企業内の IP 接続ネットワークデバイスの急増により、より高速なデータレートが求められているだけでなく、電力も増加しています。これにより、パワー・オーバー・イーサネット (PoE) の扉が大きく開かれました。

接続されたデバイスは、PoE により 1 本の銅線イーサネットケーブルでデータおよび電力の接続を共有できるようになり、インフラストラクチャーの合理化と運用の簡素化が実現します。PoE は 1999 年以来企業ネットワークの一部となっていますが、その機能と重要性は、より高いワット数の PoE デバイスの開発によって近年大きな飛躍を遂げています。これらのデバイスには、特に、デスクトップ電話、セキュリティカメラ、ビデオモニター、Wi-Fi またはビル内ワイヤレスサービス用のワイヤレス・アクセスポイントなどの一般的なエンタープライズ機器が含まれています。

今日の高度な PoE 技術とデバイスにより、企業ネットワークでは、接続されているすべてのデバイスに別々の AC(交流)給電を行う必要はもうありません。そして、これはまだ始まりに過ぎません。PoE のメリットには、設計の優れた電気的な安全機能、デバイス管理の向上、設置とメンテナンスのコスト削減などもあります。

Wi-Fi アクセスポイント、セキュリティカメラ、LED 照明、IP 電話、RFID セキュリティ、ビル管理システムなど、PoE デバイスの範囲が拡大するにつれ、企業は既存のケーブル配線を使用しながら、リモート電源を活用し、インフラ関連の経費をより適切に管理できる絶好の機会が生まれます。今すぐ、その方法を学ぶ

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ツイストペアケーブルによる電気通信装置の給電は、電話と同じくらいの歴史があります。
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PoE とは何か、その仕組みは?

PoE1は、カテゴリー 3 以上の標準イーサネットケーブルを使用して、電力とデータをリモートデバイスに安全に送信するシステムです。PoE は、主電源を低電圧電源に変換し、構内配線を介して PoE 対応デバイスに電力を送ります。このシステムは、データ信号と電力信号が相互に干渉するのを防ぐように設計されています。電力は、各ペアに共通の電圧を印加することによってデータ導体上を伝送します。ツイストペアのイーサネットは差分シグナリングを使用するため、データ伝送とは干渉しません。その結果、PoE はデータ信号を中断することなく、電力信号とデータ信号の両方を伝送できます。

ただ、信号の干渉は排除されますが、一部の電力損失は避けられません。例えば、PoE 802.3af-2003 規格を満たすシステムでは、ケーブル配線に 15.4 ワットの電力が供給されますが、受電機器が受信できるのは 12.95 ワットのみです。幸いなことに、PoE 接続デバイスの進化に伴い、そのサポートに必要な業界基準も進化しています。詳細については、第 4.1 章を参照してください。

通信ケーブルを使用して遠隔で電力を供給することで、PoE は幅広いデバイスへのコスト効率の高い電力供給を可能にします。その他のメリット:

  • ケーブルとコネクタのサイズを小さくすると(AC ライン電源に対して)、高密度を実現
  • エラーやその他の動作状態について回路を継続的に監視
  • 低電圧配線は、ITC ネットワークの一部として設置でき、より安全で低コストで設置することができます
  • 施設の管理を改善するためにデバイスの制御と運用を改善
  • 電力供給と通信の相乗効果により、インテリジェントインフラストラクチャーを実現
  • UPS のバックアップにより、堅牢で信頼性の高い運用を実現

PoE アプリケーション、市場、そしてトレンド

テクノロジー調査コンサルティング会社である、The Building Services Research and Information Association(BSRIA)によると、2023 年までの世界的な PoE 出荷は、年間平均成長率(CAGR)が約 11~13% で、この期間末までに年間 1 億 8,000 万の港湾が販売されると予想されています。2

PoE の進化:規格、種類、およびクラス

PoE 技術の進化は、電話などの前駆的な標準給電装置から、2003 年の初の PoE 規格、構内配線で少なくとも 71 ワットを供給する最新の IEEE 802.3bt 規格4まで、サポートするデバイスの進化を反映しています。さまざまな接続されたデバイスが、規格よりも前に導入されることは珍しくありません。

表 2:規格、タイプ、クラス別の PoE の動作特性

Table 2: Operational characteristics of PoE by standard, type and class

PoE 配線設計と配備

過去 10 年間で、PoE は給電の主要戦略として注目されてきました。ネットワークマネージャー、設置業者、インテグレーターは、構内配線を使用して、電力とデータ両方を自分たちの多くのネットワークデバイスに提供できるようになりました。同じケーブルで低電圧の電力とデータを実行する能力は、PoE ネットワークの展開と管理を大幅に簡素化できますが、コスト、パフォーマンス、管理性のバランスを最適化するためにそれを計画し設計することは容易ではありません。エンジニアはいくつかの重要な変数を考慮する必要があります。PoE ネットワークの効率的な設計と運用に影響を与えている主な要因は次のとおりです。

  • チャネルトポロジー:ケーブル経路インフラストラクチャー
  • 熱負荷の管理:ケーブルのバンドル、間隔、および長さ
  • ケーブル、コード、コネクタの選択

ケーブルおよびコネクタ

構内配線上の PoE 分布のモニタリング

これまで見てきたように、TIA、ISO/IEC、および CENELEC の配線規格では、環境とケーブルのカテゴリーに基づいて推奨されるケーブルバンドルのサイズが確立されています。ISO/IEC18598(AIM 規格)の追補 1 では、ケーブルバンドルのサイズとバンドル内の各ケーブルの電力レベルを文書化する必要性について取り上げています。

次に訪れることをテストする

結論

Wi-Fi 6、5G、共有スペクトルなどの新しい接続オプションの最近の導入により、IP セキュリティカメラ、LED 照明、4K/HD デジタル・サイネージなどのコンバージド IoT および OT エッジデバイスの展開が促進されています。その他のエッジデバイスには、POS ユニットのほか、インテリジェントビル管理システムや、アクセス制御(スマートロック)、位置情報サービス、火災検知・避難などのセンサー類が含まれます。一方、5G 対応型スマートホームシステムも市場で大きく注目され始めています。Power over Ethernet (PoE) は接続されたエッジデバイスやワイヤレス・アクセスポイントなどに給電するために適切な技術です。

最新の 802.3bt パワー・オーバー・イーサネット規格 (4 ペア PoE または単に 4PPoE とも呼ばれる)は、カテゴリー 6A ケーブルを介して提供されるフル 90 ワットのサポートを規定しています。以前の無線アクセスポイント(AP)では最小限の電力しか消費しない傾向がありますが、最新の AP では、すべての周波数を駆動し、USB ポートを介して接続された数々のデバイスに給電をおこなうためにより多くの電力を必要とします。HD/4K デジタル・サイネージ、パン・チルト・ズーム(PTZ)カメラ、スマート LED 照明などの PoE 対応エッジデバイスの数は、今後数年で増え続けると予想されています。

PoE は、アップタイムが極めて重要なコンバージド・エッジデバイスの安定したバックアップ電源として、ますます重要になってくると考えられています。例えば、HD カメラは、セキュリティシステム、人数計測、機械学習(ML)分析、占有率センサーなどの複数のアプリケーションにデータを供給することができます。PoE は、ネットワークスイッチの電力とデータを専用電力回路と組み合わせ、集中化することで、トラブルシューティングや管理を簡素化し、自動化します。

しかし、これはネットワーク・インフラストラクチャーを簡素化および合理化しますが、パフォーマンス、コスト効率、信頼性、スケーラビリティの上で最適なバランスを提供する PoE ネットワークを設計することは、決して単純ではありません。

前章では、PoE システムを設計、拡張、より広範なエンタープライズ・ネットワークに統合する際に念頭に置くと役立つ、いくつかの重要な概念と考慮事項の概要について説明しました。かいつまんで大まかな内容のみご説明しましたが、具体的な問題に深く掘り下げることのできるその他のアセットへのリンクをぜひご活用ください。

また、問題を抱えている場合はいつでもお気軽にご相談ください。コムスコープは、お客様が次のことを計画し、準備できるように役に立つガイドとアドバイスを提供します。

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