PoEはケーブルをどう使うか
Power over Ethernetは、IEEE 802.3ファミリー（802.3af、802.3at、802.3btの各改正）で定義され、スイッチまたはインジェクタから、ネットワークケーブルのツイストペアを通じて給電機器へ直流電力を送ります。初期のタイプは4ペアのうち2ペアを電力に使い、802.3btで定義された高出力タイプは4ペアすべてを使えます。電源側と機器側の電力水準は、タイプとクラスごとに規格が定め、ケーブルは過熱せず、途中で電圧を落としすぎずに、その電力を届けなければなりません。
この二つの限界は、ケーブルの一つの性質、すなわち導体の直流抵抗に依存します。1 mごとの導体は、電流の一部を熱に変え、電圧の一部を落とします。抵抗の低い導体は電力を無駄にせず、低温で動き、機器により多くの電圧を残します。導体抵抗を決めるのは二つの要素、導体の断面積と、それを作る金属です。
ゲージ：23 AWGと細い導体の比較
当社のLAN・同軸ケーブルのページにある参考Cat6 U/UTP構造は、約0.555〜0.58 mmの23 AWG固体銅導体を使います。この構造のある公開データシートは、導体直流抵抗を100 mあたり9.38Ω未満と示します。多くのCat5eケーブル、そしてCat6として売られる一部の低価格ケーブルは24 AWG導体を使い、これは細いため1 mあたりの抵抗が高いです。AWGでは、数が大きいほど細いワイヤを意味します。
一本の短いリンクでは差は小さいです。大きくなるのは、距離が長いとき、機器が高いPoE電力を引くとき、多くのPoEケーブルが束になるときです。これらの条件下では、太い導体はケーブルあたりの熱を減らし、束全体が低温で走ります。Wi-FiアクセスポイントのグリッドやPoE照明のような、PoE負荷が密なプロジェクトが23 AWGのCat6やCat6Aを指定することが多い理由の一つです。カテゴリーのトレードオフはCat6とCat6Aで扱います。
| 導体 | 1 mあたりの抵抗 | PoEへの影響 | カテゴリー適合 |
|---|---|---|---|
| 固体銅、23 AWG（参考Cat6） | 低い。データシートによる。一例では100 mあたり9.38Ω未満 | 熱と電圧降下が少ない | ケーブルがカテゴリーを満たすなら可 |
| 固体銅、24 AWG | 23 AWGより高い | 大きな束と長距離で熱が増える | Cat5eでは可。Cat6はデータシートと試験記録による |
| 撚り銅（パッチコード） | 同ゲージの固体より高い | 短いコードにのみ適する | コード向け。恒久リンク向けではない |
| 銅被アルミ（CCA） | 同サイズの銅よりはるかに高い | 熱と電圧降下が増える | 不可。カテゴリーケーブルは固体銅導体を必要とする |
なぜCCAがPoEの問題なのか
銅被アルミは、薄い銅の皮を被ったアルミ芯です。アルミは銅より電気を通しにくいため、同サイズのCCA導体は目に見えて高い抵抗を持ちます。業界団体は、リスクがPoEの下で最大であることを指摘します。データと電力を同時に運ぶ際に、アルミ導体は銅よりも熱くなるためです。CCA導体は脆さも加わり、パンチダウン端子で折れ得るほか、アルミは時間とともに接点で酸化し得ます。
ルールは単純です。カテゴリーケーブルは固体銅導体を必要とします。Cat5e、Cat6、Cat6Aとして売られ、CM、CMR、CMPの定格を帯びていても、CCAを使うものはカテゴリーを満たさず、偽造品として扱うべきです。基本的な導通確認は通過し得るため、市場に流れるのです。検知方法はCCAと銅の導体に示されます。
- CCAケーブルは銅より約30%軽いため、期待重量を大きく下回る305 m箱は警告サインです。
- 導体端の削りか切断で、銅の下の銀色のアルミが見えます。
- XRF分析はサンプルを壊さずに金属を特定します。
- 試験報告書上の導体直流抵抗をデータシートと比べれば、CCAと細すぎる銅の両方が分かります。
束、熱、施工
一本のケーブルの熱は逃げやすく、大きな束では、中のケーブルは他の温かいケーブルに囲まれて高温になり、高温は導体抵抗と挿入損失を上げます。配線規格と施工ガイダンスは、束のサイズと閉鎖空間のPoEについて限界と助言を与えるため、施工者と設計者が実際の設計に適用します。実務的な対策には、より小さな束、密に詰めた導管ではなく開放トレイ、そして多くの高出力機器が同じ経路を共有する場所での、より太い導体があります。
パッチコードにも一言があります。パッチコードは通常、柔軟性のために撚り導体で作られ、撚り銅は同ゲージの固体銅より抵抗が高いです。コードの数メートルでは許容されますが、恒久リンクに固体導体を使うべき理由の一つであり、長い撚りコードでPoE配線を延長すべきではない理由でもあります。コードを短く、敷設ケーブルと同じカテゴリーに保てば、チャネル全体が設計内に収まります。
ジャケットと火災定格はPoE性能とは別ですが、同じ仕様書に入ります。EU建物ではDoPに宣言されたCPRクラスを持つLSZHまたはPVCジャケット、米国プロジェクトではAHJを満たすCMRまたはCMP定格です。PoEはこれらの要求を変えません。建物全体の計画は建築・建設用途のページをご覧ください。
指定と確認のポイント
PoEを運ぶケーブルの発注では、デスクは次を仕様書に書き、出荷前に確認します。
- 導体: 固体銅、ゲージ明示（参考Cat6では23 AWG）、CCAや銅被鋼なし。
- 導体抵抗: データシートによる直流抵抗、ロットの工場試験記録付き。
- カテゴリーと試験記録: 注文カテゴリーに対する伝送試験結果。
- サンプル確認: 箱の重量、切断端の導体色、サンプルの導体直径。
- ジャケットと定格: プロジェクト市場向けの、DoP上のCPRクラス、または米国のタイプ定格。
これらの確認は、デスクの品質管理プロセスの一部です。Cat6のMOQは一般的に305 m箱で50〜100箱であり、納期とともに注文ごとに書面で確認されます。PoEの用途、配線長、数量を見積もりフォームからお送りください。