ネットワークアイソレータ

ネットワーク アイソレータは、電気による傷害の可能性を減らし、落雷による被害の範囲を制限するために、有線イーサネットシステムの一部としてガルバニック アイソレータとして設置されます。

電磁誘導の原理を応用して、ネットワーク データは非導電性の障壁を越えて送信されます。データを伝送する高周波AC 電圧は、絶縁ギャップを横切って 誘導されます。

ネットワーク アイソレータは受動デバイスであり、外部電源を必要とせずに機能します。ネットワーク アイソレータと機能的に同等なのは、両端にファイバー接続を備えたメディア コンバータまたはイーサネット スイッチ/ネットワーク カードを使用した、短い光ファイバー区間を介したイーサネットです。

ネットワーク アイソレータは、ネットワーク全体またはネットワーク コンポーネント間で異なる接地電位の問題を克服する他の多くの用途にも使用できます。例:

• 測定および監視機器がイーサネット経由で中央制御センターに接続されている電気試験施設。
• 銅線ネットワークを介して物理的に接続された冗長サーバー システムの場合。
• 建物内または建物間の固有の電位差が問題となり、光ファイバーソリューションが経済的に実行可能でないプライベートまたは商用ネットワークの場合。
• イーサネット接続のシールド電流のフィルターとしての一般的な使用法。

ネットワークアイソレータは、医療機器で漏れ電流から患者を保護するために使用されます。

医療機器とイーサネットネットワーク (およびパーソナル コンピュータなどのその他の非医療機器)間のネットワーク接続は、 IEC 60601-1規格に準拠している必要があります。この規格は、特に医療用の電子および電気機器とシステムを扱っており、非医療機器を潜在的な危険源として分類しています。特定の危険は、ネットワーク コンポーネント間の接地電位の差から生じます。この差が適切に分離されていない場合、漏れ電流が患者に流れ込み、危険で、場合によっては致命的となる可能性があります。このような電圧差は、ネットワーク システムの不適切な設置や配線、損傷したケーブルや配線内の電気的ショート、または損傷したネットワーク ケーブルとその他の電圧源間のショートによっても発生する可能性があります。

ネットワーク アイソレータは、医療機器をネットワークから電気的に切断することで、この危険を排除します。アイソレータは、ネットワーク アクセサリとして使用したり、医療機器に組み込んだり、医療ネットワーク システム内に設置したりできます。ネットワーク アイソレータは、問題の医療機器にできるだけ近い場所に設置する必要があります。ネットワーク アイソレータは治療や診断の目的には使用されないため、IEC 60601-1 規格では医療用電子機器として分類されておらず、医療機器指令93/42/EEC の範囲にも含まれていません。医療分野では、患者を他の電気的障害から保護する 絶縁変圧器と組み合わせて設置されることがよくあります。

国際規格IEC 60601-1医療用電気機器 (第 3 版) では、医療機器の安全性と絶縁に関する厳格な基準が規定されています。患者は意識不明、麻酔状態、またはその他の理由で動けない状態にある可能性があるため、これらの要件は、当然のことながら、一般的な消費者向け製品規格 (つまり、IEC 60950 情報技術機器の安全性) よりもはるかに厳格であり、患者保護の必要性は極めて重要です。

IEC 60601-1 規格では、医療システムにおける感電から患者を保護するために、2 つの独立した予防措置 (患者保護手段、または MOPP) を講じる必要があります。ネットワーク アイソレータは、必要な MOPP の 1 つまたは両方を提供するように構成できます。システム内に MOPP が 1 つしかない場合は、医療機器を保護するための 2 つ目の措置を講じる必要があります。これは、たとえば、固定された低抵抗のアース ケーブル、バー、またはストラップ (電位均等化導体と呼ばれる) を設置することで実現できます。適用可能な規格およびガイドライン、特に IEC 60601-1 規格の要件に準拠するには、製造業者自身がCE準拠を宣言し、承認された独立した試験機関から認定を受ける必要があります。

ネットワーク アイソレータが提供する MOPP の数は、デバイスの認証に記載されています。これらは、クリアランス距離と沿面距離、および絶縁材料のブレークダウン電圧の組み合わせによって実現されます。ブレークダウン電圧レベルの要件は、1 つの MOPP で 1.5 キロボルト、2 つの MOPP で 4 キロボルトですが、実際に提供される MOPP の数はブレークダウン電圧だけでは導き出せません。

シールドなしケーブルを使用したネットワーク接続は、デバイスとネットワークの間にシールド接続が存在しないという点で、絶縁の形態として使用されることがあります。ただし、データ ライン自体が絶縁されておらず、危険な電圧電位で浮遊している可能性があるため、IEC 60601-1 の範囲では十分な保護を提供できません。

IEC 60950 (情報技術機器の安全性) に準拠するように設計されたネットワーク カードやその他のアクティブ ネットワーク コンポーネントは、通常、IEC 60601-1 (医療用電気機器) のより厳しい絶縁要件に準拠していないため、医療用途で使用する前に追加の絶縁が必要になります。

ネットワーク アイソレータの伝送品質は、挿入損失、リターン損失、近端クロストークなどの業界標準のパラメータまたは特性を測定することによって判断できます。

定義上、ネットワーク アイソレータは、ネットワーク接続を介して接続されたデバイス間のすべての直接的な電気接続、具体的にはすべてのデータ ラインとケーブル シールドを完全に排除します。

ネットワーク アイソレータは、顧客の要件に合わせてさまざまな設計で市販されています。

• すぐに簡単に設置できるスタンドアロンデバイス
• OEMメーカーに適した分離コンポーネント
• ネットワーク壁ソケットに統合され、恒久的な設置が可能

定格電圧 (キロボルト単位) と最大伝送速度 (例: 1000BASE-T) はモデルによって異なります。

• ツイストペア経由イーサネット
• イーサネット物理層

• Krankenhaus IT Journal Ausgabe 05/2008
• DeviceMed 2008年10月発行