PoE給電の動作原理を解説
近年、PoE電源技術の発展はますます強くなっていきます。IP電話、IPカメラ、無線LANアクセスポイントまたPoE照明などのデバイスが電源ケーブルが不必要になったため、同じイーサネットケーブルで電力とデータを受け取ることができます。したがって、PoEパワーサプライは電源装置の設置と配備の簡単、省エネ、安全など一連の利点を持っています。この文章では、PoE対応デバイス、給電の動作原理また最も心配している問題を詳細に説明します。
目次
PoE対応デバイス
PoEはPower Over Ethernetの略語で、LANケーブルを経由して、データ通信と同時に電力を供給することができます。PoE技術は既存のネットワークの通常の動作を保証する同時に、最小限にコストを抑えます。
PoE対応デバイスは給電装置と受電装置2つの部分で構成されています。
給電装置（PSE）：イーサネットケーブルで電力を供給できるデバイスです。例えば、PoEをサポートするインジェクター、メディアコンバーター、PoE対応スイッチなどです。
受電装置（PD）：受電デバイスのことです。例えば、IP電話、防犯カメラ、無線LANアクセスポイントなどです。
PoE規格
PoEネットワークスイッチ（商品詳細）は、さまざまなPoE規格に基づいて給電機器（PSE）が受電装置（PD）に電力を供給できます。次の表に、既存のPoE規格と対応するPoE電源値を示します。
| IEEE 802.3af | IEEE 802.3at | IEEE 802.3bt | ||
|---|---|---|---|---|
| カテゴリー | PoE | PoE＋ | PoE++ | |
| PDで利用可能な電力 | 12.95W | 25.5W | 51W | 71W |
| 最大 PSEが提供する電力 | 15.4W | 30.0W | 60.0W | 100.0W |
| 電力線ペアの数 | 2 | 2 | 4 | |
| サポートのケーブル | Cat3以上 | Cat5以上 | Cat5以上 | |
| 最大伝送距離 | 100ｍ | 100ｍ | 100ｍ | |
PoE給電の動作原理
動作プロセス
給電機器（PSE）はイーサネットケーブルを通じて、 自動的に受電機器（PD）を検索、検出、分類し、PDにDC電力を供給することができます。
step1－PDの検出
PDを検出するために、PSEはEthernet機器を接続すると、2.8～10Vの範囲で2つの異なる電圧を印加し、電流を測定します。検出されるため、PDは内部に25kΩの抵抗を内蔵しています。25kΩに対応する電流値が検出されたとき、PDであるとPSEは判断できます。
step2－電力の分類
電力クラスは給電機器（PSE）から受電機器（PD）にどの程度の電力を供給できるのかを規定しています。次の表はIEEE802.3af規格のPoE機器は電力クラス０〜３の電力供給が可能で、IEEE802.3at規格のPoE機器は電力クラス４の電力供給が可能ということを表しています。
| クラス |
用途 |
PSE出力電力（W） |
PD入力電力（W） |
| 0 |
デフォルト |
15.4 W | 0.44～12.95 W |
| 1 |
オプション |
4.0 W |
0.44～3.84 W |
| 2 |
オプション |
7.0 W |
0.44～3.84 W |
| 3 |
オプション |
15.4 W |
6.49～12.95 W |
| 4 |
オプション: IEEE 802.3atのみ |
30 W |
6.49～12.95 W |
step3－給電開始
電力クラスを決定した後、15マイクロ秒未満でPoEスイッチがPDに低電圧を供給し始め、最終的に最大48V DCに上昇します。
step4－DC電力の供給
電圧が48Vに達すると、PoEスイッチはPDに安定した信頼できる48V DC電力を供給します。
給電モード
IEEE802.3afとIEEE802.3at 規格に基づいて、Alternative AとAlternative Bの2種類の給電モードがあります。
モード A
8本の絶縁被覆付き銅線が2本ずつ撚り合わされて、1本のLANケーブルを構成します。
この画像では、イーサネットケーブルのデータ線(1/2/3/6ピン)を使用してデータを伝送する同時に給電します。残りの4/5/7/8ピンは使われません。ライン対の極性は、チップベンダの指定によって正(positive)または負(Negative)が決まります。
モード B
この画像ではイーサネットケーブルの4/5/7/8ピンを使用して給電をしています。1/2/3/6ピンはデータを伝送します。4と5が正(Positive)、7と8が負(Negative)です。
受電機器（PD）は、AlternativeA、B両方の給電方式に対応するように設計されることにより、PSEの給電方式を意識しなくてもPoE機能が使用できます。詳しく「アクティブとパッシブPoEスイッチ：どちらを選びますか？」という文章を見てください。
トラブルシューティング
PoEスイッチは、次の状況が発生された場合、電力供給を遮断してください。
・受電装置（PD）が削除される場合
・PDの電力消費が過負荷または短絡している場合
・PDの総消費電力がPoE電源スイッチの電力バジェットを超えている場合
PoEシステムの電源が切れたら、トラブルシューティングの手順：
・PoEスイッチに接続する前に、受電装置がPoEをサポートしていることを確認してください。
・受電装置のPoEワット数が最大値を超えないようにしてください。
・接続されているすべての必要なPDの合計ワット数が、スイッチが供給できる電力量を超えないようにしてください。
・PSEとPD間の電力モードの互換性を確認してください。
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この問題について(PoE給電の動作原理を解説), 我々は、より多くの情報をここで見つけました https://qiita.com/FSCOMJapan/items/73cdde41208ad3399bc5著者帰属：元の著者の情報は、元のURLに含まれています。著作権は原作者に属する。
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