1. 개요
Power over Ethernet (PoE)이더넷 케이블에 데이터와 함께 48 V DC 전원을 같이 보내는 기술이다. 약어는 가운데 "o"를 소문자로 한 PoE. IEEE에 의해 표준으로 지정되어 있으며, PoE에서 전원을 공급해주는 장치를 PSE(Power Sourcing Equipment)라고 하며 전원을 받는 장치를 PD(Powered Device)라고 한다. PSE의 대표적인 장치로는 스위치, 인젝터, 미드스팬이 있으며 PD의 대표적인 장치로는 무선 AP, VoIP 전화기, IP CCTV 카메라 등이 있다.
구리 선에 전원을 같이 보내서 완전 새로운 기술 같아 보이지만 따지고보면 전화선으로 24 V 전기를 공급해 정전상태에서도 유선 전화를 쓸 수 있던 역사가 깊은 방식이다.
Cat. 5 이상 이더넷 케이블의 4페어 중 4페어 전부 전원/데이터 겸용, 2페어만 전원/데이터 겸용, 2페어 전원 전용 방식으로 나뉜다.
2. 종류
- IEEE 802.3af (Type 1)
2003년에 지정된 표준으로 Cat.3 또는 Cat.5 이상 케이블에 전원을 같이 보내는 기술이다. 전원 전송에 2페어를 사용한다. PSE는 44-57 V에 최대 15.4 W를 보낼 수 있으며 PD는 37-57 V에 최대 12.95 W를 받을 수 있다.
- IEEE 802.3at (Type 2)
2009년에 지정된 표준으로 Cat.5 이상 케이블에 전원을 같이 보내는 기술이다. 기존 802.3af보다 더 많은 전력을 지원하고 전원 전송에 2페어를 사용한다. PSE는 50-57 V에 최대 30 W를 보낼 수 있으며 PD는 42.5-57 V에 최대 25.5 W를 받을 수 있다.
- IEEE 802.3bt (Type 3 and 4)
2018년에 지정된 표준으로 Cat.5 이상 케이블에 전원을 같이 보내는 기술이다. 기존 802.3at보다 더 많은 전력을 지원한다. 802.3af/at와 달리 전원 전송에 4페어를 모두 사용한다. Type 3의 경우 PSE는 50-57 V에 최대 60 W를 보낼 수 있으며 PD는 42.5-57 V에 최대 51 W를 받을 수 있으며 Type 4의 경우 PSE는 52-57 V에 최대 90 W를 보낼 수 있으며 PD는 41.1-57 V에 최대 71.3 W를 받을 수 있다.
- IEEE 802.3bu
2016년에 지정된 표준으로 산업용 1페어 이더넷에 전원을 같이 보내는 기술이다. 이 기술은 Power over Data Lines(PoDL)라고 불린다.
- 독점 및 비표준
- Cisco Inline Power
IEEE 802.3af가 나오기 전인 2000년에 Cisco에서 자사 전화기와 무선 AP에 전원을 공급할 목적으로 개발한 독점 기술이다. 최대 7 W를 사용할 수 있다. 이후 802.3af 표준에 기반이 되었다. 초창기 802.3af의 모태가 되는 기술이다 보니 타사 기업용 스위치에서도 지원하는 경우가 있다. - Cisco Enhanced PoE
IEEE 802.3at가 나오기 전인 2007년에 Cisco에서 자사 무선 AP에 더 많은 전력을 공급할 목적으로 개발한 독점 기술이다. 최대 20 W를 사용할 수 있다. 802.3at 표준이 금방 나왔고 이를 지원하는 모델도 적었기 때문에 금방 사장되었다. - Cisco UPoE
IEEE 802.3bt가 나오기 전인 2014년에 Cisco에서 자사 옥외용 무선 AP에 더 많은 전력을 공급할 목적으로 개발한 독점 기술이다. 전력 공급에 4페어를 모두 사용하며 최대 60 W를 사용할 수 있다. - Passive PoE
10/100 Mbps 연결 시 사용하지 않는 2페어에 상시 전원을 공급하는 방식이다. 구조가 간단한 특성 때문에 매우 저렴해서 많이 사용했으며 요즘은 표준 PoE의 칩이 많이 저렴해져서 갈수록 사용 비중이 줄고 있다. 구조 특성상 1 Gbps 이상 지원 제품은 없고 전압은 제품마다 12 V, 24 V, 48 V 등으로 다양하며 Passive PoE는 표준이나 Cisco 독점 PoE와 다르게 PD 장치를 인식하지 않고 상시 전원을 공급하기 때문에 해당 전압의 Passive PoE 미지원하는 PD 장치는 손상될 수 있다.[1]
3. Endspan(Mode A)와 Midspan(Mode B)
802.3af와 802.3at의 Type 1, Type 2에서는 2페어를 이용해서 전원을 공급하기 때문에 어떤 페어를 사용해서 전원을 공급하는 지에 따라 Endspan(Mode A)와 Midspan(Mode B)로 나뉜다. PSE는 Endspan이나 Midspan 중 하나만 지원해도 가능하지만 PD는 Endspan과 Midspan을 모두 지원해야 한다.- Endspan(Mode A)는 1, 2, 3, 6번을 사용해서 전원을 공급한다. 10/100 Mbp 연결의 경우 2페어만으로 전원과 데이터 공급이 모두 가능하다. 주로 스위치에서 사용한다.
- Midspan(Mode B)는 4, 5, 7, 8번을 사용해서 전원을 공급한다. 10/100 Mbps 연결의 경우 데이터 전송에 1, 2, 3, 6번을 사용하고 남은 2페어를 사용해서 전원을 공급한다. 구조가 간단하기 때문에 10/100 Mbps 인젝터와 미드스팬에서 주로 사용한다.(Passive PoE는 Midspan을 사용해서 전원을 공급한다.)
4페어를 모두 사용해서 전원을 공급하는 802.3bt Type 3과 Type 4는 Endspan과 Midspan을 구분하지 않는다. 다만 802.3bt를 공급하는 PSE이더라도 802.3af/at Type 1과 Type 2의 PD에 전원을 공급할 때 Endspan과 Midspan을 모두 지원하지 않을 수 있다.
4. 용어
- PoE 스위치(PSE): 네트워크 스위치에 PoE 기능이 들어간 제품을 말한다. 일반 네트워크 스위치와 마찬가지로 비관리형 PoE 스위치부터 기업에서 사용하는 관리형 PoE 스위치까지 다양하다.
- PoE 인젝터(PSE): PoE를 지원하지 않는 스위치에 PoE PD 장치를 연결할 때 사용한다.
- PoE 미드스팬(PSE): PoE를 지원하지 않는 스위치에 PoE PD 장치를 여러 대 연결할 때 사용한다. PoE 인젝터를 여러 개 붙였다고 생각하면 편하다. 스위치처럼 16포트, 24포트, 48포트로 나온나 국내 제조업체는 생산하지 않아 보기가 힘들다.
- PoE 스플리터(PD): PoE를 지원하지 않는 PD 장치에 전원을 공급할 때 사용한다.
5. 상세 설명
예를 들어 다수의 CCTV를 곳곳에 설치하려 한다고 할 때, 카메라의 전원을 위한 전력선과 영상신호를 전송하기 위한 데이터선을 각각 가설해야 한다. 그런데 영상 신호는 디지털로 변환하여 이더넷으로 전송하고 카메라 구동을 위한 전력도 데이터 선을 이용해서 전원을 공급한다면 회선 설치가 상당히 간단해진다. CCTV 외에도 비슷한 방식으로 무선 AP, 센서 네트워크, VoIP 전화기 등을 구성하는 용도로 사용되며, 역시 회선 설치를 간단히 하는 목적으로 사용된다. VoIP 전화를 구성할 때에도 전원 따로, 데이터 따로 설치할 필요 없이 PoE를 사용하여 간단히 구성할 수 있다. 아날로그 전화선에는 미세한 전류가 흘러서 전화기가 이 전력을 사용할 수 있지만, VoIP 전화기는 그렇지 않기 때문이다. PoE가 사용되는 곳은 점점 늘어나고 있는데 스마트 빌딩이라고 빌딩에 스마트 조명이나 기타 IoT 장비를 PoE를 통해 전원을 공급하고 있다. 라즈베리파이도 PoE 모듈을 구매하면 PoE로 전원을 공급할 수 있다. PoE의 장점은 이더넷 통신과 전원을 함께 공급한다는데 의미가 있으므로 사물 인터넷 시대에 더욱 빛을 볼 것으로 보여진다.네트워크 장비라고 해서 모든 장비가 PoE를 지원하는 것은 아니며, 연결되는 양쪽 장비 중 하나라도 지원하지 않으면 PoE는 작동하지 않는다.[2] 그래서 PoE 인젝터/스플리터가 출시되어 PoE 미지원 장비를 보조하고 있다.
대한민국 안전전압인 30V를 상회하므로 케이블을 직접 만진다면 감전에 주의할 것.
6. 외부 링크
[1] 표준 PoE PD도 손상될 수 있다.[2] Passive PoE는 상시 전원을 공급하기 때문에 Passive PoE를 지원하지 않는 Non-PoE나 표준 PoE PD 장치가 꼽히면 고장날 수 있다.