スマートに、堅牢に：過酷な環境へのLAN拡張
私たちの日常生活のほぼすべてが、今やネットワークに触れています—スナックを買う、メールを送る、遊園地で乗り物に乗るなど。デジタル情報、無線ハンドヘルドデバイス、イーサネットが私たちの生活のあらゆる面に浸透していることは、これまで以上に多くの場所でネットワークへの接続が必要になっていることを意味します。過去10年間で製造環境が急速に産業用イーサネットに移行し、産業用オートメーションと制御システムの情報を提供し、工場環境を企業LANと統合する手段となったことを考えると、より過酷な条件に耐えうるネットワークケーブル、パッチコード、コネクタの需要が高まっているのも不思議ではありません。
しかし、その中間に位置する環境についてはどうでしょうか—「産業用」と呼ぶほど過酷ではないが、日常的な商業オフィス環境にあるものよりも堅牢なものが必要な環境です。このような環境へのネットワークの拡張は、想像以上に一般的になってきています。私たちの世界がますますデジタル化するにつれ、このような環境があちこちに出現し、長期的なネットワークの信頼性を維持し、さまざまな要素による腐食や損傷のためにコンポーネントを交換する必要性を防ぐ、堅牢化されたネットワークケーブル、パッチコード、コネクタが求められています。
規格を知る – MICEからNEMAまで
産業環境向けの規格は確かに工場の床、製造プラント、加工施設に適用されますが、同じ規格を使用して、商業用でも産業用でもないとはっきり識別できない中間的な環境に必要な堅牢化されたケーブルと接続性のタイプを決定することができます。国際規格ISO/IEC 24702は、産業環境におけるイーサネットベースのデータ通信をサポートする平衡銅線および光ファイバーケーブルシステムの両方に対して、アプリケーションに依存しない要件を提供しています。この規格は、産業施設内の動作環境を反映したケーブルと接続性の実装オプションと要件を提供しています。ISO/IEC 24702は、同様の米国TIA-1005および欧州EN 50173-3規格とともに、産業用ネットワークを構築するために必要な材料のパラメータを分類するMICE方式を採用しています。MICEはMechanical（機械的）、Ingress（侵入）、Climatic（気候的）、Electromagnetic（電磁的）の頭文字で、環境の過酷さを3つのレベルに分類しています—レベル1は日常的な商業オフィス環境、レベル2は軽工業用、レベル3は産業用です。例えば、M3I3C3E3環境では、最高レベルの振動、衝撃、引張力、衝撃、曲げに耐えられるネットワークインフラストラクチャコンポーネントが必要です（表1参照）。
表1: MICEパラメータ
MICE方式は商業用、軽工業用、産業用の過酷さのレベルを決定するために使用されますが、環境が一つのMICE分類に排他的であることはほとんどありません。さらに、ポイントAからポイントBへの1本のケーブル配線が、ルートに沿って様々なMICE分類を横断することがあります。したがって、過酷な環境でケーブリングシステムを計画する設計者は、環境をよく理解し、各パラメータのレベル1、2、3が何を意味するかを把握する必要があります。場合によっては、環境を測定するために特殊な機器が必要になることがあります。特に振動と電磁干渉の測定に関してはそうです。規格には、対象環境内に存在するレベルを判断するためのMICE表が含まれています（表2参照）。コンポーネントを決定するためにMICEレベルを使用するコツは、他のパラメータに関係なく、常に最悪のシナリオと最悪のレベルのパラメータを考慮することです。例えば、液体にさらされる環境はM1I3C1E1に分類されるかもしれません。M3I3C3E3を満たす堅牢化されたコンポーネントのみが利用可能な場合、すべてのパラメータにそのレベルの保護が必要かどうかに関わらず、それらを使用する必要があるかもしれません。
表2: MICE分類
過酷な環境で考慮すべきもう一つの規格ベースの評価は、欧州電気標準化委員会（CENELEC）が開発した保護等級（IP）評価です。IPコードとも呼ばれるIP評価は、IPの文字に2つの数字が続きます—最初の数字は固体（つまり、ほこり）に対する保護を分類し、2番目の数字は液体（つまり、水）に対する保護を分類します。例えば、表3に示すように、IP22というIP評価は、指サイズの物体と垂直に落下する水滴に対する保護を示します。
表3: IPコード評価
NEMA 4Xエンクロージャーは、過酷な環境における埃、水、腐食からの保護を提供します。
当業界で一般的に見られる耐環境性コネクティビティのIPレーティングの一つはIP66/IP67で、埃や水の侵入に対して完全な保護を提供します。IPレーティングは特に湿気や埃の多い環境での必要な保護レベルを決定する際に有用ですが、より高い温度や湿度範囲に耐える能力、より高レベルの静電気放電（ESD）や無線周波数干渉（RFI）の中でも性能を維持する能力など、残りのMICEパラメータを覚えておくことが重要です。
表4： NEMAエンクロージャーレーティングとIP相当
エンクロージャーに関連してさらに考慮すべき規格があります。これには、キャビネット、表面取り付けボックス、床および天井ボックス、ジャンクションボックス、さらにはネットワーク機器のハウジングが含まれます。全米電機製造業者協会（NEMA）は、エンクロージャーが使用できる環境のタイプを定義する標準的な評価システムを使用しています。エンクロージャーのNEMAレーティングにも、表4に示すような最も一般的なNEMAエンクロージャーを強調したIPコードの相当品があります。
主要コンポーネントの特定 – ケーブルからコネクタまで
耐環境性のあるケーブルとコネクティビティを選択する際、銅線と光ファイバーの両方のソリューションを考慮する必要があるかもしれません。特に、商業用データセンターや通信室環境から外部へより多くの光ファイバーが拡張され、ワークエリアアウトレットにより高い帯域幅をもたらしたり、より長い距離の要件に対応したりする場合です。光ファイバーは電磁干渉に対して免疫があるため、すべてのMICEパラメータが銅線と光ファイバーの両方に関連するわけではありませんが、コネクティビティのIP66/IP67レーティングは両方に容易に適用でき、他の機械的、気候的、化学的パラメータも同様です。一般的に、過酷な環境向けの耐環境性ケーブルとコネクティビティソリューションには、以下のようなコンポーネントと特性が含まれるべきです：
- コネクティビティの耐薬品性熱可塑性ハウジング — プラグとアウトレットは、ほとんどの溶剤や一般的な産業用化学物質から最も広範囲の保護を提供する材料を使用すべきです。
- アウトレット用ダストキャップ — 耐環境性ダストキャップは未使用のアウトレットを保護し、洗浄時にアウトレットを密閉できます。
- IP67定格の銅線および光ファイバーコネクティビティ — IP66/IP67定格のシールを備えた耐環境性アウトレットとモジュラーパッチコードは、プラグとアウトレットの接点を埃や湿気から保護します。
- 銅線用のシールドツイストペアケーブル — F/UTPケーブルやS/FTPケーブルなどのシールド銅ケーブルは、EMI/RFIに対してはるかに高い耐性を提供します。
- より耐久性のあるケーブルジャケット材料 — ポリウレタンや熱可塑性エラストマーなどのジャケット材料は、より良い引張強度と低温柔軟性、脆化点を提供し、さらに優れた引裂き、摩耗、化学物質、湿気に対する耐性を提供します。
- IP44定格のフェイスプレート — 後部シーリングガスケット付きのステンレス鋼フェイスプレートは、湿気や破片から保護シールを提供します。
- NEMA 4Xエンクロージャー — NEMAレーティングを持つエンクロージャーと表面取り付けボックスは、耐環境性アウトレットの終端ポイントを保護します。
耐環境性コネクティビティの必要性は、さまざまな環境での光ファイバーアウトレットにも関連する場合があります。
後部シーリングガスケットと未使用の
接続用のダストキャップを備えたステンレス鋼フェイスプレートは、過酷な環境での重要なネットワーク接続を保護するのに理想的です。
最適な選択 – ホームプレートからシーフードプラッターまで
デジタル情報、ハンドヘルドデバイス、イーサネットの普及により、消費者と従業員はどこでもネットワークとインターネットへのアクセスを常に要求し、生活や仕事を容易にするデジタルアプリケーションを求めています。その結果、企業は過去にはネットワーク接続や無線サービスが不要だった場所にもネットワークを拡張する必要があります。現在アクセスが必要な多くの環境が標準的な商業環境の範疇外にあるため、企業は商業グレードのコンポーネントに加えて耐環境性ケーブルとコネクティビティを提供するメーカーとパートナーシップを組んでいます。
ロサンゼルス・ドジャースの本拠地であり、メジャーリーグベースボールで3番目に古い52年の歴史を持つドジャー・スタジアムの1億5000万ドルの改修工事では、ファンに最先端の体験を提供するために多くの改良が行われました。これには、スタジアム全体のWiFi、デジタルディスプレイ、IPベースのセキュリティ、チケット売り場、キオスク、販売ポイントをサポートする新しい高性能の銅線および光ファイバーケーブルシステムが含まれています。
ドジャー・スタジアム
改修の一環として、スタジアムの左翼と右翼の入口に新しい2つのプラザが追加されました。売店はスタジアム全体に配置されていますが、新しいプラザにある新設のブルペン・オーバールック・バー、シンク・ブルー・バーベキュー、トミー・ラソーダのイタリアン・トラットリア売店が試合前後に最も注目を集めています。
ネットワークの設計段階において、ドジャースのIT副社長であるラルフ・エスキベルは、Siemonと協力し、外部の飲食施設のLAN接続の信頼性を最も確実にする製品を決定しました。商用グレードのコンポーネントに悪影響を与える可能性のある有害な環境要因を考慮し、これらの場所にはSiemonラゲッドZ-MAXカテゴリ6A シールド付きIP66/IP67定格アウトレットとモジュラーコードが選択されました。
Siemonラゲッド
Z-MAXカテゴリ6A シールド付きIP66/IP67定格
アウトレットとコードが、ドジャー・スタジアムの屋外
売店とキオスク
に導入されました
ラゲッドZ-MAXコネクタは、粉塵の侵入に対する完全な保護と、水の侵入に対する短期的な保護を提供し、さらに高温多湿環境にも耐えられる能力を持っています。これらは耐久性があり、化学物質に強い産業用グレードの熱可塑性プラスチックを使用し、特許取得済みの四分の一回転式バヨネット式設計により優れた保護を提供します。スタジアム全体で必要な性能とノイズ耐性を提供するため、Siemonシールド付きF/UTPケーブルも選択されました。
エスキベルは次のように述べています。「このような投資を再びいつできるかわかりません。ここには多くの技術があり、それを確実に保護する必要があります。」
トライデント・シーフーズ
米国最大の水産会社であるシアトルを拠点とするトライデント・シーフーズは、漁船と加工工場を垂直統合した水産会社で、トライデント、ルイス・ケンプ、ルーベンシュタインなどの様々なブランド名で新鮮、冷凍、缶詰、燻製、すぐに食べられる水産物を生産しています。同社が3隻の工船全体にネットワークアクセスを拡張しようとした際、Siemonのラゲッド接続ソリューションを選択しました。
276フィートのコディアック・エンタープライズから始まり、トライデントは既存の操舵室通信を改善するだけでなく、ピーク漁期に長期間船上で生活する125人以上の乗組員全体にWi-Fiを提供するため、船上のネットワーク全体をアップグレードしようとしました。1ヶ月という短い乾ドック期間中、ネットワークインフラシステムの総合サービスインテグレーターであるCabling Technology Services（CTS）が、船のケーブルインフラ全体を撤去し、交換しました。
CTSのサービスプロジェクトマネージャーであるジェームズ・ガノンは次のように述べています。「狭いスペース、腐食性の海水、その他の環境要因のため、船舶へのケーブル配線は非常に困難です。Wi-Fiアクセスのために全体に接続を展開し、魚の加工エリアのコンピュータ化された包装システムに接続する必要がありました。このエリアは床から天井まで常に濡れており、会社の衛生プロセスの一環として洗浄が行われます。」
トライデント・シーフーズの276フィートのコディアック・エンタープライズは、同社のトロール船の1隻で
、SiemonラゲッドMAX IP66/IP67
定格アウトレットを使用しています。
船内全体で、SiemonラゲッドMAX IP66/IP67定格カテゴリ6アウトレットとモジュラーコードが再び導入され、水の侵入に対する保護と、通常のラゲッド化されていないコンポーネントを故障させる可能性のある海水の腐食性に耐える能力を提供しています。
ガノンは次のように述べています。「トライデントは湿気に対処できるものを求めており、Siemonにその製品がありました。過去に多くのプロジェクトでSiemonの製品を使用してきましたが、彼らのラゲッド接続を使用したのは今回が初めてでした。我々は他の2隻の工船—アイランド・エンタープライズとシアトル・エンタープライズ—でもこれを使用しており、両方とも今年中に完成する予定です。」
適切なパートナーの選択 – 経験から製品の幅広さまで
商業環境での経験豊富な設計者や施工業者が、企業LANの拡張として増加している過酷な環境に対応する際、必ずしも産業規格やMICEパラメータの使用方法、または求められる製品特性を理解しているとは限りません。さらに、過酷さのレベルと必要なコンポーネントを決定するための規格ベースの方法やパラメータは、必ずしも明確ではありません。
業界標準は環境に基づいてコンポーネントを決定するのに使用できますが、中間的な環境を「軽工業」と呼ぶことがよくあります。この用語は、環境が明らかに工業的ではなく、単に商業用LANがより厳しい環境に拡張されているだけの場合、混乱を招く可能性があります。結果として、これらの環境の計画段階で「工業」規格が常に遵守されるわけではなく、しばしば不適切なコンポーネントの使用とネットワーク障害につながります。
これらの環境の設計には経験が大きく役立ちます。例えば、産業用および過酷な環境でのネットワーク展開経験のある設計者は、コンポーネントから約3メートル以内の誘導加熱がE3分類を必要とする可能性がある一方で、数フィート離れた蛍光灯はほとんど影響がなくE1分類で十分であることを知っているでしょう。
堅牢化されたケーブルと接続部を選択する際のもう一つの考慮事項は、様々な性能レベルの銅線と光ファイバーの種類の幅広さです。産業用/堅牢化コンポーネントのほとんどのメーカーは、銅線に関しては最高でもカテゴリー6を提供し、多くはカテゴリー5eのみを提供しています。さらに、最新の光ファイバーケーブルと接続部を堅牢化バージョンで提供しているメーカーは少数です。これは、多くの産業システムがカテゴリー6Aや光ファイバーに関連する高帯域幅を必要としないことが理由かもしれません。しかし、より多くのLANが過酷な環境に拡張されるにつれ、設計者は企業LANの他の部分と同じ性能レベルを維持することを求めています。LANの他の部分と同じ銅線と光ファイバーの性能を持つ堅牢化された銅線と光ファイバーケーブル接続を提供するメーカーを選択することで、より厳しい環境での接続が帯域幅と性能を犠牲にすることを防ぐことができます。
過酷な環境に拡張されるケーブルと接続部の計画に関する経験が限られている商業設計者は、規格と仕様を理解し、最新の銅線と光ファイバーの堅牢化コンポーネントを提供し、さまざまな環境要因に基づいて必要なケーブルと接続部の種類を決定する経験を持つケーブルと接続部のメーカーと緊密に協力することが賢明でしょう。
改訂B 2/19
