POE (Power Over Ethernet) - LAN선에 Power를 같이 보내자

Power over Ethernet[나무위키]

CAT5 이더넷 라인에 데이터와 함께 DC 전원을 실어서 보내는 기술이다. IEEE에 의해 표준으로 지정되어 있으며, 802.3af와 802.3at[1]라는 두가지 표준이 규정되어 있다. 약어는 가운데 o를 소문자로 한 PoE.

예를 들어 다수의 CCTV 를 곳곳에 설치하려 한다고 할때, 카메라의 전원을 위한 전력선과 영상신호를 전송하기 위한 데이터선을 각각 가설해야 한다. 그런데, 영상신호는 디지털로 변환하여 이더넷으로 전송하고, 카메라 구동을 위한 전력도 PoE 를 이용해서 전원을 공급한다면, 회선 설치가 상당히 간단해진다.

CCTV 외에도 비슷한 방식으로 무선 AP, 센서 네트워크등을 구성하는 용도로 사용되며, 역시 회선 설치를 간단히 하는 목적으로 사용된다.

추가로, 일부 IP 전화기에서도 사용된다. 일반 전화기는 전화선에 미세한 전류가 흐르며 이를 이용해서 별도의 전원을 연결하지 않고 사용하는 구조이다. 하지만, IP 전화기의 경우 랜선에는 전력이 흐르지 않기에 별도의 전원 연결이 필요하다. 그렇지만 이렇게 사용하려면 불편함이 있으므로, POE 를 이용해서 간단히 구성하여 사용하는 방식을 사용하기도 한다.

네크워크 장비라고 해서 모든 장비가 PoE를 지원하는 것은 아니며, 연결되는 양쪽 장비 중 하나라도 미지원 한다면 POE는 작동하지 않는다. 이때문에 POE 인젝터/스플리터가 출시되어 POE 미지원 장비를 보조하고 있다. 아니면 피복 벗기고 삽질 조금 하면 금방 만든다

PoE장비는 랜 케이블의 갈색 페어를 사용해 직류 전원을 공급한다. 전압이 44V~57V에 달하므로 감전에 주의할것.

PoE는 Power Over Ethernet의 약자로 네트워크 장비에 따로 전원은 연결하지 않고, UTP케이블을 이용해서 데이터와 전력을 전송 하는 기술을 의미 한다. UTP 케이블에 통합된 전력과 데이터는 Category 5/5e 규격에서 최대 100m 까지 전송이 가능하다. 

- 2003년 6월에 IEEE 802.3af 로 표준화 되어 현재까지 가장 많이 사용되고 있고 이후 2009년에 IEEE 802.3at로 상향 버전이 나옴

 

- 전원 공급을 위해 별개의 전선을 설치할 필요 없어 비용 절감 및 설치 간편

- 전원 차단/재공급을 네트워크를 통해 할 수 있어 지능적으로 전원 공급 가능

==> 전력 공급이 어려운 장소에 설치된 웹캠이나 스위칭 허브, 무선 공유기, IP 전화기, CCTV 등에 이용

표준

IEEE 802.3af

PoE라고 부르며 2003년에 제정 되었다. IEEE 802.3af 각 Port당 15.4w의 전력을 제공하며 약 350mA의 전류를 제공한다. 스탠다드가 규정하는 PSE(Power Sourceing ) 출력 전압의 범위는 DC 44V~57V,PD(Powered Device)는 약 DC 37~57V의 입력 Range를 갖는다.

PoE에서 사용하는 Cabling TIA규격의 CAT5/5e 24AWG UTP Cable를사용한다. CAT5/5e 케이블을 통한 전력 전달은 최대 100m로규정되었으며 CAT5/5e케이블의 특성 상 약 20Ω 이므로케이블에서 Drop voltage는 약 DC 7V이다. 이로 인해 PD의 입력전압 레인지가 DC 37~57V의 레인지를 갖게된다.

IEEE 802.3at

PoE+라고 부르며 2009년 제정 되었다. 802.11n 지원 무선 AP 및 팬틸트 감시카메라등 PoE 디바이스들의 성능이 향상됨에 따리 기존 PoE 규격의 최대 전력인 15.4W 이상을 요구하게되어 보완된 규격다. IEEE는 802.3af 표준규격에서 지원하는 15.4W보다 더 높은 전력의 공급 요구에 대응하기 위해 30W의 전력을 공급할 수 있도록 하는 표준규격 IEEE 802.at를 제정하였습니다.

 

구성

PoE는 두가지 장치로 구성 된다. PSE(Power Sourcing Equipment)와 PD(Powered Devices) 로 구성 된다.

PSE(Power Sourcing Equipment)

PSE는 UTP 케이블을 통해 PD에게 전원을 공급 하는 장치이다. 하나의 PSE 포트는 802.3af 규격일때 최대 15.4W의 전력을 공급 할 수 있고

802.3at 규격일때 최대 30W의 전력을 공금 할 수 있다.

PD(Powered Devices)

PSE로부터 전원을 공급 받는 장치이다. 예로 들면, 무선 AP,IP Phone, IP Camera 등이 있다. 

PSE(Power Sourcing Equipment) 방식

Mode A

UTP 케이블의 1,2번과 3,6번을 통해 데이터와 전원을 모두 전달하는 방법이고, phantom power technique를 사용해서 데이터와 전력을 모두 전송을 한다. 이 방식은 상대적으로 구현이 복잡하고 PSE의 전력전송 모듈에 문제가 발생하는 경우 데이터 전송에까지 영향을 줄 수 있다는 단점이 있다. UTP 케이블의 8개 와이어를 모두 사용하는 1,000Mbps gigabit Ethernet에서도 사용이 가능하다.

Mode B

UTP 케이블의 사용하지 않는 4,5,7,8번 와이어를 통해 전력을 전달 하는 방식이다. 대부분의 10/100Mbps 네트워크 장비에서 이 방식을 사용 하고 있으며, 구현이 단순하고 생상단가가 저렴하며 안정적으로 동작 한다는 장점이 있다.

핀아웃

Active & Passive

다른 한편으로 PoE는 active 방식와 passive 방식으로 구분할 수 있다. 모든 케이블은 약간의 저항을 가지고 있기 때문에 전송로가 길어질 수록 케이블에 더 많은 전압이 걸리게 되고 상대적으로 PD(Powered Device)에 적은 전압이 제공된다. active방식은 양쪽 전력송수신모듈이 서로 정보를 교환하며 케이블의 길이에 상관없이 최적의 전압을 유지하는 방식으로서 장거리 전송에 유리하다. 반면에 passive방식은 양쪽 모듈의 정보교환 없이 일방적으로 전력을 전송하게 되며 단거리 전송에 유리하고 단가가 저렴한 특징이 있다. 실제로 90%이상의 PD 네트워크 장비들은 PSE로부터 30미터 이내의 거리에 설치되기 때문에 대부분의 경우 passive 방식을 사용하게 된다.