4PPoE 対応超細径 LAN パッチコード「neo-patch」について

21

4PPoE 対応超細径 LAN パッチコード「neo-patch」についてUltra-small Diameter LAN Patch Cord “neo-patch” for 4PPoE
小川宏

Hiromu OGAWA

河田正義

Masayoshi KAWATA

中村雄一郎

Yuichiro NAKAMURA

PoE（Power over Ethernet）は，LAN（Local Area Network）ケーブルを使用し，通信をしつつ機器に電力を供給するシステムである。規格の進化により供給電力も増加しており，最新規格の 4PPoE（最大供給電流960 mA/ 対）に使用する場合，ケーブルの発熱を考慮する必要があることから，TIA（Telecommunications
Industry Association）では 4PPoE においては，導体径が太い Cat.6A ケーブルの使用を推奨している。
本報では，4PPoE に使用可能な超細径 LAN パッチコードを実現するためのケーブル及びコネクタに関する取り組みについて報告する。
PoE (Power over Ethernet) is a system that uses a LAN (Local Area Network) cable to supply power to devices while
communicating. Power supply is increasing due to the evolution of the standard. And when using it for the latest 4PPoE(maximum supply current 960mA / pair), it is necessary to consider the heat generation of the cable, so in TIA(Telecommunications Industry Association) 4PPoE is recommended to use Cat.6A cables.
In this report, we report on efforts related to cables and connectors to realize ultra-small diameter LAN patch cords
those can be used for 4PPoE.

1．はじめに機器に電力を供給する技術である。PoE を使用することで電力線の配線が不要となり，配線コストの削減にも繋がる。

LAN（Local Area Network）ケーブルは，主にオフィス，PoE は 2003 年に IEEE 802.3af が制定された後，市場の高学校や商業施設などに使用されているが，最近では用途が速化や機器の電力量増加により，2009 年に PoEplus（IEEE大きく拡大しており，工場やロボットなどの産業用途でも802.3at）が制定された。それ以降もネットワークカメラ，使用されている。このような背景の中，LAN ケーブルを動画対応 IP 電話などの用途で需要が増加しており，2018使用し，機器に電力を供給するシステムとして PoE（Power

年に最新の規格として 4PPoE（IEEE 802.3bt）が制定されover Ethernet）が注目されている。ている（表 1）。

PoE は IP 電話や無線 LAN アクセスポイント，監視カメ

表1

ラなどで利用されており，規格の進化により供給電力も増加している（2 項参照）。
最新規格の 4PPoE では供給電力が最大 90 W となるため，
ケ ー ブ ル の 発 熱 を 考 慮 し，TIA（Telecommunications
Industry Association）では導体径が太い Cat.6A ケーブルを推奨している。

項目
規格

PoE
(Type1)

PoE 規格について
PoE plus(Type2)

4PPoE(Type3)IEEE 802.3af IEEE 802.3at

4PPoE(Type4)IEEE 802.3bt

供給電流（mA/ 対）

150300600

使用する対数（対）2249604

供給電力（W）

15.4

306090消費電力（W）

12.95

25.55171.3

通常の LAN ケーブルの導体径は，0.5 mm（24AWG）程度であるが，導体径 0.3 mm（28AWG）を使用した超細径

PoE，PoEplus までは LAN ケーブルの 4 対の内，2 対をLAN ケーブルでは導体抵抗が高くなり，発熱が通常径より使用し電力を供給しているが，4PPoE では LAN ケーブル高くなるため，4PPoE で使用する場合は，布設条件（使用の 4 対全てを使用し電力を供給する。

温度，束ねる本数など）を厳しく管理しなくてはならない。

4PPoE（Type4）では，供給電力が最大 90 W となり，本報では，上記を解決した 4PPoE に対応した超細径LED 照明やデジタルサイネージ，更にはデスクトップパソ

LAN パッチコード「neo-patch」について報告する。

2．PoE について
PoE とは，LAN ケーブルを使用し，通信を行ないつつコンまで LAN ケーブルを用いることで電源供給が技術的には可能になることから，今後更に PoE の採用増加が見込まれる。

昭 和 電 線 レ ビ ュ ー22

3．4PPoE に使用した場合の LAN ケーブル温度上昇

Vol. 66 (2020)

1000 mA/ 対を通電した際の温度上昇試験を実施した。

配線ガイドライン「TSB-184-A」について

試験ケーブルは，① Cat.5e 24AWG UTP ケーブル，②4PPoE では 1 対当たりの電流が最大 960 mA とかなり

Cat.6 24AWG UTP ケーブル，③ Cat.6A 23AWG UTP ケー

3.1の電流を必要とする為，ケーブルの発熱を考慮する必要がブル，④超細径 Cat.5e 28AWG UTP ケーブルの 4 品種で，ある。TIA では TSB-184-A「Guidelines for Supporting①～③は 37 バンドル，④は 24 バンドルで試験を実施した

Power Delivery Over Balanced Twisted-Pair Cabling」で（表 3）。

平衡ケーブルの発熱を考慮したガイドラインを制定しており，平衡ケーブルの発熱は，ケーブルの導体抵抗及び束ね

表3

試験ケーブルの品種

項目品種

当社製品名

束ねる本数（本）している。これはデータセンターなどの周囲環境温度を最①Cat.5e 24AWG UTP

TPCC® 537②Cat.6 24AWG UTP

TPCC® 637

高 45℃と想定し，構内情報配線システム（ケーブル及び機③Cat.6A 23AWG UTP

TPCC® 6A37④

超細径 Cat.5e 28AWG UTP

eco-patch

24る本数に起因し，温度上昇は 15℃以下に抑えることを推奨器を含む）で定められている最高使用温度の 60℃を超えないようにするためである。

試験結果は，図 2，及び表 4 の通り，温度上昇は 1 時間程

TSB-184-A では 1000 mA/ 対を通電した際の各カテゴ度で飽和する傾向が見られた。③ Cat.6A ケーブルの温度上リーでの温度上昇について，ケーブルを指定回数折り返し昇が最も低い結果（約 4.70℃）となり，④超細径ケーブルがて束ねた状態で，ケーブルの中心部に熱電対を接続し，温24 バンドルでも最も高い結果（約 17.49℃）となった。カテ度を測定する方法で実施しており（図 1），測定結果は，表 2

ゴリーが高い程，温度上昇が低く，④超細径ケーブルではとなる。

TIA-184-A で推奨されている 15℃以下より高くなっている。

通電1000 mA/対

直流電源

被測定ケーブル（指定回数折り返して束ねた状態）

温度記録計

図2

●熱電対挿入位置
図1
表2

表4

温度上昇試験のイメージ図

項目

温度上昇℃
26AWG

24 本
37 本

1000 mA/ 対通電した際の温度上昇結果（当社ケーブルにて実施）

項目1000 mA/ 対に通電した際の温度上昇結果（TSB-184-A の一部抜粋）

束ねる本数

時間における温度上昇推移

Cat.5eCat.6

Cat.6A

12.19

7.91

6.00

5.13

16.17

10.73

8.21

6.98

温度上昇℃

束ねる本数

eco-patch
28AWG

TPCC® 5(Cat.5e)

24 本

17.49－

－－

37 本－

8.96

6.88

4.70

TPCC® 6(Cat.6)

TPCC® 6A
(Cat.6A)

4．超細径 LAN ケーブルのメリット及び需要動向

一般的に Cat.5e や Cat.6 よりも太い導体を使用している

超細径 LAN ケーブルは，ネットワーク需要の増加に伴い，上位カテゴリーである Cat.6A ケーブルの方が温度上昇はデータセンターでの布設や既存配線への増設において配線低くなり，束ねる本数についても少ない方が温度上昇が低スペースの問題を解決するために開発した製品である。

い傾向である。TSB-184-A では，発熱によるケーブルの長一般的な LAN ケーブルの導体径 24AWG（約 0.5 mm）

期信頼性なども考慮し，4PPoE で使用する LAN ケーブルを 28AWG（約 0.3 mm）に細くすることで，ケーブルの細は Cat.6A ケーブルを推奨している。

径化及び配線時の省スペース化を図ることが可能となる

3.2

当社 LAN ケーブルでの実力値の把握

TSB-184-A と同様の試験方法にて当社 LAN ケーブルに（図 3）。このようなメリットから，年々超細径 LAN ケーブルの需要は増加している。

4PPoE 対応超細径 LAN パッチコード「neo-patch」について

図3

通常径（例）

超細径（例）

約5.4 mm

約3.7 mm

23

通常径と超細径との外径の違い（Cat.5e UTP）

このような背景の中，超細径 LAN ケーブル「eco-patch」
を 4PPoE で使用できないかとのユーザーからの要望があった。3 項に記載した通り，4PPoE で使用する場合には，「eco-patch」

図4

超細径 LAN ケーブルでは温度上昇が高く，ケーブルの使「H12-TPCC ® 5(S)」

使用温度範囲の比較について用温度範囲を超えてしまうという問題点がある。超細径

6．コネクタについて

LAN ケーブルを 4PPoE で使用するには，その点について

JIS X 5150「構内情報配線システム」では，「平衡ケーブ対策する必要がある。

ルを直接終端するために使用する器具は，IPC タイプ又はIDC タイプにすることが望ましい」と明記されている。

5．125˚C 耐熱超細径 LAN ケーブルについて

IPC タイプは，圧着接続（Insulation Piercing Connection）

工場の IoT 化などで LAN ケーブルの使用用途が広がるで，コアを貫通させ接続する方式であるのに対し，IDC タことで，耐油や耐屈曲などの特殊な特性についても要求さイプは，圧接接続（Insulation Displacement Connection）れるケースが増加している。その中で，100℃以上の高温で金属スリット間にコアを押し込む方式であり，導体との環境でも使用可能な LAN ケーブルの要求があったことか接触面積が大きいという特長がある（図 5）。

ら，当社では 125℃耐熱超細径 LAN ケーブル「H12-TPCC®

5(S) 0.3mm × 4P」を 2018 年にラインナップした。
H12-TPCC ® 5(S) は，絶縁体材料にフッ素樹脂（FEP），外被材料に特殊 PVC を使用することで−20 ～ +125℃の幅広い温度環境下で使用可能であり，最高 +125℃の温度環境下で使用可能な LAN ケーブルとしては業界初の製品である。
「H12-TPCC ® 5(S)」にて，3 項に記載されている試験と同様に，1000 mA/ 対を通電した際の温度上昇試験を実施

図5

IPC タイプと IDC タイプについてした。
24 バンドルでは，約 18℃の温度上昇が見られ，3 項に記

PoE に使用するコネクタは，電力を通電した際に接触抵載している超細径 LAN ケーブル「eco-patch」（表 4）と温抗を考慮する必要がある。接触抵抗が大きいと電力を必要度上昇値は同等であった。温度上昇は絶縁体材料及び外被以上に消費し，発熱しやすくなり，最悪のケースでは導通材料による違いは見られず，ケーブルの導体径と束ねる本不良が発生する恐れがある。つまり，コネクタの接触抵抗数に起因していることを再確認できた。

は，低い方が望ましい。

今回の結果より，24 バンドルで温度上昇が約 18℃の際，IPC タイプは，導体との接触範囲が限定的となる場合があTSB-184-A で想定している最高使用環境 45℃で考えた場るのに対し，IDC タイプは，導体との接触範囲が一定で，広合，eco-patch では使用温度範囲の 60℃を超えてしまうが，範囲に接触しているため，接触抵抗値は安定しやすくなる。

H12-TPCC® 5(S) では使用温度範囲に収まっており，4PPoE

長期信頼性試験として IPC タイプと IDC タイプの接触使用時でも 125℃耐熱超細径 LAN ケーブルであれば使用抵抗の変化を老化加速試験（試験条件：70℃）にて調査した。

することが可能である（図 4）。

その結果を図 6 に示す。

昭 和 電 線 レ ビ ュ ー

24Vol. 66 (2020)

8．まとめ

125℃耐熱超細径 LAN ケーブルと IDC 接続に対応したコネクタを組み合わせることで，4PPoE にも対応可能な超細径 LAN パッチコード「neo-patch」を新たにラインナップすることができた。PoE は今後需要が増加するシステムとして注目されており，「neo-patch」の拡販に取り組んでいく。
当社では，これまでお客様からの様々なニーズに対応すべく，製品ラインナップの拡充に取り組んでいる。今後もお客様からの声を大事にし，新しいニーズに共に歩んでい図6

IPC と IDC の接触抵抗変化（老化加速試験）

IPC タイプは，接触抵抗が徐々に増加しているのに対し，けるよう，製品の研究・開発・改良に取り組んでいく。

謝辞

IDC タイプでは，低い数値で安定していることが分かる。

本 製 品 の 開 発 に あ た り， ネ ッ ト チ ャ ー ト 株 式 会 社，最大で 960 mA を通電する 4PPoE では，接触抵抗が安定R&M Japan 株式会社に多大なるご協力をいただきました。

し長期信頼性に優れている IDC タイプを使用することが望ここに感謝の意を表します。

ましい。

参考文献

7．4PPoE 対応超細径 LAN パッチコード「neo-patch」
5 項の 125℃耐熱超細径 LAN ケーブルと 6 項の IDC 接続に対応したコネクタを組み合わせることで，4PPoE 使用
時 の ネ ッ ト ワ ー ク 障 害 等 の リ ス ク を 低 減 で き る「neopatch」をリリースした（図 7，表 5）。

1）‌河田正義，他：LAN 用ツイストペアケーブルの現状と今後の展望，
昭和電線レビュー，Vol.58，No.1，p.44（2008）2）‌TSB-184-A:「Guidelines for Supporting Power Delivery Over
Balanced Twisted-Pair Cabling」
3）‌日本産業規格：JIS X 5150-2016「構内情報配線システム」

図 7 「neo-patch」写真（外被色：黒／灰／薄黄）

表 5 「neo-patch」仕様
サイズ・対数

仕上外径（約 mm）

概算質量（kg/km）

28AWG × 4P

3.715

製品特長
・4PPoE（IEEE 802.3bt Type4）対応超細径 LAN ケーブル・適用規格：ANSI/TIA-568.2.D-2018 準拠・ケーブルは，絶縁体にフッ素樹脂（FEP），外被に特殊耐熱 PVC を使用しており，− 20 ～ +125℃の温度環境で使用可能な耐寒・耐熱仕様
・コ ネクタは，IDC（圧接）技術を採用し，長期信頼性に優れている（接触抵抗の上昇，経時変化が少ない）・ラック内の省スペース化を実現

TPCC は冨士電線株式会社の登録商標です。

4PPoE 対応超細径 LAN パッチコード「neo-patch」について

冨士電線㈱小川宏（おがわ ひろむ）
生産本部 甲府工場 通信技術課 通信技術グループ
通信用ケーブルの設計・開発に従事

冨士電線㈱河田 正義（かわた まさよし）
生産本部 甲府工場 次長
通信用ケーブルの設計・開発に従事

冨士電線㈱中村雄一郎（なかむら ゆういちろう）
生産本部 甲府工場 通信技術課 通信技術グループ長
通信用ケーブルの設計・開発に従事

25