本日は、高温および低温環境下におけるネットワークケーブルの伝送性能について考察します。テスト環境温度を-20℃と60℃に設定し、ネットワークケーブルに対して高温および低温テストを実施し、高温および低温がネットワークケーブルの伝送性能にどのように影響するかを研究します。

ネットワークケーブルを恒温恒湿試験チャンバーに入れ、高温および低温環境が伝送性能に与える影響をシミュレーションし、-20℃と60℃でテストを実施しました。

まず、20℃の通常温度で、カテゴリ5eエンジニアリングケーブルと標準ネットワークケーブルに対してFlukeパーマネントリンクテストを実施します。

                                                                           20℃におけるエンジニアリングケーブルと標準ケーブルのFlukeテストチャート

どちらもFlukeテストに合格し、伝送性能要件を満たすケーブルであることがわかります。

次に、2本のケーブルの伝送性能を-20℃の低温環境でテストします。

この環境では、専門のFlukeケーブル試験装置を使用してケーブルをテストし、-20℃の低温下でのケーブルのエンジニアリング受け入れをシミュレートします。現場テストの結果から、以下のテスト結果レポートに示すように、両方のタイプのケーブルがFlukeパーマネントリンクテストに合格することがわかります。

もちろん、上記のテスト結果から、テストに合格することに加えて、2種類のケーブルの伝送性能テストパラメータにも違いがあることがわかります。次に、これらのパラメータを1つずつ定量的に分析します。

上記のテスト結果からわかるように、エンジニアリングケーブルと標準ネットワークケーブルの両方について、挿入損失の最悪マージンが2dB以上増加しています。

これは、温度が低下すると抵抗率が減少し、DCループ抵抗の減少も挿入損失の減少につながるためです。

リターンロスの最悪マージンも約1dB変化しました。これは、温度が低下すると、ケーブルの各ポイントの温度が同じ程度に低下しないためです。したがって、各ポイントでの材料の冷間収縮の程度が異なり、ケーブルの特性インピーダンスの不均衡が強まり、リターンロスの変化を引き起こします。

等価遠端クロストーク比（EFEXT）と複合等価遠端クロストーク比（CEFEXT）の最悪マージン値はどちらも1dB増加しました。これは、挿入損失の減少に関連しています。挿入損失が小さいほど、信号の完全性が高くなります。さらに、ケーブルのツイスト構造は低温環境下で異性化を受けないため、ノイズ強度は基本的に変わりません。したがって、EFEXTとCEFEXTの両方が増加しました。

ただし、減衰対クロストーク比（ACR）は基本的に変わりません。これは、ACRが信号と近端クロストーク（NEXT）の比率であり、テストレポートからわかるように、NEXTの最悪マージン値は基本的に変わらず、挿入損失の変化はそれにほとんど影響を与えないためです。したがって、ACRの最悪マージンはほとんど変わりません。

-20℃での低温テストを完了した後、次に2本のケーブルの伝送性能を60℃の高温環境でテストします。

この環境では、専門のFlukeケーブル試験装置を使用してケーブルをテストし、60℃の高温下でのケーブルのエンジニアリング受け入れをシミュレートします。現場テストの結果から、以下のテスト結果レポートに示すように、これらの2種類のケーブルはどちらもFlukeパーマネントリンクテストに合格していません。

もちろん、上記のテスト結果から、テストに不合格になることに加えて、2種類のケーブルの伝送性能テストパラメータにも違いがあることがわかります。次に、これらのパラメータを1つずつ定量的に分析します。

上記のテスト結果からわかるように、エンジニアリングケーブルと標準ネットワークケーブルの両方について、挿入損失の最悪マージンは約2.8dB減少しています。

これは、温度が上昇すると抵抗率が増加し、DCループ抵抗の増加も挿入損失の増加につながり、最悪マージン値を減少させるためです。

リターンロスの最悪マージンも1dB減少しました。等価遠端クロストーク比（EFEXT）と複合等価遠端クロストーク比（CEFEXT）の最悪マージン値はどちらも1dB増加しました。これは、挿入損失の増加に関連しています。挿入損失が大きいほど、信号とノイズの両方が減衰します。ただし、ノイズ自体はレベルが低く、挿入損失によって減衰した後、そのレベルの変化は信号よりも大きくなります。したがって、EFEXTとCEFEXTの両方が増加しました。

ただし、減衰対クロストーク比（ACR）の最悪マージンは基本的に変わりません。これは、ACRが信号と近端クロストーク（NEXT）の比率であり、テストレポートからわかるように、NEXTの最悪マージン値は基本的に変わらず、挿入損失の変化はそれにほとんど影響を与えないためです。したがって、ACRの最悪マージンはほとんど変わりません。

上記のテスト結果から、-20℃の低温環境下では、通常のネットワークケーブルの伝送性能は20℃よりも優れていると結論付けることができます。ただし、ネットワークケーブルを使用する際には、ケーブルの伝送性能だけでなく、PE/PVCの耐用年数など、ケーブル材料の物理的特性にも注意を払う必要があります。低温環境は、これらの材料の耐用年数を損なう可能性があります。