Four Pair Power Over Ethernet PoE Standard

Four Pair Power Over Ethernet (PoE) and Your Cabling Plant

 

Four Pair Power Over Ethernet (PoE) and Your Cabling Plant

VoIP 電話やセキュリティ・カメラなど、さまざまな機器に電力を供給するために、ここ数年間、パワー・オーバー・イーサネット (PoE) に対応したケーブル配線システムが展開されています。So far, up to 30 Watts is all you’ve been requested to support, but with the plethora of devices now able to take advantage of higher levels of PoE—like the latest 802.11ac Wi-Fi access points, digital displays and even desktop computers—your customers are starting to ask for four-pair PoE. This article provides an update on four PoE-related topics:the proposed standards, cabling requirements, LP cabling certification, and field-terminated plugs.

The Proposed Standards

Type 1 Alternative A and B PoE

Let’s start with the differences between the existing types of PoE. Type 1 PoE delivers up to 15.4 W, with 13 W available for the device, and Type 2 PoE (sometimes referred to as PoE Plus) delivers up to 30 W, with 25.5 W available for the device.両タイプとも 2 つの方式(オルタナティブ A と オルタナティブ B)を使って 2 ペアを介して給電を行います。

オルタナティブ A では、1-2 ペアと 3-6 ペアを使ってデータと同時に電力が送信されます。オルタナティブ B では、使用されていない 4-5 ペアと 7-8 ペアを使って電力が送信されます。While Alternative A is compatible with both two-pair (such as 10/100BASE-T) and four-pair (such as 1000BASE-T) applications, Alternative B is only compatible with data signals that use two pairs.

提案されている 802.3bt ドラフト規格では、4 対 PoE に Type 3 と Type 4 のどちらも含まれ、4 対すべてを使用してデータと一緒に電力が送信されます。タイプ 3 PoE は最大 60W の電力を送信し、機器ではそのうち 51W を使用でき、タイプ 4 は最大 90W の電力を送信し、機器ではそのうち 71W を使用できます。

Cabling Requirements

オルタナティブ A を用いるタイプ 1 とタイプ 2 PoE では、2 ペアにコモン・モード電圧を印加することで電力を供給し、電流は 2 つの導体に均一に分割されます。これを実現するには、ペアの各導体の DC 抵抗のバランスが取れていなければなりません(等しくなければなりません)。差は DC 抵抗アンバランスと呼ばれます。アンバランスが大きいと、イーサネットのデータ信号に歪みが発生し、ビット・エラー、再送信の原因となり、データ・リンクが切れることもあります。

Like Type 1 and Type 2 PoE Alternative A, four-pair Type 3 and Type 4 PoE also deliver power via common-mode voltage, so DC resistance unbalance 

モジュラー・プラグ成端リンクのテスト

matters here as well.ただし、タイプ 3 とタイプ 4 では、各ペアの DC 抵抗アンバランス以外にも考慮しなければならないことがあります。複数のペアで過度の DC 抵抗アンバランスが発生すると、データ伝送に悪影響を与え、PoE が機能しなくなる可能性があります。

導体径と同軸度(真円度)にばらつきのある低品質ケーブルを使用すると、DC 抵抗アンバランスのリスクが高くなりますが、各導体が IDC 内に適切に装着されておらず、終端処理に一貫性がない場合も DC 抵抗アンバランスが発生する可能性があります。ベンダーのケーブルには DC 抵抗アンバランスの仕様が記載されていることもありますが、DC 抵抗アンバランス性能を確認するには、敷設後に現場試験を必ず行う必要があります。

The DSX CableAnalyzer™ Series can quickly and easily test DC resistance unbalance within a pair and between pairs, so you can rest assured that the cable plant you deploy will perform in two- and four-pair PoE applications.

Versiv キット・コンフィギュレータ

Versiv をどのように使用しますか?

Versiv キットの構成手順

Heat Rise and Limited Power Cabling

残念ながら、考慮する必要があるのは DC 抵抗アンバランスだけではありません。PoE にツイスト・ペア・メタル線ケーブルが使用されている場合、ケーブル内の温度の上昇によって挿入損失が大きくなることがあります。これにより、挿入損失試験でチャネルが不合格となったり、短いケーブルを使用しなければならなくなる可能性があります。

PoE に使用する複数のケーブルを 1 つにきつく束ねた場合は特に、熱の発生が問題になります。電力が高いほど、大きな熱が発生します。The National Electric Code specifies the number of cables allowed in a bundle based on conductor size and temperature rating for 60W or higher PoE. The TIA is also developing guidelines for limiting temperature rise in a bundle.

Following a fact-finding study to investigate the effects of higher levels of PoE applied over cables in a bundle, Underwriter’s Laboratories (UL) introduced a Limited Power (LP) Certification to help simplify cable choice for PoE applications.LP 認証は、最悪な敷設環境において、ケーブルの温度定格を超えることなく、PoE 電力を届けることができることをテストしていることを示します。認証は、大きなバンドル・サイズ、高い周囲温度、および閉ざされた空間や導管などのその他の環境的な影響を考慮します。

LP は認証であり、リスティングやレーティングではないことを理解することが重要です。したがって、米国電気工事規程(NEC®)の NFPA 70 で求められる他の UL リスティング、プレナム、ライザーなどの格付け評価とは異なり、LP 認証ケーブルは任意のものであり、必須要件ではありません。NEC® といえば、2017 年版では、温度上昇問題に対処するための新しい要件が盛り込まれています。ただし、電力が 60 W(タイプ 3)を超える場合のみを対象としています。NEC には、周囲温度が 30°C (86°F) の環境に敷設される特定のケーブル・バンドル・サイズ、導体径、定格温度のケーブルで許容される最大電流容量を記載した電流容量表があります。NEC® は法律であるため、これらで電流容量表に従わなければなりません。ただし、NEC は電流容量表の代わりに、LP 認証ケーブルを使用することを認めています。

朗報なのは、PoE による電源供給が 60W 以内であれば、この問題を心配する必要がないことです。ほとんどの PoE 対応デバイスは、LED ライトも含め、60W を超える電力を必要としません。その一方で、ケーブルを通してどれだけの電力が供給されるのかは実際に分からないため、将来に備えて、電流容量表に従うか、LP 認証ケーブルを使用するのが最善です。他にも、導体直径が大きい、定格温度が高い、またはシールド構造になっているケーブルを使用したり、ケーブル・バンドルを使用しない選択肢もあります。

直流抵抗不平衡は、より高い温度定格または LP 認証を持つ高品質なケーブルでは一般的に問題にはなりませんが、製品の不出来によって抵抗不平衡が大きくなりすぎる可能性があります。Therefore, it is still recommended that LP cabling be tested for DC resistance.

Modular Plug Terminated Links

モノのインターネット (IoT) とセンサー技術の発展により、多くの IP 対応デバイスがメタル線の水平配線インフラに接続されています。LED ライト、防犯カメラ、ビル自動化制御など、このようなほとんどのデバイスと Wi-Fi アクセス・ポイントは、ネットワークに接続するために RJ45 ポートを備え統合化がなされています。

Modified Single-Connector Permanent Link testing with DSX Cable Anlyzer

こういった種類のデバイス(特に、フェース・プレートの取り付けに向かない天井に設置されるデバイス)を接続する際、一般的な 4 コネクター・チャネルを使用しない場合があります。代わりに、通信室では 1 本のパッチ・コードのみが使用され、片端をプラグで成端したパーマネント・リンクはデバイスに直接接続できるため、機器コードが基本的に不要になります。これにより、現在モジュラー・プラグ成端リンクまたは MPTL と呼ばれるリンクが構築されています。このアプリケーションは一般的に使用されるようになってきており、ドラフトとして規格化もなされているため、テスト方法を理解しておく必要があります。

プラグ成端リンクを使用すると、パッチ・コードが不要になるため、間違ってコードを引き抜いてしまうという事故も無くなり、セキュリテーが向上し、見た目もすっきりします。また、空調スペースに難燃性のプレナム定格製品のみを敷設するというコード要件を確実に守ることもできます(パッチ・コードにはプレナム定格でないものもあります)。

プラグで成端し、機器コードの必要性をなくすリンクの使用は、「BICSI 005 Electronic Safety and Security standard(電子的な安全とセキュリテー)」に関する規格で初めて提起され、また今年後半に策定される予定の「BICSI 033 Information Communication Technology Design and Implementation Practices for Intelligent Buildings and Premises(インテリジェント・ビルディング/構内のための情報通信技術の設計および実装に関する実施例)」にも盛り込まれます。「TIA-862 Building Automation Standard(ビル自動化規格)」では、使用不可能または安全でないと判断された場合は機器コードを排除する必要があることが認識され、プラグ成端リンクの使用が明確に許可されています。このアプリケーションは当初「ダイレクト・アタッチ接続」と呼ばれていましたが、データセンターのスイッチ・サーバー間アプリケーションで使われるダイレクト・アタッチ接続と区別するために、異なる用語が使用されるようになりました。

片端がプラグによって成端されたリンクは業界規格によってアプリケーションとして認められていますが、これまで TIA によって定められたテスト要件はありませんでした。Hence, as recommended by BICSI, 

these connections were originally tested using Modified Single-Connector Permanent Link testing.これは、パッチ・パネル側のメイン・テスト・ユニットをパーマネント・リンク・アダプターに、遠端側のリモート・ユニットをチャネル・アダプターにそれぞれ取り付け、テスターで「Mod 1-Conn Perm. Link」を選択する方法で行われました。しかし遠端側でチャネル・アダプターを使用すると、遠端側の嵌合された接続がテストに含まれないという問題があります。

現場で成端されたプラグの使用が増え、成端部の品質が低下する可能性が高くなったため、標準化団体は遠端側の最終プラグ接続を含めた新たなテスト手順の必要性を認識するようになりました。The current draft of the ANSI-TIA568.2-D standard includes the MPTL configuration and this test is already integrated into the DSX CableAnalyzer Series.

 

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インターナショナル:1-425-446-4519
 
 
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