ホワイトペーパー：直流抵抗の不平衡テスト：PoE システムのための簡単かつ安価な保険

ホワイトペーパー: 直 流 抵 抗 の 不 平 衡 テスト:PoE システ ムのための 簡 単 かつ 安 価 な 保 険 IEEE により 1999 年 および 2003 年 にそれぞれ 承 認 されたギガビット イーサネット (1000BASE-T)とパワー オーバー イーサ ネット(PoE)は 現 在 標 準 と 見 なされる 2 つ のネットワーク テクノロジーです 両 テクノ ロジーは 敷 設 済 みのケーブリング ベースの およそ 85% でサポートされており LAN 環 境 にギガビット イーサネットおよび PoE 機 器 を 導 入 または 計 画 している 組 織 がかつてないほど 増 えているくらい 過 去 10 年 間 にどちらも 普 及 してきました 目 次» PoE と 直 流 抵 抗 不 平 衡 の 理 解» 直 流 抵 抗 不 平 衡 の 原 因» 直 流 抵 抗 不 平 衡 のテスト» 適 切 な 成 端 ツールで 成 端 の 整 合 性 向 上» 直 流 ループ 抵 抗 と 直 流 抵 抗 不 平 衡 10/100BASE-T(つまり 10Mbps および 100Mbps)では 4 本 のより 対 線 のうち 送 受 信 用 に 2 本 しか 使 用 しないため 残 りの 2 本 を PoE に 使 用 できますが ギガビット イーサネットでは 双 方 向 通 信 のために 4 対 すべて 必 要 になります このため データが 送 受 信 される 同 じ 対 線 上 で PoE 電 力 が 供 給 されることになります これは ファントム 電 源 とも 呼 ばれ 4 対 のイーサネット ケーブルの 2 対 にコモンモード 電 圧 を 加 えることで 実 現 され PoE はデータ 通 信 に 干 渉 しないようになっています 一 方 で PoE 接 続 における 直 流 抵 抗 不 平 衡 は 大 きな 問 題 を 引 き 起 こす 可 能 性 があります TIA や IEC パ フォーマンスの 現 場 試 験 で 必 須 ではないものの 抵 抗 不 平 衡 は IEEE の PoE 規 格 で 規 定 されており 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 現 場 試 験 の 要 件 にする ことは デバイスが 必 要 な 電 力 とデータを 得 られるようにするのに 大 いに 役 立 ちます As we move towards a new PoE standard in the future, to be known as IEEE 802.3bt and capable of up to 100W, that two pair PoE delivery will move to a four pair PoE delivery. 対 線 内 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 が 問 題 を 引 き 起 こす 可 能 性 があるだけなく 対 線 間 の 直 流 並 列 抵 抗 不 平 衡 も 潜 在 的 問 題 の 原 因 として 考 慮 する 必 要 がでてきます PoE と 直 流 抵 抗 不 平 衡 の 理 解 PoE の IEEE 802.3af 規 格 は ツイストペアのデータ ケーブルを 介 して 遠 隔 地 のデバイスに 低 圧 電 源 を 供 給 する 目 的 で 策 定 されました 一 般 的 に PoE 対 応 のスイッチまたはミッドスパン 電 源 装 置 である 給 電 側 機 器 (PSE)により 電 力 が 注 入 されます この 電 力 は VoIP 電 話 無 線 アクセスポイント(WAP) 掛 け 時 計 センサー カメラ アクセス コントロール パネルといった 幅 広 い 種 類 の 受 電 側 機 器 (PD)に よって 使 用 されます 1 of 8

最 初 の IEEE 802.3af 規 格 では 2 対 ケーブルで 最 大 15.4 W( 使 用 可 能 な 電 力 13 W)の 電 力 を 給 電 でき 現 行 の IEEE 802.3at PoE Plus 規 格 では それが 最 大 30 W( 使 用 可 能 な 電 力 25.5 W)に 増 加 しています The new proposed IEEE 802.3bt PoE Plus Plus standard is designed to provide 100W of power when ratified.poe Plus は ハイパワー WAP PTZ カメラ LED ディスプレイ ボードなどの 消 費 電 力 の 高 い 機 器 に 対 応 するために 開 発 されました ギガビット WiFi 用 の 最 新 の 802.11ac 規 格 では 信 号 処 理 の 高 度 化 とフレームレートの 増 加 により より 高 い 電 力 要 件 が 定 められ PoE Plus が 欠 かせません PoE Plus Plus は マルチラジオ WAP PTZ やヒーター 機 能 を 備 えた CCTV カメラ LED データセンターの 照 明 といった 消 費 電 力 が 高 い 機 器 に 電 力 を 供 給 するために 開 発 されています The IEEE 802.3af and 802.3at standards specifies two methods for PSE to provide power using two pairs of a four-pair data cable Alternative A and B. In Alternative B, power is delivered over spare pairs using Pairs 1 and 4.これは 10/100BASE-T など 2 対 (ペア 2 と 3)しか 使 用 しないデータ 信 号 と 互 換 性 があります Alternative A の 場 合 データ 通 信 に 使 用 する 2 対 (ペア 2 と 3)を 使 用 して 給 電 を 行 いま す これは 10/100BASE-T と 1000BASE-T を 含 む 2 対 と 4 対 の 両 アプリケーションと 互 換 性 があります Alternative A では コモンモード 電 圧 を 加 えることで データ 通 信 用 ペア 上 で 給 電 が 行 われます 電 力 は 対 線 の 各 導 体 に 電 流 を 分 割 するPD の 変 圧 器 のセンタータップを 使 用 して 受 電 帰 還 します 対 線 の 各 電 線 の 抵 抗 が 同 じである 場 合 直 流 抵 抗 不 平 衡 (2 つの 導 体 の 抵 抗 差 )はゼ ロであり 電 流 が 均 一 に 分 割 され コモンモード 電 流 が 流 れます 2 of 8

IEEE 802.3bt では 必 要 な 電 力 を 供 給 するために 4 対 をベースにしたシステムに 移 行 します PSE と PD 機 器 も 4 対 で 電 流 を 共 有 するこ とになります デバイスはある 程 度 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 に 耐 えられるものの 不 平 衡 が 大 きすぎると 変 圧 器 が 飽 和 する 可 能 性 があります これにより 最 終 的 に イーサネット データ 信 号 の 波 形 が 歪 み ビット エラーや 再 送 信 を 生 じさせ データ リンクが 機 能 しなくなることもあります With a four pair PoE system some DC resistance unbalance between the pairs can be tolerated, but if it is excessive, PoE will stop functioning. 直 流 抵 抗 不 平 衡 の 原 因 導 体 間 および 対 線 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 は さまざまな 理 由 で PoE データ リンクに 生 じます センタータップのオフセットなど 変 圧 器 の 問 題 はPSEとエンド デバイスの 両 側 で 生 じる 可 能 性 があるものの 直 流 抵 抗 不 平 衡 は 欠 陥 一 貫 性 のない 終 端 基 準 以 下 のケーブル 品 質 に 起 因 することの 方 が 多 いのです 昔 から 不 適 切 な 設 置 方 法 が ネットワーク パフォーマンス 問 題 の 核 心 となっていました 最 小 曲 げ 半 径 を 許 容 値 以 上 にしたり ケーブルの 対 撚 をなるべく 成 端 点 に 近 づけるといった 慣 行 は 特 に 1000BASE-T や 10GBASE-T といった 高 周 波 用 途 において パフォーマンス パラメー タを 満 たすために 重 要 です PoE は 高 周 波 伝 送 の 特 性 よりも 特 定 の 長 さのケーブルの DC 抵 抗 に 依 存 しているため 一 部 の 設 置 手 順 は 重 要 になってきます 個 々の 導 体 の 成 端 部 の 整 合 性 が 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 防 ぐために 重 要 です ネットワーク ジャックの 適 切 な IDC 端 子 に 導 体 をパンチダウンす ることで 導 体 の 絶 縁 体 が 剥 離 されて 中 の 銅 線 が 露 出 し 接 触 が 可 能 になります 3 of 8

ケーブル 導 体 の 適 切 かつ 整 合 性 のある 着 座 も 簡 単 ではありません 導 体 を 着 座 させるには 一 定 の 力 が 必 要 であり 経 験 不 足 手 の 疲 れ 大 き い 導 体 サイズなどすべてが 整 合 性 を 維 持 する 能 力 に 影 響 を 与 えます PoE 給 電 を 行 う 対 となる 2 本 の 導 体 が 整 合 性 なく 成 端 された 場 合 直 流 抵 抗 不 平 衡 が 生 じる 可 能 性 があります 適 切 な 成 端 ツールを 使 えば 成 端 の 整 合 性 を 向 上 させ PoE システムにおける 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 防 げ ます( 成 端 ツールについては サイドバーを 参 照 ) ケーブルと 接 続 に 品 質 も 直 流 抵 抗 不 平 衡 に 影 響 を 与 えるため 入 念 な 成 端 に 加 え 精 密 製 造 プロセスも 重 要 になります 良 質 の UTP ケーブル の 製 造 には 銅 導 体 の 厳 選 とケーブルの 適 切 な 物 理 的 形 状 を 維 持 するための 厳 しい 管 理 が 必 要 です 粗 悪 なケーブルは 銅 導 体 の 直 径 同 心 度 ( 真 円 度 ) 輪 郭 滑 らかさにバラツキがあり PoE システムに 直 流 抵 抗 不 平 衡 が 生 じるリスクが 高 まります 業 界 では 銅 クラッドアルミニウム(CCA) 銅 被 覆 鋼 およびその 他 の 規 格 外 の 導 体 が 使 われる 多 導 体 通 信 ケーブルが 数 多 く 存 在 し それら がカテゴリー 5e あるいはカテゴリー 6 ケーブルを 装 っているという 懸 念 が 高 まりつつあります 安 価 なネットワーク ソリューションを 求 め る 者 にとってこれらのケーブルは 魅 力 的 に 見 えるものの CCA ケーブルは 業 界 標 準 に 準 拠 しておらず 同 じ 直 径 の 固 体 銅 のケーブルと 比 べ 直 流 抵 抗 が 55% 高 くなるため PoE 用 途 をサポートしていません 抵 抗 が 大 きいということは ケーブルの 発 熱 量 が 大 きくなり 電 源 供 給 デ バイスに 提 供 される 電 圧 が 低 くなることを 意 味 します 残 念 ながら 一 部 の CCA ケーブルは 短 いリンクであれば 直 流 ループ 抵 抗 試 験 をパスしてしまうため PoE をサポートできるか 判 断 するにあ たって 直 流 抵 抗 のテストでは 必 ずしも 十 分 ではありません 一 方 で リンクの 長 さにかかわらず CCA ケーブルは 通 常 導 体 間 の 整 合 性 に 欠 けるために 直 流 抵 抗 不 平 衡 が 生 じます( 直 流 ループ 抵 抗 と 直 流 抵 抗 不 平 衡 について サイドバーを 参 照 ) また ANSI/TIA と ISO/IEC の 両 規 格 は ツイスト ペアー データ ケーブルが 100% 銅 線 であることを 求 めていることに 留 意 する 必 要 があります 4 of 8

導 体 間 および 対 線 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 のテスト IEEE 802.3-2012 規 格 は 導 体 間 の 最 大 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 3% と 規 定 しています つまり 2 本 の 導 体 の 直 流 抵 抗 差 が 対 線 の 総 直 流 ループ 抵 抗 の 3% を 超 えてはなりません ただし TIA と IEC の 両 規 格 では 導 体 間 または 対 線 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 現 場 試 験 の 要 件 として 求 めていま せん 現 場 試 験 の 要 件 として 挙 げられていない 理 由 の 一 つに 現 場 テスターに 直 流 抵 抗 不 平 衡 をテストする 能 力 が 備 わっていなかったというこ ともあり 検 査 室 のみでの 測 定 項 目 になっていました DSX-5000 CableAnalyzer の 登 場 により もはやそうではなくなりました Furthermore, the proposed IEEE 802.3bt standard requires the DC resistance unbalance between two pairs to be no more than the greater of 7% or 50m Ω. 直 流 抵 抗 不 平 衡 のテストでは 対 線 の 両 導 体 の 抵 抗 が 同 じであること それによって PoE を 効 果 的 にサポートするために 必 要 なコモンモード 電 流 を 実 現 でき 同 じ 対 線 で 送 信 されるデータ 信 号 に 歪 みが 生 じないことを 確 認 します 直 流 ループ 抵 抗 しかテストしない 他 の 現 場 テスターと は 異 なり DSX-5000 は 直 流 ループ 抵 抗 導 体 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 および 対 線 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 測 定 します 下 図 1 で 示 すように 直 流 ループ 抵 抗 は 対 線 の 2 本 の 導 体 の 抵 抗 の 合 計 値 として 測 定 され 直 流 抵 抗 不 平 衡 は 2 本 の 導 体 間 の 抵 抗 差 を 測 定 し たものです 対 線 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 は ペア 1,2-4,5 で 測 定 され 2 つの 対 線 の 並 列 抵 抗 の 絶 対 差 です 図 1 5 of 8

現 場 試 験 では 求 められていないものの DSX-5000 CableAnalyzer は チャネルまたはパーマネント リンクに 対 して 下 記 の 表 1 で 示 す 直 流 抵 抗 不 抵 抗 テスト リミットを 含 めるように 設 定 できます DSX CableAnalyzer のテスト リミット 名 チャネル 直 流 抵 抗 不 平 衡 パーマネント リンク TIA Cat 5e パーマネントLink (+All) 0.20 または 3.0% 0.20 または 3.0% TIA Cat 6 パーマネントLink (+All) 0.20 または 3.0% 0.20 または 3.0% TIA Cat 6A パーマネントLink (+All) 0.20 または 3.0% 0.20 または 3.0% ISO11801 PL Class D (+All) 0.20 または 3.0% 0.15 または 3.0% ISO11801 PL Class E (+All) 0.20 または 3.0% 0.15 または 3.0% ISO11801 PL2 Class Ea (+All) 0.20 または 3.0% 0.15 または 3.0% DSX-5000 でパーマネント リンクまたはチャネルの 測 定 を 行 う 場 合 図 2 で 示 すように 指 定 するテスト リミットに 対 する 合 否 判 定 が 行 わ れます これは PoE の 問 題 を 観 察 し ケーブル 配 線 を 問 題 の 原 因 として 除 外 し 新 しく 敷 設 するケーブルがデータを 伝 送 できるだけなく PoE もサポートできる 確 信 を 得 たい 場 合 には 役 に 立 つ 情 報 です 図 2 6 of 8

With field testing standards being a minimum set of test requirements, consideration should be given to including DC resistance unbalance testing as an extended field testing requirement, to help deal with issues surrounding CCA cable and to provide greater assurance for meeting IEEE-mandated PoE requirements. より 多 くの 企 業 がギガビット イーサネット 技 術 やデータと 同 時 に 電 力 を 供 給 する PoE 機 器 を 導 入 するにしたがって 導 体 間 および 対 線 間 の 直 流 抵 抗 不 平 衡 のテストに 対 す 関 心 が 高 まると 考 えられます PoE Plus の 展 開 が 広 がる 中 またそれを 必 要 とする 802.11ac 対 応 の WAP の 登 場 により 導 体 を 流 れる 電 流 の 増 加 で PoE が 直 流 抵 抗 と 抵 抗 不 平 衡 から 受 ける 提 供 がさらに 大 きくなるため 直 流 抵 抗 不 平 衡 に 対 する 懸 念 も 高 まることでしょう さらに 60 W を 必 要 とする 機 器 により 多 くの 電 力 を 供 給 できる PoE Plus Plus がすぐそこまで 迫 っています 貴 社 の PoE システムを 不 安 定 な 状 態 のままにしないでください 直 流 抵 抗 不 平 衡 テストの 必 須 化 は DSX-5000 があれば 今 日 そして 将 来 の PoE システムにとっての 簡 単 かつ 低 コストの 保 険 になります 適 切 な 成 端 ツールで 成 端 の 整 合 性 向 上 適 切 な 成 端 ツールを 使 えば 成 端 の 整 合 性 を 向 上 させ PoE システム における 直 流 抵 抗 不 平 衡 を 防 げます 通 信 ケーブルの 成 端 用 のパンチダ ウン ツールには マニュアル インパクト およびマルチワイヤーの 3 種 類 があります マニュアル パンチダウン ツールは 主 に 人 の 力 に 頼 るため 対 線 の 2 つの 導 体 に 不 整 合 が 生 じる 可 能 性 が 高 まりま す それぞれの 導 体 に 対 して いつも 同 じ 力 を 加 えることは 非 常 に 困 難 であり 手 が 疲 れてくると 力 加 減 に 一 層 のバラツキが 生 じます 設 置 者 の 力 にそれほど 依 存 しないインパクト ツールはより 良 い 選 択 肢 で はあるものの これらのツールでも 導 体 ごとに 成 端 の 不 整 合 が 生 じます 成 端 の 整 合 性 を 確 保 するための 最 善 のオプションは すべての 対 線 を 一 握 りで 成 端 でき 導 体 すべてに 均 一 の 力 を 加 えることができる JackRapid な どのマルチワイヤー ツールです マルチワイヤー ツールは シングル ワイヤーの 成 端 ツールと 比 べ 8 倍 の 速 さジャックを 成 端 できるため 手 の 疲 れを 和 らげ 作 業 時 間 も 大 幅 に 短 縮 できます より 素 早 い 確 実 かつ 整 合 性 のある 成 端 は 再 作 業 とコストを 最 大 80%も 削 減 させることができま す 7 of 8

直 流 ループ 抵 抗 と 直 流 抵 抗 不 平 衡 直 流 ループ 抵 抗 と 直 流 抵 抗 不 平 衡 の 違 いをめぐり 混 乱 が 生 じることが 多 々あります 特 定 の 電 力 量 を 給 電 できる 能 力 は 特 定 の 長 さのケーブ ルの 総 直 流 ループ 抵 抗 に 依 存 しています 直 流 ループ 抵 抗 は 対 線 の 2 本 の 導 体 の 直 流 抵 抗 の 合 計 として 計 算 されます According to IEEE standards, the channel DC loop resistance of a pair shall be 25 Ω or less while permanent link DC loop resistance shall be 21 Ω or less. フルーク ネットワークスは 世 界 の 50 カ 国 以 上 に 営 業 所 を 展 開 しています 最 寄 りの 営 業 所 の 連 絡 先 については http://jp.flukenetworks.com/contact をご 覧 ください 2016 Fluke Corporation. 改 訂 :2016 年 6 月 27 日 9:26 午 前 ( 資 料 ID:6004003) 8 of 8