンクの両端の接続は含む パーマネントリンクは P リンクを含む場合もある 6.2 レイアウト最大敷設長での平衡配線のパーマネントリンクの性能規格値も付属書 A で与えられる これらの値は パーマネントリンクが 90m の単線ケーブル及び三つの接続点から構成されると想定して構成要素の性能規格から導き出されている パーマネントリンクの性能は と水平ケーブルのもう一方側の最初のパッチパネルとの間の水平配線システムで規定される これは P を含んでもよい 解説のポイント : 水平配線サブシステムのパーマネントリンクについて解説する 解説 : パーマネントリンクは フロア配線盤から通信アウトレットまでの固定配線の伝送路であり 水平ケーブルの成端を含む また 敷設された配線システムの両端のコネクタを含む オプションとして P 及び P ケーブルを追加できる 図.1 に水平配線サブシステム内のパーマネントリンクの位置を示す 等(Inter onnect) 機器コート 機器コート 1 次 パッチパネル(ross onnect) フロア配線盤 ハ ッチコート 2 次ワークエリアコート パッチパネルPermanent Link ( パーマネントリンク ) Fixed Horizontal able 固定水平ケーブル Fixed Horizontal able Fixed Horizontal able P onsolidation Point 分岐点 Horizontal able 水平ケーブル Telecommunications Outlet 通信アウトレット P able P ケーフ ル Multi User Telecommunications Outlet Assembly 複数利用者通信アウトレット MU ワークエリアコート ワークエリアコート 図 1 水平配線サブシステムのパーマネントリンク 1. パーマネントリンクの 三つの接続点 パーマネントリンクの三つの接続点とは 12 次パッチパネル 2 3P である 一般的には 1 と 2 の使用頻度は高く 3 の使用頻度は低い 2. 機器及び試験インタフェース ( 本文 5.6.1) 図.2 にパーマネントリンクの機器及び試験インタフェース位置を示す -7-

9 TEQPパーマネントリンク 機器 パッチ コード コード 固定水平ケーブル P P ケーブル ワークエリアコードE T I E I T I E I 図 2 機器及び試験インタフェース [ 凡例 ] 1 EQP: ネットワーク機器 2 TE: 端末 3 : 接続点 4 TI: 試験インタフェース 5 EI: 機器インタフェース -8-

10 ネットワーク機器4.P( 分岐点 ) と P リンク (P link) 引用 : X 5150: 節 節 本文 : 抜粋 分岐点 (P) (consolidation point) フロア配線盤から通信アウトレットまでの水平配線サブシステムにある接続点 P ケーブル (P cable) 分岐点を通信アウトレットに接続するケーブル P リンク (P link) 両端に接続器具を含めた フロア配線盤と分岐点との間のパーマネントリンクの一部 分岐点分岐点は 受動的な接続器具だけで構成されなければならず クロスコネクト接続として使ってはならない 分岐点が使われる場所は 次の追加要件を満足しなければならない a) 分岐点は 各ワークエリアのグループに少なくとも 1 つ配置されなければならない b) 分岐点は 最大 12 までのワークエリアに対応するように制限されるのが望ましい c) 分岐点は アクセスしやすい場所に配置するのが望ましい d) 平衡配線用では 分岐点はフロア配線盤から少なくとも 15m 離して設置されなければならない ( 構成にも同上記述 ) e) 分岐点は 管理システムの一部でなければならない 付属書 A 構成 (P を含むパーマネントリンク ) は 固定配線及び分岐点と通信アウトレット間の P ケーブルからなる この構成での測定は P ケーブルが替われば再度行わなければならない 解説のポイント : 水平配線サブシステム内の P 及び P リンクについて解説する 解説 : P ケーブルは P と通信アウトレット間を接続するケーブルである 図.1 に水平配線サブシステム内の P リンクの位置を示す P リンクの性能規格値は パーマネントリンクの規格値と同じである 等(Inter onnect) 機器コート 機器コート 1 次 パッチパネル(ross onnect) フロア配線盤 ハ ッチコート 2 次ワークエリアコート パッチパネルPermanent Link ( パーマネントリンク ) P Link ( Pリンク ) Fixed Horizontal able 固定水平ケーブル Fixed Horizontal able Fixed Horizontal able P onsolidation Point 分岐点 Horizontal able 水平ケーブル Telecommunications Outlet 通信アウトレット P able P ケーフ ル Multi User Telecommunications Outlet Assembly 複数利用者通信アウトレット MU ワークエリアコート ワークエリアコート 図 1 水平配線サブシステムの P リンク -9-

11 TEQP1.P を含む水平配線例 P は先行配線的な使い方を考慮した設計を行うことで 情報配線システムに柔軟性を持たせ 維持管理コストの低減が見込まれる また P を利用する場合 固定水平ケーブルとして多対ケーブルを適用することで敷設効率を向上させる反面 最小曲げ半径が大きく 取扱いが困難になるとともに 断面積拡大による実装効率低下が考えられる 多対ケーブルの適用に際しては ケーブル敷設環境 ( 床高 ラック等のケーブル収容部 ) を十分確認する必要がある P ケーブルの種類は P として使用する接続器具に依存する 例えばモジュラジャック形式 ( 成端方式が圧接接続 (ID) タイプ ) の場合 基本的に単線導体しか適合しない P リンクに関する規格は性能を規定しているが 使用する配線部材に関しては規定していない P を含む水平配線の設計に際しては 10. ショートリンク 参照 図 2 に P を含む配線構成例を示す 機器パッチパネル端末 P P ケーブル P ケーブル 端末 図 2 P を含む配線構成例 配線部材例 1 P:6 口通信アウトレット 2 P ケーブル : モジュラタップ ( 片端 1 口通信アウトレット 片端 RJ45 モジュラプラグ成端ケーブル ) 2. 機器及び試験インタフェース ( 本文 5.6.1) 図.3 に P リンクの試験インタフェース位置を示す P は試験インタフェースのみであり 機器インタフェースにはできない Pリンク 機器 パッチ コード コード 固定水平ケーブル P P ケーブル ワークエリアコードE T I T I 図 3 試験インタフェース [ 凡例 ] 1 EQP: ネットワーク機器 2 TE: 端末 3 : 接続点 4 TI: 試験インタフェース -10-

12 P を含む水平配線は工事試験の点で 以下に事項を注意をする必要がある 1 P リンクとして施工 試験後 P ケーブルが追加された場合 再度パーマネントリンク ( 又はチャネル ) として試験する必要がある 2 P を含むパーマネントリンク構成にて P ケーブルを変更した場合 再度試験する必要がある 3.P についての JIS X 5150 と TIA/EIA-568-B.1 との表現相違点 P の接続ハードウェアとして TIA/EIA-568-B.1 では定義があるが JIS X 5150 では P として明確な定義はない 接続の機械的特性について JIS X 接続器具の要件 機械的特性表 28 接続器具の機械的特性 TIA/EIA-568-B onsolidation point 200 サイクル以上の抜き差しに耐えられる接続ハードウェア 注記 TIA/EIA-568-B Figure 6-4 で P がワークエリアに含まれる図がある これは P の運用方法として 度々の配線の再構成に多分有効である しかし MU の要求する柔軟性とは同じではない との記述があり これの説明図と考えられる ワークエリアは 利用者が通信端末機器を扱うビル内の領域 と定義されているので Figure 6-4 の *1(JIS の P ケーブル ) も利用者が扱うことが可能としていると考えられる Telecommunication Room Horizontal cabling Work area Telecommunications outlet/connector or multi-user telecommunication outlet assembly Horizontal ross-onnect onsolidation Point *1 Backbone cable onnecting hardware *1 Work area cables Work area Figure 6-4 Application of onsolidation point -11-

13 ネットワーク機器5. インタコネクト (interconnect) 引用 : X 5150: 節 本文 : 抜粋 インタコネクト (interconnect) 機器コード ( 又は配線サブシステム ) を終端し配線サブシステムにパッチコード又はジャンパを使用することなく接続できるようにする技法 備考 : 出入ケーブルは定点で終端される 配線盤フロア配線盤の設計は パッチコード又はジャンパ及び機器コードの長さが確実に最小になるように行うとよい そして設計長が システム運用中にも維持されるよう管理すべきである 解説のポイント : 水平配線サブシステム内インタコネクトの実例を示し理解を深める 解説 : 水平配線サブシステムの施設内のフロア配線盤 ( 一般的にはパッチパネル ) の機械的な接続方法を言う インタコネクト方式は パッチパネルとネットワーク機器などを直接パッチコード ( 機器コード ) で接続する方式である 図.1 に水平配線サブシステム内のインタコネクトの位置を示す 等インタコネクト (Inter onnect) 機器コート 機器コート 1 次 パッチパネル(ross onnect) フロア配線盤 ハ ッチコート ワークエリアコート パッチパネル2 次 hannel ( チャネル ) Permanent Link ( パーマネントリンク ) P Link ( Pリンク ) Fixed Horizontal able 固定水平ケーブル Fixed Horizontal able Fixed Horizontal able P onsolidation Point 分岐点 Horizontal able 水平ケーブル Telecommunications Outlet 通信アウトレット P able P ケーフ ル Multi User Telecommunications Outlet Assembly 複数利用者通信アウトレット MU ワークエリアコート ワークエリアコート 図 1 水平配線サブシステムのインタコネクト 1. インタコネクトの実例 1 構成イメージ 1 台のラックに機器及びパッチパネルなどの構成部品が全て収容できる場合に有効である 図.2 に構成イメージを示す -12-

14 機器コート 機器 2 次 水平ケーフ ル ワークエリアへ 図 2 構成イメージ 2 長所 導入コストの低減 省スペース 少ポート構成時に有効 3 短所 機器ポートへのアクセスによるセキュリティ 信頼性の低下 多ポート ( 高密度実装 ) 機器の場合 接続変更が困難 2. 関連解説書 6. クロスコネクト (cross-conn ect) -13-

15 ネットワーク機器6. クロスコネクト (cross-connect) 引用 : X 5150: 節 本文 : 抜粋 クロスコネクト (cross-connect) ケーブル要素の終端とこれらのクロスコネクトを主にパッチコード又はジャンパによって行う装置 備考 : 出入ケーブルは定点で終端される 配線盤フロア配線盤の設計は パッチコード又はジャンパ及び機器コードの長さが確実に最小になるように行うとよい そして設計長が システム運用中にも維持されるよう管理すべきである 解説のポイント : 水平配線サブシステム内クロスコネクトの実例を示し理解を深める 解説 : 水平配線サブシステムの施設内のフロア配線盤 ( 一般的にはパッチパネル ) の機械的な接続方法を言う クロスコネクト方式は 1 次側パッチパネルと 2 次側パッチパネルを使用し 接続変更をパッチパネル間で行う方式である 図.1 に水平配線サブシステム内のクロスコネクトの位置を示す 等(Inter onnect) 機器コート 機器コート 1 次 パッチパネル(ross onnect) フロア配線盤 ハ ッチコート 2 次ワークエリアコート パッチパネルクロスコネクト hannel ( チャネル ) Permanent Link ( パーマネントリンク ) P Link ( Pリンク ) Fixed Horizontal able 固定水平ケーブル Fixed Horizontal able Fixed Horizontal able P onsolidation Point 分岐点 Horizontal able 水平ケーブル Telecommunications Outlet 通信アウトレット P able P ケーフ ル Multi User Telecommunications Outlet Assembly 複数利用者通信アウトレット MU ワークエリアコート ワークエリアコート 図 1 水平配線サブシステムのクロスコネクト 1. クロスコネクトの実例 1 構成イメージ高密度ポート実装機器や 複数のラックに機器が分散して設置される場合 ( データセンターなど ) に有効な方式である 図.2 に構成イメージを示す -14-

16 ハ ッチコート 水平ケーフ ル 2 次 ワークエリアへ 1 次 機器 機器コート 図 2 構成イメージ 2 長所 作業性 運用管理性の向上 機器と分離した設置が可能 ( セキュリティ向上 ) 独立した管理により 追加 変更が独立に行える 3 短所 パッチパネルの設置スペースがインタコネクト方式より多く必要である ( 約 2 倍 ) 導入コストが高い 2. 関連解説書 5. インタコネクト (interconnect) -15-

17 7. クラスとカテゴリ (TIA との比較 ) 引用 : X 5150: 節 節本文 : 6.1 一般平衡配線についての性能規定は 六つのクラス (A から F) に分類される 要素選択 カテゴリ 5 要素は クラス D 平衡ケーブル配線性能を提供する カテゴリ 6 要素は クラス E 平衡ケーブル配線性能を提供する カテゴリ 7 要素は クラス F 平衡ケーブル配線性能を提供する 解説のポイント : JIS で定義する カテゴリ 及び クラス と TIA で定義する カテゴリ について比較する 解説 : 1.JIS における カテゴリ と クラス の違い (1) カテゴリケーブル 通信アウトレット等 配線要素としての性能を規定している分類名であり 主にコンポーネントの設計 評価に使用されている (2) クラスチャネル パーマネントリンク等 配線としての性能を規定している分類名であり 主に配線システムの設計 評価に使用されている 2.JIS と TIA の比較 (1) カテゴリ と クラス 1 TIA では配線要素 配線とも カテゴリ と定義している 2 JIS は 2004 年版で カテゴリ 6/7 が追加された TIA は現在のところ カテゴリ 6 まで規定されている 3 一般によく使われている カテゴリ 5e は TIA での名称であり JIS の 2004 年版では カテゴリ 5/ クラス D に相当する 表 1 JIS と TIA の比較 周波数 JIS X 5150:2004 ANSI/TIA/EIA-568-B 配線要素配線配線要素配線 100MHz まで カテゴリ 5 クラス D カテゴリ 5e カテゴリ 5e 250MHz まで カテゴリ 6 クラス E カテゴリ 6 カテゴリ 6 600MHz まで カテゴリ 7 クラス F なし なし -16-

18 (2) 平衡配線性能平衡配線性能における比較を表 2 に示す 表 2 平衡配線性能の比較 平衡配線性能 (*1) クラスD カテゴリ 5e クラス E カテゴリ 6 (JIS) (TIA) (JIS) (TIA) 最大直流ループ抵抗 (Ω) 25.0 (*2) 25.0 (*2) 最大挿入損失 (db) 最大伝搬遅延 (μs) (@10MHz) (@10MHz) (@10MHz) (@10MHz) 最大伝搬遅延時間差 (μs) (@10MHz) (@10MHz) (@10MHz) (@10MHz) 最小反射減衰量 (db) 最小 NEXT(dB) 最小 PSNEXT(dB) 最小 AR(dB) 最小 PSAR(dB) 最小 ELFEXT(dB) 最小 PSELFEXT(dB) (*1) クラスD/ カテゴリ 5e: チャネル 100MHz における規格値 クラス E/ カテゴリ 6 : チャネル 250MHz における規格値 (*2) 水平ケーブルにおける最大直流抵抗 9.38(Ω/100m) 1 AR( 減衰対漏話比 ) PSAR( 電力和 AR) は JIS で規定されているが TIA では規定されていない AR は NEXT から挿入損失を引いた値であり 信号レベルとノイズレベルの差を表しており通信の安定性 信頼性を判断するパラメータである AR の性能が悪い場合 NEXT と挿入損失に関連した問題を探すことになる 2 JIS ではチャネルの 直流ループ抵抗 が規定されているが TIA は水平ケーブルの 直流抵抗 が規定されている -17-

19 8. クラス D について 引用 : X 5150: 節 6.3 節本文 : 6.1 一般平衡配線についての性能規定は 6 つのクラス (A~F) に分類される 6.3 レイアウト平衡配線の分類解説のポイント : クラス D が規定する内容が JIS X 5150:1996 JIS X 5150:2000 追補 及び JIS X 5150:2004 の各版によって異なるため その違いについて解説する 解説 : JIS の各版で定義されるクラス D は 最高規定周波数についてはいずれも 100MHz となっているが 対応アプリケーションが異なっている また 試験項目やそれに対する規格値も下表のとおり異なる 1 JIS X 5150: BASE-TX までのアプリケーションをサポートする規格 2 JIS X 5150:2000 追補既設のカテゴリ 5 で 1000BASE-T を稼動させるための規格 3 JIS X 5150: BASE-T までのアプリケーションをサポートする規格 表 1 クラス D の規格値 試験項目 JIS X 5150:1996 JIS X 5150:2000 追補 JIS X 5150:2004 ワイヤマップ 最大チャネル長 (m) 最小 NEXT(dB) 最大挿入損失 (db) 最小 PSNEXT(dB) 規定なし 最小 ELFEXT(dB) 規定なし 最小 PSELFEXT(dB) 規定なし 最小反射減衰量 (db) 最小 AR(dB) 最小 PSAR(dB) 規定なし 最大伝搬遅延 (μs) 1.0(@30MHz) 最大伝搬遅延時間差 (μs) 規定なし 最大直流ループ抵抗 (Ω) チャネル規格値 (100MHz) -18-

20 9.3dB/4dB ルール 引用 : X 5150: 節 /A.2.2 節 節 /A.2.4 節本文 : 反射減衰量挿入損失 (IL) が 3.0dB を下回る周波数での反射減衰量 (RL) の値は 参考とする 近端漏話減衰量 (NEXT) 挿入損失 (IL) が 4.0dB を下回る周波数での NEXT の値は 参考とする 解説のポイント : 挿入損失の測定結果が非常に小さい場合 その周波数における漏話特性と反射減衰量については 測定結果によらず試験結果を合格と判断する事が出来る 一般に db ルールと呼ばれるこの判定方法について解説する 解説 : データ信号の伝送特性として 挿入損失 (IL:Insertion Loss) の値が小さければデータの送受信を行う上で十分な S/N 比を確保する事が可能である このため挿入損失の測定結果が規定値以下となる周波数範囲においては 近端漏話減衰量 (NEXT) に関する特性 及び反射減衰量 (RL:Return Loss) に関する特性について その周波数範囲の部分で試験結果が不合格となっても合格と見なす事が出来る この試験判定の方法は一般に 3dB/4dB ルールと呼ばれている 尚 TIA/EIA-568B では近端漏話減衰量に関して db ルールは規定されておらず 規格値どおりに合否判定を行うことになっている 表 1 3dB/4dB ルール比較参照 表 1 3dB/4dB ルール比較 パラメータ JIS X 5150(ISO/IE11801) ANSI/TIA/EIA-568B 近端漏話 挿入損失値 4dB 以下 参考値とする 規格値通り 反射減衰量 挿入損失値 3dB 以下 参考値とする 挿入損失値 3dB 以下 参考値とする 挿入損失値は配線長に応じて変動するが 一般的には 3dB/4dB ルールは配線長がより短い条件の場合に適用される 次頁の測定グラフにて 配線長の違いにより 3dB ルールの適用範囲が異なることについての一例を示す 配線長が 15m の場合の挿入損失と反射減衰量の測定グラフを図 -1*) に示す 挿入損失が 3dB 以下となる周波数範囲 すなわち 3dB ルールが適用される範囲は およそ 0~60MHz となる 反射減衰量の測定値は 0~30MHz の範囲で規定値をオーバーしているが 3dB ルールが適用されるため試験結果は合格 ( パス ) と判断される 図 1 反射減衰量に関する 3dB ルールの適用事例 :15m 参照 次に配線長を 100m とした場合のグラフを図 -2*) に示す 挿入損失の値は配線長 15m の場合に比べて増加するため 3dB ルールが適用される周波数範囲は非常に狭くなる この結果 反射減衰量の規定値をオーバーする範囲が 3dB ルール適用範囲外となるため 試験結果は不合格 ( フェイル ) となる 図 2 反射減衰量に関する 3dB ルールの適用事例 :100m 参照 -19-

21 *) ここに示す測定グラフはあくまで解説用のイメージ図であり 実測データに基づくものではありません また 実際の測定では配線長に応じて挿入損失値と共に反射減衰量も変動します 図 1 反射減衰量に関する 3dB ルールの適用事例 :15m 図 2 反射減衰量に関する 3dB ルールの適用事例 :100m -20-

22 10. ショートリンク 引用 : X 5150: 節 節本文 : 構成 P はフロア配線盤から少なくとも 15m 以上離れた位置に置かなければならない 構成チャネル内で 4 つの接続点がある場合には 幹線ケーブルの物理長は少なくとも 15m にすることが望ましい 解説のポイント : 7. 平衡ケーブルの配線設計 においては各種配線モデルの構成やチャネル長などが規定されており この中には配線長の最短距離に関する条件も含まれている この最短距離に関する規定は一般に ショートリンク規定 と呼ばれている ここでは ショートリンク規定に関する具体的な配線モデルや設計指針について解説を行う 解説 : 配線長が短く接続点が多い場合 各接続点における信号の反射の影響はより大きくなり 同時に近端漏話の影響も増大する これらは信号劣化の大きな要因となることから 配線設計上の規定として最短距離に関する値を定めている 最短距離に関する規定は 水平配線 及び 幹線配線 で述べられている通り 水平配線における P リンク長 (1) と幹線配線においてチャネル内に 4 つの接続点がある場合の幹線ケーブル長 (2) の 2 通りの場合についてである 表 1 ショートリンク適用条件規定適用範囲 条件適応対象規定値 節 水平配線 P リンク長 図 -2 参照 15m 以上 節 幹線配線のチャネル内に 4 つの接続点がある場合 幹線ケーブル長図 -3 参照 15m 以上 図 1 は代表的な水平配線モデル < クロスコネクト - モデル > であるが この場合水平配線ケーブルの最短距離については特に定められていない チャネル = 最大 100m 水平配線ケーブル FD EQP 機器コード パッチコード / ジャンパ 最短距離の規定無し ワークエリアコード TE = 接続点 図 1 水平配線モデル < クロスコネクト - モデル > -21-

23 一方 図 2 は水平線の途中に分岐点 P を設けた場合の配線モデル < クロスコネクト -P- モデル > である この配線モデルでは図 1 のモデルと比較して接続点が 1 つ増えており 反射の影響がより大きくなるため P リンク長を 15m 以上にする事が規定されている P から までを接続する P ケーブルについては長さの規定は無い チャネル = 最大 100m FD EQP 機器コード パッチコード / ジャンパ 水平配線ケーブル P リンク長 15m 以上 = 接続点 P P ケーブル ワークエリアコード TE 図 2 水平配線モデル < クロスコネクト -P- モデル > 図 3 は幹線配線モデルであり FD BD D 内の接続は両側ともクロスコネクトにより接続されている この場合 チャネル内の接続点は 4 つとなるため 幹線ケーブルを 15m 以上にしなければならない チャネル 幹線ケーブル FD 又は BD 15m 以上 BD 又は D EQP EQP 機器コード パッチコード / ジャンパ パッチコード / ジャンパ 機器コード EQP = 装置 ; = 接続点 ( 対接続 ) 図 3 幹線配線モデル < 接続点 :4> 図 4 は FD BD D 内の接続がインタコネクトであり 接続点の数が 3 つとなるため 幹線ケーブルに対する最短距離の規定は無くなる チャネル 幹線ケーブル FD 又は BD BD 又は D EQP EQP 機器コード EQP = 装置 ; = 接続点 ( 対接続 ) パッチコード / ジャンパ 機器コード 図 4 幹線配線モデル < 接続点 :3> -22-

24 ショートリンクに関して 水平配線の設計と運用で注意しなければならないのは 接続ケーブルの追加や変更による配線モデルの変化である < クロスコネクト - モデル > の場合 までの最短距離は規定されていない事については先に触れたが これは の先にはワークエリアコードにより機器に接続されること すなわち水平配線の途中に接続点が無いことが前提となっている 図 5 参照 EQP 水平配線ケーブル ワークエリアコード TE < クロスコネクト - モデル > 図 5 モデルの正しい接続 < にワークエリアコードを接続 > しかし 実際の利用環境においては 利用者が配線モデルの違いを意識することなく の先に P ケーブルを追加接続して延長するケースも考えられる 図 6 上図参照 これは水平配線の途中に新たな接続点が追加された状態 すなわち もともと であった接続点が P に置き換わった接続状態となるため 結果として < クロスコネクト -P- モデル > に変化してしまう 図 6 下図参照 この場合 もともと であった接続点までの配線長が 15m よりも短ければ ショートリンク規定に触れる事になる また P ケーブルを追加した場合には パーマネントリンク試験が再度必要となることにも注意が必要である EQP 水平配線ケーブル P ケーブル追加 延長 ワークエリアコード TE < クロスコネクト - モデル > P リンクに置き換わる 15m 以上必要 P に置き換わる ワークエリアコード EQP P リンク P TE パーマネントリンク再試験が必要 < クロスコネクト -P- モデル > 図 6 配線モデルの変化 < に P ケーブルを接続 > 配線モデルが変化した際にショートリンク規定に触れることを防止するため モデルの場合であっても あらかじめ水平配線ケーブル長を 15m 以上にしておくという対策も考えられる -23-

25 11. 水平リンク長に関する注意事項 引用 : X 5150: 節 本文 : 構成 水平配線ケーブルの物理長は 90m を超えてはならない パッチコード 機器コード及びワーク エリアコードの合計長が 10mを超える場合 表 21 に従って水平配線ケーブルの許容物理長を減 らさなければならない 表 21 水平リンク長公式 公式 モデル 図 カテゴリ 5 要素を使ったカテゴリ 6 要素を使ったカテゴリ 7 要素を使ったクラス D のチャネルクラス E のチャネルクラス F のチャネル インタコネクト - 12a H=109-FX H=107-3 (22) -FX H=107-2 (22) -FX クロスコネクト - 12b H=107-FX H=106-3 (22) -FX H=106-3 (22) -FX インタコネクト -P- 12c H=107-FX-Y H=106-3 (22) -FX-Y H=106-3 (22) -FX-Y クロスコネクト -P- 12d H=105-FX-Y H=105-3 (22) -FX-Y H=105-3 (22) -FX-Y H 水平ケーブルの最大長 (m) F パッチコード / ジャンパ 機器コード及びワークエリアコードの長さの総和 (m) P ケーブルの長さ (m) X 水平ケーブルの挿入損失 (db/m) に対するコードケーブルの挿入損失 (db/m) との比 - 9. 参照 Y 水平ケーブルの挿入損失 (db/m) に対するP ケーブルの挿入損失 (db/m) との比 - 9. 参照備考 20 以上の使用温度では H の値はシールドケーブルでは 1 当たり 0.2% 減じ 非シールドケーブルでは [20~40 ] で 1 当たり 0.4% 減じ [40~60 ] で 1 当たり 0.6% 減じる (22) 注 この長さの減少は 挿入損失差を調整するために 割り当てられたマージンを与える 解説のポイント : ここでは 設計時のポイントとなる コードの長さ と 使用温度 についての規定事項について解説をする 解説 : 1. コード類の長さがチャネル長へ与える影響 JIS X 5150:2004 では パッチコード 機器コード及びワークエリアコードの合計長が 10mを超える場合 水平リンク長が新たに規定された 4 モデル毎 更にクラス毎に数式で規定がされている ( 表 21) 一例として 実際の数値に置き換えると下表のとおりとなる [ 水平リンク長の算出例 ] 条件 : カテゴリ 6 要素を使ったクラス E のチャネル とする コード類の挿入損失は 水平ケーブルのそれに比較して 50% 増とする P ケーブルの挿入損失は 水平ケーブルと同等とする 1 インタコネクト - モデルの場合 図 1 インタコネクト - モデル -24-

26 表 1 インタコネクト - モデルの場合 * コード類の長さの総和 (F) 水平ケーブルの最大長 (H) チャネルの最大限長 (=F+H) 15m 81.5m 96.5m 20m 74.0m 94.0m 25m 66.5m 91.5m 30m 59.0m 89.0m 2 クロスコネクト - モデルの場合 図 2 クロスコネクト - モデル 表 2 クロスコネクト - モデルの場合 * コード類の長さの総和 (F) 水平ケーブルの最大長 (H) チャネルの最大限長 (=F+H) 15m 80.5m 95.5m 20m 73.0m 93.0m 25m 65.5m 90.5m 30m 58.0m 88.0m 3 インタコネクト -P- モデルの場合 コード類の長さの総和 (F) 図 3 インタコネクト -P- モデル 表 3. インタコネクト -P- モデルの場合 * P ケーブルの 水平ケーブルの 長さ () 最大長 (H) 15m 15m 58m 88m 20m 20m 43m 83m 25m 25m 28m 78m チャネルの最大限長 (=F++H) -25-

27 4 クロスコネクト -P- モデルの場合 図 4 クロスコネクト -P- モデル 表 4 クロスコネクト -P- モデルの場合 * コード類の長さの総和 (F) P ケーブルの長さ () 水平ケーブルの最大長 (H) チャネルの最大限長 (=F++H) 15m 15m 57m 87m 20m 20m 42m 82m 25m 25m 27m 77m * ここで示す結果は 一例であり 全ての配線システムにこの表で表す値が適用できるものではな い 実際に利用するケーブル コード類の長さ その挿入損失により 水平ケーブルの最大長等 を算出をすること JIS X 5150:1996 では水平リンク長は 100m 以下という規定であった しかしながら 実際にはチャネルを構成するパッチコード ジャンパ 機器コード ワークエリアコードの挿入損失の性能によりチャネル長は影響される これは パッチコードなどは 撚り線導体を利用するケースがあるが 一般的にケーブルとしての挿入損失性能は 単線導体のそれに比較すると悪くなる この部分が短い距離である場合は影響も少ないが 長くなることにより挿入損失が大きくなる分全体的な長さ ( チャネル ) への影響が顕著になる このような事から JIS X 5150:2004 では 利用するパッチコード類の性能によりチャネル長を制限することを 公式にして表現をしている 結論として 長いパッチコード ジャンパ等を利用する必要がある場合は 実際に利用する水平ケーブル コード類 P ケーブルの挿入損失から この公式を利用して 適切な水平ケーブル長を求めて設計 構築をすべきである また チャネルの制限長である 100m を実現するためには より挿入損失性能の小さいパッチコードやジャンパを利用することが望ましい そして この規格の制定以前に構築された配線システムに対する新増設工事に対しても この公式を用いて 水平ケーブルに対して適用する予定のコード類の長さが適当であるか事前に検証をすることが望ましい 2. 使用温度が水平ケーブルへ与える影響通常 ケーブル及び接続器具は 20 での性能に基づき設計されている そのため実際に利用する環境温度が高い場合はケーブル及び接続器具への温度の影響を考慮する必要がある ( この影響については 25. 温度上昇と挿入損失の関連性 の解説を参照 ) 規格本文で記載されている温度に対して挿入損失が悪くなる割合を 実際の配線長に置き換えると下表のとおりとなる -26-

28 表 5 非シールドケーブルの場合 環境温度 水平配線長 制限長 m 0.0m m 1.8m m 3.6m m 5.4m m 7.2m m 9.9m m 12.6m m 15.3m m 18.0m 20~40 :1 当たり 0.4% 減 40~60 :1 当たり 0.6% 減 表 6 シールドケーブルの場合 環境温度 水平配線長 制限長 m 0.0m m 0.9m m 1.8m m 2.7m m 3.6m m 4.5m m 5.4m m 6.3m m 7.2m 20~60 :1 当たり 0.2% 減 従って 設計者は利用環境温度が 20 よりも高くなる場合 構築する個所の温度環境を設計時に把握し 環境温度に合わせて適切な設計を行なう必要がある また 温度上昇がケーブルに与える影響については 25. 温度上昇と挿入損失の関連性 も参照の事 -27-

29 12. 幹線リンク長について 引用 : X 5150: 節 本文 : 要素の選択平衡配線要素の選択は 必要なチャネル長及びサポートされる応用システムのクラスによって決定される 表 22 幹線リンク長公式 クラス カテゴリ A (23) B (23) (23) D (23) E (23) F (23) B=250-FX B=170-FX B=105-FX B-260-FX B=185-FX B=111-FX B=105-3 (24) -FX B=260-FX B=190-FX B=115-FX B=107-3 (24) -FX B=105-3 (24) -FX B 幹線ケーブルの最大長 (m) F パッチコード / ジャンパ線及び機器コードの長さの総和 (m) X 幹線ケーブルの挿入損失 (db/m) に対するコードの挿入損失 (db/m) との比 -9. 参照備考 1. チャネルが, 図 13 のモデルとは接続数が異なる場合, 固定ケーブル長はカテゴリ 5 のケーブルは接続当たり 2m, カテゴリ 6 及び 7 のケーブルは接続当たり 1m を減じるべきであり ( 接続がより多い場合 ), 又は加えてもよい ( 接続がより少ない場合 ) さらに NEXT, リターンロス (RL) 及び ELFEXT の性能を検証することが望ましい 以上の使用温度では,B の値は, シールドケーブルの場合には,1 当たり 0.2% を減じ, 非シールドケーブルの場合には,[20~40 ] の範囲では 1 当たり 0.4% 減じ, また [40~60 ] の範囲では, 1 当たり 0.6% 減じる 解説のポイント : ここでは 幹線リンク長の考え方について解説をする 解説 : 平衡配線の幹線リンク長は コンポネントの性能と配線システムとしての性能の組み合わせによって異なることを表 22 では記述している 例えば 同じクラス D であっても利用するコンポネントのカテゴリにより幹線リンクとしての制限長は異なる これを具体例で示すと下記のとおりとなる [ 幹線リンク長の算出例 ] 条件 : クラス D の幹線リンク長を算出する 利用するコード類の挿入損失は 幹線ケーブルのそれに比較して 50% 大とする パッチコード / ジャンパ及び機器コードの総和は 15m とする (1) コンポネントの性能が カテゴリ 5 の場合 B= =82.5m (2) コンポネントの性能が カテゴリ 6 の場合 B= =88.5m -28-

30 算出例から コンポネントのカテゴリを 5 から 6 に変更することで 同じリンクでも制限長が 6m 有利になる ただし 本文中に記述されているがクラス D E 及び F には制限事項として 1. チャネルの物理長は 100m を超えてはならない 2. チャネル内で四つの接続点がある場合には 幹線ケーブルの物理長は少なくとも 15m 以上にすることが望ましい と規定されている また 幹線リンク長も水平リンク長と同様に コードの長さ と 使用温度 について考慮する必要がある ( 11. 水平リンク長に関する注意事項 を参照 ) -29-

31 13. 光ファイバ配線のクラス 引用 : X 5150: 節本文 : クラス OF-300 チャネルは,9. における 300m 以下の光ファイバを使用する応用システムをサポートする クラス OF-500 チャネルは,9. における 500m 以下の光ファイバを使用する応用システムをサポートする クラス OF-2000 チャネルは,9. における 2000m 以下の光ファイバを使用する応用システムをサポートする 解説のポイント : 光ファイバチャネルを理解するに必要な光ファイバ配線のクラスの理解を深める 解説 : 光ファイバチャネルで使用される光ファイバ配線の性能クラスは OF-300 OF-500 OF-2000 の 3 つに規定され 各クラスは光チャネルの長さを規定している 光ファイバ種別は OM1 OM2 OM3 OS1 がある OM1 OM2 OM3 はコア / クラッドの直径の公称値が 50/125mm 又は 62.5/125mm のマルチモードのグレーデッドインデックス形光ファイバで 励振帯域により分類する OS1 はシングルモード光ファイバを規定している クラス ファイバ種別及びチャネル長の関係は以下の通りで OM1 OM2 OM3 は適用する応用システムに依存する OS1 はクラス OF-2000 のみをサポートする 表 1 クラス ファイバ種別及びチャネル長と応用システムの例 クラス チャネル長 OM1 OM2 OM3 OS1 OF m 以下 IEEE : IEEE : IEEE : 10GBASE-LX4 10GBASE-LX4 10GBASE-LX4 ISO/IE : ISO/IE : ISO/IE : OF m 以下 1000BASE-SX 1000BASE-SX 1000BASE-SX ISO/IE : ISO/IE : ISO/IE : 1000BASE-LX 1000BASE-LX 1000BASE-LX ISO/IE : ISO/IE : ISO/IE : ISO/IE : OF m 以下 10BASE-FL 10BASE-FL 10BASE-FL 1000BASE-LX ISO/IE : ISO/IE : ISO/IE : IEEE : 100BASE-FX 100BASE-FX 100BASE-FX 10GBASE-LX4 注 : ファイバ種別は 15.OM1 OM2 OM3 OS1 の違い の項で解説する為 ここでの説明は省く -30-

32 14. 光ファイバチャネル 引用 : X 5150: 節 8.1 節 8.5 節本文 : 6.2 レイアウト実際は,FD 内の能動機器を経由して平衡配線チャネルに接続する光ファイバチャネル (8. 参照 ) が存在する 四つのチャネルインタフェースが存在し 一つは平衡チャネルの両端であり もう一つは光ファイバチャネルの両端である 8.1 一般情報配線システムに使用する光ファイバチャネルの設計は, 附属書 F を参照して選択するとよい 光ファイバチャネルは,9. 及び 10. に適合した要素から構成されなければならない 8.5 伝播遅延幾つかの応用システムのために, 光ファイバチャネルの遅延の知識が重要となる これは, 多段カスケードチャネルからなっている複雑なネットワークのエンド - エンド遅延要件を遵守することを確実にする この理由のために, 光ファイバチャネル長を知ることが重要となる 解説のポイント : 本規定による光ファイバチャネルの纏めを行い 具体的なモデルを示す 解説 : 光ファイバチャネルの利用 光ファイバチャネルは主に構内配線サブシステム及びビル内幹線配線サブシステムで使用する 構内幹線配線サブシステムは, 構内配線盤 (D) から通常離れた別のビルに設置されているビル内配線盤 (BD) までの施設で ビル内幹線配線サブシステムは ビル内配線盤 (BD) からフロア配線盤 (FD) までの経路である BD 光ファイバチャネル 平衡配線チャネル TE EQP OE EQP D FD = 接続点 = 任意の接続点 OE EQP = 光電機器 図 1 配線システムの構成 光ファイバチャネルのトポロジ ここでは光ファイバ配線設計のモデルを規定し 以下に示す光ファイバチャネルの 4 つのモデルを説明する 1 は幹線配線の 2~4 は幹線配線と水平配線の結合したモデルである 1 幹線チャネル 2 パッチ 結合チャネル 3 スプライス 結合チャネル 4 直接 結合チャネル -31-

33 2 次パネットワーク機等ットワーク機ッチパネル1 幹線チャネル幹線チャネルで使用される光ファイバチャネルは LAN スイッチ又は HUB のようなネットワーク機器同士を接続する伝送経路である 応用システムにより光ファイバ配線のクラスを選択する hannel ( チャネル ) 1 次ッ等パ( 機器コード ) 2 次 パッチパネルネチパネル( 幹線ケーフ ル ) ( 幹線ケーフ ル ) ( 機器コード ) 1 次パッチパネル( 幹線ケーフ ル ) ( パッチコード ) 構内配線盤 (D) ( パッチコード ) ビル内配線盤 (BD) 図 2 幹線チャネルの構成例 チャネルの接続点 上図幹線チャネルのモデルの接続点は最大 4 点あり ( スプライスは数えていない ) 2 次パッチパネル 2 箇所 1 次パッチパネル 2 箇所となっている 通常光配線に使われるパッチパネルのような接続機器はスプライス ( 恒久又は再使用可能 ) を含んでいる 光チャネルの減衰量は規格により決められていて 応用システムのパワー配分に余裕があれば コネクタによる接続またはスプライスを追加することは可能である 機器及び試験インタフェース 下図にチャネルの機器及び試験インタフェースの位置を示す EI EI EI EI EQP EQP 記号 ; TI EQE ネットワーク機器 EI 機器インタフェース TI 試験インタフェース = 接続点 TI 図 3 機器及びインタフェース -32-

34 具体例 D スフ ライス 幹線ケーフ ル 2 次パッチパネル 2 次パッチパネル 機器 機器 機器コート BD 幹線ケーフ ル 2 次パッチパネル 機器 図 4 機器及びインタフェースの具体例 2 パッチ 結合チャネル構内幹線サブシステムとビル内幹線サブシステム又はビル内幹線サブシステムと水平配線サブシステムをパッチコードで接続するモデル パッチ 結合チャネルの場合 BD の接続点と FD 内の接続点までの配線を幹線ケーブ FD 内の接続点から P または までを水平配線ケーブルと呼ぶ FD 内の接続点はパッチコードで接続する 特徴として幹線配線と水平配線の結合したモデルで 主に構内 / ビル内幹線を統合した光チャネルに適用でき 構内 / ビル内 / 水平配線を統合したシステムを考慮することが出来る 光チャネル減衰量は 3 及び 4 のモデルより多いがパッチコードで系統の切り替えや増設が容易に行えるので情報配線システム全体の柔軟な対応が可能である チャネル 幹線ケーブル 水平配線ケーブル BD FD EQP パッチコード機器コード パッチコード TE P Pケーブルワークエリアコード EQP TE 図 5 パッチ結合チャネル 水平配線ケーブル = 接続点 -33-

35 具体例 FD パッチパネル 1 次 水平配線ケーブル 端末 パッチパネル 2 次 幹線ケーブル BD スフ ライス 幹線ケーフ ル パッチパネル パッチパネル 機器 機器 機器コート 図 6 パッチ結合チャネル具体例 3 スプライス 結合チャネルサブシステム同士をスプライスで結合するモデルで 主に構内 / ビル内幹線を統合したチャネルに適用でき 構内 / ビル内 / 水平配線を統合したシステムを考慮することが出来る スプライス 結合チャネルの場合 BD の接続点と FD 内のスプライスまでの配線を幹線ケーブル スプライスから P または までを水平配線ケーブルと呼ぶ FD 内でスプライスによりケーブル接続をする 特徴として光チャネルの減衰量は 2 のモデルより少ないが情報配線システム全体の柔軟性を減少させる 使用する応用システムで光チャネルの減衰量を少なくしたい場合や 配線後あまり変更を行わないような恒久的な配線設計をする場合に有効である チャネル 幹線ケーブル 水平配線ケーブル BD FD EQP パッチコード機器コード s TE P Pケーブルワークエリアコード EQP s TE 水平配線ケーブル s = 接続点 = スプライス 図 7 スプライス結合チャネル -34-

36 具体例 FD 水平配線ケーブル 端末 光エンクローシ ャ 幹線ケーブル BD スフ ライス 幹線ケーフ ル パッチパネル パッチパネル 機器 機器 機器コート 図 8 スプライス結合チャネル具体例 4 直接 結合チャネルサブシステム同士をケーブルで直接結合したモデルで FD 内でパッチコードやスプライスの接続はありません 主に構内 / ビル内幹線を統合したチャネルに適用でき 構内 / ビル内 / 水平配線を統合したシステムを考慮することが出来る 直接 結合チャネルの場合 幹線 / 水平配線ケーブルとしていますが区別をつけるのは難しく図のようにネットワーク機器と端末を接続する場合 水平配線ケーブルとし ネットワーク機器同士を接続する場合は幹線ケーブルと言うように区別したほうがわかり易い 特徴として FD 内で接続点が無いので 光チャネルの減衰量は 2 3 のモデルと比べると最も少ないが 情報配線システム全体の柔軟性を減少させる 使用する応用システムで光チャネルの減衰量を少なくしたい場合や 配線後あまり変更を行わないような恒久的な配線設計をする場合に有効である チャネル 幹線 / 水平配線ケーブル BD FD EQP パッチコード機器コード TE P Pケーブルワークエリアコード EQP TE 幹線 / 水平配線ケーブル = 接続点 図 9 直接結合チャネル -35-

37 光チャネルの減衰量 光チャネル設計時に重要なことは光チャネルの減衰量で 本規格では次の表の値を超えてはならないとしている その値は接続機器に対する 1.5dB の総割当に基づく 叉接続機器一つの最大挿入損失は 0.75dB スプライスによる一カ所の最大挿入損失は 0.3dB としている 表 1 光チャネルの減衰量 光チャネル減衰量 db チャネル マルチモードシングルモード 850 nm nm nm nm OF OF OF 表 2 光ファイバケーブルの減衰量 最大ケーブル減衰量 db/km OM1,OM2 及び OM3 マルチモード OS1 シングルモード 波長 850 nm nm nm nm 減衰量

38 15.OM1 OM2 OM3 OS1 の違い 引用 : X 5150: 節 節 節 附属書 F 本文 : 光ファイバ種別 4 種類の光ファイバが規定されており, 三つはマルチモード光ファイバ種別 (OM1,OM2 及び OM3) とし 一つはシングルモード種別 (OS1) とする 一般性能要件 表 26 光ファイバケーブル減衰量 最大ケーブル減衰量 db/km OM1,OM2 及び OM3 マルチモード OS1 シングルモード 波長 850 nm nm nm nm 減衰量 マルチモード光ファイバケーブル 表 27 マルチモード光ファイバケーブルの帯域 最小モード帯域 MHz km 全モード励振帯域 限定モード励振帯域 波長 850 nm 1300 nm 850 nm 光ファイバ種別 コア径 (μm) OM1 50 又は 規定なし OM2 50 又は 規定なし OM 備考 限定モード励振帯域は,IE PAS に規定されたモード分散遅延 (DMD) を用いることで 確実になる 全モード励振の帯域にだけ適合する光ファイバでは, 附属書 F で規定された幾つかの 応用システムに対応できないおそれがある 附属書 F 表 3 光ファイバ配線で適用される応用システム ( 省略 ) 解説のポイント : X 5150:2004 で定義されている光ファイバケーブルは OM1 OM2 OM3 の 3 種のマルチモード光ファイバと OS1 のシングルモード光ファイバとの 4 種類である これらの技術的差異と用途的差異について解説する 解説 : 光の波長と石英系光ファイバにおける光の損失の間には関係があり これは図 1 に示す石英系光ファイバの損失波長特性として表すことができる X 5150:2004 では その損失波長特性から下記のように分類をしている OS1( シングルモード光ファイバ ) 本来の目的である中高速 長距離伝送に適した減衰の少ない 1310nm と 1550nm の光源波長を採用 OM1 OM2 及び OM3( マルチモード光ファイバ ) 低速だが LED 光源を容易に製作できる 850nm と中速にも対応できる 1300nm の光源波長を採用 -37-

39 図 1 石英系光ファイバの損失波長特性 *1 マルチモード光ファイバは多くの伝播モードを持つ光ファイバである その伝播モードは低次モード ( 光の広がり角度が小さくコアの中心付近を伝送する光 ) と高次モード ( 広がり角度が大きくコア周辺部を伝送する光 ) で伝搬時間が異なり モード分散遅延 (DMD) が発生し 波形が広がりピーク値は減衰する ( 図 2 参照 ) 図 2 は 正弦波の電力波をマルチモード光ファイバに入力した場合の例であるが この A から B への減衰が 1km の距離で 6dB に達する周波数を示すものがマルチモード光ファイバの周波数帯域 ( 単位は MHz km) である 分散 図 2 マルチモード光ファイバのモード分散 この値は使用する光源の波長 (850nm/1300nm) やモード励振の方法で異なるため 本規格では分類がされている このモード励振の方法が全モード励振と限定モード励振であるが 詳細は 30. 全モード励振と限定モード励振 の項を参照のこと OM3 が追加された背景 : IEEE802.3ae にて 10 ギガビット イーサネットの仕様が議論される中で 経済的な構内配線を実現するための高速伝送が可能な広帯域のマルチモード光ファイバを新たに規格化する必要性が出てきた 従来の全モード励振での帯域でなく 実際にシステムで使用され経済性に優れている VSEL レーザが有効となる限定モード帯域を新たに定義した そして 限定モード帯域で -38-

40 2000MHz km を有するマルチモード光ファイバを OM3 として新たに定義した OM3 は 850nm の VSEL 光源と組み合わせることで 1000Base-SX 方式で 550m 10GBase-SR/SW 方式で 300m の通信距離を経済的に提供する 参考文献村上泰司著 入門光ファイバ通信工学 コロナ社 引用文献 *1 村上泰司著 入門光ファイバ通信工学 コロナ社 8 頁図

41 16. 電力和 (Power Sum) 引用 : X 5150: 節 節 節 節 節 節 A 節 A 節 A 節 本文 : 電力和近端漏話減衰量 (PS NEXT) 電力和遠端漏話減衰量 (PS FEXT) 電力和等レベル遠端漏話減衰量 (PS ELFEXT) 電力和 AR(PS AR) 解説のポイント : 電力和を考慮しなければならない背景と その定義について解説する 解説 : 従来の 10BASE-T や 100BASE-TX は 図 1 の様に 2 対のみを使用したシリアル伝送である 送信 受信 NEXT 受信 送信 図 1 10BASE-T 100BASE-TX の伝送方式と漏話の影響 しかし 1000BASE-T の場合 4 対すべてを使用した伝送方式を行うため NEXT に加えて ケーブル内の 1 対が残りの対から受ける漏話電力の総量の PS NEXT を考慮しなければならない ( 図 2) 送信 / 受信 受信 / 送信 送信 / 受信 受信 / 送信 PS NEXT 送信 / 受信 受信 / 送信 送信 / 受信 受信 / 送信 図 BASE-T における漏話影響 (PS NEXT) また 1000BASE-T の場合 パラレル伝送 ( 全二重通信 ) を行うため 遠端側での信号の漏れ (FEXT) を考慮するが 受信信号自体も減衰しているので受信信号と遠端漏話の大きさの比である等レベル遠端漏話 (ELFEXT) を考慮する必要がある ( 図 3) -40-

42 送信 / 受信 受信 / 送信 ELFEXT 送信 / 受信 受信 / 送信 図 BASE-T における漏話影響 (ELFEXT) そして PS NEXT と同様にケーブル内の 1 対が残りの対から受ける漏話電力の総量の PS ELFEXT を考慮しなければならない ( 図 4) また 同様に PS AR についても考慮しなければならない 送信 / 受信 受信 / 送信 送信 / 受信 受信 / 送信 PS ELFEXT 送信 / 受信 受信 / 送信 送信 / 受信 受信 / 送信 電力和の定義式は次の様になる 図 BASE-T における漏話影響 (PS ELFEXT) PS PS NEXT k ELFEXT = -10 lg k n å i= 1, i¹ k = -10 lg 10 n å i= 1, i¹ k - NEXTik ELFEXTik 10 PS AR = PSNEXT - IL k k k -41-

43 17. 公称インピーダンス (Nominal Impedance) 引用 : X 5150: 節 節 本文 : 一般チャネルの公称インピーダンスは,100Ω である これは適切な設計及び配線要素 ( これらの要素の公称インピーダンスとは関係なく ) の適当な選択により達成される 一般個々の配線チャネルで使われる構成要素は, 同一の公称インピーダンスをもたなければならない すなわちクラス D からクラス F は 100Ω, クラス A からクラス は 100Ω 又は 120Ω である 解説のポイント : 公称インピーダンスの意味とその重要性について解説する 解説 : V 1 V 2 図 1 図 1 のような無限に続く線路を仮定した場合 任意の点での電圧対電流の比は高周波になるほど一定の値に近づく この値をその線路の構造によって決まる固有の特性インピーダンスといい この値の公称値を公称インピーダンスという 特性インピーダンス (Ω)= V I 1 = 1 V I 2 = 2 1 つの配線リンク ( 通信機器から端末機器まで ) 中の各配線要素は 同一の公称インピーダンスを持たなくてはならず もし公称インピーダンスの異なる配線要素が混在した場合は その接続箇所で信号の反射が発生し 反射損失が大きくなる 低周波 (100kHz 以下 ) では特に問題にならないが 高周波 (1MHz 以上 ) ではその影響が現れ 正常な通信が出来なくなる恐れがある -42-

44 18. 等レベル (ELFEXT) 引用 : X 5150: 節 節 付属書 A.2.6 節 A 節 A 節 ( 上記は主たる引用節 ) 本文 : 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) ELFEXT の要求値は, クラス D,E 及び F だけに適用される 電力和等レベル遠端漏和減衰量 (PS ELFEXT) チャネルの各対の PS ELFEXT は, 表 14 の公式によって得られた値を満足しなければならない 対番号 k の PS ELFEXTk は, 次式から計算される PS ELFEXT である k ここで, n å i= 1, i¹ k - ELFEXTik 10 = -10 lg 10 (5) i は, 誘導対の順序数 k は, 被誘導対の順序数 n は, 全対数 ELFEXT ik は, 対 i から対 k へ結合された等レベル遠端漏話減衰量 A.2.6 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) ELFEXT の要求値は, クラス D,E 及び F だけに適用される A 対間等レベル遠端漏話パーマネントリンク又は P リンクの各対の組合せにおける ELFEXT は, 附属書 A 表 11 の公式により求められた要求値を満足しなければならない A 電力和等レベル遠端漏話減衰量 (PS ELFEXT) パーマネントリンク又は P リンクの各対の PS ELFEXT は, 附属書 A 表 13 の公式により求められた要求値を満足しなければならない 解説のポイント : JIS X 5150:2000 追補 1 より 新しい性能要求項目の 1 つとして 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) が追加されている これは 1999 年 6 月に制定されたギガビットイーサネット規格 IEEE 802.3ab(1000BASE-T) を伝送する場合に 配線システム側に要求されることになった性能要求項目である 等レベル = equal level が表している言葉の意味に重要なポイントはないが ELFEXT が 遠端漏話減衰量 (FEXT) に関する信号対漏話比 (S/N 比 ) を表しているという部分は重要である ここでは 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) に対する考慮が必要になった背景 及び ELFEXT が FEXT に関する S/N 比を表す点について主に解説する 解説 : 1999 年 6 月に制定されたギガビットイーサネット規格 IEEE 802.3ab(1000BASE-T) では双方向通信 ( 各対が双方向で送受信を行う方式 ) を行うようになった その場合 信号を受ける 受信器 は各対の両端 ( 近端 遠端の両側 ) に存在することとなり 両端で漏話信号の影響を考慮する必要が発生した つまり 図 1 のように 送信した信号 からの漏話信号については 近端側での影響 (NEXT) だけではなく 遠端側での影響 (FEXT) も考慮する必要がある 遠端側における漏話信号 (FEXT) は 送信電圧 Vi と ケーブル長の各位置で < 誘導対 > から < 被誘導対 > に向けて発生した漏話信号の蓄積 Vf との比によって表される -43-

45 図 1 遠端漏話減衰量 (FEXT) しかし 遠端側における漏話信号は 信号が遠端側に到達するまでに減衰していくため ケーブル長が長くなるほど小さくなる そこで ケーブル長に関係なく遠端側での漏話信号 (FEXT) の影響を規定するために NEXT に関する S/N 比を表す AR(Attenuation rosstalk Ratio) 同様に FEXT に関する S/N 比として 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) を定めている ( 図 2) 等レベルという言葉の意味の解釈には様々な議論があるが ここでは 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) が FEXT に関する S/N 比を表す 点が重要であると考えていただきたい 図 2 等レベル遠端漏話減衰量 (ELFEXT) -44-

46 19. プラグとソケットの下位互換性 (Backward ompatibility) 引用 : X 5150: 節 本文 : 相互接続可能なプラグ及びソケットは, 異なった性能カテゴリと下位互換性をもたなければならない 下位互換性とは, 異なった性能カテゴリからなるプラグとソケットとのかん合は, 低いカテゴリ要素での要求をすべて満たさなければならないことを意味する 表 45 かん合されたモジュラコネクタの下位互換性性能 モジュラコネクタ () のカテゴリ性能 カテゴリ 5 カテゴリ 6 カテゴリ 7 モジュラプラグ カテゴリ 5 カテゴリ 5 カテゴリ 5 カテゴリ 5 及び カテゴリ 6 カテゴリ 5 カテゴリ 6 カテゴリ 6 コード性能 カテゴリ 7 カテゴリ 5 カテゴリ 6 カテゴリ 7 解説のポイント : 既敷設された配線システムの拡張時に関する注意点について説明する 解説 : 下図に示すのはモジュラプラグと 通信アウトレットの接続図である 例えばシステム拡張時など既敷設のリンクに新たに異なる性能をもったコードを接続するような場合 配線システム全体の性能としては下位性能を満足することになる なぜなら下位カテゴリ設計品は上位カテゴリ性能を考慮していない ( 満足していない ) 可能性が大きいからである そのため配線システムの設計を行う場合は プラグとソケット個別の性能を考慮した上で システム全体としての要求性能を検討する必要がある モシ ュラフ ラク 通信アウトレット ( ソケット ) 図 1 プラグとソケットの接続図 例 ) プラグソケット全体接続性能カテゴリ 5+ カテゴリ 6 カテゴリ 5 カテゴリ 6+ カテゴリ 7 カテゴリ 6 カテゴリ 6+ カテゴリ 5 カテゴリ 5-45-

47 20. シールドと非シールド 引用 : X 5150: 節 附属書.1 節 附属書 D 附属書 E ( 上記は主たる引用節 ) 本文 : 11.1 一般この規定は, シールドケーブル又はシールド要素もしくはユニットが使用されるケーブルに適用する ここでは基本的な指針だけを示す 電気的安全性及び EM 性能の両方に対して適切な接地を与えるための必要な手順は, 国及び地域の規則に従い, 常に ISO/IE TR に準じた適切な施工及び場合に応じた特殊施工技術に依存する ある配線は追加的な漏話性能を満足するためにシールド要素を用いる したがって, この配線もまたシールドの取扱いによらなければならない ISO/IE TR やサプライヤーの説明書に準じたシールドの適切な処理は, 性能及び安全性を増すことに注目するとよい 附属書.1 序文 IE ( 非シールド ) 又は IE ( シールド ) の機械及び環境性能要件に適合する接続インタフェースは, この附属書より除外される 附属書 D ( 参考 ) 電磁特性結合減衰量は, シールドケーブル, 非シールドケーブル, 接続器具及び配線に適用できる 構成品に対する試験方法及び要求事項は開発されている 配線における結合減衰量の特性は今後の検討課題である 電磁特性のよい構成品の使用, システム全体でのシールド構成又は非シールド構成の使用及び製造業社の説明に従った施工は, 電磁特性のよい配線を達成するための一助となる 附属書 E ( 参考 ) 平衡ケーブルの略語このドキュメントでは, 平衡ケーブル, 非シールド / シールドケーブル, 及び非シールド / シールドケーブル要素という用語を用いる 解説のポイント : 当規格におけるシールド非シールドの意味および違いについて解説する 解説 : シールド付き配線は耐ノイズ性能で非シールド配線より優れているので 工場のようなノイズの多い場所で使用されることが多い シールドには ケーブルユニットを一括で覆う全体シールドと対毎に覆う要素シールドがある 全体シールドはフォイルまたは編祖されたシールドであり 要素シールドはフォイルシールドのみである 要素シールドの方が耐ノイズ性能では優れているが モジュラジャックやモジュラプラグへの施工性においては全体シールドの方がやり易いとされる -46-

48 図 1 シールド付きケーブル -47-

49 21. 接地 ( ボンディング ) の必要性 引用 : X 5150: 節 本文 : 接地とボンディングは 適用する電気規格又は IE (JIS :1999 建築電気設備第 1 部 : 通則 ) によらなければならない ケーブルのすべてのシールドは各配線盤で接地されなければならない 通常 シールドは装置ラックに接地され その装置ラックがビルのアースに設置される 解説のポイント : 情報通信システム用の接地について解説する 解説 : 電気設備の接地については 通産省令 電気設備の技術基準 に記述があったが IE60364 建築電気設備 と内容の整合性が取れていなかった 例えば 絶縁体の記述が 電気設備の技術基準 では厚みで記されているが IE60364 では電圧で表現されているなど 利用者にとってわかりにくいものとなっていた そこで 1997 年に審査基準 電気設備の技術基準の解釈 が公表され この解釈の中に IE60364 建築電気設備 が取り込まれ 旧来の 電気設備の技術基準 と併記された そして IE60364 は JIS 0364 として登録された JIS 0364 における接地とは 共用接地方式 であり 安全面から 等電位ボンディング を明示している 共用接地方式とは 当該建物における電子機器および関連電気設備すべての接地極 ( または接地母線 ) を共用することである 等電位ボンディングとは 接近可能な導電部分間に同時に接触した場合でも 危険な接触電圧が発生しないようにすることを目的とした電気的接続の方法である 従来 計算機システムのような情報処理システムの接地方式は 他の動力機器からアース線を介して進入するノイズの影響を防ぐために 専用の接地極を持つ専用接地方式を採用していた しかし この改定に伴って 分電盤のアース幹線ごとに共用接地されると 他の機器からのノイズにより悪影響を受ける可能性が出てきた そこで 1999 年に JEIDA( 日本電子工業振興協会 ) において JEIDA-G 情報処理システム用接地に関するガイドライン が定められた そのなかでは 情報処理システム専用の接地極を設けることが推奨されている 電力系の接地は安全面への配慮から生じたものだが 電話系や情報系の接地はノイズ対策であるから 電気設備用の接地基準をそのまま適用するとかえって悪影響を受ける可能性があることを考慮すべきである 米国では TIA/EIA-607 において商用ビルにおける通信配線の接地ボンディング規格が定められている しかしながら ビルの一般的な構造の違いや国内の建築電気設備の基準の違いなどから この規格を日本国内に適用することは極めて難しく 参考程度に留めておくべきだろう -48-

50 22.ID と IP の違い 引用 : X 5150: 節 節本文 : 3.2 略語 ID: 圧接接続 (Insulation Displacement onnection) IP: 圧着接続 (Insulation Piercing onnection) 一般要件次の要件は,9. の要件に従う平衡ケーブルの電気的接続に使用される全接続器具に適用する 平衡ケーブルを直接終端するために使用する器具は, 圧接接続 (ID) タイプにすることが望ましい 以上の要件に加えて, シールド付配線に使用される接続器具は,11. のすべての要件に従わなければならない 解説 : ID と IP は略語であり その解説を規格内 3.2 節において次のようにしている ID: 圧接接続 (Insulation Displacement onnection) IP: 圧着接続 (Insulation Piercing onnection) 接続器具とケーブルを接続する方法として金属端子によるいくつかの接続方式があるが そのなかでも最も一般的に使用されている接続方法が ID( 圧接接続 ) 方式 である この方式は 下図に示すように 金属スリット間に電線を押し込むことにより 絶縁被覆 (Insulation) を取り除いて (Displace) 接続器具とケーブルを接続する (onnect) ことから 略して ID と称している 図 1 ID 端子 一方 情報配線分野においてあまり親しみがないが IP( 圧着接続 ) 方式 についても 本 X 5150(2004) では接続耐久性の規定を明記している この方式は 下図に示すように 歯のような金属端子で 絶縁被覆 (Insulation) を貫通 (Piercing) させ接続 (onnect) することから 略して IP と称している 図 2 IP 端子 -49-

51 23. ケーブル (cable) とコード (cord) 引用 : X 5150: 節 節 本文 : ケーブル (cable) シース内にあって種類及びカテゴリが同一の一つ以上のケーブルユニットで構成されているもの 備考構成には一括シールドを含むこともある コード (cord) 最低一つの終端をもったケーブル, ケーブルユニット又はケーブル要素 解説のポイント : 当規格のケーブルとコードの定義を解説する 解説 : 当規格では 1 つ以上のケーブルユニットで構成され 外部シースで覆われているものをケーブルと定義している ケーブルユニットは最低 1 対から構成されるので 芯線が 1 対以上あればすべてケーブルと称する また ケーブルを構成する導体は単線 撚り線を問わない 図 1 16 対ユニットケーブルの例 なお ケーブル要素については 節 ケーブルユニットについては 節を参照 上記のケーブル ケーブルユニットまたはケーブル要素に 1 つ以上コネクタをもつものをコードと称する 図 2 両端コネクタ付パッチコードの例 -50-

52 24. 複合ケーブルとマルチユニットケーブル 引用 : X 5150: 節 節 本文 : 複合ケーブル (hybrid cable) 異なった種類又はカテゴリの二つ以上のケーブルユニット及び / 又は 異なった種類又はカテゴリのケーブルの集合を一つの一括シースで覆ったもの 複数のアウトレットに接続された複合ケーブル マルチユニットケーブル及び複数のアウトレットに接続された全てのケーブルここでは 複数のアウトレットに接続された複合ケーブル マルチユニットケーブル及び複数のアウトレットに接続されたすべてのケーブルについて述べる ケーブルユニットは 同じ種類のものでも異なる種類のものでもよく 同じカテゴリでも異なるカテゴリでもよい 解説 : 複合ケーブルとは 節で定義されているように 2 つ以上の異なるケーブルユニット及び / 又はケーブルの集合を 1 つの一括シースで覆ったものを指す 複合ケーブルに含まれるケーブルユニット又はケーブルの組み合わせの具体例を以下にあげる 対数の異なるケーブルまたはケーブルユニット カテゴリの異なるケーブルまたはケーブルユニット モードの異なる光ファイバケーブルまたはケーブルユニット 種類の異なるケーブルまたはケーブルユニット ( ここでいう種類とは UTP STP 同軸 光ファイバ 電話用 電源用など ) 図 1 に UTP ケーブルが 2 本 同軸ケーブルが 2 本 電話用ケーブルが 1 本で構成された複合ケーブルの例を示す それに対し マルチユニットケーブルとは 2 つ以上の同一のケーブルユニットの集合を 1 つの一括シースで覆ったものを指す マルチユニットケーブルに含まれるケーブルユニットの組み合わせの具体例を以下にあげる 対数 カテゴリ 構成部材が同一のケーブルユニット 心数 モード 構成部材が同一の光ファイバケーブルユニット 図 2 に 4 対のケーブルユニット 6 つで構成された 24 対のマルチユニットケーブルを示す 図 1 複合ケーブルの例図 2 マルチユニットケーブルの例 -51-

53 ここでは両者ともケーブルユニットの束ね方は規定されていないため 粗巻き糸 粗巻きテープだけでなく インナーシース シールドテープなどが施されていてもよい また ケーブル内には図 2 に示した介在などの構成部品を含んでもよい -52-

54 25. 温度上昇と挿入損失の関連性 引用 : X 5150:2004 G2.3.1 本文 : ツイストペアケーブルの挿入損失 (IL) は温度に敏感である ケーブルの性能要件は 20 で規定される 温度?( ) における 100m 当たりの挿入損失は以下である a cable 100m J ここで, = a æ J _ coeff ö cable 100m ç1+ ( J-20) (G.6) è 100 ø α cable 100mJ は, 温度 J( ) での 100m ケーブルの挿入損失 (db) α cable 100m は,20 での 100m ケーブルの挿入損失 (db) J_coeff は, 温度係数 (%/ ) この公式は,20 以外の動作温度でのチャネル及びパーマネントリンクの試験で限界値を計算するために用いることができる 温度係数値については, 表 21 及び表 22 参照 解説のポイント : 温度上昇による挿入損失への影響について解説する 一般にツイストペアケーブルにおける挿入損失には直流電気抵抗による導体損と絶縁体やシース材による誘電体損の 2 種類があるが 誘電体損は導体損に比べて温度の影響による損失は遥かに小さい その為 ここでは温度変化による導体損の変化を述べる ツイストペアケーブルの導体に使用している軟銅線は 温度変化により直流電気抵抗が変化する 温度変化による導体抵抗の算出式は下記の通り Rt = R{ 1+ a ( t - 20) } R:20 における直流導体抵抗 (Ω) R t :t( ) における直流導体抵抗 (Ω) α: 温度係数 ( 電気用軟導線 : )(1/ ) 上記式より 温度上昇に伴い抵抗値も上昇することが分かる ツイストペアケーブルの IL は環境温度 20 で規定されており 20 を基準とした IL の環境温度変化による増加は (G.6) 式より算出される 表 1 に算出した値を示す 表 1 環境温度による IL の増加率 環境温度 IL 増加率 ( ) シールドケーブル 非シールドケーブル

55 表 1 より 非シールドケーブルの場合 20 と比較して 60 の IL は 1.24 倍となる その為 環境温度に応じた水平配線長を設計する必要がある 環境温度を考慮した場合の水平リンク長の変化の例については 11. 水平リンク長に関する注意事項 を参照の事 -54-

56 26. ケーブル曲げと反射減衰量 (RL) の関係 引用 : X 5150: 節 13.3 節 ( 上記は主たる引用節 ) 本文 : 平衡ケーブルの機械的特性表 25 平衡ケーブルの機械的特性の 1.5 項最小曲げ半径 ( 施工後 ) 直径 6mm までの 4 対ケーブルは 25mm 直径 6mm 以上の 4 対ケーブルは 50mm 注 : 最小曲げ半径に関して 施工中の必要要件は製造業者の推奨事項を参照する 13.3 反射減衰量コードは表 47 で規定された反射減衰量 (RL) の要求を満足しなければならない コードは IE の電気的及び機械的特性に適合しなければならない 表 47 平衡コードの最小反射減衰量周波数 MHz 反射減衰量 db 全カテゴリ 1 f < lg ( f ) 25 f 100/250/ lg ( f ) 解説のポイント : ケーブルを急激に鋭角に曲げたり 強く引張ったり 締め付けたりするとケーブル内部の幾何学的構造が崩れその点で特性インピーダンスが不連続に変化し 伝搬信号の一部は反射して反射信号となって 反対方向に伝搬するので信号のエネルギーは減衰する これが反射による減衰である これらのメカニズムを以下の順に解説する 1 反射減衰量と特性インピーダンス 2 RL が規定された背景 3 ケーブルの曲げと RL の関連 解説 : 1 RL は 入射信号が配線システムの中を伝搬して行くときにシステム中のインピーダンス不均等によって生じる反射信号の大きさの程度を示す量で 入射信号電力 Pi, 反射信号電力 Pr とすると RL=10lg (Pi/Pr) db で定義される 注 RL の値が大きいほど反射は少ない 分布定数回路で 伝送路 ( ケーブル ) の特性インピーダンスが長さ方向に沿って均等であり 無限長又は有限長ケーブルがそのケーブルの特性インピーダンスで終端されている場合 : インピーダンス整合には 反射は生じない 一方長さ方向に沿って特性インピーダンスが変動し 揺らぎ 又は両端でインピーダンスの不整合があると それらの点で反射が生じて信号が完全に伝送されず電力損失が生じる ケーブルの構造が 設計 材料 製造 工事等々様様な原因で変形し長さ方向に沿って均一でなくなると 電気的に長いケーブル ( 波長の 1/8 よりも長い ) の入力インピーダンスは周波数の関数として変化する これらの不規則変化は 1MHz を超える周波数では漸近的に一定の値に接する特性インピーダンスの曲線上に重なり合う 特性インピーダンスは対象とする帯域幅に渉ってこれらの測定値を平均化することによって求められる -55-

57 ケーブル内部にインピーダンスの不均等があるとケーブル内部で反射が生じる ケーブルのインピーダンスの均一性は反射の有無と対応しており伝送性能を表わすパラメータ : 構造上の反射減衰量 SRL(Structural Return Loss) を規定する SRL は ケーブル構造の不均一性及び周波数によって変化する RL は チャネル リンクの性能を規定するパラメータで SRL は 特性インピーダンスに関してケーブル自体の構造的な影響 効果及び評価をするのに便利である カテゴリ 3 の接続器具の RL は カテゴリ 3 のリンク性能にあまり影響を与えることは無いので規定はない 参考 対撚り線の構造変化とインピーダンスの変化の関係導体半径 r [m] 導体の中心距離 d [m] の平行 2 導体線路の 1 [m] 当たりの自己インダクタンス L [H] 静電容量 [F] は以下の式で表される L=A lg (d/r), =B/lg (d/r) ここで A B は導体間媒質で決まる比例乗数 両式から 導体間の距離 d が大きくなると L は増大し は逆に小さくなる 従ってインピーダンスは d の大きくなることで大きくなり が小さくなることで小さくなる 対撚り線において 導体の絶縁厚さが変動 偏心し対撚りピッチが乱れ さらに施工中に過大な張力や急激な曲げなどで 構造上の均一性が崩れると結果として 長さ方向に沿って導体間の距離 d が設計値から変動しインピーダンスが不規則に変化することになる 2 LAN の高速化が時代とともに要請されパソコンの性能アップと相俟って 1999 年 6 月にギガビットイーサネット規格 :IEEE 802.3ab (1000BASE-T) が制定された これをサポートする配線システムは リンクのケーブル 4 対を同時双方向伝送に使用する方式 ( クラス D クラス E) であり ケーブル 配線盤及び通信アウトレット等で生ずる RL の量が伝送品質に影響する状況となった 配線上の特性インピーダンスの不均等によって RL は生じるので リンク 構成するケーブル及び接続器具に対して RL は規定されている 3 上記 1,2 項に述べてきたように RL が変動しやすいのは 接続器具自体よりも外部要素の様様な影響を受けやすいケーブルとその接続部分である パーマネントリンクでは 工事中の引き回しや施工が原因でケーブルが引き伸ばされたり圧力を受けたりして変形を生じるとその点で特性インピーダンスが不連続に変化し RL を悪化させる 従って一例として 表 25 平衡ケーブルの機械的特性にあるように 最小曲げ半径が規定されている チャネルを構成する機器コード パッチコード及びワークエリアコードは その機能 役割及び取り扱い上の点から外部変化を受けやすく結果として RL の変化と密接に関係してくる 従って これらのコードは最初に伝送性能試験をして 次に IE の 6 periodic tests( 機械的試験 :1 引張り強さ 2 屈曲 3 曲げ / 捻り ) をした後で再び伝送性能試験をすることになっている 参考 ANSI/TIA/EIA 568-B.2 にも同様の機械的試験 (Mechanical Stress Test) が規定されている -56-

58 27. 光のチャネル減衰量 引用 : X 5150: 節本文 : チャネル減衰量は, 表 23 の値を超えてはならない その値は, 接続器具に対する 1.5dB の総割当てに基づく 指定された波長でのチャネル及びパーマネントリンクの減衰量は, その波長で構成要素に規定された減衰量の合計を超えてはならない ( ある長さの光ファイバケーブルの減衰量が, 減衰量係数にその長さを乗じて計算される場合 ) 解説のポイント : JIS X 5150 において, 光チャネルの最大減衰量は, 表 23 に示されているが その値は, 接続器具に対する 1.5dB の総割当てに基づく とは, どのようなことを意味するのか, また, 指定された波長でのチャネル及びパーマネントリンクの減衰量は, その波長で構成要素に規定された減衰量の合計を超えてはならない とは, 具体的に何が要求されているのかについて解説する 解説 : チャネル 表 23 チャネル減衰量チャネル減衰量 db マルチモード シングルモード 850 nm nm nm nm OF OF OF 接続器具に対する 1.5dB の総割当てに基づく光配線チャネルは, 光ファイバと接続器具 ( 融着接続部を含む ) から構成される ここで, 光ファイバケーブルの減衰量は,9.4 の中の表 26 に規定されている それぞれのチャネルにおける光ファイバケーブルでの最大減衰量に 1.5dB を足したものが, 表 23 のチャネル減衰量となっている 表 26 光ファイバケーブル減衰量 最大ケーブル減衰量 db/km OM1,OM2 及び OM3 マルチモード OS1 シングルモード 波長 850 nm nm nm nm 減衰量 例えば,OS1 シングルモード OF においては, いずれの測定波長でも, 光ファイバケーブル 2 000m の減衰量は,2.0dB であり, これに 1.5dB を加えた値 (3.5dB) が, チャネルの減衰量となっている 2. 指定された波長でのチャネル及びパーマネントリンクの減衰量は, その波長で構成要素に規定された減衰量の合計を超えてはならない光ファイバケーブルの減衰量については, 前項で示したが, 接続器具に対する要求は, の中の表 46 に規定されている -57-

59 a) b) 表 46 光ファイバ接続器具の機械的及び光学的特性機械的及び光学的特性要件試験規格 物理的寸法 ( の場合だけ )( 65 ) ( 68 ) ケーブル終端互換性公称クラッド径 μm かん合寸法及び計測方法 125 IE ( マルチモード ) 又は IE ( シングルモード ) IE の 5.(A1a,A1b) 及び 32.2(B1) 公称緩衝層径 mm IE の 6.1 ケーブル外径 mm IE の 6.1 c) 機械的耐久性 ( 耐久力 ) サイクル 500 IE d) かん合部の伝送性能 最大挿入損失 ( 66 ) その他 0.75 IE ( 67 db ) スプライス 0.3 IE 最小反射減衰量 db マルチモード 20 シングルモード 35 IE 注 ( 65 ) 参照 ( 66 ) IE , クラス M1 の要求と同様 ( 67 ) コネクタ及びスプライスの挿入損失は, 光源が全モード励振状態 ( 例 :LED 光源 ) となるとき の基準の試験方法を満足しなければならない 光源が限定モード励振状態 ( 例 : レーザ光源 ) となるときの測定では, 常に全モード励振より小さい挿入損失となる ( 68 ) 規定された 2 心 S アダプタに使用されたコネクタは, 一連の詳細仕様である IE ( 単 心 ) 又は IE (2 心 ) を満足しなければならない 例えば,OS1 シングルモード OF においては, いずれの測定波長でも, 光ファイバケーブル 500m の配線長で, 両端を 1 か所ずつスプライスし, コネクタかん合も 1 か所ずつ有する配線システムの場合に要求されるチャネル減衰量は, 1.0 (db/km) 0.5 (km)+0.75 (db) 2 ( か所 )+0.3 (db) 2 ( か所 )=2.6 (db) となり, チャネルにおける最大値 3.5dB ではなく,2.6dB を満足する必要がある 但し, 上記の計算式により導いた値が, チャネルの最大減衰量を超える場合については, チャネルの最大減衰量を規定値として採用すること また, チャネルでの測定を行わない場合には, チャネル時に追加される接続器具の分だけ減衰量に余裕を持たせることが必要となる -58-

60 28. 光試験方法 引用 : X 5150: 節本文 : チャネルの減衰量は,ISO/IE/TR に従って測定しなければならない 解説のポイント : JIS X 5150 において, 光損失の計算方法については直接記述されておらず,ISO/IE/TR に従って測定するように指示されている 更に,ISO/IE/TR には,IE ( マルチモード ) 及び IE ( シングルモード ) を見るよう指示されている ここでは,IE の概要について説明を行う 但し 光配線の測定については 現在 ISO/IE JT 1/S 25/WG 3 にて規格化が進行中であるため 以下は参考情報とする 解説 : 測定には, 光パワーメータを用いる方法と,OTDR(Optical Time Domein Reflectometer: 光パルス試験器 ) を用いる方法とがある 方法 1 光パワーメータによる測定 図 1 方法 1a,1b 及び 1c による敷設されたケーブルの測定値 光パワーメータによる測定には,3 つの方法がある 入力基準レベルを測定するために, 何本の試験ジャンパを用いるかにより区別されている 図 1 はそれぞれの方法により測定された値が, どのような損失を含んでいるかを表す 方法 1a 1 本の試験ジャンパを用いる方法方法 1a は,1 本の試験ジャンパを用いて入力基準レベル P 1 を測定する方法である 方法 1a が, 光パワーメータを用いた測定方法の標準方式とされている 図 2 に示すように, 光源と光パワーメータとの間に試験ジャンパ 1 を入れ, 入力基準レベル P 1 (dbm) を測定する -59-

61 図 2 方法 1a による入力基準レベル測定 次に図 3 に示すように, 敷設配線 ( 被測定光ファイバ配線 ) の両端に, 試験ジャンパ 1 及び試験ジャンパ 2 を接続し, 出力レベル P 2 (dbm) を測定する 図 3 方法 1a による敷設されたケーブルの出力レベル測定 測定された結果を次式により計算した値が, 光の挿入損失 L となる L=P 1 -P 2 (db) ここで注意すべき点は, 次の通りである 1 上式により計算された値 L には, 敷設配線の損失及びその両端のかん合損失 (2 か所 ) が含まれている 2 この方式では, 試験ジャンパ内の挿入損失が十分無視できるレベルであることを前提としている 1 本の試験ジャンパを用いる方法以外に, パワーメータを使用する測定方法には, 下記の 2 つの方法がある 方法 1b 2 本の試験ジャンパを用いる方法方法 1b は,2 本の試験ジャンパを用いて入力基準レベル P 1 を測定する方法である 図 4 に示すように, 光源と光パワーメータとの間に試験ジャンパ 1 及び 2 を入れ, 入力基準レベル P 1 (dbm) を測定する -60-

62 図 4 方法 1b による入力基準レベル測定 方法 1c 3 本の試験ジャンパを用いる方法方法 1c は,3 本の試験ジャンパを用いて入力基準レベル P 1 を測定する方法である 図 5 に示すように, 光源と光パワーメータとの間に試験ジャンパ 1, 基準ジャンパ及び試験ジャンパ 2 を入れ, 入力基準レベル P 1 (dbm) を測定する 方法 2 OTDR による測定 図 5 方法 1c による入力基準レベル測定 図 6 方法 2 による敷設されたケーブルの測定値 -61-

63 図 6 において示されるように, 方法 2 は, 敷設されたケーブルの測定において, 敷設されたケーブルの中に含まれる全ての損失に加えて,1 つの接続損失が入っている 図 7 方法 2 による敷設されたケーブルの取り付け 図 7 において示されたように, デッドゾーンファイバの一端を OTDR と接続する 手順 1 ソース波長, パルス時間, 長さ範囲, 及び効果的なグループ遅延インデックスと共に機器へのシグナル平均値算出のようなアプリケーション従属の OTDR パラメータを設定する これらのパラメータの値は 機器においてプリセットされるかもしれない 2 測定手順は, それぞれの機器の操作手順書を参照する 図 8 に測定波形の例を示す 3 最初のカーソルをデッドゾーンファイバの線の部分の遠端近くに置く ( 配線されたケーブルの最初のコネクタに関連した反射パルスの前 ) コネクタパルスが明白ではない場合 この場所でデッドゾーンファイバをきつく曲げることにより, パルス位置を確認できる 4 カーソルを適切な位置に配置した後に, 測定の前にきつい曲げは除去する 5 ディスプレーから, 出力レベル P 1 及び距離 Z 1 を確認する 6 次に第 2 のカーソルをテストの下にある配線されたケーブルの線の部分の遠端近くに置く ( 配線されたケーブルの最後のコネクタからの反射の前 ) 7 ディスプレーから, 出力レベル P 2 及び距離 Z 2 を確認する 8 敷設されたケーブルの反対方向から同様に測定し, 平均値を出すことは, 更に正確な測定を行う上で有効である -62-

64 図 8 方法 2 による敷設されたケーブルの出力レベル測定 測定された結果を次式により計算した値が, 光の挿入損失 L となる L=P 1 -P 2 (db) 1 方向からの測定の場合 L={(P 1 -P 2 ) direction1+(p 1 -P 2 ) direction2}/2 (db) 2 方向からの測定の場合 注意事項 1 測定に使用する試験ジャンパ及び基準ジャンパは, 全て敷設されたケーブルと同品種のものであること 2 規格で規定されている損失値は, チャネル損失である 3 どの試験方式を採用する場合において, 試験区間がチャネルでない場合には, 測定値は, 規格値に対してその測定区間に応じた余裕が必要である 具体例 1 方法 1a を用いて光パッチパネル間を測定した場合には, 実運用で用いる光パッチコード ( 両端 ) の損失が無視できるものである場合には, 測定値をチャネル損失値とみなしてよい 2 方法 1c を用いて被測定配線のチャネル区間を測定した場合には, 基準ジャンパの損失が無視できるものである場合には, 測定値をチャネル損失値とみなしてよい 3 方法 2 を用いて光パッチパネル間を測定した場合には, 実運用で用いる光パッチコード ( 両端 ) の損失が無視できるものである場合でも, 測定値をチャネル損失値とみなすことはできない チャネルでの損失は, かん合 1 か所分多くなるため, 測定値はチャネル規格値に対して, かん合 1 か所分 (0.75dB) の余裕が必要である -63-

65 試験結果報告報告項目については下記のとおりである 全ての項目が必ずしも必要ではないので 適宜選択をすること 1 試験日 2 試験手順及び方法 3 損失測定結果 ( 各結果に対して, 次の事項を識別可能とする : 場所, 長さ, 波長 ) 4 光源スペクトル特性 5 試験人員 6 測定器校正日 ( 校正証明書 ) 7 測定器の種類 -64-

66 29.SFF(Small Form Factor connector) 引用 : X 5150: 節 3.2 節 節 本文 : 小形コネクタ (small form factor connector) 平衡配線で使えるコネクタとして, 少なくとも同じ実装密度で 2 本以上の光ファイバを収容するように設計された光ファイバコネクタ 3.2 略語 SFF: 小形コネクタ (Small Form Factor connector) 他の 2 心コネクタ代替のコネクタの設計 ( 例えば,SFF) は,2 心 S コネクタと同様の表示及び識別を採用しなければならない 代替の 2 心コネクタの設計では, 位置 A 及び B は図 16 における IE (2 心 S) と同じ配置にしなければならない ラッチ ( 掛けがね ) を利用している代替のコネクタの設計では, ラッチはキー及びキー溝と同じ方法で位置決めを明確にする ビル内引き込み設備, 構内配線盤, ビル内配線盤, フロア配線盤, 又は分岐点に対して, 高密度実装が必要であるとき,SFF コネクタ設計を推奨する SFF コネクタを用いる場合, そのコネクタは承認された IE インタフェース標準及び の性能要件を満たしていなければならない 解説のポイント : SFF コネクタの要求仕様とその背景について具体的に解説する 解説 : 1998 年 2 月 ANSI/TIA/EIA 専門委員会は 次世代に向けた光小型コネクタ (SFF) の対象製品を認定した 主な要求仕様は 2 心分で UTP のモジュラジャックと同等かそれ以下のサイズであり 高密度実装が可能で着脱が容易な使い勝手の良い光小型コネクタであること SFF 対象光コネクタは以下の 5 種類である L MT-RJ VF45 FJ S/D SFF の背景 : ギガビット イーサネットや 10 ギガビット イーサネットの市場拡大への期待と共に光配線システムの高密度実装化への要求が高まった また LAN 機器の光ポートの高密度実装化が必須となり LAN 機器の規格化委員会などからの強い要請もあり認定された -65-

67 L MT-RJ VF45 S/D FJ 図 1 SFF の写真 ( 参考資料 ) -66-

68 30. 全モード励振と限定モード励振 引用 : X 5150: 節 3.2 節 ) 節 節 本文 : 全モード励振 (overfilled launch) LED(Light Emitting Diode: 発光ダイオード ) 光源のように, 試験ファイバに対して放射された光が, 角度及び位置に関して, 十分に満たされるように放射されている状態 3.2 略語 OFL 全モード励振 (Overfilled launch) 表 27 備考限定モード励振帯域は,IE PAS に規定されたモード間遅延 (DMD) を用いて正確に計算する 全モード励振の帯域にだけ適合する光ファイバは, 附属書 F で規定した幾つかの応用システムに対応できないおそれがある 表 46 ( 67 ) コネクタ及びスプライスの挿入損失は, 光源が全モード励振状態 ( 例 :LED 光源 ) となるときの基準の試験方法を満足しなければならない 光源が限定モード励振状態 ( 例 : レーザ光源 ) となるときの測定では, 常に全モード励振より小さい挿入損失となる 解説のポイント : X 5150:2004 ではマルチモード光ファイバの帯域特性値として 全モード励振帯域 と 限定モード励振帯域 を規定している 解説 : 全モード励振帯域とは 従来から使用されている帯域特性値である LED 光源での利用に合わせた JIS 6824 マルチモード光ファイバ帯域試験方法 で測定出来る ISO 原文 (ISO/IE11801: 2002) では OFL:Overfilled launch bandwidth と表記されており 光ファイバのコア部 ( 直径 50μ m や 62.5μm) に対して十分に広いビーム径で光信号を入射させた時の帯域特性値を意味している 図 1 LED による入射状態 図 2 LD(laser Diode: レーザダイオード ) による入射状態 それに対して 限定モード励振帯域は 新たに導入された帯域特性値である ギガビットイーサネット等で使用される 短波長 (850nm) 帯の VSEL(Vertical-avity Surface-Emitting Laser: 面発光レーザ ) 光源による利用に合わせた TIA/EIA-492AAA-2002 等の帯域測定法により測定出来る 従来のネットワークでは マルチモード光ファイバ用の光源として LED( 発光ダイオード ) を使用して来た ギガビットクラスの高速なネットワークでは LED は光源として使用出来ないため LD( レーザダイオード ) を使用する LD には DFB(Distributed FeedBack: 分布帰還型 ) や FP (Fabry-Perot: ファブリペロー型 ) VSEL などの種類がある この中でも VSEL が安価な光源として使用される様になって来ている -67-