ケーブル共有 – ユニークで革新的なカテゴリー7Aアプリケーション

多くの議論の末、電気通信工業会（TIA）のTR-42.7銅ケーブル配線サブコミティーは、最終的に少なくとも30メートル（98フィート）までの2コネクタチャネルで40ギガビット/秒（Gb/s）をサポートする次世代平衡ツイストペアケーブルシステムの名称として「カテゴリー8」を採用しました。TIAがカテゴリー6Aからカテゴリー8へと連続的に移行することで、業界に混乱を招く可能性があり、「カテゴリー7はどうなったのか？」と疑問に思う人もいるかもしれません。

ITマネージャーやエンドユーザーは、実際に標準化されたカテゴリー7とカテゴリー7Aが存在することを安心して確認できます。さらに、カテゴリー7/7Aは、コスト削減、ケーブル管理の簡素化、複数のアプリケーションを単一のメディアタイプに統合する手段として、ツイストペア銅チャネルの異なるペアで複数のアプリケーションを実行する干渉のないケーブル共有の利点を提供します。

標準ベースのコンセプト

カテゴリー7Aは、公開されたパフォーマンス標準によってサポートされるツイストペア銅ケーブル配線の最高グレードです。欧州市場で人気があり、米国や南米などの他の地域でも大きな進展を見せています。2010年に国際標準化機構（ISO）によってISO/IEC 11801第2版の修正2で批准されたカテゴリー7A（クラスFA）は、1000メガヘルツ（MHz）までの帯域幅で特徴付けられる完全にシールドされたシステムです。これに先立つカテゴリー7（クラスF）ケーブル配線は、2002年にISO/IECによって批准され、600 MHzまでの帯域幅で特徴付けられました。この記事では、最新のカテゴリー7規格であるカテゴリー7Aについて言及します。

ISO/IECは、カテゴリー7Aに対して2つのコネクタオプションを指定しています – IEC 60603-7-7で定義されるRJスタイルのコネクタと、IEC 61073-3-104で定義される非RJスタイルのコネクタです。RJスタイルのコネクタは、内部にカテゴリー6Aおよび7Aの回路を備えています。そのカテゴリー6A回路は、カテゴリー6Aおよびそれ以下のカテゴリーケーブル配線で使用される8位置8接点（8p8c）RJスタイルのモジュラープラグインターフェースを受け入れる下位互換性があります。カテゴリー7A回路は、ジャックの4つの外側の角にある接点と接触する特殊な非RJスタイルプラグを挿入することで作動します（図1参照）。

非RJスタイルのコネクタは、分離された四分割接点設計を特徴としています（図2参照）。標準的なRJ-45サイズのモジュラージャック開口部に適合し、ハイブリッドパッチコードを介してカテゴリー6Aおよびそれ以下のカテゴリーケーブル配線と下位互換性があります。非RJスタイルの設計は、革新的なケーブル共有機能を提供する標準化されたインターフェースを提供します。

ケーブル共有は、ツイストペア銅ケーブルの異なるペアで複数のアプリケーションを実行する practice です。一般的なレガシーの例には、1本の25ペアケーブルで12の10メガビット/秒（Mb/s）チャネルを実行したり、Yアダプタ（スプリッタ）を使用して1本のケーブルで別々の音声とファックス回線を作成するためにペアを分岐したりすることが含まれます。

ケーブル共有の practice は、通信の専門家によって20年以上前から受け入れられており、1991年に早くもTIAとISOの規格で認識されていましたが、カテゴリー7Aのような完全にシールドされたケーブルシステムの採用まで人気を得始めませんでした。これは、非シールドツイストペア（UTP）ケーブルシステムの内部クロストーク結合（近端と遠端の両方）の量が多いため、ユーザーが1本のケーブル内で複数のアプリケーションが共存できるかどうかを予測することが困難だからです。実際、規格では、UTPケーブルで共有できるアプリケーションを決定する際、類似の周波数帯で動作するアプリケーションからのクロストークが潜在的に互いに干渉する可能性があることをユーザーに警告しています。一方、完全にシールドされたカテゴリー7Aケーブル配線は、4ペアチャネル上で複数のアプリケーション、または任意の1つのアプリケーションの複数の出現をサポートするのに十分なノイズ分離が保証されています。

ISO/IEC 15018などの一部の規格では、経路スペースが限られている場合にケーブル共有を検討することを具体的に推奨しており、非RJスタイルのカテゴリー7Aインターフェース（IEC 61073-3-104）をこのアプリケーションに適したコネクタスタイルとして特定しています。このインターフェースは、ケーブル共有をより容易にするためにチャネルの1ペアまたは2ペアに簡単にアクセスできる分離された四分割設計を特徴としています（図3参照）。

共有と共有のアプローチ

IEC 61076-3-104カテゴリ7A非RJスタイルコネクタを使用すると、1本のケーブルで最大4つのアプリケーションを共有できます。この能力は、ケーブルとコネクタの構造の両方によって独自に可能になります。カテゴリ7Aのケーブリングチャネルと同様に、4つのシールドペアすべてが1つのアウトレットに終端されます。ただし、4ペアコードを受け入れることに加えて、非RJスタイルのアウトレットは、スプリッターやアダプターを必要とせずに、4つの1ペアコード、2つの2ペアコード、またはその組み合わせも受け入れることができます。この柔軟性により、様々なアプリケーションを1本のケーブルに統合でき、低グレードのケーブリングを使用する複数の配線に関連するケーブリング量と必要な経路スペースを減少させることができます。

ケーブル共有をサポートするモジュラーコードは、一方の端に1ペア、2ペア、または4ペアの非RJスタイルコネクタが終端され、IEC 61076-3-104カテゴリ7Aコネクタの1つ、2つ、または4つすべての象限に適合します。モジュラーコードのもう一方の端は、音声用のRJ-11プラグやイーサネット用のRJ-45プラグなど、適切に配線されたインターフェースコネクタに終端されます（図4参照）。統合されたバランまたはモジュラー接続を持つコードは

F型バランアダプターは、ケーブルテレビ（CATV）のような1ペアビデオアプリケーションに使用できます。実際、クラスFAは、拡張された周波数特性のため、デジタルCATVのすべてのチャンネル（約700 MHzまで）をサポートするのに適切なグレードのケーブリングです。同軸ケーブルの実装と同様に、入力信号の強度、ケーブリング配線の長さ、配信される最高および最低チャンネルに応じて、ツイストペアケーブリングを介して一部のCATV展開をサポートするために増幅が必要になる場合があります。閉回路テレビ（CCTV）アプリケーションを容易にするためのBNC型バランアダプターも利用可能です。

ほとんどの商業環境では業界標準に従って各作業エリアに最低2つのアウトレットを提供していますが、作業エリアで2つ以上のアプリケーションをサポートする必要がある環境もあります。例えば、医療施設では、一部の患者回復室で単一の作業エリアに15以上のアプリケーションが必要とされることがあります。これらの高密度作業エリアの多くは、低速アプリケーションのみをサポートする必要があります。カテゴリ7AとIEC 61076-3-104非RJスタイルコネクタのケーブル共有機能により、1つのアウトレットで複数の1ペアおよび2ペアの低速アプリケーション、または1000 Mb/s（1000BASE-T）や10 Gb/sイーサネット（10GBASE-T）などの1つの4ペア高速データアプリケーションをサポートできます。

2つのカテゴリ7A非RJスタイルコネクタを使用する2アウトレットの作業エリアは、低カテゴリのケーブリングでサポートされる典型的な2アウトレットの作業エリアよりもはるかに多くのアプリケーションをサポートでき、より無駄の少ない方法で行うことができます。具体的には、1ペア、2ペア、または3ペアだけで伝送するアプリケーションに4ペアチャネルが専用の場合に存在する未使用のペアが排除され、必要なケーブルの数が大幅に減少し、結果として経路コストとケーブル管理の複雑さが軽減されます。表1は、ケーブル共有で簡単にサポートできる典型的な1ペアおよび2ペアのアプリケーションを示しています。

ケーブル共有の実装方法は非常に柔軟で、幅広い構成をサポートしています。例えば、4人のエージェントがワークグループで配置され、それぞれがアナログ電話とインターネット接続を必要とするコールセンターを考えてみましょう。このグループの作業エリアアウトレットには、4つの1ペアアナログ電話をサポートするカテゴリ7A非RJスタイルコネクタ1つと、高速データ用の4つの追加アウトレットを含めることができます。つまり、作業エリアの5つのアウトレットで4人のエージェント全員に対応できるのに対し、個別のアウトレットは8つ必要になります。このシナリオでは、コールセンターは通常、材料費で10%以上のコスト削減と、アウトレットの総数で39%の削減を実現できます。

ケーブル共有ソリューションを設計する際は、サポートするアプリケーションの種類を計画し、その機器のライフサイクルを理解することが重要です。ケーブリングインフラストラクチャが将来のアプリケーションとアップグレードをサポートできることを確認することが重要です。その結果、すべてのケーブル共有ソリューションに推奨される方法は、データ用に最低1つの専用アウトレットと、他の低速1ペアおよび2ペアアプリケーション用に1つのアウトレットを提供することです。これにより、伝送に4ペアすべてを必要とする高速データアプリケーションへの移行が容易になります。

ケーブル共有の実践

サウスカロライナ州中北部に位置するロックヒル市は、36平方マイル以上の面積に67,000人の住民を擁する成長中のコミュニティです。この市は、歴史的な魅力と責任ある拡張を巧みに融合させたビジネス志向の街で、シャーロット地域で唯一の主要なサウスカロライナ州の都市です。市営のロックヒル公益事業部が、管理事務所、作業場、倉庫を収容する新しい3棟のキャンパスを建設することを決定した際、ビデオ、VoIP、アナログ電話、CATV、ビデオ監視、IPラジオ、データなど、あらゆるものをサポートする多用途なネットワークが必要でした。

「通常、各作業エリアに4つのアウトレットを設置し、ビデオ用の同軸アウトレットを含む様々なアプリケーションをサポートします。CATVを通じて天気やその他の重要な緊急情報を把握する必要があり、同時にトレーニングやデジタルサイネージ用のビデオもサポートする必要があります」と、市の情報技術システム（ITS）部門のブレンダ・ルーフは述べました。「カテゴリー6Aシステムの予算を立てていましたが、非RJスタイルのコネクタを使用したカテゴリー7Aでのケーブル共有の概念に出会ったとき、非常に多用途に見えました。」

カテゴリー7Aとケーブル共有に関する徹底的な調査を行い、技術専門家との会合を含め、ルーフは上司たちにこのソリューションが彼らのニーズをサポートするのに理想的であることを納得させることができました。「簡単な決定ではありませんでした」と彼女は言いました。「最初に入札を行ったとき、私は少数派でした。ほとんどのケーブリング業者がカテゴリー6Aを押していました。」ルーフは自分の信念を曲げず、最終的にカテゴリー7Aとケーブル共有の導入をサポートできるメーカーを見つけ、インストーラーおよび市のITSと公益事業スタッフのためのオンサイトトレーニングと認証を提供しました。

非RJスタイルのカテゴリー7Aコネクタを導入し、ケーブル共有を実施することで、ロックヒル公益事業部は必要なケーブリング、アウトレット、労力を大幅に削減することができました。Fタイプコネクタで終端され、統合バランを備えたハイブリッドコードを使用することで、175フィート未満の配線でCATVやビデオ監視などのビデオアプリケーションをサポートするための同軸ケーブルの使用も排除できました。「各作業エリアに4つのアウトレットを設置する代わりに、2つだけに減らすことができました」と市のITS部門のラリー・ウィリアムズは言います。「ほとんどのユーザーにとって、1つのアウトレットはコンピューターへの10/100BASE-T接続用に2ペア、VoIP電話用に2ペアを提供します。そして2つ目のアウトレットの追加4ペアで、プリンター、アナログ電話、ファックス機などの他のデバイスをサポートしたり、4ペアの1000BASE-T接続に移行したりできます。」

CATVやその他のビデオアプリケーションについて、ロックヒル公益事業部は1つのアウトレットから最大4台のTVをサポートできます。「追加のアウトレットとビデオ用の同軸ケーブリングの大部分を排除することで、労働コストを半分に削減できました」とルーフは言います。「カテゴリー7Aのアウトレットがあれば、人々を移動させる必要があるときも心配する必要がありません。異なるパッチコードを使用するだけで簡単です。」カスタムメイドのコードを使用することで、クロスオーバーケーブルが必要な既存のデジタル電話システムもサポートできました。

ロックヒル公益事業部は最終的に、管理棟に480個、作業場に203個、倉庫に42個のカテゴリー7Aアウトレットを設置しました。「システムは現在稼働中で、もし再びチャンスがあれば、同じシステムを選び、ケーブル共有を使用するでしょう」とルーフは言います。

さらなる共有の可能性

カテゴリー7Aは、ケーブル共有機能以外にも追加の利点があります。完全にシールドされた設計により、カテゴリー7Aケーブルは非シールドツイストペア（UTP）の下位カテゴリーケーブリングよりも高いパフォーマンスを提供します。高周波では、個別にシールドされたペアの使用により、ケーブル経路に沿った内部クロストークとケーブル間のエイリアンクロストーク、および作業エリアと通信クローゼットのコネクタ間のクロストークがほぼ完全に排除されます。そのため、UTPケーブリングを使用する際にしばしば必要とされる追加の緩和策なしで、10 Gb/sアプリケーションをサポートできます。

ケーブルの外側の全体的な編組シールドは、追加の強度と接地への低インピーダンス経路を提供します。外側のシールドは外部ソースからの低周波ノイズを拾い、効果的に接地に伝導し、医療施設や産業施設など様々な環境で一般的な電磁干渉と無線周波数干渉（EMI/RFI）に対する優れた耐性を提供します。

カテゴリー8が今後登場する可能性がある一方で、カテゴリー7Aは既存の規格に基づくシステムであり、ケーブル共有、より高い帯域幅容量、100メートルにわたるEMI/RFI耐性の利点を提供します。1000 MHzまでの範囲では、カテゴリー8の提案されている性能限界は、現在カテゴリー7Aで規定されているものを満たしていません。ISO/IECは既に完全シールドケーブリングの将来を見据えています。ほぼ最終段階にあるIEC 61076-3-104第3版は、IEC 61073-3-104カテゴリー7A非RJスタイルコネクタの性能を2 GHzまで拡張する予定です。これはカテゴリー8で暫定的に提案されている周波数と同じです。

40 Gb/sイーサネット（40GBASE-T）アプリケーションの信号処理能力が確定し、より高度で代表的な実生活の分析が行われるまでは、どのメディアに対しても40GBASE-Tアプリケーションのサポート距離を保証するのは時期尚早です。しかし、非RJスタイルコネクタとその独自の分離された4分割設計を持つ完全シールドシステムは、最終的に40 Gb/sの次世代速度をある程度サポートしつつ、ケーブル共有という革新的な機能を提供することが見込まれています。規格に基づくカテゴリー7Aは現在利用可能であり、今後も継続して使用されるでしょう。