PoE給電は通常の電子機器のようにコンセントへの接続を必要とせず、対応している機器同士をLANケーブルで接続するだけで機器の利用が可能です。

PoEを利用するには給電機器（PSE：Power Sourcing Equipment）と、受電機器(PD：Powered Device)が必要となります。給電機器には、PoEスイッチングハブやPoEインジェクターなどがあり、受電機器には、ネットワークカメラや無線LAN、IP電話機などがあります。給電機器（PSE）は接続された受電機器（PD）が電力供給を要求している機器かどうかを識別してから電力を供給します。

PoEスイッチングハブとは、PoEスイッチなどとも呼ばれており、PoE対応機器に電力を直接提供するスイッチングハブ（PSE）のことです。ネットワーク環境下で、PoEに電力供給して接続した機器を動かすことができます。接続できる受電機器の数や供給できる電力は、スイッチングハブごとに異なりますが、1台で複数の受電機器に電力供給も可能です。また、単体で使用することができ、電源ケーブルを1本にまとめられるので、配線が複雑になることなく、ネットワークを簡素化でき、設置場所がスッキリします。

以下の条件を満たしていれば、PoEに最適なスイッチングハブと言えます。

• スイッチングハブのPoE供給ポート数が接続するPDの数を上回っている
• 1ポートで供給できる電力が、受電機器1台の最大消費電力を上回っている
• PoEスイッチングハブ1台で供給できる電力が、受電機器すべての最大消費電力を上回っている

PoEスイッチングハブとは、前述の通り、単体で複数の受電機器に電力を供給できる機器です。

一方、PoEインジェクターとは、PoE非対応のスイッチングハブにPoE機能を追加する機器です。通常、PoE非対応のスイッチングハブと、接続する受電機器の間に設置し、ネットワークを中継して電力供給を行ないます。LANケーブルを使って電力供給することによって、PoE対応機器とPoE非対応スイッチとの接続ができるようになります。PoE非対応のスイッチングハブをすでに持っている場合や、接続する機器を少し離れたところで使いたい時などに利用されています。

給電機器と受電機器とをLANケーブルにつないで利用する際、利用できるLANケーブルと利用できないLANケーブルがあります。機器に合った最適なLANケーブルを選ぶことで、PoE給電のメリットを最大限に生かしたシステムを構築することができます。LANケーブルには、通信速度を表す「カテゴリ」というものがあり、2021年現在、「カテゴリ（CAT）5・5e・6・6A・7・7A・8」の7種類で、この数字が大きいほど、特性が良いとされています。なお、現在の通信ネットワークは1Gbps以上が主流になっているため、カテゴリ5e以上のLANケーブルの利用をお勧めします。カテゴリ5は通信速度100Mbpsまでしか対応していません。

PoEには、3つの標準規格と4段階の電力クラスが設けられています。受電機器に適した供給機器を使用するために、標準規格と電力クラスがどのようなものかを確認しましょう。

IEEEとは米国電気電子学会のことで、電気電子技術の標準規格を定め、策定された規格には「IEEE」が付与されます。現在のPoEの規格は、2003年に標準化された「IEEE802.3af」の後、2009年に拡張された規格として「IEEE802.3at」、そして2018年に更に拡張された「IEEE802.3bt」の３つが、IEEE定めたPoEの標準の規格となっています。これらの違いは何かというと、給電可能な電力量の違いです。「IEEE802.3af」は最大15.4Wまで、「IEEE802.3at」は最大30Wまで、「IEEE802.3bt」は最大90Wまで対応し、「IEEE802.3af」をPoE、「IEEE802.3at」をPoE+、「IEEE802.3bt」はPoE++と呼んだりしています。
なお「IEEE802.3af」は、カテゴリ3以上のLANケーブルに対応していましたが、「IEEE802.3at」ではカテゴリ5e以上のLANケーブルが必要になります。

PoEの給電機器から受電機器にどれくらい電力供給できるかを定めたものであり、電力に応じて0～4のクラスに分けられています。 受電機器を給電機器に接続すると、そのクラスの情報を給電側に送って、給電側は受電側のクラスに応じた供給電力を自動調整します。
クラスがあがるにつれて必要な電力量も大きくなり、クラス4はPoE+対応の機器だけが使用することができます。なおクラス０は、給電機器が電力クラスに対応できていない場合、受電機器を動作させるのに適切な電力量が不明なので、初期値である「クラス０」の電力を供給する仕様になっています。

＜電力クラス分け一覧＞

• クラス０：給電機器の出力（最大15.4W）、受電機器の入力（0.44〜12.95W）⇒「IEEE802.3af」
• クラス１：給電機器の出力（最大4.0W）、受電機器の入力（0.44〜3.84W）⇒「IEEE802.3af」
• クラス２：給電機器の出力（最大7.0W）、受電機器の入力（3.84〜6.49W）⇒「IEEE802.3af」
•  クラス３：給電機器の出力（最大15.4W）、受電機器の入力（6.49〜12.95W）⇒「IEEE802.3af」
• クラス４：給電機器の出力（最大30W）、受電機器の入力（12.95〜25.5W）⇒「IEEE802.3at」

IEEE802.3afとIEEE802.3atとでは電力の供給量に違いがあるので、規格の違う給電機器と受電機器を接続する際には、こちらのリストを参考にしてください。

• 給電機器がIEEE802.3afの場合、受電機器IEEE802.3afはOKだが、受電機器IEEE802.3atはNG。
• 給電機器がIEEE802.3atの場合、受電機器IEEE802.3afとIEEE802.3at共にOK。

PoEで給電できる距離、つまり給電機器と受電機器つなぐLANケーブルの長さには限りがあります。使うケーブルによって給電可能な距離が決まっているため、規格を確認することが重要です。例えば、イーサネットの規格であれば、LANケーブルの長さは最大100mまでであり、給電可能な距離は100mまでとなります。

なお、LANケーブルが利用できる距離はLANケーブルの品質に左右されます。ケーブルの品質については2つの項目でそれぞれ考える必要があります。

①伝送帯域(アナログの伝送帯域)
②直流抵抗

②の直流抵抗については、銅線が使われる場合、基本的には銅線が太くなると直流抵抗は小さくなり、直流抵抗が小さいほど品質が良いと考えられます。

利便性を追及した線の細いLANケーブルやフラットなLANケーブルも販売されていますが、上記の２点が十分でない製品は、長距離の給電には適さない可能性があります。ただし、規格をきちんと確認したうえで利用すれば基本的には問題ありません。

PoEを利用する利点としては下記の3つが挙げられます。

電源装置や電源を供給するためのケーブルがひとつに統合されるため、部品点数が減りコストが削減されます。また、装置やケーブルが少なければ管理しやすくなるため、万が一問題が起きたときでも、その発生原因の切り分けの手間を軽減できます。

データ通信のためのLAN配線に加えて、電源ケーブルの配線する場合はその分の配線工事の費用が発生します。

しかし、PoEを活用すればLAN配線のみでカメラの本体に電源を供給できるため、コンセントの設置工事が不要でコスト削減にもつながります。また、コストを削減できれば、その分の費用で良い設備を導入できるという利点も挙げられるでしょう。

PoEはイーサネットケーブルを使って電力供給する技術です。そのため電源コンセントが近くにない場所でも電力を供給することができます。

防犯カメラや監視カメラの場合は、屋外や天井などの電力供給が困難な箇所に設置することも多いため、PoE給電式カメラが多く利用されています。

PoE給電は非常に便利なものですが、利用するにあたって注意しておきたい点があります。この項では、注意点を3つ解説します。

PoEスイッチングハブは、給電機能を備えるため通常のスイッチングハブより高価です。接続する受電機器と同数以上のポート数が必要であるため、ポート数が多いほど価格は上昇します。また、受電機器の消費電力が多いほどPoEで給電できる電力の高い製品である必要があり、給電できる電力が高くなるほど価格も高くなります。また、スイッチングハブだけでなく、受電機器もPoE対応の製品は高価であるため、機器を導入する際の費用は高くなりやすいといえます。

しかし、受電機器の方に電源が無くても設置できるため、電源の敷設工事の費用と比べると、トータルでは安く導入できる可能性も高いです。

データの伝送のみを行う通常のスイッチングハブに比べ、PoEスイッチングハブは給電も同時に行うため発熱しやすい点に注意が必要です。

放熱の性能が高いスイッチングハブの選択や使用していない機器の接続解除、連続使用の回避などによって発熱の予防が可能です。また、スイッチングハブを設置している部屋の温度管理も有効です。

PoE給電は、どのような場面で導入されているのでしょうか。PoE給電の導入事例を4つご紹介します。

具体的なPoEの事例ですが、例えば監視カメラ向けの利用があります。カメラの設置場所が屋外や高所というケースも多く、電源の確保が問題となるケースがあります。このようなときにPoEが活用されています。ちなみにアムニモのEdge Gatewayは、この1台でイーサネットポートを5ポート持っており、そのうち4ポートはPoEに対応しているため、PoE対応型の複数のネットワークカメラ（IPカメラ）を接続することが可能です。

Wi-Fiルーターは、複数のパソコンやスマートフォンなどをインターネットに接続する機器です。Wi-Fiルーターを使用する際、通常であればインターネット回線に繋ぐLANケーブルと電源を供給する電源コードが必要です。PoEを活用すれば、電源とインターネット回線を1つのLANケーブルでまとめられるため、少ない配線でインターネットの利用と機器の作動が可能です。

床や壁に這わせた配線が難しいケースや、複数のパソコンを同時にインターネットへ接続するようなオフィスで活用されています。

IP電話は、音声をデジタルデータに変換し、インターネットを介して届ける技術を利用した電話です。インターネットと電源の両方に接続する必要があるため、IP電話を複数設置するようなオフィスでは配線が多くなってしまいます。1台で2本以上の配線が必要なIP電話も、PoEを活用すれば1本の配線で利用できます。

PoEは、照明機器でも活用できます。従来の照明は、設置する照明の数と同数の電源を確保する必要がありました。しかし、PoEを活用すれば、電源の数が限られていても照明の利用が可能です。また、LANケーブルを使用するため、照明の利用状況をデータとして収集できます。収集したデータを基に、照明の明るさや使用時間を分析してより適切に使用することで、照明にかかるコストの削減を実現できます。

PoEに関するよくある質問をまとめました。ここでは4つの質問について解説します。PoEを活用するうえでご参考ください。

PoEでは、給電機器の1ポートにつき44〜57Vの電圧を供給でき、通常は48Vの電圧を供給しています。これによって、受電機器の作動に必要な量の電力を、安定して安全に供給します。

また、一般的なコンセントの電圧は100Vで、コンセントを電源とする給電機器は一般的なコンセントで利用が可能です。

PoEに対応していない製品を接続しても、PoEスイッチングハブは問題なく作動します。PoE対応の製品と未対応の製品を同時に接続していても、対応の製品には問題なく給電されます。また、受電機器（PSE）同士を接続しても問題ありません。

ただ、非標準のPoE機器は互換性がなく使うと危険なケースもあります。詳細については「非標準のPoE機器も使って大丈夫？」で解説します。

PoE機器が正常に動作しない場合、給電機器と送電機器、LANケーブルの規格が適した製品か確認します。

例えば給電機器の規格が「IEEE802.3af」で、受電機器の規格が「IEEE802.3at」であるとします。
「IEEE802.3af」の給電機器で供給できる電力は15.4Wまでです。そのため、受電機器が15.4Wを超える電力が必要である場合には正常に動作できません。

適した規格のPoE機器を使用しているにも拘わらず動作しないときは、ケーブルの損傷や誤った配線が考えられます。PoEに対応していないポートを併設している給電機器の場合、対応していないポートに接続していると給電されません。

IEEEで規定された規格ではなく独自の規格で作成された、いわゆる非標準のPoE機器は互換性がなく使うと危険なケースもありますので、注意が必要です。

PoE対応と表記されている製品の中には、IEEEが定める規格ではない独自の規格で作られている機器も多く存在しています。

例えば電圧についてはIEEEで規定された電圧（48V）とは大きく異なる電圧（例えば24V）で動作することを前提とした機器も存在しています。また、IEEEではPoEによる電力の供給はPSEとPDとの間のネゴシエーションが成立した場合のみ実施するように規定していますが、ネゴシエーションを行なわずにケーブルが装着されたら常に電力を供給する製品(いわゆるパッシブPoE)も「PoE対応」として販売されています。

このような機器は、IEEEの基準に従って製造された装置と接続した場合には正常に動作せずに故障の原因ともなりますし、場合によっては危険な状態になる可能性も考えられます。そのため、機器を選定する際にはIEEEなどの規格に準拠しているかを明確にしてから選定すると良いでしょう。

今回は、PoEにおける基本的な部分からLANケーブルの注意点に至るまで紹介しました。

PoEはコンセントが周辺にない環境でも、イーサネットケーブルを用いることで電源を供給できるという利点があります。監視カメラの用途では、電源の確保が難しい屋外や高所の設置の際に、PoEを活用するメリットがあります。PoE対応製品の接続で失敗しないためには規格に応じたケーブルや製品同士の組み合わせが重要です。

なお、アムニモではPoEに対応したLTEルーターを販売中です。本装置を活用することにより、PoEのメリットと活かしながら、カメラなどのPD（受電機器）のIoT化を簡単に実現することが出来ます。規格にも適合した堅牢性の高い装置で、屋外での監視カメラシステム等に利用されています。

詳細についてはこちらよりご覧下さい。