FreeBSD zpoolストレージのあれこれtips(作業メモ)

zfsのストレージプールを作っている。

dmesgの結果は次の通り。

da0 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 0
da0: <ST8000DM 005-2EH112 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da0: Serial Number 152D00539000
da0: 400.000MB/s transfers
da0: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da0: quirks=0xa<NO_6_BYTE,4K>
da1 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 1
da2 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 2
da1: <WDC WD80 PUZX-64NEAY0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da1: Serial Number 152D00539000
da1: 400.000MB/s transfers
da1: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da1: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da2: <WDC WD80 PUZX-64NEAY0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da2: Serial Number 152D00539000
da2: 400.000MB/s transfers
da2: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da2: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da3 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 3
da3: <WDC WD80 EFZX-68UW8N0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da3: Serial Number 152D00539000
da3: 400.000MB/s transfers
da3: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da3: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da4 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 4
da4: <WDC WD80 EFZX-68UW8N0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da4: Serial Number 152D00539000
da4: 400.000MB/s transfers
da4: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da4: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da5 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 5
da5: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da5: Serial Number 152D00539000
da5: 400.000MB/s transfers
da5: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da5: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
random: unblocking device.
da6 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 6
da6: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da6: Serial Number 152D00539000
da6: 400.000MB/s transfers
da6: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da6: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
Trying to mount root from zfs:zroot/ROOT/default []…
da7 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 7
da7: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da7: Serial Number 152D00539000
da7: 400.000MB/s transfers
da7: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da7: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da8 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 8
da8: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da8: Serial Number 152D00539000
da8: 400.000MB/s transfers
da8: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da8: quirks=0x2<NO_6_BYTE>

つまり、

da0:8TB(ST8000DM)

da1:8TB(WD80PUZX)

da2:8TB(WD80PUZX)

da3:8TB(WD80EFZX)

da4:8TB(WD80EFZX)

da5:8TB(ST8000AS)

da6:8TB(ST8000AS)

da7:8TB(ST8000AS)

da8:8TB(ST8000AS)

となっている。続いてzpoolのステータス

# zpool status
pool: zbackup
state: DEGRADED
status: One or more devices could not be opened. Sufficient replicas exist for
the pool to continue functioning in a degraded state.
action: Attach the missing device and online it using ‘zpool online’.
see: http://illumos.org/msg/ZFS-8000-2Q
scan: resilvered 0 in 0h0m with 0 errors on Mon Apr 23 06:29:16 2018
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zbackup DEGRADED 0 0 0
raidz1-0 DEGRADED 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
5017281946433150361 UNAVAIL 0 0 0 was /dev/da4
da0 ONLINE 0 0 0
da5 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zdata
state: ONLINE
status: Some supported features are not enabled on the pool. The pool can
still be used, but some features are unavailable.
action: Enable all features using ‘zpool upgrade’. Once this is done,
the pool may no longer be accessible by software that does not support
the features. See zpool-features(7) for details.
scan: none requested
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zdata ONLINE 0 0 0
raidz3-0 ONLINE 0 0 0
da1 ONLINE 0 0 0
da2 ONLINE 0 0 0
da3 ONLINE 0 0 0
da4 ONLINE 0 0 0
da6 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zroot
state: ONLINE
status: Some supported features are not enabled on the pool. The pool can
still be used, but some features are unavailable.
action: Enable all features using ‘zpool upgrade’. Once this is done,
the pool may no longer be accessible by software that does not support
the features. See zpool-features(7) for details.
scan: none requested
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zroot ONLINE 0 0 0
ada0p4 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

da1・da2・da3・da4・da6でRAIDZ3。これはトリプルパリティで最大3台までのHDDが同時に死んでもデータは保全されるってやつ。8TBのHDDを5台使って容量16TB。

…うーん。安全性(ryだけどちょっと無駄が多すぎる希ガス

da0・da4・da5・da8はRAIDZ1で24TBのストレージ。しかしエラーが発生してる…。

zpoolコマンドで復旧してみるってのもひとつの経験としてアリだけど、年末大出血(って何)ってことで東芝の14TBのHDDを3台購入してきましたわけで。

以上の状態を踏まえてですね、

さて、どうするか。

まず、raidz3は少々やり過ぎな気もしないでもないけど、しかし海門のHDDには過去痛い目に遭ってるから、なるべく冗長度は大きくしたい。

ちなみに現在の使用量は、df -gすると

zdata 14327 8465 5861 59% /usr/home/jail/ほげほげ

って訳でまぁ概算9TB弱ぐらい使ってる。

って事は、14TBのHDDで新たにRAIDZ3を組んで14TBのストレーj

いや、3台じゃRAIDZ3組めないでしょ

しまった。

…しかし、raidzの特徴として、現在のストレージプールを構成しているハードディスクの容量が増えれば、勝手にプールの容量も増えるという、かつてnewfsとかシコシコやっていた頃に比べると考えれない利便性があるとのこと。

じゃあ、次の方針でやってみよう。

  1. 現在raidz3を構成している、da1・da2・da3・da4・da6のうち3台を14TBに交換。そしてまたそのうち金があったら14TBを2枚買い足す( ノД`)シクシク…
  2. その外した3台の8TBのHDDのうちどれかをda4の代わりに差し替える。

あーでも、現在使っているストレージタワー(裸族の云々)はフルスロットル埋まっているから、手順としては次のようにせざるを得ないね。

  1. da4を物理的に切り離し、代わりに14TBの生HDDを突っ込む。
  2. zdataからどれか1台を離脱させる。
  3. 離脱したHDDをzbackupに入れる。
  4. zdataに14TBのHDDを参加させる。

後はビルドが完了次第、zdataのうちどれか2台の8TBを離脱させ、そこに14TBのHDDを入れてやれば良いということ。ばっちぐー(古


1.障害が発生しているda4を切り離す作業

#zpool offline zbackup da4

とかやってみると、zpool statusした結果は、

pool: zbackup
state: DEGRADED
status: One or more devices has been taken offline by the administrator.
Sufficient replicas exist for the pool to continue functioning in a
degraded state.
action: Online the device using ‘zpool online’ or replace the device with
‘zpool replace’.
scan: resilvered 0 in 0h0m with 0 errors on Mon Apr 23 06:29:16 2018
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zbackup DEGRADED 0 0 0
raidz1-0 DEGRADED 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
5017281946433150361 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da0 ONLINE 0 0 0
da5 ONLINE 0 0 0

お、ちゃんとオフラインになった。

2.zdataからどれか1台を離脱させる作業

これ実稼働中のファイルシステムに行うのがメチャクチャ怖い…。もちろんraidz3だからHDDを離脱させても問題ないのは分かってるけど、心臓に悪いね。

(ST8000ASとST8000DMってどっちが信頼性高いんだろう。ASはアーカイブ用でDMの方が性能は高いのかな。でも昔クラッシュしてえらい目に遭ったのはDMだったよな。うーん…と5chで情報収集して悩む事ン十分)

 

・・・ん?

なんでda4が両方のストレージプールにあったの?(?_?)←今気づいた

と思って良く見たら。

da0・da5・da8でraidz0で構成しているのがzbackup

da1・da2・da3・da4・da6でraidz3を構成しているのがzdata

何だか良く分からなくなってきたから、da4を落とそう。えいやっ

# zpool offline zdata da4

でzpool statusをすると

# zpool status
pool: zbackup
state: DEGRADED
status: One or more devices has been taken offline by the administrator.
Sufficient replicas exist for the pool to continue functioning in a
degraded state.
action: Online the device using ‘zpool online’ or replace the device with
‘zpool replace’.
scan: resilvered 0 in 0h0m with 0 errors on Mon Apr 23 06:29:16 2018
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zbackup DEGRADED 0 0 0
raidz1-0 DEGRADED 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
5017281946433150361 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da0 ONLINE 0 0 0
da5 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zdata
state: DEGRADED
status: One or more devices has been taken offline by the administrator.
Sufficient replicas exist for the pool to continue functioning in a
degraded state.
action: Online the device using ‘zpool online’ or replace the device with
‘zpool replace’.
scan: none requested
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zdata DEGRADED 0 0 0
raidz3-0 DEGRADED 0 0 0
da1 ONLINE 0 0 0
da2 ONLINE 0 0 0
da3 ONLINE 0 0 0
7675701080755519488 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da6 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

…大丈夫なんだろうか。

とりま、ここでda4を物理的に外して、代わりに14TBの1枚目を投入してみる。

またこれがアナログ的に手法で、

#cat /dev/da4 > /dev/null

とかやってアクセスランプがパカパカするHDDを見つけるという方法。

よし。

#shutdown -p now

してHDDを取り出…

あれ?da7はどこに行ったの?

 

そう。実は古いgmirrorな使い方をしていた/dev/da7が遊んでいることに今気づいたのですよ。

ってー訳で、da4とda7を取り外して14TBを突っ込む。dmesgしてみると、

da0 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 0
da0: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da0: Serial Number 152D00539000
da0: 400.000MB/s transfers
da0: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da0: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da1 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 1
da1: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da1: Serial Number 152D00539000
da2 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 2
da1: 400.000MB/s transfers
da1: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da1: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da2: <TOSHIBA MN07ACA14T 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da2: Serial Number 152D00539000
da2: 400.000MB/s transfers
da2: 13351936MB (27344764928 512 byte sectors)
da2: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da3 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 3
da3: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da3: Serial Number 152D00539000
da3: 400.000MB/s transfers
da3: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da3: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da4 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 4
da4: <ST8000AS 0002-1NA17Z 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da4: Serial Number 152D00539000
da4: 400.000MB/s transfers
da4: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da4: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
random: unblocking device.
da5 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 5
da5: <ST8000DM 005-2EH112 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da5: Serial Number 152D00539000
da5: 400.000MB/s transfers
da5: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da5: quirks=0xa<NO_6_BYTE,4K>
Trying to mount root from zfs:zroot/ROOT/default []…
da6 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 6
da6: <WDC WD80 PUZX-64NEAY0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da6: Serial Number 152D00539000
da6: 400.000MB/s transfers
da6: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da6: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da7 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 7
da7: <WDC WD80 PUZX-64NEAY0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da7: Serial Number 152D00539000
da7: 400.000MB/s transfers
da7: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da7: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da8 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 8
da8: <WDC WD80 EFZX-68UW8N0 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da8: Serial Number 152D00539000
da8: 400.000MB/s transfers
da8: 7630885MB (15628053168 512 byte sectors)
da8: quirks=0x2<NO_6_BYTE>
da9 at umass-sim0 bus 0 scbus5 target 0 lun 9
da9: <TOSHIBA MN07ACA14T 1520> Fixed Direct Access SPC-4 SCSI device
da9: Serial Number 152D00539000
da9: 400.000MB/s transfers
da9: 13351936MB (27344764928 512 byte sectors)
da9: quirks=0x2<NO_6_BYTE>

ん?da2とda9でマウントされてる。まあいいや

# zpool status
pool: zbackup
state: DEGRADED
status: One or more devices has been taken offline by the administrator.
Sufficient replicas exist for the pool to continue functioning in a
degraded state.
action: Online the device using ‘zpool online’ or replace the device with
‘zpool replace’.
scan: resilvered 0 in 0h0m with 0 errors on Mon Apr 23 06:29:16 2018
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zbackup DEGRADED 0 0 0
raidz1-0 DEGRADED 0 0 0
da3 ONLINE 0 0 0
5017281946433150361 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da5 ONLINE 0 0 0
da0 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zdata
state: DEGRADED
status: One or more devices has been taken offline by the administrator.
Sufficient replicas exist for the pool to continue functioning in a
degraded state.
action: Online the device using ‘zpool online’ or replace the device with
‘zpool replace’.
scan: none requested
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zdata DEGRADED 0 0 0
raidz3-0 DEGRADED 0 0 0
da6 ONLINE 0 0 0
da7 ONLINE 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
7675701080755519488 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da1 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zroot
state: ONLINE
status: Some supported features are not enabled on the pool. The pool can
still be used, but some features are unavailable.
action: Enable all features using ‘zpool upgrade’. Once this is done,
the pool may no longer be accessible by software that does not support
the features. See zpool-features(7) for details.
scan: none requested
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zroot ONLINE 0 0 0
ada0p4 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

よしよし。じゃー突っ込むよー

あれ?こんなコマンドを使うのかな?

# zpool replace zdata da4 da2

そしたら表示が

pool: zdata
state: DEGRADED
status: One or more devices is currently being resilvered. The pool will
continue to function, possibly in a degraded state.
action: Wait for the resilver to complete.
scan: resilver in progress since Sun Dec 30 22:24:04 2018
32.3M scanned out of 19.5T at 2.49M/s, (scan is slow, no estimated time)
6.22M resilvered, 0.00% done
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zdata DEGRADED 0 0 0
raidz3-0 DEGRADED 0 0 0
da6 ONLINE 0 0 0
da7 ONLINE 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
replacing-3 DEGRADED 0 0 0
7675701080755519488 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da2 ONLINE 0 0 0
da1 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

こんな風になった。多分これでリビルド(?)してるんだろう。(とHDDのアクセスランプを見に行く)

raidz3だったら同時に2台目も入れ替えても大丈夫だろうけど、若い頃だったら多分突っ走ってやってただろうけど大人になった今はそういう危ない事はやらない。

で、後はda4をzbackupに復帰させてみる。

# zpool online zbackup da4

# zpool status
pool: zbackup
state: ONLINE
status: One or more devices is currently being resilvered. The pool will
continue to function, possibly in a degraded state.
action: Wait for the resilver to complete.
scan: resilver in progress since Sun Dec 30 22:36:02 2018
870M scanned out of 12.5T at 39.5M/s, 92h25m to go
197M resilvered, 0.01% done
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zbackup ONLINE 0 0 0
raidz1-0 ONLINE 0 0 0
da3 ONLINE 0 0 0
da4 ONLINE 0 0 0
da5 ONLINE 0 0 0
da0 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zdata
state: DEGRADED
status: One or more devices is currently being resilvered. The pool will
continue to function, possibly in a degraded state.
action: Wait for the resilver to complete.
scan: resilver in progress since Sun Dec 30 22:24:04 2018
57.1G scanned out of 19.5T at 79.0M/s, 71h33m to go
11.4G resilvered, 0.29% done
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zdata DEGRADED 0 0 0
raidz3-0 DEGRADED 0 0 0
da6 ONLINE 0 0 0
da7 ONLINE 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
replacing-3 DEGRADED 0 0 0
7675701080755519488 OFFLINE 0 0 0 was /dev/da4
da2 ONLINE 0 0 0
da1 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

pool: zroot
state: ONLINE
status: Some supported features are not enabled on the pool. The pool can
still be used, but some features are unavailable.
action: Enable all features using ‘zpool upgrade’. Once this is done,
the pool may no longer be accessible by software that does not support
the features. See zpool-features(7) for details.
scan: none requested
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zroot ONLINE 0 0 0
ada0p4 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

両方合わせて70時間ぐらい待ってれば良いっぽい。

という訳で今年の作業終了~。ふー


2019/1/3追記。

ビルドが終わったようなので、14TBのHDD2台目を行ってみる。

# zpool replace zdata da1 da9

# zpool status zdata
pool: zdata
state: ONLINE
status: One or more devices is currently being resilvered. The pool will
continue to function, possibly in a degraded state.
action: Wait for the resilver to complete.
scan: resilver in progress since Thu Jan 3 05:56:07 2019
66.1M scanned out of 19.5T at 2.00M/s, (scan is slow, no estimated time)
12.6M resilvered, 0.00% done
config:

NAME STATE READ WRITE CKSUM
zdata ONLINE 0 0 0
raidz3-0 ONLINE 0 0 0
da6 ONLINE 0 0 0
da7 ONLINE 0 0 0
da8 ONLINE 0 0 0
da2 ONLINE 0 0 0
replacing-4 ONLINE 0 0 0
da1 ONLINE 0 0 0
da9 ONLINE 0 0 0

errors: No known data errors

よーし、これでまたリビルド待ち。

SAT一陸特講座 質問回答(短絡導波管で反射が起こる理由)

導波管短絡でなぜ反射が発生するかを理解することができません。短絡=インピーダンスゼロ=電流が流れて電波は戻ってこないように思います。導波管が開放(オープン)の場合なら反射して戻ってくるイメージはつくのですが短絡の場合が理解できません。

おっしゃる通り、電気回路に照らし合わせて考えると、短絡されている=電圧はゼロで電流が流れてそこで消滅、とならないのはおかしい、という感覚は大変良く分かります。実はこれが、集中定数回路的な考え方と分布定数回路的な考え方の最も大きく異なる点で、直感的に理解しにくい点です。

これを理解するためには、導波管の中を伝達する波が、エネルギー(電力 )を持って振幅する電圧と電流の変化である、という点を踏まえる必要があります。

電気回路では、電力を消費するのは抵抗のみで、コイルやコンデンサは静電エネルギや磁気エネルギの形で一時的に電力を蓄えることは出来るものの、電力を消費して熱に変えるということはしません。これは導波管でも同じで、もし導波管を伝ってくる電磁波を吸収して熱に変えたければ、導電性抵抗体のようなものを導波管と結合させ、そこで電力を吸収して熱に変換させる必要があります。これを利用して抵抗体の温度から電力を測定する方法もあります。

しかし、導波管を開放したり短絡した場合、そこに抵抗は存在しませんから、伝わってきた電磁波の電力が消えて無くなる行き場はありません。ではどうなるかというと、開放端や短絡端において、100%はね返って戻っていくしか無い訳です。

実は、これは高校物理に出てくる「固定端反射」と同じです。短絡導波管は、短絡されている壁において電圧の振幅がゼロとなるので固定端反射になります。なお、開放導波管は自由端反射になります。

詳しい波動の様子は、他所様のサイトですが

http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/housoku/koteijiyuu.html

http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/2-1-0-0/2-1-2-4koteitannjiyuutann.html

この辺りを参考にして頂ければイメージが付くのではないかと思います。

2018年7月21日・7月28日・8月11日 某A社講座

2018電験三種直前対策【機械】問題

2018電験三種直前対策【電力】問題

2018電験三種直前対策【理論】問題


機械 問1

機械 問2

機械 問3

機械 問4

機械 問5

機械 問6

機械 問7

機械 問8

機械 問9

機械 問10

機械 問11

機械 問12

機械 問13

機械 問14

機械 問15

機械 問16

機械 問17

電力 問1

電力 問2

電力 問3

電力 問4

電力 問5

電力 問6

電力 問7

電力 問8

電力 問9

電力 問10

電力 問11

電力 問12

電力 問13

電力 問14

電力 問15

電力 問16

理論 問1

理論 問2

理論 問3

理論 問4

理論 問5

理論 問6

理論 問7

理論 問8

理論 問9

理論 問10

理論 問11

理論 問12

理論 問13

理論 問14

理論 問15

理論 問16

理論 問17

理論 問18

 

ふ~~やっと終わった~⊂⌒~⊃。Д。)⊃ ドテッ

【日記】高校のお仕事一段落。

ようやく成績を提出してやっと1学期が終わりました。

電験をはじめとした資格講座が楽なのは、極論をいえば全員が全員満点で構わないし、むしろその方が好ましいところです。学校の場合、みんなに4とか5を付けるということができず、必ずある程度の平均点に持って行かないといけない訳なんですね。しかも、何らかの課題を出して、時には試験をして、レポートを読んで採点し…というタスクが必須。500人以上のレポートを読むと、仮に一人1分だとしても8時間9時間という時間とエネルギが掛かってしまいます。これが期末の最大の消耗戦なのですね…

とはいえ、学校の授業は資格講座とは全然違う楽しさがあるのも間違いない事実です。夏休み明けから、また頑張っていきますよ。(2学期はパワーポイントをやる予定)

 

閑話休題、明日からは関西出張で電験3種の直前対策講座をやってきます。諸般の都合で21日は機械、28日は電力、そして8月11日に理論という段取りです。

あわわ。早く寝なくちゃ。

2018年7月期 多摩職業能力開発センター府中校 電験3種法規講座

とりあえず場所を作っておきますね


2018/7/10追記

来週16日は、法規のテキストのおさらいの後、以下の資料を配布し、これについて急ぎ足になってしまいますが解説をしたいと考えています。

1つ目の資料は、電験3種の4科目の勉強に入る前の前座として電気の基礎を解説したときに使った資料、2つ目~4つ目は、本番前の復習講座で使用する資料です。いずれも過去数年の試験問題の中から、基礎は非常に基礎的な問題を、そして理論・電力・機械は典型的に出題されている問題をピックアップしたものです。

…と思いましたが、1つ目の資料はページ数が多すぎたので、2・3・4番目の資料だけにします。1つ目の資料は、もし御入用でしたらプリントアウト等してご活用ください。

研修のための問題集20180514

2018電験三種直前対策【理論】問題

2018電験三種直前対策【電力】問題

2018電験三種直前対策【機械】問題


2018/7/20追記

7月16日の講座は、午前中「完全マスター電験三種受験テキスト法規」を頭からおさらいして、午後は「2018電験三種直前対策」問題をかいつまんで解説しました。

上記教材に対する解答はまだ作っていませんが、まずは機械から、明日には作ってアップできるかと思いますのでよろしくお願いいたします。

音声データは次のアドレスからどうぞ。お聞き苦しくて申し訳ないですが…。

http://wp.khz-net.co.jp/?wpdmpro=%E3%80%90%E9%9F%B3%E5%A3%B0%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%80%9120180716%E9%9B%BB%E9%A8%933%E7%A8%AE%E6%B3%95%E8%A6%8F%E8%AC%9B%E5%BA%A7

http://wp.khz-net.co.jp/?wpdmpro=%E3%80%90%E9%9F%B3%E5%A3%B0%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%80%9120180716%E9%9B%BB%E9%A8%933%E7%A8%AE%E6%B3%95%E8%A6%8F%E8%AC%9B%E5%BA%A7%E3%81%9D%E3%81%AE%EF%BC%92

http://wp.khz-net.co.jp/?wpdmpro=%E3%80%90%E9%9F%B3%E5%A3%B0%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%80%9120180716%E9%9B%BB%E9%A8%933%E7%A8%AE%E6%B3%95%E8%A6%8F%E8%AC%9B%E5%BA%A7%E3%81%9D%E3%81%AE3

http://wp.khz-net.co.jp/?wpdmpro=%E3%80%90%E9%9F%B3%E5%A3%B0%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%80%9120180716%E9%9B%BB%E9%A8%933%E7%A8%AE%E6%B3%95%E8%A6%8F%E8%AC%9B%E5%BA%A7%E3%81%9D%E3%81%AE%EF%BC%94


2018/8/18追記

問題集の解答はこちらを参考にしてください。(内容は同じです)

SAT一陸特講座 質問回答(電子回路における負荷抵抗と信号の受け渡し方法)

トランジスタとFETの説明で、出力の電流の変化を、電圧に変化させるために負荷抵抗をいれるとの説明がありました。通常、高周波信号は、電流変化と電圧変化のどちらで取り扱うべきものなのでしょうか。

信号の変化といえば、電圧の変化のことを言っていることが多いと感じます。また、信号を電流変化で取り出すことがダメな点があればお教えください。

おっしゃる通り、通常、信号の受け渡しと言えば電圧の変化で定義します。

何故かと言えば、電圧の出力は放っておいても(端子を開放した状態にしていても)何も起きませんが、電流出力にすると、端子を開放すれば端子間抵抗が非常に大きな値となり、そこに無理やり電流出力を流そうとするとV=RIより極めて高電圧が発生してしまい、取り扱いづらいからです。

大電流を測定するために用いる変流器は、原理上電流出力にせざるを得ないため端子開放は厳禁であり、このことは強電関係の資格試験でも良く出ています。

高周波信号は、普通は電圧出力でも電流出力でもなく、電力で取り扱います。これは、極めて高い周波数の交流信号に対して電圧や電流を測定することが難しいということと、信号の受け渡しにおいて必要なのはエネルギー(=電力)であり、線路インピーダンスが変わっても不変である電力を基準にして考えるのが合理的という事情があります。

SAT一陸特講座 質問回答(デジタル変調のシンボルレートと周波数成分)

シンボルの意味、つまり「1回のデジタル変調」の意味(1回とは、BPSKは1ビット;2値、QPSKは2ビット;4値のことでしょうか?)と、「シンボルレートが大きいほど、高い周波数成分をもち、帯域幅が広くなる」という解説が、今ひとつ理解できませんでした。

1回とは、BPSKは1ビット;2値、QPSKは2ビット;4値のことでしょうか?

はい、その通りです。BPSKは、位相のずれが0度か180度かの2値で、それぞれを2進数の1か0かに対応させます。

QPSKは、位相のずれが0・90・180・270度の4値で、それぞれを2進数の00、01、10、11に対応させるわけです。

「シンボルレートが大きいほど、高い周波数成分をもち、帯域幅が広くなる」

周波数は、周期の逆数の値です。これは理解いただいているかと思います。例えば1秒間に1回波形が変化すれば1Hz、1秒間に4回変化すれば4Hzということになります。

シンボルレートが大きいということは、1秒間あたりに送れるデータ量が多いことを意味しますので、それだけ波形の変化の頻度も多くなります。したがって、シンボルレートが大きいほど高い周波数成分を持つ、ということになります。

SAT一陸特講座 質問回答(デジタル変調の概念)

概観的な質問です。

多重通信の流れが分かりません(各セッションの繋がりが掴めません)

アナログ通信(アマチュア無線国家試験で出てくる送受信機のブロック構成図など)との比較で、デジタル変調や多重接続がどの部分にあてはまるのでしょうか。符号化することが、デジタル変調でしょうか?

まず、アナログ情報をデジタル情報に;ここが符号化?ここで符号化したデジタルデータをQAMなどでデジタル変調?デジタル変調した信号を、電波に乗るようにさらに変調(BPSKとかQPSKとか)それを、多重接続方式(TCMAやCDMA、OFDM方式)で電波に乗せて、その信号を復調して、符号化されたデジタル信号へ、これを、さらに、復調(デジタル-アナログ変換;ここの方式名は?)して、アナログ信号???といった順序でしょうか?

できれば、代表的な多重通信で、入力信号が、相手側に出力されるまでのブロック構成図を描いていただけますでしょうか。また、その時の処理している信号がアナログなのかデジタルなのかの区別もお教えください。また、空間を伝送中の搬送波はAM、FM、PM波のいずれかになるのでしょうか(アマチュア無線の経験しかなく、どうしてもSSB単信のイメージと比べると信号処理の手順がわかりません)

まず、デジタル変調とアナログ変調の違いですが、デジタル信号(1か0か、もしくはそれらの組み合わせの00、01、10、11など)で搬送波(平たく言えば高周波信号、要するにアンテナから電波となって飛んでいく高周波信号)を変調すれば、それがAMだろうとSSBだろうと、あるいはFMだろうとデジタル変調になります。

符号化というのは、送りたいデジタル信号を、何らかの規則に従ってデジタル符号に変換する操作です。…と言っても抽象的なので、具体的な例を挙げます。

コンピュータの画面上で、「abcdefg….」といったアルファベットを入力し、それをデジタル無線で相手まで転送することを例に挙げます。

もちろん電波の形が直接「a」とか「b」になる訳ではないので、「a」「b」…に対応したデジタル信号に変換します。良く使われているのはASCIIコードと呼ばれていて、たとえば「a」であれば16進数の61、「b」なら16進数の62といった具合です。これを2進数に直すと、16進数の61は01100001、16進数の62は01100010となります。ここで初めて、例えば「01100001」が送られてくればそれはアルファベットの「a」である、という共通認識ができました。これが「ASCII符号化」です。

この信号をのまま電圧変化に変えて、例えば「0V-5V-5V-0V-0V-0V-0V-5V」として振幅変調や周波数変調を掛けて電波に乗せれば相手にデータが伝わりますが、これでは効率が悪いため、例えば0Vと5Vだけではなく、0Vが00、1Vが01、2Vが10、3Vが11…のような決まりを作れば、「01100001」は「1V-2V-0V-1V」の電圧変化で済みます。つまり信号を圧縮することができ、従来の半分の時間でデータを送ることが出来るようになります。これも符号化の一種です。このように、何かの決まり事を作ってデータの形を返還することが符号化で、符号化の結果データを送るための時間を圧縮できたり、暗号化したりすることができるようになります。

上の例で示したような手法でデータ送信にかかる時間を短くすれば、残りの時間を他の送信者が利用することができます。また、例えば「01100001」の信号を送るとき、ある送信者は0を500Hz、1を750Hzに置き換え、別の送信者は0を1000Hz、1を1250Hzに置き換え、またある送信者は0を1500Hz、1を1750Hzに置き換え…という符号化を行うことにより、同時に複数の送信者が同じ電波を利用して信号を送り、受信側では周波数フィルタ(BPF)を使うことで送信者ごとに信号を分離することができます。このような原理を利用して同じ帯域を複数の伝送路が共用するのが多重接続で、これを多地点から同時に行う(携帯電話の基地局と移動端末との関係がこれです)のが多元接続です。

まず、アナログ情報をデジタル情報に;ここが符号化?

はい、アナログ信号をデジタル信号という「何らかの規則に従って別の信号に変換」していますので、これも符号化です。詳しく言えば、アナログ信号をサンプリングしてデジタルデータに変換し(ここは符号化ではなく標本化です)、その標本化したデジタルデータを何らかの規則で転送しやすいデジタル信号に変えるところで符号化を行っています。

ここで符号化したデジタルデータをQAMなどでデジタル変調?

はい、デジタルデータで搬送波に変調を掛けているので、これはデジタル変調です。

デジタルの形にしてしまうと、離散的なデータ(例えば0V、1V、2V…とか500Hz、750Hz、1000Hz…のような飛び飛びの値)にできますので、多重化などが容易にできるわけです。(この例でいえば、0V、1V、2V・・・の間に、0.5V、1.5V、2.5V…などの値をとる別の信号を挿入できる。)

デジタル変調した信号を、電波に乗るようにさらに変調(BPSKとかQPSKとか)

いえ、BPSKとかQPSKは位相変調の方式で、搬送波の位相を変えることで信号を伝送するものです。BPSKやQPSKは位相だけを変調していますが、これに振幅変調も掛け合わて一度に伝送できる信号量を二したものがQAMと思っていただければ結構です。

アマチュア無線の知識でいえば、PM変調(位相変調)した信号をAM変調したものがQAMという感じです。

(アマチュア無線の音声通信で、AM系のSSBとFM変調以外は馴染みが無いですが、実は昭和40年代のFM無線機では、音声信号でPM変調したものを逓倍してFM波にして送信している無線機も存在しました。PM変調波を積分するとFM変調になります)

それを、多重接続方式(TCMAやCDMA、OFDM方式)で電波に乗せて、

多重接続方式は、上に挙げたように「同じ帯域を複数の送信者が共用する方式」のことで、信号を圧縮する符号化を行うことで時間的に余裕を持たせ、その間の時間に別の通信を入れるのがTDMA、複数の信号をそれぞれ別々の符号化を行って混合して送り、受信側で逆符号化を行うことで個別の信号を取り出すのがCDMA、複数の信号をそれぞれ別々の周波数に符号化し、それを合わせて送って受信側で別々の周波数成分を取り出して復調するのがFDMAと思っていただければ結構です。OFDMは理論的にはちょっと難しい概念なのですが、ある周波数帯域を細分化し、細分化した周波数をそれぞれ別個の信号で変調してからそれらを併せて送信し、受信側で細分化された個別の変調波を上手く取り出す技術という感じです。

その信号を復調して、符号化されたデジタル信号へ、これを、さらに、復調(デジタル-アナログ変換;ここの方式名は?)して、アナログ信号???といった順序でしょうか?

はい、そんな感じです。

できれば、代表的な多重通信で、入力信号が、相手側に出力されるまでのブロック構成図を描いていただけますでしょうか。また、その時の処理している信号がアナログなのかデジタルなのかの区別もお教えください。

音声信号をデジタルで多重化して送る場合の基本的な概念は、

アナログ信号ー【A/D変換】ー(デジタル信号)ー【符号化】ー(別の符号化された信号と一緒に)【多重化】ー【デジタル変調】ー(電波)-【デジタル復調】ー【逆符号化】(重なって送られてきた複数の信号から目的の信号を分離抽出)-デジタル信号ー【D/A変換】ーアナログ信号

という感じになります。

また、空間を伝送中の搬送波はAM、FM、PM波のいずれかになるのでしょうか(アマチュア無線の経験しかなく、どうしてもSSB単信のイメージと比べると信号処理の手順がわかりません)

上で説明しました通り、空間を飛んでいる電波は、BPSKやQPSK、16PSKなどで変調されていればPM波、16QAMなどで変調されていればAM+PM波という感じになります。

説明の途中で、例として「ある送信者は0を500Hz、1を750Hz、別の送信者は0を1000Hz、1を1250Hz、またある送信者は0を1500Hz、1を1750Hz」という例を挙げましたが、この方法で単純にFM変調すればそれはFM波となりますが、FM波は周波数の利用効率が悪いという欠点があるため、このような方式は実際に使われることはありません。(アマチュア無線のパケット通信はこの方式ですが、パケット通信は多重化しているわけではないのでちょっと違いますかね。)

以上、返信が大変遅くなってしまったお詫びという訳ではありませんが、具体的な例を挙げて分かりやすく解説してみたつもりです。

参考になりましたでしょうか。