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PoE給電システム:光ファイバー給電型 vs 銅線メディアコンバーター

光給電型光ファイバーについて

ともや

翻訳者 ともや
2021年2月6日 に投稿された


様々な分野での活躍を見せているPoEとは、一本のLANケーブルで電力供給とデータ通信を同時に実現したという技術です。例えば、家庭や企業、場所を問わずに、IPカメラ、Wi-Fiアクセスポイント、ネットワーク関連機器への電力供給・通信はPoEソリューションの導入によって効率的になりました。

 しかし、LANケーブルの規格であるイーサネットの最長伝送距離は100mです。従って、PoEは規格上100mまで給電できるわけです。その制限された距離を突破したは長距離PoEソリューションです。


PoE・長距離伝送に対応するデバイス

PoE(Power over Ethernet)の普及に伴い、導入された場所や実用された環境によって、多様な問題が生じることもあります。中には大手企業、ホテル、キャンパスなどのような大規模LAN配線に手こずらせた長距離伝送という問題があります。それを解決するために、長距離伝送に対応できるPoEソリューションだけでなく、高い送信電力に適し、新規格に準拠したデバイスも必要とされます。

銅線を用いたPoEソリューション

下記の図に示すように、2対(4芯)の銅線を使って、PoEスイッチとIPカメラ(互いの距離が100m以内)を繋げる。

Figure 1: Maximum cable length for PoE

PoE機能が備わらないスイッチを使用した場合、スイッチと接続先装置の中間にPoEインジェクターを設置しなければなりません。

 PoEインジェクターによって、AC(交流電圧)からDC(直流電圧)に変換された電力はPD(受電機器)に供給されるわけです。最も注意すべきなのは、PoEインジェクターでは伝送距離を伸ばすことができません。

Figure 2: Adding PoE by PoE injector

長距離伝送を実現するために、PoEエクステンダーとメディア・コンバーターが必要です。

PoEエクステンダー: スイッチから200mの長距離伝送・PoE給電を可能にする。

Figure 3: PoE extenders extend PoE network distance

メディア・コンバーター:デバイス内部で電気信号と光信号の変換が行われます。

 下記の図に示すように、2つのメディア・コンバーターを、それぞれ送信側と受信側に設置するによって、伝送距離の延長が図られました。

Figure 4: Media converters extend PoE network distance

長距離PoEソリューションの新たな提案:光給電システム

ファイバケーブルとは違い、伝送距離は比較的に劣っているものの、銅線を使ったLANケーブルは電力・通信をケーブル1本で供給できます。両者の長所を継承した光給電型ファイバケーブルはPoEの概念に当てはまらない新製品として、今後の活用が期待されています。

光給電型ファイバケーブルには2芯の光ファイバによって構成され、PD(受電機器)に接続した際に1芯を電源供給に、もう1芯をデータ通信に使い分ける仕組みです。光給電システムは、周りに電源設備がなくても受電機器を設置し、100m以上(最大10kmまで)の伝送・給電距離を実現したという利点があります。下記の図は光給電システムの構成を示しました。

Figure 5: Powered fiber cable system

銅線を用いたPoEソリューションと光給電システム

では、銅線のPoEソリューションを選ぶもか、それとも高い拡張性を持つ光給電型システムを選ぶのか。下記の点を踏まえた上で、お客様自身のニーズに合わせて考えれば良いです。

  • システムの柔軟性: 銅線を使ったPoEと比べて、電源設備の設置場所を配慮せずに受電機器を設置することが可能な光給電システムのほうが、高い柔軟性を持つと考えられます。
  • 設置工事・保守(メンテ):メディア・コンバーターで伝送距離を伸ばすではなく、1本のケーブルで給電・長距離通信を行う光給電システムのほうが理想的だと考えられます。
  • 時間・コスト: T電源設備を設置せずに機器を最適な場所に配置することが可能なソリューションとして、光給電システムはより低いコストかつ高いパフォーマンスをもたらしてくれると予想されます。
  • 実用性: 技術革新、規格の汎用性、実用される場所・環境などの側面から考えてみれば、光給電型光ファイバの普及はまだまだです。例えば、PoEメディア・コンバーターがなければ、光ファイバの接続口を搭載しなかったIPカメラに接続しようがない。
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