LAN ケーブルハイテスタ 3665 1 LAN ケーブルハイテスタ 3665 小山 敦史 *1 要 旨 LAN ケーブルハイテスタ 3665 は，ツイストペアケーブルの結線状況，ケーブル長，ケー ブルの接続先識別を確認することができる製品である．ここに製品の構成，特長について 解説する． 1. はじめに インターネット，イントラネットの普及に伴い ネットワーク配線はますます増加している．ネッ トワーク配線としては，同軸線，撚 ( よ ) り対線， 光ファイバなどの種類があるが，ビル，住宅など 屋内の LAN ケーブル配線は，取り扱いの容易さ， コストの低さなどを理由としてツイストペアケー ブル ( 撚り対線 ) が現在の主流になっている．取り 扱いが容易とはいえ，設置状況によってはその性 能を発揮せず，ネットワークの性能低下や障害を 3665 の外観 引き起こすことがある．現場でケーブルとコネク タの接続作業をする場合，これらの確認作業とし て工事担当者はケーブルテスタを使ってケーブル が正しく敷設されているかを確認する必要があ 3. 機能・特長 る．工事を担当するのは，ネットワークに強い通 信工事専門業者から一般の電気工事業者まで多岐 3660 との比較も交えながら機能・特長を紹介す に渡る．最近では敷設工事の増加に伴いネット る． ワーク配線にはあまり慣れていない一般の電気工 事業者による敷設工事も増加している．そのよう (1) 簡単操作 3660 と同様，TEST キーを押すだけでケーブルの な背景から，誰でも簡単に効率よく配線のテスト 検査が可能である． ができるケーブルテスタを提供すべく，当社従来 3660 では，ワイヤマップ ( 結線状況 ) 検査，ケー 品 LAN ケーブルハイテスタ 3660 をベースに 3665 ブル長測定を同時に行い，ディレクション ( ケーブ を開発した．また 3665 は 3660 と同様，ケーブル ルの接続先 ) 確認は別の作業が必要だったが，3665 敷設時だけでなくネットワーク運用時のケーブル では 3 つの検査を同時に行い，すべての検査結果 のトラブル解析としても活用できる． を 1 画面で表示するため，さらに操作が簡単になっ た． 2. 設計コンセプト 敷設工事での利便性，検査の確実性を向上し，よ り一層ユーザに満足していただける製品とするこ とを目標とした． (1) 作業効率向上 (2) コンパクト (3) 機能向上 (2) スプリットペアを含むワイヤマップ検査 ケーブル両端コネクタの各ピンの接続状況を確 認することが可能である． ツイストペアケーブルは，4 対 8 芯の撚り対線で あり，芯線とコネクタの接続順は規格 (ANSI/TIA/ EIA-568-B，ISO/IEC11801，JIS X5150) により規定 されている．これによればコネクタの 1-2，3-6，45，7-8 番ピンにそれぞれペア線を割り当てるよう *1 PMI 部 技術 2 課 日 置 技 報 VOL.28 2007 NO.1 2 LAN ケーブルハイテスタ 3665 に決められているが，作業者のミスにより誤配線 が生じる場合がある．図 1 に誤配線の例を示す． スプリットペア (Split pairs) とは両端コネクタが 同じピン番号で接続されているが，対になるペア を誤っている配線のことである．安価なテスタで は検査できないこともあり，一般の電気工事業者 などには認知度の低い誤配線である(3660でも検出 はできない )．しかしながら通信速度の低下や通信 エラーを招くことがある重大な誤配線となってい る．3665 は 3660 で検出可能だったショート，オー プン，リバース，トランスポーズの誤配線に加え， スプリットペアを検出できる．また，3660 では測 1 2 3 6 4 5 7 8 1 2 3 6 4 5 7 8 Reversed pair 1 2 3 6 4 5 7 8 1 2 3 6 4 5 7 8 Transposed pairs 1 2 3 6 4 5 7 8 1 2 3 6 4 5 7 8 Short 1 2 3 6 4 5 7 8 1 2 3 6 4 5 7 8 Split pairs 1 2 3 6 4 5 7 8 1 2 3 6 4 5 7 8 Open 定対象外であったシールド付のケーブルやクロス タイプのケーブルも検査することが可能である． 図 1 ワイヤマップ誤結線例 (3) NVP 設定機能を備えたケーブル長の測定 2 m ∼ 300 m のツイストペアケーブルの長さ検査 が可能であり，敷設工事の現場で製作したケーブ ルの長さの確認や，ケーブル途中の断線や短絡点 の位置を知ることができる． 本と比較し 3665 では最大 21 本まで対応している ため，規模が大きく敷設するケーブルの本数が多 い場合でも作業効率を上げられる．また，3660 で ツイストペアケーブルは，種類によりケーブル はワイヤマップとディレクションのターミネータ 長測定用の信号の伝搬速度が異なるため，NVP が異なるため，ターミネータの付け替え作業が発 (Nominal Velocity of Propagation: 光速に対する信号 伝搬速度の割合)がケーブル長測定結果に影響を与 える ( 詳しくは「5. 動作原理」を参照 )．NVP は 3660 では固定だったが，3665 ではケーブルに合わ せ任意に変更できるため，より精度高くケーブル 生していたが，3665 では 1 つのターミネータでワ イヤマップの検査をしながらディレクションの確 認が可能である． (5) ブザー，イラスト，文字による分かりやすい結 果出力 長測定を行うことが可能である．また，ケーブル 直感で結果を知ることが可能である． 長の単位は SI 単位の [m] であるが外国用モデル 3660 に比較して 3665 は大幅に表示を変更した． 3665-20ではネットワーク先進国である米国での使 具体的には，ワイヤマップの結果に応じて OK ま 用を考慮して [ft] での表示も可能である． たは NG と表示され，それぞれ異なるブザー音で (4) 最大 21 本のケーブルを識別できるディレク 結果を知らせるほか，ワイヤマップのイラスト表 示，日本語または英語 ( 任意選択可 ) の文字表記で ション確認 最大 21 本のケーブルのディレクション ( 接続先 ) 瞬時 に 検査 結 果を 判 断す るこ と が可 能 であ る． 3660 にはなかったブザーおよびバックライト機能 確認が可能である． ツイストペアケーブルを用いる LAN はスター配 線であり，各端末からのケーブルが一箇所に集め られるが，配線時にケーブルに識別タグなどをつ は 3665 をより使いやすいものにしている． (6) 小型，軽量化 小さく軽く片手で使用可能である． けていないとケーブルがそれぞれどこに繋がって 3660 より体積比を約 40% ダウンさせた．使用す いる物かわからなくなってしまう．しかし，ケー る電池も単 3 形アルカリ乾電池 6 本から 2 本へ変更 ブルに識別タグなどをつけておかなくても，3665 し，軽く持ちやすいものとなった．電池の容量を減 を使用すればケーブルの接続先を簡単に確認でき らしたが，動作時間は現場で使用するのに十分な約 る．さらに，識別可能ケーブル数を 3660 の最大 5 50 時間 ( 参考値 :1 測定 / 分 ) である． 日 置 技 報 VOL.28 2007 NO.1 LAN ケーブルハイテスタ 3665 3 ワイヤマップ 検査回路 メモリ 操作部 アナログ スイッチ スプリットペア 検出回路 CPU 表示部 ブザー RJ-45 コネクタ TDR測定回路 図 2 ハードウェアブロック図 ボタン部 指示板 筐体 図 3 形状図 図 4 ボタン部の筐体構造 ( 右側が指示板を外した状態 ) (2) デザイン・筐体構造 視認性の良さと片手での操作のバランスを考慮 4. 構成 (1) 回路構成 3665 のハードウェアのブロック図を図2に示す． 構成は CPU 周辺回路 ( 設定値保存用メモリ，操作 し，表示器を大きく確保しながらグリップ部に曲 面をとり，手にフィットしやすい形とした ( 図 3)． また，筐体一体型のボタンでは失われがちなク 部，表示部，ブザー )，ワイヤマップ ( およびディ リック感を出すために，筐体の指示板が貼り付け レクション ) 検査回路，スプリットペア検出回路， てある下側部分において，ボタン部を保持する梁 ケ ー ブ ル 長 測 定 の た め の TDR Domain の長さを確保するため，円弧を描くようにした ( 図 Reflectometry: 時間領域反射 ) 測定回路となってい 4: 右側が指示板を外した状態 )．これにより、ボタ る ( 各回路による動作原理は「5. 動作原理」を参 ンを押す際の筐体のたわみによる反力を極力抑え 照 )．ワイヤマップ検査回路，スプリットペア検出 ることができ，基板に実装されているメカキーの 回路，TDR 測定回路はそれぞれのアナログスイッ 持っているクリック感を引き出すことができる． (Time チを介して RJ-45 コネクタへ接続される． 日 置 技 報 VOL.28 2007 NO.1 4 LAN ケーブルハイテスタ 3665 Vin 電圧発生部 コネクタ Vdt Rg 検出部 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Rs アナログスイッチ 3665 コネクタ 9690 図 5 ワイヤマップの測定回路 5. 動作原理 Ra Vin (1) ワイヤマップ検査 ワイヤマップ検査には 3665 の他にターミネータ Rb Vdt 9690 を使用し，ケーブルの近端に 3665，遠端に 9690 を接続して検査を行う．図 5 に 3665 のワイヤ Rg Rg マップの測定回路を示す． 誤結線の検出は図 6 のように 3665 からケーブル 近端の任意の芯線に試験電圧 Vin を注入して，遠端 図 6 ワイヤマップの電圧検出回路 に接続した 9690 の抵抗ネットワークと 3665 内部 のレベル検出部の基準抵抗 Rg による分圧値 Vdt を 計測することで行う． 信号 Rg V dt = Vin ------------------Ra + Rb + Rg 漏れ 送信側 ここで，Vin を注入する芯線の遠端における抵抗値 Rx(=Ra+Rb) が既知であれば，ケーブルの近端と遠 受信側 NEXT 端の接続状況検出が可能となる．3665 では図 5 の R1 ∼ R8 およびシールド結線を確認するための Rs 図 7 NEXT のイメージ に個別の値を設定し，これらから求められる検出 電圧 Vdt の理論値と実際の測定値を比較して近端 と遠端のピンの対応，あるいはオープン / ショート を判断している．3660 では正しい (1 対 1 で同じ番 号が接続されている ) ピンを検出後，それを基準と して残りの各ピンを検出していた．そのため，送 受信のワイヤを故意に入れ替え，1 対 1 で同じピン トランス 信号 発生部 信号 検出部 番号が接続されているワイヤがない G ビット用の アナログスイッチ クロスタイプケーブルを検査できなかった．3665 では 1 番ピンから Vin を注入し 2 番ピンから Vdt を 3665 検出，同様に 3 番ピンから Vin を注入し 6 番ピンか らVdt を検出というようにペアを基準とするよう測 定アルゴリズムを変更することにより上記ケーブ 図 8 スプリットペア検出回路 ルを測定可能とした． 日 置 技 報 VOL.28 2007 NO.1 LAN ケーブルハイテスタ 3665 5 (2) スプリットペア検査 図 7 のように任意のペアに流れる信号は，静電結 合および電磁結合によって他のペアに漏れ，それが 送信側へ現れるものを NEXT (near end crosstalk: 近 端漏話 ) と呼ぶ． 注入パルス トランス パルス 発生部 NEXT を抑えるために各ペアはツイストされて いるが，スプリットペアでは通常と異なるワイヤ でツイストされている状態になり NEXT が大きく パルス 検出部 なる．スプリットペアは両端コネクタが同じピン 番号で接続されているので上記ワイヤマップ検査 回路では検出できないため，3665 では図 8 のよう なスプリットペア検出回路により検査する． アナログ スイッチ 注入パルス 反射波 3665 3665 では，簡易的な方法として 120 kHz の信号 図 9 ケーブル長測定回路 を任意のペアへ注入し，別のペアで漏話してくる 信号をモニタし，基準以上の信号が検出される場 合はスプリットペアであると判定している． (3) ディレクション確認 図 5 における R1 ∼ R8 の抵抗値の組み合わせが 21 種類あり，それぞれの組み合わせを 3665 で検出 注入パルス 反射波 tt し ID=0 ∼ 20 と判断する．つまり R1 ∼ R8 はワイ ヤマップ検査とディレクション確認両方の判断に 図 10 TDR 波形 使用されている．製品としては 3665 標準付属とし て 9690 (ID=0)，オ プシ ョ ン製 品 とし て 9690-01 (ID=1 ∼ 5)，9690-02 (ID=6 ∼ 10)，9690-03 (ID=11 ∼ 15)，9690-04 (ID=16 ∼ 20) 各 5 個セットを用意して いる． (4) ケーブル長測定 3665 では図 9 の回路で TDR 法によりケーブル長 注入パルス＋反射波 を測定している．TDR 法では，ケーブルの近端か ら注入したパルスが遠端，あるいは開放，短絡など 図 11 TDR 波形 ( 注入パルスに対し短いケーブル ) の原因によりインピーダンス不整合が起きている 点で反射して戻るまでの時間 t ( 図 10) を測定する ことで，下記の式によりケーブル長を求めている． c × t × NVP L = ----------------------------2 注入パルス 反射波 L：ケーブル長 [m] c：光速＝ 3 × 108[m/s] 図 12 TDR 波形 ( 注入パルスに対し長いケーブル ) t：時間 [s] NVP：Nominal Velocity of Propagation( 光速に対す が大きすぎる場合，つまりケーブルが長すぎる場 る信号の伝播時間比 ) 合には反射波が減衰して測定不能となってしま 図 11 のように注入パルス幅よりも t が小さい場 う．3665 では 100 MHz のクロックと高速の CPLD 合，つまり注入パルス幅に対してケーブルが短い を採用し，パルス幅を自動的に 4 段階に切り替え 場合には反射波が注入パルスと重なり合いtが検出 ることで，2 m ∼ 300 m の広範囲のケーブル長を測 できない．また，図 12 のようにパルス幅に対し t 定できる． 日 置 技 報 VOL.28 2007 NO.1 6 LAN ケーブルハイテスタ 3665 NVP は，デフォルトで 0.684 としているが，任意 に変更することができ，設定した値はメモリに保存 される．NVP の値を直接設定できるほか，測定し ているケーブルの実際の物理長を入力することで 自動的に演算した結果を NVP として設定できる． 6. おわりに 3665 の概要を紹介した．情報通信産業は伸長し 続け，3660 発売後もますます発展し続けている市 場である．敷設工事やメンテナンスが一般的にな りつつある中，通信速度などの要求はより厳しい ものとなっており，速く確実な作業が求められて いる．3665 が敷設工事やメンテナンスにおいて， 多数活用されることを期待している． 多羅沢 公一 *2，柳沢 俊介 *3 *2 PMI 部 技術 2 課 *3 技術本部 技術 10 課 日 置 技 報 VOL.28 2007 NO.1
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