Only Connect: データケーブルと電源ケーブルを並列に接続することの危険性

Nicab Ltd の Nick Locke によるシリーズの別の投稿へようこそ。彼は相互接続ケーブル アセンブリを専門とするエレクトロニクス製造業界で 15 年以上の経験があります。

ここでは、データ ケーブルと電源ケーブルを隣り合わせてこすってはいけない理由について、あなたが知りたかったすべてをまとめた便利なガイドをご紹介します。

イーサネット ケーブルのパフォーマンス機能は、ケーブルのインチあたりの撚り数を増やし、各ペア間でこの数を区別するとともに、改良された絶縁材料を使用することによって強化されています。

これらの変更により、導体間のクロストークの量が減少し、より高い周波数での動作が可能になり、ほとんどの Cat 6 ケーブルで最大周波数 250 MHz に達しました。 ただし、シールドされていないケーブルは、外部信号からの干渉に対して脆弱になる可能性があります。 ただし、動作周波数が低いため、外部干渉が常に問題になるわけではありません。

電磁干渉 (EMI) は、データ ケーブルに近い電磁場によって発生する無線周波数干渉 (RFI) によって引き起こされる外部干渉です。 通常、電源はモーター、発電機、可変周波数ドライブを接続する電力ケーブルです。

EMI は外部信号であるため、クロストーク干渉を除去する一般的な方法は EMI に対しては機能しません。 このタイプの干渉に対処する最も一般的な方法は、シールドされたケーブルを使用することです。 EMI は、10 Mbit/s および 100 Mbit/s のイーサネット速度でもデータ エラーを引き起こす可能性があり、ギガビット イーサネットにとって深刻な問題であることに注意してください。

10 ギガビット イーサネットの導入により、Cat ケーブルの動作能力は 250 MHz から 500 MHz に増加する必要がありました。 この周波数では、Cat ケーブルは干渉に非常に敏感です。そのため、10GBASE-T 標準では、電磁干渉および無線周波数干渉に対する耐性を記述する方法である Alien Crosstalk (ANEXT) パラメータが導入されました。

これにより、10 Gbit/s 信号を 100 メートルにわたって確実に伝送する Cat 6A ケーブルが導入されました。 比較すると、Cat 6 ケーブルは 10 Gbit/s で使用できますが、エラーを避けるためにその使用は最大 55 メートルの距離に制限されています。

Cat 6A ケーブルの設計は、エイリアン クロストークを制限するために特別な対策が講じられているという点で Cat 6 とは異なります。 主に 2 つのタイプがあります。

非シールドツイストペア (UTP) は、より大きな導体、より多くのツイスト、ペア間の間隔の拡大、およびより厚い外側ジャケットを使用します。 その外径は約 0.33 インチで、Cat 6 ケーブルの外径よりも大幅に大きくなります。 後者は通常、0.25 インチから 0.28 インチの範囲です。

もう 1 つの設計はシールド付きツイストペア (STP) で、フォイルまたは編組外部スクリーンを使用します。 場合によっては、各ペアの上に個別のシールドが配置されます。

シールド付き Cat 6A ケーブルは、特に EMI および RFI 耐性の点で、シールドなしの Cat 6A ケーブルよりも優れています。 シールドされた Cat 6A ケーブルの外径は通常、0.29 ～ 0.33 インチです。

10 Gbit/s の速度で動作している場合でも、激しい EMI 干渉が発生している場合でも、シールド ケーブルを使用すると良好な結果が得られます。 ケーブルのシールドが少なくとも 1 点で適切なアースに接地されていることを確認することが重要です。

画像: ニカブ

ニック・ロック、ニカブ株式会社