1 はじめに
PoE は、Power over LAN (PoL) またはアクティブ イーサネットとも呼ばれ、略してパワー オーバー イーサネットと呼ばれることもあります。これは、既存の標準イーサネット伝送ケーブルを使用してデータと電力を同時に伝送し、既存のイーサネット システムおよびユーザーとの互換性を維持する最新の標準仕様です。IEEE 802.3af 標準は、Power-over-Ethernet システムの POE に基づく新しい標準です。IEEE 802.3 に基づいて、ネットワーク ケーブルを介した直接電源供給のための関連規格を追加します。これは既存のイーサネット標準の拡張であり、配電に関する初の国際標準です。標準。
IEEE は 1999 年にこの規格の開発を開始し、最初に参加したベンダーは 3Com、Intel、PowerDsine、Nortel、Mitel、National Semiconductor でした。しかし、この規格の欠如が市場の拡大を制限しています。2003 年 6 月まで、IEEE は 802.3af 規格を承認していました。この規格では、リモート システムでの電力検出と制御項目が明確に規定されており、ルータ、スイッチ、ハブがイーサネット ケーブルを介して IP 電話、セキュリティ システム、ワイヤレス ローカル エリア ネットワークに接続されていました。ポイントなどの電源供給方法は規定されています。IEEE 802.3af の開発には多くの企業専門家の努力が含まれており、これにより規格を完全にテストすることもできます。
一般的な Power over Ethernet システム。イーサネット スイッチ装置をワイヤリング クローゼットに配置し、電源ハブを備えたミッドスパン ハブを使用して LAN のツイスト ペアに電力を供給します。ツイストペアの終端では、電源は電話、ワイヤレス アクセス ポイント、カメラ、その他のデバイスに電力を供給するために使用されます。停電を避けるために、UPS を使用できます。
2原則
標準のカテゴリ 5 ネットワーク ケーブルには 4 対のツイストペアがありますが、10M BASE-T および 100M BASE-T ではそのうちの 2 対だけが使用されます。IEEE80 2.3af では 2 つの使用法が可能です。アイドルピンを電源として使用する場合、ピン 4 と 5 がプラス極として接続され、ピン 7 と 8 がマイナス極として接続されます。
データピンを電源として使用する場合、送信トランスの中点にDC電源が追加されますので、データ送信には影響しません。このように、ペア 1、2 およびペア 3、6 は任意の極性を持つことができます。
この規格では、上記 2 つの条件を同時に適用することは許可されていません。電源装置 PSE は 1 つの用途のみを提供できますが、電源アプリケーション装置 PD は両方の状況に同時に適応できなければなりません。この規格では、電源は通常 48V、13W であると規定されています。PD 機器が 48V から低電圧への変換を提供することは比較的簡単ですが、同時に 1500V の絶縁安全電圧が必要です。
3つのパラメータ
完全な POE システムには、電源装置 (PSE) と電源装置 (PD) の 2 つの部分が含まれます。PSE デバイスは、イーサネット クライアント デバイスに電力を供給するデバイスであり、POE イーサネット電力供給プロセス全体のマネージャーでもあります。PD デバイスは電力を受け入れる PSE 負荷、つまり IP 電話、ネットワーク セキュリティ カメラ、AP、および PDA や携帯電話の充電器などの他の多くのイーサネット デバイスなどの POE システムのクライアント デバイスです (実際には、電力は 13W を超えません (デバイスは RJ45 ソケットから対応する電力を取得できます)。この 2 つは IEEE 802.3af 規格に基づいており、受電装置の PD 接続、デバイスの種類、消費電力レベルなどの情報を介して接続を確立し、これに基づいて PD はイーサネットを介して PSE から電力を供給されます。
POE 標準電源システムの主な電源特性パラメータは次のとおりです。
1. 電圧は 44V ～ 57V で、標準値は 48V です。
2. 最大許容電流は550mA、最大起動電流は500mAです。
3. 通常の動作電流は 10 ～ 350mA、過負荷検出電流は 350 ～ 500mA です。
4. 無負荷状態では、必要な最大電流は 5mA です。
5. PD 機器には 3.84 ～ 12.95W の 3 つのレベルの電力要件を提供します。最大値は 13W を超えません。(PD レベル 0 と 4 は表示されないため、使用しないでください。)
4 作業工程
PSE給電端末装置をネットワーク内に配置する場合のPOE Power over Ethernetの動作手順を以下に示します。
1. 検出
PSE デバイスは、最初に、ケーブル端子の接続が IEEE 802.3af 規格をサポートする受電デバイスであることを検出するまで、ポートに微小な電圧を出力します。
2. PD デバイスの分類
受信端デバイスのＰＤが検出されると、ＰＳＥデバイスは、ＰＤデバイスを分類し、ＰＤデバイスによって要求される電力損失を評価することができる。
設定可能な時間 (通常は 15μs 未満) の起動期間中、PSE デバイスは PD デバイスへの電力の供給を低電圧から開始し、48V DC 電源が提供されるまで開始します。
4. 電源供給
PD 機器に安定した信頼性の高い 48V DC 電源を供給し、15.4W を超えない PD 機器の消費電力に対応します。
5. 電源を切る
PD デバイスがネットワークから切断されると、PSE はすぐに (通常 300 ～ 400 ミリ秒以内) PD デバイスへの電力供給を停止し、ケーブルの端末が PD デバイスに接続されているかどうかを検出する検出プロセスを繰り返します。
5 電源供給方式
PoE 規格では、イーサネット伝送ケーブルを使用して DC 電力を POE 互換デバイスに伝送するための 2 つの方法が定義されています。
1.ミッドスパン
イーサネット ケーブルの未使用のアイドル ワイヤ ペアを使用して、DC 電力を伝送します。通常のスイッチとネットワーク終端装置との間で使用されます。ネットワークケーブルを介してネットワーク端末機器に電源を供給できます。ミッドスパン PSE (ミッドスパン電源供給装置) は特別な電源管理装置であり、通常はスイッチと一緒に使用されます。各ポートに対応する RJ45 ジャックが 2 つあり、1 つは短いケーブルでスイッチに接続され、もう 1 つはリモート デバイスに接続されます。
エンドスパン
データ伝送に使用される芯線には直流電流も同時に伝送されており、その伝送にはイーサネットのデータ信号とは異なる周波数が使用されます。対応するエンドポイント PSE (端末電源装置) には、POE 機能をサポートするイーサネット スイッチ、ルーター、ハブ、またはその他のネットワーク スイッチング装置が装備されています。End-Span が急速に推進されることが予測されます。これは、イーサネットのデータ伝送と電力伝送が共通のペアを使用するため、独立した電力伝送のための専用線を設定する必要がありません。これは 8 コア ケーブルと、それに対応する標準 RJ のみに適用されます。45 ソケットは特に重要です。
6 開発
Power-over-EthernetチップメーカーであるPowerDsineは、ラップトップやその他のデバイスへの電源供給をサポートする「ハイパワーPower-over-Ethernet」規格を正式に提出するためにIEEE会議を開催する予定です。PowerDsine は、802.3af 標準の 48v 入力と 13w の利用可能な電力制限を 2 倍にする必要があることを提案するホワイトペーパーを提出する予定です。この新しい規格は、ノートブック コンピュータに加えて、液晶ディスプレイやテレビ電話にも電力を供給する可能性があります。2009 年 10 月 30 日、IEEE は最新の 802.3at 標準を発行しました。この標準では、POE が 13 W を超え、30 W に達することもあるより高い電力を供給できることが規定されています。