PoE給電の動作原理を解説

<p style="text-align:center;">
	<span style="color:#E56600;">&emsp;<a href="https://www.fs.com/jp/" target="_blank"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202109/07/20210907-101427-1630995673-dknMY7cDpX.gif" alt="" width="800" height="90" title="" align="" /></a></span> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
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	<img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202112/06/2021-12-03t15-14-15-1638787437-QDwmN8hXN4.png" alt="" /> 
</p>
<h2 class="Cou_tit">
	目次
</h2>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#1"> PoE対応デバイス </a> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#2"> PoE規格 </a> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#3"> PoE給電の動作原理 </a> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#4">トラブルシューティング</a> 
</p>
<div class="new_community_blog_detail_underline">
</div>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="1">
	PoE対応デバイス
</h2>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="2">
	PoE規格
</h2>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;<strong><span style="color:#E53333;"><a href="https://www.fs.com/jp/products/108716.html" target="_blank"><span style="color:#E53333;"><u>PoEネットワークスイッチ（商品詳細）</u></span></a></span></strong>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。</span> 
</p>
<div class="Cou_container_margin blog_pages overflow_x">
	&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;
	<table class="blog_table" cellspacing="0" cellpadding="0">
		<tbody>
			<tr>
				<th>
				</th>
				<th>
					IEEE 802.3af
				</th>
				<th>
					IEEE 802.3at
				</th>
				<th colspan="2" rowspan="1">
					IEEE 802.3bt
				</th>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					カ<span style="font-size:14px;">テゴリー</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">PoE</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">PoE＋</span> 
				</td>
				<td colspan="2" rowspan="1">
					<span style="font-size:14px;">PoE++</span> 
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">PDで利用可能な電力</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">12.95W</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">25.5W</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">51W</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">71W</span> 
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">最大 PSEが提供する電力</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">15.4W</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">30.0W</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">60.0W</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">100.0W</span> 
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">電力線ペアの数</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">2</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">2</span> 
				</td>
				<td colspan="2" rowspan="1">
					<span style="font-size:14px;">4</span> 
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">サポートのケーブル</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">Cat3以上</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">Cat5以上</span> 
				</td>
				<td colspan="2" rowspan="1">
					<span style="font-size:14px;">Cat5以上</span> 
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">最大伝送距離</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">100ｍ</span> 
				</td>
				<td>
					<span style="font-size:14px;">100ｍ</span> 
				</td>
				<td colspan="2" rowspan="1">
					<span style="font-size:14px;">100ｍ</span> 
				</td>
			</tr>
		</tbody>
	</table>
</div>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="3">
	PoE給電の動作原理
</h2>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	動作プロセス
</h3>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<strong><span style="font-size:14px;color:#337FE5;">step1－PDの検出</span></strong> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<strong><span style="font-size:14px;color:#337FE5;">step2－電力の分類</span></strong> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;</span><span style="color:#337FE5;font-size:14px;"><strong>電力クラス</strong></span><span style="font-size:14px;">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。</span> 
</p>
<table style="width:100%;" cellpadding="2" cellspacing="0" border="1" bordercolor="#337FE5">
	<tbody>
		<tr>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">クラス</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">用途</span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">PSE出力電力（W）</span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">PD入力電力（W）</span><br />
			</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">0</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">デフォルト</span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">15.4 W</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">0.44～12.95 W</span> 
			</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">1</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">オプション</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">4.0 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">0.44～3.84 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">2</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">オプション</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">7.0 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">0.44～3.84 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">3</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">オプション</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">15.4 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">6.49～12.95 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">4</span> 
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">オプション: IEEE 802.3atのみ</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">30 W</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
			</td>
			<td style="text-align:center;">
				<span style="font-size:14px;">6.49～12.95 W</span><br />
			</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
<p>
	<strong><span style="font-size:14px;color:#337FE5;">step3－給電開始</span></strong> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<strong><span style="font-size:14px;color:#337FE5;">step4－DC電力の供給</span></strong> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<div class="new_community_blog_detail_underline">
</div>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	給電モード
</h3>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<strong><span style="font-size:14px;">モード A</span></strong> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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。</span> 
</p>
<p>
	<img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202111/18/alternative-a%E3%81%AE%E5%A0%B4%E5%90%88-1637224056-HJZUmBAp4L.jpg" alt="" /> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	&emsp;<span style="font-size:14px;">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。</span> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<strong><span style="font-size:14px;">モード B</span></strong> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202111/18/alternative-b%E3%81%AE%E5%A0%B4%E5%90%88-1637224082-gBCAE1uTe2.jpg" alt="" /> 
</p>
<p>
	&emsp;<span style="font-size:14px;">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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;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「<strong><span style="color:#E53333;"><a href="https://community.fs.com/jp/blog/active-vs-passive-poe-switch.html" target="_blank"><span style="color:#E53333;"><u>アクティブとパッシブPoEスイッチ：どちらを選びますか？</u></span></a></span></strong>」という文章を見てください。</span> 
</p>
<div class="new_community_blog_detail_underline">
</div>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="4">
	トラブルシューティング
</h2>
<p>
	<span style="font-size:14px;">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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・受電装置（PD）が削除される場合</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・PDの電力消費が過負荷または短絡している場合</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・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&emsp;</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">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：</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・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。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;・PSEとPD間の電力モードの互換性を確認してください。</span> 
</p>