POE 란?

PoE란?

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. 

표준

IEEE 802.3af

IEEE 802.3af는 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

IEEE 802.3at는 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. PSE는 Endspan PSE와 Midspan PSE가 있다. 

PD(Powered Devices)

PSE로부터 전원을 공급 받는 장치이다. 예로 들면, 무선 AP,IP Phone, IP Camera 등이 있다. PD는 Endspan PSE와 Midspan PSE가 모두 지원 될 수 있도록 설계되어야 한다.

PSE(Power Sourcing Equipment) 방식

Endspan PSE (Mode A)

Endspan PSE는 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.

Midspan PSE (Mode B)

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

PoE Pinout

※"802.3af- compliant"라고 광고하는 장비들은 대개 802.3af Mode A와 B를 동시에 지원하며, 이 장비에 Mode B만을 지원하는 PSE를 사용하게 되면 이 장비를 기가비트 모드로 사용할 수 없게 된다. 어떤 PSE는 Mode A와 B를 동시에 지원하기도 하는데 가격도 고가이고 구하기도 쉽지 않은 편이다. 

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.

출처: https://dokkodai.tistory.com/77 [OSHW Alchemist]