PoEとPoE+、PoE++の比較 — PoEガイド

**Power over Ethernet（PoE）**では、1本のイーサネットケーブルでデータと電力の両方を接続機器に供給できます。IPカメラ、無線アクセスポイント、VoIP電話ごとに別の電源ケーブルを配線する代わりに、PoEはネットワークデータと同じRJ45接続を通じて電力を供給します。

この技術は、802.3af、802.3at、802.3btという3つの主要なIEEE規格を通じて進化し、世代ごとに供給電力が向上してきました。ネットワークインフラの仕様策定、スイッチ選定、給電機器の導入には、**PoE、PoE+、PoE++**の違いを理解することが重要です。

PoE の仕組み

PoEは、イーサネットケーブルの未使用ペアまたはデータ伝送ペアを利用してDC電力を供給します。給電側機器（PSE）、通常はPoEスイッチまたはミッドスパンインジェクターが、電力を供給する前に接続機器のPoE対応を検出します。この検出により、PoE非対応機器の損傷を防ぎます。

受電機器（PD）は、クラス識別ハンドシェイクを使って給電機器（PSE）と必要な電力をネゴシエーションします。その後、PSEはそのポートに適切な電力予算を割り当てます。

PoEは標準的なCat5e、Cat6、Cat6aケーブルと、標準的なRJ45コネクターで使用できます。基本的なPoEおよびPoE+の導入に特殊なコネクターやケーブルは必要ありません。

IEEE PoE規格の比較

PSEの出力とPDの入力の電力差は、ケーブルでの損失を示します。ケーブルが長いほど熱として失われる電力が増えるため、PDが受け取る電力はPSEの出力より小さくなります。

IEEE 802.3af — 純正 PoE（15.4 W）

最初のPoE規格は2003に批准され、スイッチからポートあたり最大15.4ワットを供給し、受電機器側で12.95ワットを確保します。

この電力予算は次の用途に十分です:

• VoIP電話機
• 基本的なIPカメラ（固定式、PTZなし）
• 旧世代（802.11a/b/g）のシンプルな無線アクセスポイント
• ドアアクセス制御リーダー
• IPインターホン

802.3afはイーサネットケーブル内の4対のうち2対だけを使用します。PSEの実装に応じて、データペア（モードA）または未使用ペア（モードB）から給電します。

現代の多くの用途では、802.3afでは不十分です。赤外線照明、PTZモーター、内蔵分析機能を備えた最新のIPカメラは、15–25ワットを必要とする場合があります。802.11acおよび802.11axアクセスポイントは通常25–30ワットを必要とします。旧式設備では802.3af機器も一般的ですが、新規導入では少なくともPoE+を計画してください。

IEEE 802.3at — PoE+ (30 W)

PoE+（802.3at、2009に批准）は、利用可能な電力をPSEで30ワット、PDで25.5ワットに倍増します。

現在のPoE給電デバイスの大半をカバーします：

• 802.11ac および 802.11ax の無線アクセスポイント
• 赤外線照明を備えたPTZ IPカメラ
• ビデオ会議端末
• シンクライアントおよび小型フォームファクターPC
• ディスプレイ付き多回線VoIP電話
• ネットワーク接続型LED照明

PoE+は現在も最も広く導入されているPoE規格です。現在販売されている企業向けPoEスイッチの多くは、全ポートで802.3atに対応しています。また、PoE給電デバイスの大半は25.5W PD予算内で動作するよう設計されています。

802.3afと同様に、PoE+は2組の電線ペアを使用します。長距離配線での抵抗損失を抑えるため、Cat5e以上を推奨します。

IEEE 802.3bt — PoE++ / 4PPoE（60 Wと100 W）

802.3bt 規格は 2018 に批准され、4ペア給電を導入しました。イーサネットケーブルの4つのペアすべてを同時に使うため、各ペアの電流上限を超えずに、より高い電力を供給できます。

802.3btには2種類あります：

タイプ 3（PoE++）： PSE側で最大 60 ワット、PD側で 51 ワット。ヒーター付き高出力アクセスポイント、パン・チルト・ズームカメラ、デジタルサイネージディスプレイ向けです。

Type 4（PoE++）： PSE 側で最大 100 ワット、PD 側で 71.3 ワット。ノートパソコン、シンクライアント、高出力産業機器を対象とします。

802.3btは4ペアすべてを使用するため、4ペアすべてが端から端まで接続されたケーブルが必要です。これはCat5e以上では標準ですが、一部の古いCat3ケーブルや非標準パッチケーブルは2ペアしか接続していない場合があります。802.3btを導入する前に、ケーブル品質を必ず確認してください。

802.3bt の用途

• **Wi-Fi 6およびWi-Fi 6Eアクセスポイント：**Cisco、Aruba、UbiquitiのハイエンドAPは25–40ワットを消費することがあります。802.3bt Type 3なら十分な余裕を確保できます。
• ヒーター内蔵の屋外PTZカメラ： 寒冷地ではヒーターにより総消費電力が40–50ワットに達することがあります。
• **デジタルサイネージ：**メディアプレーヤー内蔵の業務用ディスプレイは、40–60ワットを消費することがあります。
• **ノートPCの充電：**802.3bt タイプ 4 はイーサネット経由でノートPCを充電できるため、別途電源アダプターを用意する必要がありません。
• 産業用IoT機器： 工場内のセンサー、制御装置、エッジコンピューティングノードでは、設置を簡素化するため PoE の使用が増えています。

ケーブルおよびコネクタの要件

ケーブル

802.3afと802.3atではCat5eが推奨最小ケーブルです。Cat5eは10/100/1000 Mbpsに対応し、過度な発熱を避けて対象電流を扱います。

802.3btでは、Cat5eまたはCat6が必要です。4ペアすべてに流れる電流が増えると、ケーブル束の発熱も増えます。多くの802.3btケーブルを束ねる高密度配線では、導体径が太い（Cat5e用の24 AWGに対し23 AWG）ため抵抗損失と発熱を抑えられるCat6aを推奨します。

TIA-568 規格は、束線した PoE ケーブルのディレーティング指針を定めています。電力 802.3bt を流す 24 本の Cat5e ケーブル束では、安全な温度範囲を守るため、定格電流容量の 80% までディレーティングが必要な場合があります。

RJ45コネクター

すべてのPoE規格で標準のRJ45（8P8C）コネクターを使います。ただしPoE用途では、データ専用配線より品質が重要です。

PoEコネクターは、設置期間を通じて低い接触抵抗を維持する必要があります。接触抵抗が高いと電力損失が増え、終端部で発熱します。802.3btの設備には、より高い電流に対応する定格のコネクターを使用してください。一般に、金めっき接点と堅牢なストレインリリーフを備えた製品が適しています。

CZTのRJ45およびイーサネットコネクター製品群には、PoE、PoE+、PoE++用途に適したコネクターが含まれ、現場終端型と終端済みアセンブリーを選べます。

PSEの種類：スイッチ、インジェクター、ミッドスパン

PoEスイッチ

PoEスイッチは、電力供給装置をスイッチ本体に直接統合します。各ポートは個別に PoE 電力を供給できます。新規設置では PoE スイッチが最も一般的なPSEです。

確認すべき主な仕様:

• **ポートごとの電力予算：**各ポートで利用できる最大ワット数
• スイッチ全体の電力予算： スイッチが全ポートへ同時に供給できる総電力の上限です。総予算が370Wの24-port PoE+スイッチでは、全24ポートに30Wを同時供給できません。そのためには720Wが必要です。
• 対応PoE規格： 802.3af、802.3at、または802.3bt

PoE インジェクタ

PoEインジェクター（ミッドスパンとも呼ばれます）は、非PoEスイッチポートにPoE機能を追加します。スイッチと受電機器の間に設置し、ケーブルに電力を重畳します。スイッチ全体を交換せずに、特定のポートへPoEを追加する場合に便利です。

単ポートインジェクターは、単一機器に PoE を追加する際によく使われます。複数ポートのミッドスパン（通常は 8、12、または 24 ポート）は大規模導入向けです。

PoEスプリッター

PoEスプリッターは逆に、PoEケーブルの電力とデータを分離し、個別の DC 電源出力を提供します。これにより、PoE非対応機器も PoEスイッチから給電できます。スプリッターの DC 出力を機器の電源入力に接続します。

PoEの電力バジェットを計算

PoEの設備を設計する際は、必要な総電力容量を計算してください。

1. 給電機器と最大消費電力をすべて一覧にします（PDクラスは各機器のデータシートで確認）
2. 将来の拡張に備えて 20% の余裕を追加
3. スイッチの総 PoE 予算がこの値を上回ることを確認してください。
4. 高出力機器ではポートごとの電力予算を確認

例：15W台あたり20 IPカメラ × 25W台あたり10アクセスポイント = 300W + 250W = 550W。20%の余裕を加えると、必要なスイッチの総PoE予算は660Wです。

下位互換性

PoE規格は下位互換性があります。PoE++（802.3bt）スイッチで802.3afおよび802.3at機器に給電できます。クラス分けのハンドシェイクで適切な電力レベルを自動交渉します。同様に、802.3afスイッチに接続したPoE+機器は15.4Wしか受け取れず、低電力モードで動作するか、12.95Wを超える電力が必要な場合は動作しないことがあります。

給電デバイスの最低電力要件が、PSEのポートごとの電力予算内に収まることを必ず確認してください。

概要

多くの新規企業向け導入では、PoE+（802.3at）を基本仕様とし、高電力が必要なポートには PoE++（802.3bt）を採用すると、性能とコストのバランスが取れます。将来の電力レベルもディレーティングの懸念なく支えられるよう、全体に Cat6a ケーブルを使用してください。

CZT は PoE インフラ向けに RJ45 コネクター、パッチケーブル、イーサネット部品を供給しています。RJ45およびイーサネットコネクターカタログをご覧いただくか、プロジェクト固有の要件についてお問い合わせください。