高速ケーブル製造ラインでの100%検証は可能か？

Allion Labs

5G、AI、自動運転車などのアプリケーションでデータ通信の需要が高まる中、ケーブルは伝送速度の向上だけでなく、1本あたりのチャンネル数も増加しています。従来ではケーブルの伝送速度が低く、チャンネル数が少ないし、伝送されるデータ量が比較的少なかったため、1チャンネルに問題があったとしても、システムにそれほど影響を与えないでしょう。しかし、現在では20Gbpsを超える高速インターフェースが誕生し、チャネルで伝送されるデータ量は膨大になり、1つのチャネルに問題が発生するとシステムが崩壊する恐れがあります。例えば、自動運転車のアプリケーションでは、1つのチャネルに問題が発生すると車両の制御ができなくなり、安全が脅かされます。そのため、システムの安定性と安全性を確保するために、市場に投入する前に各チャネルをきちんと検証する必要があります。

20時間かかるクロスキャリブレーション、効率をどう上げるか？

サーバーで最も一般的に使用されるのは、PCIeや、MCIO、GENZ、SASなどのフォームファクターです。これらのフォームファクターは少ないチャンネル数x4のインターフェースを持っていますが、ほとんどはx8またはx16を使用しています。x8のチャンネル数には16対の高周波信号（TX + RX）があり、x16の場合、32対になります。この場合、高周波測定向けの高精度ベクトルネットワークアナライザ（Vector Network Analyzers、略VNA）は外部のRFスイッチを接続しなければなりません。

しかし、スイッチがあれば負担が軽減されるのでしょうか？ x8のフォームファクターの場合、64ポートのスイッチが必要ですが、この場合、一般的なクロスキャリブレーションの方法でテストを実施する場合、エラーがなく、速度が低下しなくても、最低20時間かかります。

この問題を解決するため、アリオンはエレクトロニクスと無線通信の分野で世界をリードするローデ・シュワルツ（本社ドイツ・ミュンヘン、以下R&S）と協力し、Allion Cable-Connector Multiport System 40G (ACMS4)を開発しました。ACMS4では、R&Sが特許を取得した特別なアルゴリズムを使用し、機器のキャリブレーション時間を20時間から40分に短縮できるようになりました。このほか、VNAのR&S ZNB43と、3台の64ポートスイッチ（R&S OSP 320）、アリオンが独自に開発したテストフィクスチャと自動化ソフトウェアを含め、自動化ソリューションで統合しました。これにより、開発および製造ラインの効率化を大幅に向上させることに貢献します。

測定レポートの手動作成はもう苦労しない！自動化のトレンドに追いつこう

キャリブレーション効率の30倍向上だけでなく、レポートを統合する部分では、手動で測定した後に数万以上の大量データを整理する必要があり、データをまとめたり計算したりレポートを生成するには最低20時間かかります。アリオンはこの難題を解決できるよう、自動化ソフトウェアの開発時に蓄積してきた経験を活かし、レポートを自動に作成するテンプレートを設計し、最適な整理ロジックをプログラム化しました。例えば、8xのMCIOケーブル1本を検証する場合、ACMS4は手動による整理と比べ、レポートを生成するのに60秒しかかかりません。手動整理より1200倍が速くなります。

続いて、ACMS4の全体的な測定効率についてお話ししましょう。市場で最も普及しているネットワークアナライザは4ポートが主流です。4ポートのネットワークアナライザを使用して8x MCIOケーブルのすべてのレーンの高周波信号を測定する場合、測定エラーがない状態でさえ手動でも8〜9時間かかってしまいます。ケーブルメーカーはすべての高速ケーブルをテストして出荷することが無理です。これは市場の現状となり、膨大なテスト時間は直面している課題です。しかし、ACMS4を使えば、たった2分ですべての測定を完了することができ、手動と比べて240倍速いです。超高速の測定速度はACMS4の最大の利点であり、高速ケーブルを出荷前に100%検証することが実現できます。

ACMS4の活用：製造ラインで設置事例

アリオンは多くのケーブルメーカーの製造ラインにACMS4を設置しています。これが可能になった最も重要な理由は、アリオンの独自の自動化ソフトウェアがお客様の製造ラインの要件を合わせてカスタマイズできるからです。例えば、8x MCIOケーブルの製造ラインが測定を最も重要なプロセスとしている場合、各ケーブルは15〜30秒で測定を完了し、測定結果とデータを顧客が指定したストレージ（ホストまたはクラウドのいずれか）にアップロードします。製造ラインの作業者は、ケーブルをテストフィクスチャに接続し、ケーブルに印刷されたQRコードをスキャンするだけで自動的に測定を開始できます。この測定速度を3交代制の製造ラインに適用すると、3000本以上のケーブルを検証することができ、製造ラインでの100%検証の目標を達成できます。

Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる振動テストソリューション

アリオンは、ケーブル関連生産業者との密接な協力経験に基づいて、自社の3つの主要なメリットをまとめ、お客様が製造ラインの高周波自動測定能力と製造品質記録の管理システムを完全に実現できるよう支援します。

Faster　ー　より迅速に

アリオンは、業界で最も包括的な専門チームを持ち、ハードウェア、ソフトウェア、テスト、開発などの関連分野を組み合わせ、顧客の製品開発初期段階でのコンサルティングサービスを提供します。ACMSにより、製造ラインでの大量測定に必要なテスト時間を秒単位として短縮でき、ケーブルを100%の検証を達成実現することが可能です。

Easier　ー　より簡単に

優れた測定速度に加えて、アリオンが開発したACMSシステムは、スキャンガンによるテストプロジェクトのトリガーをサポートしており、大量のテスト中に作業者が手間取る必要がなくなります。ソフトウェアのカスタマイズサービスは、テスト者や開発部門のニーズにより近いものであり、製品の品質と生産性を向上させます。

Better　ー　より正確に

カスタマイズサービスでは、ACMSは製造ラインのクラウドベースのビッグデータシステムとの統合を実現し、製品データを簡単に可視化し、製造プロセス中のスキップや再作業などの情報を表示し、製造ラインの問題をタイムリーに把握できます。

アリオンのACMS関連サービスは、20GHzに対応するACMS、40GHzに対応するACMS4、50GHzをサポートするACMS5、60GHzをサポートするACMS6などを通じて、アプリケーションごとに最適なソリューションを提供します。ACMSシリーズに含まれるハードウェアとカスタマイズされたソフトウェアを提供するだけでなく、アリオンは関連測定サービスにも対応し、小規模生産または小規模出荷のお客様向けの品質検証プランを提案します。