スイッチのPoE電力バジェットの計算方法

宛先： 計算する PoE 電力バジェット, 、スイッチが各給電対象デバイスに割り当てる必要のある最大電力需要を合計し、さらに不確定な負荷や将来の変化に備えて実用的な余裕分を加算します。その結果の合計は、スイッチのPoE総予算を下回っていなければならず、同時に各デバイスもそれぞれのポートの制限値内にとどまらなければなりません。.

一見単純に聞こえますが、多くの誤った計算では、デバイスの消費電力、スイッチポートから供給される電力、ケーブルの損失、そしてスイッチ自体のAC入力という4つの異なる数値が混同されています。このガイドでは、これらを明確に区別し、カメラ向けに再現性のある手法を提示します。, ワイヤレスアクセスポイントs、携帯電話、および入退室管理装置。.

PoEの電力バジェットの計算方法：計算式

次の計画の計算式を使用してください：

必要なPoE予算 = すべての給電対象デバイスの計画ワット数の合計 ＋ 予備分

重複するデバイスについては：

必要なPoE予算 = Σ（台数 × 1台あたりの計画ワット数） × 余裕率

1.20の予備係数を適用すると、20%の余裕が生じます。この割合は計画上の判断によるものであり、IEEEの要件ではありません。十分に文書化された固定設備では異なる方針が採用される場合もありますが、機器の選択肢やヒーター、将来の拡張が不確定なプロジェクトでは、より大きな余裕が必要になる可能性があります。.

この計算式を使用する前に、各機器に適切なワット数を決定してください。優先順位は以下の順にしてください：

1. その特定の給電対象デバイスに対して、スイッチが示すPoEの最大割り当て量。.
2. 機器メーカーが指定するPoEの最大入力電力または要求電力、およびその測定地点が明確に明記されていること。.
3. より正確な検証済み値が入手できない場合の、適用されるPoEクラスの許容値。.

アイドル時の消費電力の測定値のみに基づいて設計を行わないでください。カメラは、赤外線LED、ヒーター、またはPTZモーターが作動している際に、より多くの電力を消費する場合があります。アクセスポイントは、起動時や無線通信の負荷が高い際に消費電力がピークに達することがあります。.

ポートごとの電力とPoEの総予算について理解する

A ポエスイッチ 少なくとも2つの電力制限がある。.

上限	その意味	例
ポートごとの制限	1つのPoEポートが供給できる最大電力	30Wの PoE+ ポート
PoEの総予算	全ポート合計で利用可能な最大PoE電力	スイッチ全体で400W

以下の2つの条件がともに満たされている必要があります：

• 各電源供給対象機器は、選択したポートの仕様に対応している必要があります。.
• すべての給電対象デバイスを合わせても、PoEの総予算の範囲内に収まる必要があります。.

たとえば、1ポートあたり30W、合計400Wの定格を持つ24ポートスイッチの場合、24ポートすべてに同時に30Wを供給することはできません。それには720Wが必要になるからです。ただし、24台の低消費電力機器の合計消費電力が400W以内にとどまる限り、それらに電力を供給することは可能です。.

したがって、PoEポートの数は、接続可能なデバイスの数を示すものであり、最大出力のデバイスが同時に動作できる台数を示すものではありません。.

PSE電力とPD電力は同じものではありません

PoEでは、以下の2つの有用な用語が用いられています：

• PSE： PoEスイッチなどの電源供給装置。.
• PD： カメラやアクセスポイントなどの電源供給対象機器。.

ケーブル内で一部の電力が熱として失われるため、PDで利用可能な電力は、PSEがそのポートから供給できる電力よりも少なくなります。.

PoEの種類	一般名	PSEにおける最大値	PDが利用可能な最大額
タイプ1	IEEE 802.3af / PoE	15.4W	13W
2型	IEEE 802.3at / PoE+	30W	25.5W
タイプ3	IEEE 802.3bt / PoE++	60W	51W
タイプ4	IEEE 802.3bt / 高出力PoE	90W	71.3W

これらの組み合わせ値により、入力で25Wを必要とするデバイスが、なぜ30Wのタイプ2 PSEポートを必要とする場合があるのかが説明されます。この差分により、ケーブル損失を含む最悪の供給条件にも対応できるようになっています。.

クラスに基づくPSE値に、推測したケーブル損失率を上乗せしないでください。そうすると、同じ許容値を二重に計上することになります。PD側の消費量に基づいて計算を行い、かつ関連する文書や設計手法でそれが求められている場合にのみ、別途ケーブル許容値を加算してください。.

一般市民 イーサネット・アライアンス PoE 技術概要 この資料には、これらのPSEおよびPDの値が記載されています。また、IEEE 802.3btのオートクラス機能により、互換性のある機器が、測定された最大PD需要に基づき、ケーブル損失や経年劣化マージンなどの要因を考慮して電力を割り当てることができることも説明されています。.

PoE電力バジェットの計算例

あるプロジェクトが以下を使用していると仮定します：

• 16 修正済み IPカメラs、それぞれ12Wの定格
• ワイヤレスアクセスポイント4台、各20Wの予定
• VoIP電話2台、各7Wの消費電力が予定されている

まず、基本需要を算出します：

カメラ：16 × 12W = 192W

アクセスポイント：4 × 20W = 80W

スマートフォン：2 × 7W = 14W

基本合計：192W + 80W + 14W = 286W

ここで、20%のプロジェクト計画予備費を割り当てます：

286W × 1.20 = 343.2W

この計画手法では、400WのPoE供給能力が確認されているスイッチには、56.8Wの余裕があります：

400W − 343.2W = 56.8W

合計値は合っていますが、計算はまだ完了していません。また、すべてのカメラ、アクセスポイント、および電話機が、それぞれのポートの電力供給能力の範囲内であり、サポートされているIEEE PoEタイプを使用していることを確認する必要があります。.

あるデバイスがIEEE 802.3btによる電力供給を必要とする場合、たとえ総電力予算に数百ワットの余裕があったとしても、IEEE 802.3af/atのみに対応したスイッチはそのデバイスには適しません。.

どのデバイスのワット数を入力すればよいですか？

初期設計には最大需要を用いる

最も安全な設計値は、通常、そのデバイスが想定される構成において要求しうる最大電力であり、通常のアイドル時の消費電力ではありません。.

オプションの負荷および動作モードを確認してください：

• 赤外線照明
• PTZの動き
• カメラ用ヒーターまたは送風機
• アクセスポイントから給電されるUSBアクセサリー
• 複数のアクティブなWi-Fi無線モジュール
• 電話やインターホンでのスピーカーまたはディスプレイの操作
• 起動時およびファームウェア更新時の動作

デバイスのデータシートには、「標準」値と「最大」値の両方が記載されている場合があります。メーカーからより具体的な承認済みの方法が示されていない限り、キャパシティプランニングには最大値を使用してください。.

利用可能な場合は、スイッチの割り当てデータを使用する

マネージドスイッチでは、実際の消費電力、要求クラス、および割り当て電力が個別に表示される場合があります。これらの数値は必ずしも一致するとは限りません。.

測定された消費電力は監視に役立ちますが、スイッチはその時点でデバイスが実際に消費している電力よりも多くの電力を確保している場合があります。追加のデバイスを安全に接続できるかどうかを判断する際は、単に現在の消費電力の測定値を差し引くのではなく、スイッチの割り当てロジックや電力管理に関するドキュメントを参照してください。.

すべてのPoE+対応デバイスが30Wを消費するとは限らない

“「PoE+」は、対応している電力供給方式を示すものであり、接続されたすべてのデバイスが常に30Wを消費することを意味するものではありません。規格に準拠した低消費電力のデバイスであれば、それよりはるかに少ない電力を消費する場合があります。.

ただし、正確な要求量や最大需要量が不明な場合は、アイドル時の測定値から推測するよりも、該当するポートクラスの値を使用するほうが保守的なアプローチとなります。.

PoEデバイスが最初は正常に動作するのに、後で故障してしまう理由

電力予算が不足していても、直ちに故障につながるわけではありません。一般的な症状としては、次のようなものがあります：

• 夜間に赤外線LEDが点灯すると、カメラが再起動します。.
• PTZカメラは、移動中や加熱中に接続が切断されることがあります。.
• すべての無線モジュールがアクティブになると、アクセスポイントは再起動します。.
• 最後に接続されたデバイスへの電力供給が停止されました。.
• 予算が枯渇すると、優先度の低いポートは停止します。.
• 停電後の同時再起動中に、デバイスが繰り返し電源のオン・オフを繰り返します。.

これらの症状は、配線の不具合、電圧降下、互換性のないPoEモード、過熱、ファームウェアの問題、あるいは電源ユニットの故障など、他の原因による可能性もあります。.

総消費ワット数だけを原因として決めつける前に、スイッチのログ、PoEの状態、ポートごとの割り当て、およびイベントの発生時刻を確認してください。.

スイッチ購入前のPoE電力バジェット確認リスト

1. 電源を接続しているすべての機器をリストアップしてください

正確なモデル名、数量、PoEの種類、最大電力、および電源供給対象の付属品をすべて記録してください。.

2. 現在の機器と今後の拡張計画とを区別する

将来の機器を、曖昧な予備費の中に含めないでください。既知の拡張計画は個別に記載し、不確定な部分については予備費として計上してください。.

3. すべてのポートの種類を確認する

必要に応じて、対象のポートがIEEE 802.3af、802.3at、または802.3btに対応していることを確認してください。総予算が高くても、低電力規格のみに対応しているポートをアップグレードすることはできません。.

4. 計画値を追加する

各デバイスモデルの数量に、その検証済みの計画ワット数を掛け、各グループの値を合計します。.

5. 文書化された引当金を計上する

プロジェクトの負荷の不確実性、環境、再起動の挙動、および拡張計画に基づいて、予備容量を選択してください。他の技術者が計算内容を監査できるよう、その割合を記録しておいてください。.

6. AC入力定格ではなく、PoE予算と比較してください

スイッチのAC入力またはシステム全体の消費電力には、スイッチ自体の電子回路および変換損失が含まれます。給電対象機器の計画には、メーカーが指定するPoE出力バジェットを使用してください。.

7. データパスも確認してください

十分な電力があるからといって、十分な帯域幅が確保できるとは限りません。カメラのビットレート、APのアップリンク需要、マルチキャストの挙動、およびアップリンク容量をそれぞれ個別に計算してください。.

LuLeey 24ポート PoE+ スイッチを用いた例

LuLeey’s 24ポートギガビットPoE+マネージドスイッチ は次のように指定します：

• 24 × 10/100/1000Mbps IEEE 802.3af/at PoE+ ポート
• PoEポートあたり最大30W
• PoEの総供給容量：400W
• 追加のギガビットRJ45アップリンク 2本
• 2 × 1G SFP アップリンク

このモデルでは、提案されるデバイスリストはすべて、以下の3つの独立したチェックに合格する必要があります：

1. どのデバイスも、サポートされているIEEE 802.3af/atポートが供給できる容量を超える電力は消費しません。.
2. スイッチ側の合計電力配分は400W以内に収まります。.
3. ギガビットのアクセスおよびアップリンク容量は、トラフィックの設計に適しています。.

その1G SFPスロットは光アップリンク用であり、追加のPoEポートでも、10G SFP+ポートでもありません。光モジュールの選定は、伝送速度、波長、光ファイバーの種類、コネクタ、および伝送距離などを考慮する必要がある、別の作業となります。.

最終的な答え

宛先： PoEの電力バジェットを計算する 正しく：

1. すべての電源供給対象機器と、その確認済みの最大PoE需要または割り当てられたPoE需要をすべて列挙してください。.
2. 各機器の消費電力（ワット）に、その台数を掛け合わせます。.
3. グループを追加してください。.
4. 文書化された計画予備費を適用する。.
5. 結果は、スイッチのPoE総予算を超えないようにしてください。.
6. また、個々のデバイスが、それぞれのポートのPoEタイプおよびワット数制限に適合していることを確認してください。.

接続されたすべてのデバイスが実際にそのクラスの割り当てを必要としている場合を除き、各ポートの最大値を単純に掛け合わせないでください。また、標準消費電力やアイドル時の消費電力だけに頼らないでください。.

LuLeeyプロジェクトの検証を行う際は、正確なデバイス一覧、デバイスごとの最大電力、ケーブル長、必要なアップリンク、および拡張計画をご提示ください。これらの情報により、設置前にPoEの予算とネットワーク容量の両方を確認することができます。.