PoEとは｜LANケーブルで電力と通信を同時に行う技術

当ページは検証・整備中のドラフトです。
内容は実環境での検証や追加調査により変更される予定です。
参照：ページ公開・更新ポリシー

PoE（Power over Ethernet）とは、LANケーブル1本でネットワーク通信と電力供給を同時に行う技術である。

電源コンセントを設置しにくい場所でもネットワーク機器を設置できるようになり、配線の簡略化や保守性の向上に役立つ。

現在では、Wi-Fiアクセスポイント、IP電話、ネットワークカメラなど、多くのネットワーク機器で利用されている。

技術的背景と仕組み

なぜPoEが必要なのか

ネットワーク機器は、通信だけでなく電力も必要になる。

例えば天井へWi-Fiアクセスポイントを設置する場合、通常であれば

  • LANケーブル
  • 電源ケーブル

の2本を配線しなければならない。

PoEを利用すればLANケーブルだけで通信と給電を行えるため、

  • 電源工事を減らせる
  • 配線をシンプルにできる
  • コンセントが無い場所へ設置しやすい

といったメリットがある。

PoEの仕組み

PoEは、LANケーブル内の配線を利用して通信と給電を同時に行う。

給電する側の機器をPSE（Power Sourcing Equipment）、給電を受ける側をPD（Powered Device）と呼ぶ。例えば、PoEスイッチはPSE、Wi-FiアクセスポイントやIP電話、ネットワークカメラはPDにあたる。

PoE対応機器同士を接続した場合のみ給電が開始されるため、通常はPoE非対応機器へ電力が供給されることはない。

主な利用例

PoEは次のような機器（PD）で広く利用されている。

  • Wi-Fiアクセスポイント
  • IP電話
  • ネットワークカメラ
  • 一部のIoT機器
  • 小型ネットワーク機器

PoEの主なメリット

通信と給電を一本化できる

LANケーブル1本で通信と給電を行えるため、配線を簡略化できる。

電源工事を簡略化できる

コンセントが無い場所でも設置しやすくなる。

特に

  • 天井設置のWi-Fiアクセスポイント
  • 屋外カメラ
  • 廊下や会議室のIP電話

などで効果を発揮する。

UPSとの相性が良い

PoEスイッチをUPSへ接続すれば、接続されたPoE機器へまとめて給電できる。

停電時でもネットワーク機器を一定時間動作させられるため、小規模環境のBCP対策としても有効である。

PoEの規格

PoEには複数のIEEE規格が存在し、供給できる電力が異なる。

規格最大給電能力（給電側）主な用途
IEEE 802.3af約15WIP電話、小型アクセスポイント
IEEE 802.3at（PoE+）約30Wアクセスポイント、ネットワークカメラ
IEEE 802.3bt（PoE++）約60～90W高性能アクセスポイント、大型機器

機器を選定する際は、接続する機器の消費電力がPoE規格の範囲内であることを確認する必要がある。

電力ロスを考慮に入れる：表内の数値（15W、30W、60〜90W）は「給電側が送り出す電力」の規格値で、LANケーブルを流れる経路で電圧降下（電力ロス）が発生する。そのため「受電側が実際に受け取れる電力」はこれよりも少なくなる。

つまり、「15Wのカメラだから15W給電のスイッチで足りる」と誤認して、ロスを計算に入れずにギリギリの設計をすると機器が起動しなかったり動作が不安定になる恐れがある。

**スイッチ全体の最大供給電力を超えないようにする：**スイッチのポートの給電能力をすべてフルに使えるわけではなく、スイッチ全体で供給できる電力の合計枠（パワーバジェット）の制限を受ける。

例えば、1つあたり最大30Wまで電気を流せるポートが4つあっても、機器全体の合計枠が60Wに制限されている場合、30Wを消費する高性能カメラは2台までしか同時に動かすことができない。3台目を接続した時点で電力不足となり、一部のポートへの給電が停止したり、機器が正常に起動しない場合がある。

PoEの限界と注意点

PoEにもいくつかの制限がある。

  • PoE対応機器同士でなければ利用できない
  • スイッチ全体の給電能力を超えると給電できない
  • LANケーブルの長さが規格上の配線長（100m）を超えると、通信や給電が正常に行えなくなる
  • 消費電力の大きい機器では上位規格（PoE+、PoE++）が必要になる

導入時は、各機器の消費電力とPoEスイッチ全体の給電能力を確認することが重要である。

よくある疑問

LANケーブルもPoE対応品が必要なの？

PoE専用のLANケーブルが必須というわけではない。一般的なCat5e以上のLANケーブルであれば、規格内（100m以内）の配線では通常利用できる。（メーカーによっては分かりやすさのため「PoE対応」と表示している場合もある）

PoEはLANケーブルではなく、給電側（PSE）と受電側（PD）がPoEに対応していることで利用できる。

ただし、

  • CCA（銅被覆アルミ）ケーブル
  • 品質の低いLANケーブル
  • 規格外の長距離配線
  • 高出力のPoE++
  • 屋外や高温環境での配線

では電圧降下や発熱の原因になる場合があるため、純銅（CU）のLANケーブルを使用することが推奨される。

一般的な国内メーカーのLANケーブルであれば純銅（CU）が採用されていることが多く、過度に心配する必要はない。

一方、非常に安価な製品や海外製の一部では、銅被覆アルミ（CCA）ケーブルが販売されていることもある。

購入時は商品仕様に

  • CU
  • Solid Copper
  • 100% Copper
  • 純銅

などと記載されているかを確認するとよい。

逆に

  • CCA
  • Copper Clad Aluminum
  • 銅被覆アルミ

と記載されている製品は、PoE用途や長期間利用する配線では避けることが推奨される。

通信速度は速くなる？

ならない。

PoEは給電の仕組みであり、通信速度には影響しない。通信速度はLANケーブルのカテゴリや通信規格によって決まる。

PoE対応機器を通常のスイッチへ接続できる？

できる。

通常のLAN機器として通信は可能である。ただし給電は行われないため、別途ACアダプターなどによる電源供給が必要になる。

まとめ

  • PoEはLANケーブル1本で通信と給電を同時に行う技術である
  • 電源工事を減らし、ネットワーク機器の設置自由度を高められる
  • Wi-Fiアクセスポイント、IP電話、ネットワークカメラなどで広く利用されている
  • 一般的なLANケーブルでも利用できるが、品質の低いケーブルや規格外の配線には注意が必要である
  • PoE規格、機器の消費電力、PoEスイッチの給電能力、電力ロス、パワーバジェットを考慮して設計する