บทความน่ารู้ : ทุกกฎ ทุกมาตรฐานย่อมต้องมีข้อยกเว้น – โลกของเน็ตเวิร์กก็เช่นกัน

กฎจะเฮี้ยบแค่ไหนก็ต้องมีเงื่อนไขพิเศษ – ยกตัวอย่างง่ายๆ อย่างเวลาดูการแข่งขันฟุตบอลแล้วผู้เล่นเตะเข้าประตูฝ่ายตรงข้ามได้ แต่ยังไม่ทันได้เชียร์ กรรมการก็เป่าฟาล์วไปซะแล้ว

แน่นอนว่าแวบแรกคุณต้องคิดว่า “ทำไมล่ะ ก็ยิงเข้าประตูฝ่ายตรงข้ามได้ ก็ต้องได้คะแนนสิ” แต่ความเป็นจริงมีเงื่อนไขพิเศษที่ต้องมาพิจารณาร่วมด้วยเสมอ เช่น การล้ำหน้า แล้วการล้ำหน้าก็มีวิธีดูอีกเช่น เป็นคนรับบอลจากฝ่ายเดียวกันด้วยไหม หรือส่งลูกไปข้างหน้าหรือให้คนที่วิ่งเข้ามาข้างหลัง เป็นต้น

ในโลกของเน็ตเวิร์กก็มีข้อยกเว้นปลีกย่อยนอกเหนือ “กฎ” และมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับการวางระบบสายเคเบิลด้วยเช่นกัน อย่างมาตรฐานข้อจำกัดระยะทางลากสายเคเบิลทองแดงในแนวราบที่ไม่เกิน 100 เมตร หรือขีดจำกัดระยะทางรวมของลิงค์ถาวรที่ต้องไม่เกิน 90 เมตร ที่คุณคิดว่าต้องเป็นจริงเสมอนั้น จริงๆ กลับมีบางกรณีที่ไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไปด้วย ยกตัวอย่างเช่น

เมื่อมีความร้อนเข้ามาเกี่ยวข้อง

กฎเรื่องระยะลากสายแลน 100 เมตรนั้นมีข้อจำกัดว่าต้องอยู่ในบริเวณอุณหภูมิห้องที่ 20oC (68oF) เนื่องจากความร้อนมีผลต่อคุณสมบัติด้านไฟฟ้าของสายเคเบิล อย่างค่าความต้านทานกระแสตรง และความสูญเสียของสัญญาณระหว่างการส่งถือเป็นสองพารามิเตอร์หลักที่ได้รับผลกระทบเป็นอย่างมาก โดยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 องศา ค่าการสูญเสียในสายเคเบิลแบบ UTP จะเพิ่มขึ้น 4% ในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 20 – 40oC และจะเพิ่มขึ้นเป็น 6% ในช่วงอุณหภูมิ 40 – 60oC

ดังนั้น ถ้าจะต้องติดตั้งสายเคเบิลที่อุณหภูมิสูงกว่า 20% แล้ว มาตรฐาน ANSI/TIA-568.2-D แนะนำให้ลดความยาวของแชนแนลลงมา ซึ่งเราเรียกว่า De-rating เงื่อนไขพิเศษนี้ก็เหมือนกฎล้ำหน้าในฟุตบอลที่มีขึ้นเพื่อรักษาความยุติธรรมและประสิทธิภาพของเกม การ De-rating ก็มีขึ้นเพื่อรักษาประสิทธิภาพของสายเคเบิลให้ได้อยู่ในภาวะพิเศษเช่นกัน

แต่ไม่ใช่แค่อุณหภูมิห้องเท่านั้นที่มีผลทำให้ต้องลดความยาวของสายเคเบิล ยังมีสาเหตุจาก Power over Ethernet (PoE) ที่ทำให้เกิดความร้อนภายในสายเคเบิลจากกระแสไฟฟ้าที่วิ่งผ่านด้วย โดยเฉพาะเมื่อต้องจ่ายกำลังไฟสูงถึงระดับ PoE Type 3 และ Type 4 ที่มากถึง 60 และ 90 วัตต์ตามลำดับ ที่ต้องวิ่งบนลวดตัวนำทั้ง 4 คู่สาย ก็ยิ่งสร้างความร้อนเพิ่มขึ้นไปอีก จากการศึกษาพบว่าการมีกระแสไฟฟ้าวิ่งเพิ่มขึ้น 50% ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นในสายเคเบิลมากถึง 125% ยิ่งอยู่รวมกันเป็นมัดสายเคเบิลแล้ว ก็ยิ่งระบายความร้อนออกจากสายได้ยาก จึงเป็นเหตุผลที่ทำไมทาง TIA ถึงออกตัวปรับค่าลงหรือ De-rating ในกรณีที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเทียบกับกระแสไฟฟ้าต่อคู่สายที่วิ่งผ่านสายเคเบิล ที่ติดตั้งอยู่ในมัดสายเคเบิล 100 สายอีกทีหนึ่ง

แม้ข้อจำกัดพิเศษเหล่านี้เป็นอะไรที่จัดการแก้ไขได้ยาก แต่ก็พอมีทางเลือกอื่นอยู่ที่ช่วยลดปัญหาเรื่องความร้อนเพื่อให้ยังได้ความยาวของแชนแนลถึง 100 เมตร ไม่ว่าจะเป็นการลดขนาดมัดสายตามคำแนะนำในมาตรฐาน TIA-568.2-D หรือหลีกเลี่ยงการมัดสายรวมกันไปเลย นอกจากนี้สายเคเบิลแบบหุ้มฉนวนสามารถระบายความร้อนได้ดีกว่า ตัวอย่างเช่น แชนแนลที่ใช้สาย Category 6A UTP ที่ติดตั้งในอุณหภูมิ 60oC จำเป็นต้องลดความยาวสูงสุดหรือ De-rated ลง 18 เมตร ขณะที่สายแบบ Category 6A F/UTP สามารถ De-rated แค่ 7 เมตรได้ อีกทางเลือกหนึ่งคือการติดตั้งสายเคเบิลที่ออกแบบเป็นพิเศษให้รองรับการทำงานที่อุณหภูมิสูง (เช่น สายสำหรับ 75oC หรือ 90oC) หรือสายแบบ UP LP (Limited Power)

ขนาดลวดตัวนำก็มีผล

เส้นผ่านศูนย์กลางของลวดตัวนำในสายก็อาจส่งผลต่อกฎช่องสัญญาณ 100 เมตรนี้ได้เช่นกัน โดยลวดตัวนำที่มีขนาดใหญ่กว่าย่อมรองรับความร้อนได้ดีกว่า ช่วยลดค่าปรับหรือ De-rating ได้ทั้งในภาวะอากาศร้อนและในการใช้งานแบบ PoE แต่ทว่าคนนิยมใช้สายเคเบิลที่มีลวดเล็กมากกว่าโดยเฉพาะกับการใช้เป็นสายเชื่อมต่อสั้นๆ (Patch Cord) เนื่องจากลวดเล็กจะทำให้ขนาดสายเคเบิลรวมเล็กกว่า ทำให้อากาศหมุนเวียนโดยรอบอุปกรณ์เชื่อมต่อได้ดีกว่า และจัดสายได้ง่ายขึ้นอย่างในบริเวณที่เชื่อมต่อสายจำนวนมากและหนาแน่น ช่วยลดความแออัด และลดการบิดโค้งของสายที่หักเกินไปได้ด้วย

มาตรฐานสายเคเบิล TIA มีระบุเกี่ยวกับสายเคเบิลแบบบิดเกลียวคู่มานานแล้วว่าควรมีขนาดลวดตัวนำอยู่ที่ 22 – 26 AWG (ค่ายิ่งสูง ลวดยิ่งเล็ก) แต่จากมาตรฐานใหม่ล่าสุดตอนนี้อย่าง 568-2.D ได้อนุญาตให้เล็กได้มากถึง 28 AWG สำหรับสายแพ็ตช์คอร์ด อย่างไรก็ตามก็มีเรื่องเงื่อนไขพิเศษที่ทำให้กฎ 100 เมตรใช้ไม่ได้จริงจนได้ ไม่ว่าจะมาจากทั้งความร้อนเพิ่มเติม ความต้านทานกระแส DC หรือเรื่องการสูญเสียสัญญาณที่ต่างมีความสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางลวดตัวนำทั้งสิ้น ลวดยิ่งเล็กก็ยิ่งมีความต้านทานสูง ความสูญเสียก็มากตาม

เพื่อที่จะรักษาให้ค่าความต้านทานไฟฟ้าแบบ DC Loop ในแชนแนลส่งสัญญาณยังอยู่ไม่เกิน 25 โอห์มนั้น มาตรฐาน TIA 568.2-D ใหม่จึงแนะนำให้ความยาวของแพ็ตช์คอร์ดขนาด 28 AWG ที่อยู่ในช่องสัญญาณไม่เกิน 15 เมตร รวมทั้งผู้จำหน่ายสายแพ็ตช์คอร์ด 28 AWG ต้องกำหนดค่าตัวปรับหรือ Derating Factor ด้วย ซึ่งการใช้ลิงค์ร่วมกับสายแพ็ตช์คอร์ด 28 AWG 15 เมตรนั้น ย่อมทำให้ความยาวของแชนแนลรวมเต็มที่มักโดนลดเหลือประมาณ 88 เมตร ทั้งนี้ขึ้นกับค่าปรับมาตรฐาน อย่างไรก็ตามประเด็นนี้มักไม่ใช่ปัญหาเนื่องจากเรามักนิยมใช้สายแพ็ตช์คอร์ด 28 AWG ในบริเวณชุมสายที่มีความหนาแน่นสูงภายในดาต้าเซ็นเตอร์ ที่ความยาวตลอดช่องสัญญาณลิงค์สื่อสารต่ำกว่า 100 เมตรกันอยู่แล้ว

ทุกอย่างขึ้นกับผลการทดสอบ

ไม่ว่าคุณกำลังเผชิญกับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนกว่าปกติ (ลองนึกถึงช่องเหนือเพดานในประเทศเขตร้อน) การใช้ PoE กำลังไฟสูงในมัดสายที่หนาแน่น หรือการที่ต้องใช้สายแพ็ตช์คอร์ดที่มีขนาดเล็กกว่าปกติก็ตาม ทุกอย่างต่างขึ้นกับผลการทดสอบทั้งสิ้น อย่างไรคุณก็จำเป็นต้องทำให้ผ่านการทดสอบทั้งด้าน Insertion Loss และ DC Resistance ไม่เช่นนั้นก็จำเป็นต้องทำตามเงื่อนไขพิเศษที่ไม่ได้ตามกฎ 100 เมตร โชคดีที่โลกของเน็ตเวิร์กนี้ไม่ได้ถูกชี้ขาดจากคนเดียวแบบเถียงไม่ได้อย่างกรรมการเป่าฟาล์วในเกมฟุตบอล เนื่องจากเรามีมาตรฐานสายเคเบิลที่สามารถตรวจวัดได้ทุกสภาวะ และผลการทดสอบก็โกหกใครไม่ได้

กลับมาที่แนวคิดทางตรรกะวิทยา ลองคิดดูถ้าทุกกฎบนโลกใบนี้มีข้อยกเว้นจริงแล้ง ไม่ใช่ว่ากฎที่เขียนว่าทุกกฎมีข้อยกเว้นก็ต้องมีข้อยกเว้นในตัวไปด้วยใช่หรือไม่ นั่นหมายความว่าประโยคที่ว่าทุกกฎมีข้อยกเว้นนั้นเป็นเท็จ บางทีกฎมันไม่ได้มีข้อยกเว้นใดๆ เลย แค่หมายความว่ากฎดังกล่าวจะเป็นจริงแค่บางเงื่อนไขเท่านั้น ถ้าเงื่อนไขเปลี่ยน กฎก็เปลี่ยนตาม จริงไหมครับ

ติดตามข้อมูลด้านเน็ตเวิร์กได้ที่ Fluke Networks