Poe 란 무엇이며 이더넷을 통한 전력의 작동 원리

거의 모든 전자 장치가 제대로 작동하려면 활성 인터넷 연결이 필요하기 때문에 오늘날 인터넷 연결이 필요합니다. 대부분의 장치에는 Wi-Fi 연결 옵션이 있지만 많은 장치와 네트워크 라우터는 여전히 이더넷 포트와 케이블을 사용하여 유선 인터넷 회선에 연결합니다. 이전에 전력선 통신 기사에서 전력선을 통해 데이터를 전송하는 방법에 대해 배웠습니다. 오늘은 PoE (Power over Ethernet) 인 데이터 라인을 통해 전력을 전송할 수있는 방법에 대해 알아 봅니다 .

PoE (Power over Ethernet) 란 무엇입니까?

이름에서 알 수 있듯이 이더넷 케이블을 통해 전력을 공급하는 것을 PoE라고합니다.

우리는 모두 이더넷 케이블이 데이터 전송 및 네트워크 연결에 사용된다는 것을 알고 있지만 대부분의 경우 이더넷 케이블에있는 모든 연결 라인을 사용하지 않는다는 것을 알고 있습니다. 예를 들어 아래 그림에 표시된 이더넷 케이블을 고려하면 8 개의 라인이 있지만 그 중 4 개의 라인 만 데이터 교환에 일반적으로 사용되며 (주황색, 주황색-흰색, 녹색 및 녹색-흰색) 나머지 4 개는 유휴 상태입니다. 따라서 이러한 유휴 라인을 양쪽 끝에서 분리 한 후에도 데이터 교환이 가능합니다. 이것이 바로 저가형 이더넷 케이블에서 8 개 라인이 아닌 4 개 라인 만있는 이유입니다. 따라서 유휴 4 개 라인을 전력 전송에 사용할 수 있습니다. 유휴 라인을 사용하여 부하에 전력을 공급하는이 간단한 설정을 PoE (Power over Ethernet)라고 합니다.

이제 PoE를 더 잘 이해하기 위해 간단한 회로를 살펴 보겠습니다. 이 회로에서는 케이블의 각 끝에있는 잭에서 4 개의 전선 (즉, 파란색, 파란색-흰색, 갈색 및 갈색-흰색)을 벗겨냅니다. 앞서 말했듯이이 갈색 및 녹색 전선 쌍은 저속 이더넷 애플리케이션에 사용되지 않으므로 잭을 벗겨도 통신이 중단되지 않습니다. 따라서 한쪽 끝은 전원 공급 장치에 연결하고 다른 쪽 끝은 부하에 연결해야합니다. 예를 들어 배터리를 전원으로 사용하고 카메라를 부하로 사용합니다. 폐쇄 루프의 소스 및 부하로 아래 회로가 완료되고 카메라에 응답이 표시됩니다. 이 간단한 설정을 사용하여 이더넷 케이블을 통해 간단한 어플라이언스에 전원을 공급했기 때문에 PoE가 달성 되었다고 말할 수 있습니다 .

Power over Ethernet의 작동 원리 및 사용 이유

기존의 전원 공급 시스템보다 PoE를 사용하는 주된 이유 는 네트워크에 연결된 각 주변 장치 에 전원을 공급하는 비용 을 줄이기 위해서 입니다. 예를 들어 건물 전체에 10 개의 스파이 카메라가 배포되어있는 경우 10 개의 전원 공급 장치가 필요하며 이는 주요 문제가 아닙니다. 주요 문제는 실용적이지 않은 각 주변 장치 근처에 220 개의 전력선을 배선하는 것이므로 PoE를 사용하는 것이 모든 주변 장치를 중앙 시스템에 연결하는 가장 좋은 옵션입니다.

이제 각 주변 장치를 중앙 시스템에 연결하기위한 스트라이핑 이더넷 케이블은 그 자체로 지루한 작업이므로 PoE 인젝터와 PoE 스플리터가 사용됩니다.

그림에서 볼 수 있듯이 PoE 인젝터와 PoE 스플리터 를 사용하면 색상 식별, 와이어 스트리핑, 납땜 및 느슨한 끝을 드레싱하는 모든 번거 로움을 건너 뛸 수 있습니다. 이제 이러한 장치의 기능과 사용 방법을 살펴 보겠습니다.

PoE 인젝터

이 장치에는 2 개의 입력 포트와 1 개의 출력 포트가 있습니다. 첫 번째 입력은 일반 이더넷 케이블 연결 용이고 다른 입력은 DC 전원 공급 장치 연결 용이며 출력은 PoE 이더넷 케이블 연결 용으로 사용됩니다.

입력시: 일반 이더넷 연결 + DC 전원 공급 장치

출력에는 다음이 있습니다. PoE 이더넷 (PoE 장치 연결에 사용할 수 있음)

따라서 PoE 인젝터 기능은 정상적인 이더넷 연결과 DC 전원 공급을 받아 PoE 이더넷을 제공합니다.

PoE 분배기

이 장치에는 1 개의 입력 포트와 2 개의 출력 포트가 있습니다. 입력은 PoE 이더넷 케이블 연결 용이며 출력 포트는 일반 이더넷 및 DC 전원을 제공합니다.

입력시: PoE 이더넷

출력시: 일반 이더넷 연결 + DC 전원 공급 장치

따라서 PoE 스플리터의 기능은 PoE 이더넷 연결을 일반 이더넷 및 사용 가능한 DC 전원 공급 장치로 분할하는 PoE 인젝터와 정반대입니다.

PoE 확장기

PoE Extender는 쇼핑몰, 호텔, 레스토랑, 사무실 건물, 비즈니스, 학술 캠퍼스 및 스포츠 경기장과 같이 먼 거리에 걸쳐 네트워크 범위가있을 때 사용됩니다. 그런 곳에서는 정상적인 100 미터 이더넷 연결을 사용할 수 없으며 PoE Extender가 작동하게됩니다. 이 장치는 이더넷 네트워크 장치를 기본 100m 거리 제한 이상으로 확장하는 데 사용할 수 있으므로 많은 경우에 실행 가능한 옵션입니다.

요즘의 주변 장치는 PoE 이더넷을 지원하므로 스플리터를 건너 뛰고 그림과 같이 케이블을 장치에 직접 연결할 수 있습니다.

이제이 설정은 하나 또는 두 개의 어플라이언스가있는 경우 작동하지만 여러 어플라이언스가있는 경우 모든 장치에 대해 PoE 인젝터를 구입하는 것이 최상의 솔루션이 아닙니다. 이러한 특정 경우를 위해 여러 PoE 인젝터를 대체 할 수있는 PoE 허브가 있습니다.

PoE 허브

PoE 허브 기능은 많은 PoE 이더넷 출력을 제공하면서 많은 이더넷 연결을 사용한다는 점을 제외하면 PoE 인젝터와 유사합니다. 허브는 한쪽 끝에 많은 PoE 장치가 있고 다른 쪽 끝에 서버를 제공하는 일반 이더넷 연결이있는 경우 가장 잘 사용됩니다. 허브의 작동은 아래 블록 다이어그램에서 쉽게 이해할 수 있습니다.

지금까지 우리는 PoE에 큰 어려움없이 사용할 수있는 이더넷 케이블에 사용 가능한 무료 라인이 있다고 가정했습니다.

이제 이더넷 케이블의 모든 라인이 사용되는 경우는 어떻습니까? 글쎄,이 경우는 고속 인터넷과 데이터 전송 시스템이 모든 데이터 라인을 사용하기 때문에 드문 경우는 아닙니다. 이러한 경우에도 PoE는 여전히 달성 가능하지만 이전 구성과 비교할 때 복잡해집니다.

고속 전송 시스템의 경우 데이터와 전력이 모두 동일한 회선을 통해 전송되지만이를 위해 특수 장치가 사용됩니다. 이 특수 장치는 PoE 스위치 로 이전과 달리 사용하지 않은 라인을 양쪽 끝에서 간단히 제거하고 편의를 위해 사용할 수 있습니다.

PoE 스위치

PoE 스위치는 프레임을 전달할 수있는 동시에 각 인터페이스에서 이더넷을 통해 전원을 제공 할 수있는 네트워크 스위치입니다. 간단히 말해, 여러 PoE 장치를 단일 PC에 연결하기위한 포트처럼 작동합니다.

블록 다이어그램에서 이더넷 케이블을 사용하여 여러 PoE 장치가 PoE 스위치에 연결되고 PC가 PoE 스위치를 통해 이러한 장치와 통신하는 방법을 볼 수 있습니다. PoE 스위치는 포트를 추가로 확장하고 늘리기 위해 기존 네트워크에 대한 하나의 업 링크가 필요합니다.

PoE 표준

PoE 장치는 데이터 통신 및 전력 공급에 대한 특정 표준을 따릅니다. 따라서 이러한 장치를 설계하는 동안 이러한 표준을 따릅니다. 일반적으로 이러한 장치를 설계하는 동안 따르는 표준에는 4 가지 유형이 있으며 전력 처리 용량에 따라 구분됩니다.

IEEE 확장	유형	전력 용량
IEEE802.3af	유형 1	15.4 와트
IEEE802.3at / PoE +	유형 2	30.8 와트
IEEE802.3bt / UPoE	유형 3	60Watt
IEEE802.3bt	유형 4	90 와트

이 표를 살펴보고 PoE 장치에 적합한 PoE 스위치, 인젝터 또는 라우터를 선택할 수 있습니다.

PoE 애플리케이션

스마트 조명 시스템: 조명 시스템은 편리하게 사용할 수있는 서버 또는 원격 PC를 통해 제어 할 수 있습니다.
스마트 홈: PoE를 사용하면 모든 가전 제품이 서로 데이터를 공유하는 동안 스마트 홈 네트워크 연결이 생활 공간의 모든 구석에 설정되므로 PoE를 사용하여보다 쉽게 스마트 홈을 설계 할 수 있습니다.
보안 시스템: 사무실 및 기관은 보안을 위해 PoE 장치를 설치하여 생산성을 높일 수 있습니다.
PoE는 RFID 및 경보 시스템에도 사용됩니다.

PoE의 한계

여기에서는 모든 것이 녹색으로 보이지만 그렇지 않습니다. PoE에는 많은 단점이 있으며 그중 몇 가지가 아래에 설명되어 있습니다.

비용: 평소와 같이 모든 기술 설치는 비용으로 귀결됩니다. PoE를 설치하면 비용을 절약 할 수 있지만 해당 지역에 4 ~ 5 개 이상의 장치가있는 경우에만 적용됩니다. 이는 PoE를 설치하는 데 수천 개의 비용이 들지만 하나 또는 두 개의 PoE 장치 만 있으면 수백 개의 작업을 완료하기 때문입니다. 따라서 PoE 설치는 PoE 장치가 한두 개로 제한되는 가정에는 적합하지 않습니다. 이 경우 확장기 코드 또는 어댑터를 구입하면 PoE 설정에 막대한 비용을 지출하는 대신 작업을 완료 할 수 있습니다.
복잡성: PoE 설정을 설치하면 말할 것도없이 누구에게나 복잡성이 추가됩니다. 집이나 사무실에 새로운 PoE 장치를 설치하고 싶을 때마다 PoE에 대한 새로운 용어를 이해하고 매칭 시스템을 구입해야하는 번거 로움을 겪어야합니다.