とことこロゴス
PoE
イーサネットのツイストペアケーブルでデータ通信とともに電力を供給する技術である。給電側と受電側の対応規格や供給可能な電力の条件を満たす必要がある。
イマシルちゃんの解説
天井に無線LANのアクセスポイントを置きたいのに、近くにコンセントがないと困るよね。
PoEは、通信に使うLANケーブルで動作に必要な電気も届ける技術だよ。
対応するスイッチなどから給電すれば、設置場所まで電源用の配線を別に引く手間を減らせるんだ。
標準のPoEでは、給電する側が相手の対応を確かめてから電気を送るの。
ただし、対応機器なら何台でもつなげるわけではないよ。
機器が必要とする電力と、スイッチが各ポートや全体で供給できる電力を確認するんだ。
通信と電源をまとめられるからこそ、電力の条件も合わせておくことが大切なんだよ。
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より深い解説
定義
PoE（Power over Ethernet）は、IEEE 802.3で定められた、イーサネットのケーブルで電力を供給する技術である。電力を供給する側をPSE（Power Sourcing Equipment：PoE対応のスイッチなど）、受け取る側をPD（Powered Device：アクセスポイントなど）という。
規格
| 通称 | 規格 | PSEの1ポートあたりの最大出力 | PDが受け取れる電力 |
|---|---|---|---|
| PoE | IEEE 802.3af | 15.4W | 12.95W |
| PoE+（PoE Plus） | IEEE 802.3at | 30W | 25.5W |
| PoE++（Type 3） | IEEE 802.3bt | 60W | 51W |
| PoE++（Type 4） | IEEE 802.3bt | 90W | 71.3W |
PSEの出力とPDが受け取れる電力の差は、ケーブルでの電力の損失の分である。
給電の仕組み
- PSEは、ポートにつながった機器がPDかどうかを、小さな電圧をかけて検出する（PDでない機器に電力を流さない）
- PDが必要とする電力のクラスを確認する
- 確認できたら、給電を始める
PoEに対応していない機器をつないでも、検出の段階で給電されないため、壊れることはない。
設計での注意
| 注意点 | 内容 |
|---|---|
| 規格の一致 | Wi-Fi 6のアクセスポイントなど、消費電力の大きい機器は、PoE+以上が必要なことが多い |
| 給電の総量 | スイッチ全体で供給できる電力の合計（PoEバジェット）を超えないように、つなぐ機器の数を計画する |
| ケーブルの距離 | 最大100m |
| 停電対策 | アクセスポイントや電話機の電源はスイッチから取るため、スイッチを無停電電源装置（UPS）につなぐ |
機器の消費電力とスイッチの給電予算
接続機器が受け取る側で必要な電力の合計は、同じ機器なら1台当たりの消費電力 × 台数で求める。例えば20Wのアクセスポイントを10台接続するなら、機器側の合計は200Wになる。
ただし、この合計だけをスイッチの給電予算と比較して選定を終えてはいけない。スイッチはケーブルでの損失も含めて出力する必要があり、さらに電力クラスや交渉結果に応じて各ポートへ確保する量が決まる。仮に1ポート30Wを予約する設定なら、10ポートで必要な予約量は300Wである。実測値で動的に管理する場合など、配分方法は製品や設定によって異なる。
確認するのは、1ポート当たりの供給能力と、スイッチ全体の給電予算の両方である。ポート単体では足りても全体では不足する場合があり、逆に全体の余裕があっても一つのポートの上限は超えられない。