パワーオーバーイーサネット
POE の紹介
Power over Ethernet (PoE) は、標準のネットワーク ケーブル経由で直流 (DC) 電力とデータを安全に転送できるようにするテクノロジーです。 データと電源の両方が同じワイヤを共有することができ、それぞれが独立しており、他方の影響を受けません。 このチュートリアルでは、PoE テクノロジーの包括的な概要を提供し、光ファイバー ケーブルを使用して銅線ネットワーク ケーブルの 100 メートルの距離制限を克服する方法を説明します。
POE の利点
PoE を使用する利点は何ですか?また、ネットワーク設計者がこのテクノロジーを使用したい理由は何ですか?
PoE は現在、交流 (AC) 電力へのアクセスが不便、高価である、または供給が不可能な場所に導入されています。 PoE は、天井、屋上、電柱、フェンス沿い、パイプライン、輸送ルート、その他の人里離れた場所にあるデバイスに電力を供給できます。 各デバイスに電力を供給するコストは、非シールドツイストペア (UTP) ケーブルを介して機器に電力を供給することで削減されます。
PoE テクノロジーには次の利点があります。
柔軟性: LAN ケーブルが接続できる場所ならどこにでもデバイスを簡単に移動できます。 電源の確保が難しい場所に機器を設置してください。 シンプルさ: イーサネット ケーブルのみをエンド デバイスに取り付けます。 ケーブルの乱雑さを最小限に抑え、スペースを節約します。 安全性: 屋外用途には AC 電源は必要ありません。 電気建築基準を満たす必要はありません。 コスト削減: 電源コンセントを設置する必要はありません。 資格のある電気技師を雇う必要はありません。 機能: エンドデバイスをリモートでリセットできます。
PoE も緑色です。 次の抜粋は、スマート ビルディングとエネルギー効率に関するものです。
スマート ビルディングとは、IP ネットワークがさまざまな「プラグ ロード」デバイスに Power-over-Ethernet を提供できる場所です。 PoE は、これらのデバイスに高電圧ではなく低電圧電力を供給するだけでなく、さらに重要なことに、デバイスへの電力を制御する手段を提供します。 その結果、デバイスの電力消費量が削減され、電力使用量が削減され、建物がより環境に優しいものになります。 さらに、PoE により材料の使用量が削減され、デバイスに電源ケーブルを提供する必要がなくなります。
ほとんどの支持者は、PoE が世界的な長期 DC 電源ケーブル標準となり、管理が難しく、エネルギーを浪費し、設計が不十分なことが多く、サージや電圧低下による損傷を受けやすい「ウォールウォーム」コンバータに取って代わることを期待しています。
銅線ケーブルとポート
PoE は標準のネットワーク ケーブルを利用します。 このネットワーク ケーブル配線は、イーサネット ケーブル、銅線ネットワーク ケーブル、カテゴリ 5 または 6 ケーブル、および UTP ケーブルと呼ばれます。 このケーブルは、RJ-45 ポートを介してネットワーク デバイスに接続します。
POE デバイス
Power Sourcing Equipment (PSE) は、PoE ネットワークに電力を供給または注入するデバイスです。 PSE にはエンドスパンとミッドスパンの 2 種類があります。 名前が示すように、エンドスパンはリンク セグメントの端に位置し、ミッドスパンはリンク セグメントの中央に位置します。
受電デバイス (PD) は、PSE から電力を供給するデバイスです。 PD の一例は、デスクトップの VoIP (Voice over IP) 電話です。 このチュートリアルでは、PD の例が多数提供されています。
エンドスパン PoE スイッチは、PoE 機能が組み込まれたイーサネット スイッチであるため、データと電力の両方が UTP ケーブル経由で送信されます。
PoE エンドスパン
ミッドスパン PoE インジェクタは、通常、UTP ケーブル配線上の 1 点で電力を注入する 2 ポート デバイスです。 ミッドスパンは、PoE を提供しないスイッチに接続されている PD に電力を供給するために使用されます。 ミッドスパンは DC 電力をケーブルに注入し、データはインジェクターを透過的に通過します。 ほとんどのミッドスパン インジェクタでは、100 メートルの距離制限がスイッチから PD までのスパン全体に適用されます。
PoEミッドスパン
注: 有効な PD (IEEE 標準に従って) は PSE に電気署名を提示します。 PSE は、ワイヤ経由で電力を送信する前に、この電気署名を探します。 存在しない場合、PSE はワイヤに電力を供給しません。 ただし、PSE はデータの送信を続けます。
Fiber-Mart の関連デバイスには、PoE メディア コンバータおよび PoE スイッチが含まれます。
IEEE POE 規格
2003 年に、IEEE は各ポートに最大 15.4 ワットの電力を供給できる 802.3af PoE 規格を承認しました。 2009 年後半、IEEE は PoE+ として知られる 802.3at PoE 規格を承認しました。 802.3a t が必要なのは、PD ベンダーが 802.3af で利用可能な 15.4 ワットよりも多くの電力を必要とするデバイスを製造し始めているためです。 802.3at では、PD に最大 25.5 ワットの電力を供給できます。 802.3at は 802.3af と下位互換性があります。 PSE が「at」、PD が「af」であれば、正常に動作します。 PSE は PD が「af」であることを認識し、必要なだけの電力をそれに与えます。 ただし、逆の状況は機能しません。PSE が「af」のみの場合、「at」PD に電力を供給することはできません。 これらの標準が適用される前は、いくつかのデバイス メーカーが独自の PoE 実装を実装していました。 最も一般的なタイプはレガシー Cisco VoIP です。
注: IEEE は PoE および PoE+ の電力レベルを指定していますが、非標準の電力レベルも存在します。
IEEE 仕様外の電力レベルを提供する市場のアイス。
PSE によって供給される PoE または PoE+ 電力レベルは、PD の電力要件に応じて異なります。 たとえば、IEEE 802.3af 標準に準拠した PSE は最大 15.4 ワットの電力を供給できますが、PD が 6 ワットのみを必要とする IP 電話の場合、PSE は 6 ワットの PoE を供給します。
UTP ケーブル接続を介した IEEE PoE 給電オプション
PoE は、UTP ケーブルの 4 対のワイヤに接続する標準 RJ-45 ポートの 8 つのピンの異なる組み合わせを使用して、4 つの電力供給オプションをサポートします。
IEEE 標準ベース: IEEE 代替 A (ピン 1/2 および 3/6 で電源投入)。 IEEE 代替 B (ピン 4/5 および 7/8 で電源オン)。
IEEE PoE 標準では、異なるピンとワイヤの検出と電力供給の 2 つのモード、代替 A または代替 B が指定されています。代替 A と代替 B はどちらも、ファスト イーサネットまたはギガビット イーサネット、および PoE または PoE+ をサポートします。
IEEE 標準に準拠するには、PD は A 代替 A と代替 B の両方をサポートする必要がありますが、PSE は A 代替 A または代替 B のいずれか、または両方をサポートできます。
次の概略図の凡例:
PoE回線
10/100BASE-T 代替 A: 10/100BASE-T 代替 A は、ピン 1 と 2 に正の DC 電力を注入し、ピン 3 と 6 に負の DC 電力を注入します。ファスト イーサネットでは、これらはデータ ペアでもあるため、データ と電源は同じワイヤを共有します。 ワイヤの「共有」は、ファンタム電源と呼ばれる技術を使用して実現されます。ファンタム電源は、もともと、アクティブ電子回路を含むマイクを動作させるためにマイクケーブルを介して DC 電力を送信する方法として使用されていました。
PoE 10/100BASE-TA
10/100BASE-T 代替 B: 10/100BASE-T 代替 B は、正の DC 電力をピン 4 と 5 に供給し、負の DC 電力をピン 7 と 8 に供給します。ファスト イーサネットでは、これらは「予備」ペアであるため、 電流はデータとワイヤを共有しておらず、ファンタム電源もありません。
PoE 10/100BASE-T B
1000BASE-T 代替 A: IEEE 1000BASE-T 代替 A では、ピン 1 と 2 に正の DC 電力が供給され、ピン 3 と 6 に負の DC 電力が供給されます。ギガビット イーサネットでは、4 つのペアすべてがデータを伝送するため、ファンタム電源が常に必要になります。 ギガビットPoE。
PoE 1000BASE-TA
1000BASE-T 代替 B: IEEE 代替 B では、正の DC 電力がピン 4 と 5 に供給され、負の DC 電力がピン 7 と 8 に供給されます。
PoE 1000BASE-T B
非標準ベース:レガシー非 IEEE は、802.3af 標準が 2003 年に承認される前にシスコが実装した独自の検出および電力供給モードです。このモードは DC 電力にピン 4/5 および 7/8 を使用しますが、極性は逆です。 。
従来の「大容量コンデンサ検出」は、代替 A と B の両方の電源に使用できます。 従来の VoIP デバイスの場合、「大容量コンデンサ検出」は通常代替 B (ピン 4/5 および 7/8 に電源投入) ですが、検出方法は IEEE 標準に従っていません。 代わりに、PSE は PD を調べて、固有の大容量シグネチャを探します。 その署名が見つかった場合は、代替 B に従って権限を適用します。
POE および PoE+ 受電デバイス
PoE および PoE+ により、さまざまなネットワーク デバイスへの電力供給が可能になります。
802.3af 受電デバイス:
IP 電話: Voice over IP (VoIP) 電話は世界中の企業で広く採用され、使用されています。 これらはネットワーク デバイスであるため、PoE を利用してネットワーク ケーブル経由で電力と音声データを取得します。 テレプレゼンス ビデオ電話およびビデオ コンソール: テレプレゼンスおよび電話会議アプリケーションで使用されるビデオ会議端末は、PoE によって電力を供給でき、高帯域幅の接続を必要とします。 IP カメラ: IP ネットワーク カメラは、カメラが手の届きにくい高所に設置されるセキュリティ、監視、交通監視アプリケーションで使用されます。 IP カメラは、製造業 (組立ライン、製紙工場、製材工場など) や食品加工における品質保証にも使用されます。 これらのアプリケーションでは、ギガビット データ レートを必要とする高速、高解像度のカメラを利用できます。 ワイヤレス デバイス: ワイヤレス テクノロジーは、アプリケーションと展開において成長しています。 無線 LAN および WAN アクセス ポイントと WiMAX アンテナは天井や屋上に設置されるため、通常は PoE によって電力が供給されます。 RFID ネットワークでは、PoE 給電アクセス ポイントも使用されます。 アクセス制御デバイスとバッジ リーダー: 企業、病院、空港、軍事施設などの高度なセキュリティ施設では、建物へのアクセスを制御および監視するために各ドアに電力が必要なドア ロックおよびバッジ リーダー システムが利用されています。 IP クロック: PoE IP クロックはイーサネット ケーブル経由で電力を供給されるため、バッテリーや AC 電源は必要ありません。 すべてのクロックは 1 つの Simple Network Time Protocol (SNTP) サーバーに同期され、すべてのクロックにわたって正確で一貫した時間を維持します。 IP クロックは、停電後に自動的にリセットされ、夏時間に合わせて調整されるため、人件費も節約できます。 メッセージングおよびデジタル サイネージ システム: LED サインは、バスの時刻表、ローカル ニュース、天気予報などの日常的なアナウンスを表示するメッセージング システムとして機能します。 LCD デジタルサイネージは、次のことを表示できます。















コメントはまだ投稿されていません。