LAN・物理層

PoE(Power over Ethernet) ぴーおーいー

LANケーブル給電IEEE 802.3afIPカメラ無線LANアクセスポイントPoEスイッチ
PoEって何?

簡単に言うとこんな感じ!

LANケーブル1本で「データ通信」と「電気の供給」を同時にできる仕組みだよ!カメラや無線LANの機器を設置するとき、電源コンセントがない場所でもLANケーブルを挿すだけで動かせるってこと!


PoEとは

PoE(Power over Ethernet) とは、LANケーブル(イーサネットケーブル)を通じて、データ通信と同時に電力を供給する技術のことです。通常、ネットワーク機器には「LANケーブル」と「電源ケーブル」の2本が必要ですが、PoEを使えばLANケーブル1本だけで済みます。

オフィスや施設の天井・壁に設置する無線LANアクセスポイントIPカメラIP電話機などは、電源コンセントが近くにないケースが多くあります。PoEはそういった「電源の取りにくい場所」に機器を設置するための実用的な解決策として広く普及しています。

給電側の機器を「PoEスイッチ(PSE: Power Sourcing Equipment)」、電力を受け取る側を「PD(Powered Device)」と呼びます。PoE対応のスイッチングハブに接続するだけで自動的に給電が始まるため、特別な工事なしに導入できる点も大きなメリットです。


PoEの仕組みと規格

PoEはIEEEが標準化しており、世代ごとに供給できる電力量が異なります。機器を選ぶ際は「どの規格に対応しているか」を確認することが重要です。

規格別名最大給電電力主な用途
IEEE 802.3afPoE15.4WIP電話、小型カメラ
IEEE 802.3atPoE+30W無線LANアクセスポイント、PTZカメラ
IEEE 802.3bt Type 3PoE++ / 4PPoE60W高性能AP、スマートTV
IEEE 802.3bt Type 4PoE++100WノートPC、薄型ディスプレイ

覚え方:「af → at → bt」で電力アップ!

アルファベット順に規格が新しく、供給電力も増えていくと覚えておくと便利です。「af(15W)→ at(30W)→ bt(60/100W)」と段階的に強化されてきたイメージです。

PoEの電力はどこを流れる?

LANケーブルには内部に複数の導線(ペア)が走っています。PoEはこの導線に微弱な直流電流を乗せることで、データ信号と電力を同時に伝送します。

LANケーブル内部のイメージ
┌──────────────────────────────┐
│  ペア1 ─────── データ信号 + 電力  │
│  ペア2 ─────── データ信号 + 電力  │
│  ペア3 ─────── データ信号 (bt規格は電力も) │
│  ペア4 ─────── データ信号 (bt規格は電力も) │
└──────────────────────────────┘

af/at 規格は2ペア給電、bt 規格は4ペアすべてを使って大電力を供給します。


歴史と背景

  • 2003年 — IEEE 802.3af として PoE が標準化。最大15.4Wの給電が可能になり、IP電話の普及を後押しした
  • 2009年 — IEEE 802.3at(PoE+)が登場。最大30Wに拡張され、無線LANアクセスポイントへの給電が本格化
  • 2010年代 — 監視カメラシステム(NVR+IPカメラ)の普及とともにPoEが標準的なインフラ技術に
  • 2018年 — IEEE 802.3bt(PoE++)が策定。最大100Wの供給が可能になり、ノートPCや大型ディスプレイへの給電も視野に
  • 現在 — スマートオフィス・IoTデバイスの増加に伴い、PoE対応スイッチの需要がさらに拡大中

PoEあり・なしの比較と構成イメージ

PoEの有無で、現場の配線作業の手間や設置の自由度が大きく変わります。

比較項目PoEなし(従来)PoEあり
必要なケーブルLANケーブル+電源ケーブルLANケーブル1本
コンセント工事設置箇所ごとに必要不要
設置場所の自由度コンセント位置に依存高い(天井・壁も可)
追加コスト電気工事費が発生PoE対応スイッチが必要
停電時の対応UPSを各機器に設置スイッチ側にUPS1台でOK
PoEネットワーク構成イメージ PoEスイッチ (PSE: 給電側) LANケーブル1本 LANケーブル1本 IPカメラ (PD: 受電側) 無線LANアクセス ポイント(PD) IP電話機 (PD: 受電側) ⚡ LANケーブル1本 = データ通信 + 電力供給 コンセント不要で天井・壁面への設置が自由に!

関連する規格・RFC

規格番号内容
IEEE 802.3afPoE 初版。最大15.4W給電
IEEE 802.3atPoE+。最大30Wに拡張
IEEE 802.3btPoE++。Type3(60W)・Type4(100W)を規定
IEEE 802.3イーサネット全般の基本規格(PoEはその拡張)

関連用語

  • スイッチングハブ — LAN内の通信を振り分けるネットワーク機器。PoEスイッチはこれにPoE給電機能を加えたもの
  • イーサネット — 有線LANの標準規格。PoEはイーサネットの拡張技術として定義されている
  • IPカメラ — ネットワーク経由で映像を送信する監視カメラ。PoEの代表的な利用機器
  • 無線LANアクセスポイントWi-Fi電波を発する機器。天井設置が多くPoEと相性が良い
  • UPS — 無停電電源装置。PoEスイッチにUPSを接続すれば配下の全機器を停電から守れる