大容量コアキシャルケーブル注文における銅使用量の削減に貢献するCCAMワイヤー

CCAMワイヤが同軸ケーブルの銅消費を削減する仕組み

銅張アルミニウム（CCA）およびCCAMワイヤ構造の理解

銅張アルミニウム（CCA）ワイヤは基本的に、薄い銅コーティングで覆われたアルミニウム中心から構成されています。これにより、通常の銅よりも約30％軽量なアルミニウムの利点と、銅の優れた表面導電性を組み合わせることができます。その結果、電気的性能はほぼ純銅線と同等でありながら、Wire Technology International（昨年）によると、実際に使用される銅の量は約60〜70％少なくて済みます。さらに、CCAMワイヤはこれをさらに進化させたものです。これらのワイヤは改良された接合方法を用いているため、何度も曲げても剥離しにくい構造となっています。これにより、配線が頻繁に動かされる、あるいは常に動きが伴う用途において、はるかに高い信頼性を発揮します。

素材効率：銅被覆アルミニウムコアの主な利点

製造業者が導体の重量の約90％を銅ではなくアルミニウムに置き換えると、使用する銅の量は大幅に減るが、それでも純銅の電気的性能の約85～90％を維持することができる。1,000メートルを超える大規模ケーブル購入においては、昨年の『Cable Manufacturing Quarterly』によると、企業は素材コストを約40％節約できる。興味深いことに、銅被覆は通常のアルミニウム線よりも腐食に強く設計されている。このため、湿気や化学物質への露出が多い環境に設置しても、CCAMケーブルはより長く使用可能である。

同軸ケーブルにおけるCCAM、純銅、その他の導電性材料の比較

CCAMの導電率は約58.5 MS/mと、純銅（約58～ほぼ60 MS/m）と同等のレベルにあります。銅張鋼材から得られる一般的に20～30 MS/mの導電率と比較すると、この数値ははるかに優れています。周波数が3GHzを超える用途では、多くのエンジニアが依然として純銅を最優先で使用材料として選択します。しかし、1.5GHz未満で動作する広帯域システムにおいては、実際の使用においてCCAMは問題なく機能します。この素材が注目される理由は、優れた性能とコスト削減、軽量化という利点をバランスよく兼ね備えているからです。そのため、多くの企業が、建物内や構造物間のラスモマイル接続など、ごくわずかな信号損失が大きな問題にならない用途にCCAMを採用しています。

大規模な同軸ケーブル生産におけるCCAMワイヤーのコストメリット

大量生産のケーブル製造においてCCAMを使用することで材料コストを削減

CCAMワイヤーは、ハイブリッド設計においてアルミニウム芯に銅皮を施しており、通常の固体銅線と比較して必要な銅の量が約40～60％少なく済みます。使用する素材が少なくても、銅が電気伝導性に優れる特徴の約90％を維持しています。大量生産する製造業者にとっては、これは現実的なコスト削減につながります。生産コストは1000フィートあたり約18ドルから32ドル下がり、通信会社が地域全体に大規模なネットワークを設置する際には、この差額が急速に膨らみます。さらに別の利点もあります。CCAMケーブルは伝統的なケーブルと比べて重量が約30％軽減されているため、輸送コストも削減されます。物流会社の報告によると、長距離輸送時には1転送あたり約2.5ドルからほぼ5ドルの節約効果があり、品質基準を維持しながら輸送予算を効率よく活用できます。

マテリアルサブスティテューションによる銅価格変動リスクの軽減

2020年以来、銅価格は約54％も激しく変動しており、この銅価格の乱高下から自社を守りたい企業にとって、CCAMワイヤーは魅力的な選択肢となっています。一方で、アルミニウムははるかに安定しており、昨年のLMEデータによると、銅に比べて価格変動幅が18％小さいです。この価格の安定性により、メーカーは長期契約を結ぶ際にコストを予測可能に維持できます。CCAMに切り替えた企業では、大規模プロジェクト中に予期せぬ費用が約22％も削減されています。5Gネットワークの展開や、数十万本ものケーブルが必要な地域でのブロードバンド拡張のようなプロジェクトを考えてみてください。こうした実際の応用例から、素材を切り替えることでプロジェクト予算や全体的な財務計画をより的確に管理できることがわかります。

CCAMと純銅同軸ケーブルの性能と信頼性

CCAMケーブルにおける電気伝導性と信号減衰

CCAMは、いわゆる表皮効果（スキン効果）を利用して動作します。基本的に、信号が高周波になると、導体の外側に沿って流れる傾向があり、導体の中心まで通り抜けることはありません。このため、CCAMケーブルの銅被覆層が信号伝送の大部分を担います。3GHz程度の周波数を観察すると、電流の約90％がその銅層内に留まっています。性能面での違いも、固体の銅線と比べてそれほど大きくはなく、100メートルあたりで約8％程度の信号損失があります。ただし、落とし穴もあります。アルミニウムの抵抗値は銅よりも高く、アルミニウムは約2.65×10⁻⁸オームメートルであるのに対し、銅は約1.68×10⁻⁸オームメートルです。このため、500MHzから1GHzの間の中周波数帯域では、実際にはCCAMによる信号減衰が15〜25％程度大きくなります。このため、CCAMは信号が長距離を伝送する必要がある場合や、アナログシステムで高い電力レベルを扱う用途にはあまり向いていません。

耐久性、耐腐食性および長期性能

銅張鋼線は乾燥条件下での酸化を防ぎますが、機械的および環境ストレスに対する頑健性は純銅ほど高くありません。第三者機関による試験でこれらの違いが明確になっています。

沿岸地域では、CCAMケーブルは接続部分に18～24か月以内に緑青が発生することが多く、銅系ケーブルに比べて30％以上のメンテナンスが必要になります。

高周波および長距離伝送における性能トレードオフの評価

CCAMは都市内の小さな5Gセルのような短距離高周波用途には非常に適しています。3.5GHzでは100メートルあたりの損失が約1.2dBと、LTE-Aが必要とする範囲に収まっています。しかしイーサネット経由給電（PoE++）に関しては落とし穴があります。CCAMは通常の銅線と比較して直流抵抗が約55％高いので、300メートルを超える長距離の配線では電圧降下が大きくなりすぎて実用的ではありません。多くの施工業者は、この問題に対応する方法として、混成構成を採用しています。つまり、個々の機器へのドロップケーブルにはCCAMを使用する一方で、建物内を走るメインの幹線には純銅線を使用するのです。このように混在させることで、材料費を18〜22％削減しつつ信号損失を1.5dB以下に抑えています。要するに、コストパフォーマンスのバランスが取れた最適点を見つけることが目的です。

通信業界におけるCCAMワイヤー採用を後押しする市場動向

ブロードバンドインフラにおける低コスト素材への需要の増加

昨年のポンモン・インスティテュートの研究によると、2030年までにブロードバンドインフラへの世界の支出は約7400億ドルに達すると予測されており、通信会社はコスト削減のためにCCAMワイヤーなどの代替素材に注目しています。従来の銅線ケーブルと比較して、CCAMは素材コストを約40％削減し、重量も約45％軽減するため、屋外や最終区間の配線作業において新設工事を迅速に行うことが可能になります。さらに重要な点として、CCAMは銅の電気伝導性の約90％を維持しており、5G展開に備えた同軸システムにおいても十分な性能を発揮します。これは特に都市部において顕著であり、重量のある銅線ケーブルを狭いスペースに設置することは施工者にとって多くの課題を伴いますが、取り回しがしやすく、現場での取り扱い性に優れた素材が求められています。

グローバルな原材料の希少性と持続可能性への圧力がCCA採用を加速させる

銅価格の上昇は本当に目覚ましく、2020年からの上昇率は約120％に達しています。このため、多くの通信会社がCCAMに切り替えました。実に3分の2ほどの会社が該当します。アルミニウムはここでは理にかなっています。というのも、アルミニウムは銅と比べてはるかに豊富に存在するからです。さらに、アルミニウムの精錬にははるかに少ないエネルギーしか必要とされず、業界の報告によると、約85％も少ないといわれています。炭素排出量の差は実際の数値を見ると非常に大きいです。CCAM製品の場合、生産された1kgあたりのCO2排出量は約2.2kgであるのに対し、通常の銅ケーブルではほぼ8.5kgにもなります。CCAMのもう一つの大きな利点は、ほぼすべてを後で再利用できることです。また、銅のように年々価格が激しく変動するのとは異なり、CCAMは年間でプラスマイナス8％程度の変動幅と非常に安定しています。この安定性により、企業は環境に優しい目標を達成しつつ、コストを予測可能に保つことができます。多くのヨーロッパ諸国では、すでにパリ協定の枠組みに沿った政策を通じて、グリーンなネットワーク構築を推進しています。その結果、EU域内の通信事業者の90％以上が、現在行われている新規インフラプロジェクトにおいて、低炭素素材の使用を義務付けています。

現代ネットワークインフラにおけるCCAMワイヤーの実際の応用

都市内ブロードバンド拡張およびラスミール接続におけるユースケース

CCAMワイヤーは、伝統的な選択肢と比較して重量が40％も軽量であるため、全市域にわたるブロードバンドプロジェクトにおける最適解となっています。この軽量性により、混雑した都市部での屋外設置がはるかに簡単かつ安全になります。特に、標準的な銅線ケーブルの太さに既存のインフラが耐えられない、多層構造のアパートや古い街並みにおいてその効果を発揮します。施工業者によると、CCAMを使用することで作業時間は15〜20％短縮され、通信事業者は地域社会に余計な混乱を生じさせることなく、頑なに残っていたラスミール接続を容易に埋め合わせることが可能になります。

ケーススタディ：大規模通信プロジェクトにおけるCCAMケーブルの成功事例

ヨーロッパの大手通信会社が、国内のFTTH拡大計画の一環として、12の都市地域で古い銅製分配ケーブルをCCAM製ケーブルに交換した結果、毎年約210万ユーロを節約しました。設置後に行われたテストでは、1GHz周波数において信号損失が1メートルあたり0.18dB以下に抑えられており、これは銅ケーブルを使用していた際の性能とほぼ同等です。さらに、これらの新ケーブルは軽量であるため、電線に沿って敷設する際の作業時間を28%短縮できました。当初は単なる一プロジェクトとして始まったこの取組みは、現在では他の企業が自社のアップグレード計画を立てる際に参考にする事例となっています。この結果から、CCAM素材は厳しい性能要件にも十分対応できるだけでなく、コスト削減と物流の簡素化も同時に実現できることが示されています。

よくある質問セクション

CCAMワイヤとは何か？

CCAMワイヤとは、アルミニウムの芯線の上に銅をコーティングした構造を持つ同軸ケーブルの一種であり、導電性と性能を維持しながら銅の使用量を減らすことができます。

CCAMワイヤーと純銅ケーブルの比較はどうなりますか？

CCAMワイヤーは、特に1.5GHz以下の周波数において、特定の用途で純銅ケーブルと同等の電気的性能を提供し、コスト面での利点と軽量化を実現します。

CCAMケーブルは高周波用途に使用できますか？

CCAMケーブルは最大3.5GHzまでの高周波用途において良好な性能を発揮しますが、純銅と比較して信号減衰が大きいため、長距離伝送には適していない可能性があります。

CCAMワイヤーは耐久性がありますか？

CCAMワイヤーは腐食抵抗性を備えていますが、機械的なストレス下では純銅ケーブルほど耐久性がなく、沿岸地域での使用ではより多くのメンテナンスが必要です。

通信会社がCCAMワイヤーを採用する理由は何ですか？

通信会社は、コスト効果、軽量化、持続可能性の利点によりCCAMワイヤーを採用しており、これによりグリーン目標の達成とプロジェクト予算の管理を効果的に進めています。