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PoE給電ネゴシエーションにおけるLLDPの役割

2025-10-29
Latest company news about PoE給電ネゴシエーションにおけるLLDPの役割

はじめに

現代のPower over Ethernet (PoE)システムでは、電力供給はもはや固定された一方通行のプロセスではありません。
Wi-Fi 6アクセスポイントからマルチセンサーIPカメラまで、デバイスがより高度になるにつれて、電力要件は動的に変化します。

この柔軟性に対応するために、Link Layer Discovery Protocol (LLDP)が重要な役割を果たします。
IEEE 802.1ABで定義されているLLDPは、PoE電力供給者(間の動的な通信を可能にすることで、各デバイスが適切な量の電力(それ以上でもそれ以下でもない)を確実に受け取れるようにします。)と電力消費者(LLDPベースのPoEネゴシエーション)間のインテリジェントな双方向通信を可能にします。

LLDPがPoE電力ネゴシエーションプロセス内でどのように機能するかを理解することで、ネットワーク設計者は最適なパフォーマンス、エネルギー効率、およびシステムの安全性を確保できます。

 


 

1. LLDP(Link Layer Discovery Protocol)とは?

LLDPは、イーサネットデバイスがそのID、機能、および設定を直接接続された隣接デバイスにアドバタイズできるようにするレイヤー2(データリンク層)プロトコルです。

各デバイスは、LLDPデータユニット(LLDPDU)を定期的に送信し、以下のような重要な情報を含みます。

  • デバイス名とタイプ
  • ポートIDと機能
  • VLAN設定
  • 電力要件(PoE対応デバイスの場合)

PoEで使用する場合、LLDPはLLDP-MED(Media Endpoint Discovery)またはIEEE 802.3at Type 2+電力ネゴシエーション拡張を介して拡張され、PSEとPD間の動的な電力通信を可能にします。

 


 

2. PoE規格におけるLLDP

LLDPが導入される前は、IEEE 802.3af (PoE)は、初期のリンクアップ時に単純な分類システムを使用していました。

  • PDはクラス(0~3)を示します
  • PSEは固定電力制限(例:15.4 W)を割り当てます

しかし、デバイスが進化するにつれて、この静的なアプローチでは不十分になりました。
たとえば、デュアルバンドのワイヤレスAPは、アイドル状態で10 WQ2:LLDPはリアルタイムで電力を調整できますか?高負荷時には25 Wを必要とする可能性がありますが、従来のクラス方式だけでは効率的に管理することは不可能です。

 

そのため、IEEE 802.3at (PoE+)IEEE 802.3bt (PoE++)は、LLDPベースの電力ネゴシエーションPD

 

IEEEバージョン LLDPサポート 電力タイプ 最大電力(PSE) ネゴシエーション方法
802.3af (PoE) いいえ タイプ1 15.4 W 固定クラスベース
802.3at (PoE+) オプション タイプ2 30 W LLDP-MEDオプション
802.3bt (PoE++) はい タイプ3 / 4 60 W / 100 W 高電力にはLLDPが必須

 


 

3. LLDPがPoE電力ネゴシエーションを可能にする方法

 

LLDPネゴシエーションプロセスは、物理的なPoEリンクが確立され、PDが検出された後に行われます。
仕組みは次のとおりです。

ステップ1 – 初期検出と分類

  • ステップ3 – 動的調整間の動的な通信を可能にすることで、各デバイスが適切な量の電力(それ以上でもそれ以下でもない)を確実に受け取れるようにします。PDクラスに基づいて初期電力を適用します(例:クラス4 = 25.5 W)。
  • ステップ2 – LLDP交換

イーサネットデータ通信が開始されると、両方のデバイスが

  • LLDPフレームを交換します。PD
  • ステップ3 – 動的調整LLDPベースのPoEネゴシエーションは応答し、ポートごとの利用可能な電力を確認します。
  • ステップ3 – 動的調整間の動的な通信を可能にすることで、各デバイスが適切な量の電力(それ以上でもそれ以下でもない)を確実に受け取れるようにします。複数のPDが電力を競合する場合、PSEは利用可能な電力予算に基づいて優先順位を付けます。

ステップ4 – 継続的な監視

  • LLDPセッションは定期的に継続し、PDは必要に応じてより多くの電力またはより少ない電力を要求できます。
  • これにより、安全性、過負荷の防止、およびエネルギー効率が確保されます。

4. LLDP電力ネゴシエーションの利点

  • 利点
  • 説明

 


 

精度

 

PDが、定義済みのクラス値ではなく、正確な電力レベル(例:22.8 W)を要求できるようにします。 効率
過剰なプロビジョニングを防ぎ、追加のデバイスの電力予算を解放します。 安全性
動的調整により、デバイスを過熱や電力サージから保護します。 スケーラビリティ
リソース割り当てを最適化して、マルチポート、高密度PSEシステムをサポートします。 相互運用性
IEEE規格の下で、異なるベンダーのデバイス間のシームレスな動作を保証します。 5. LLDPと従来のPoE分類の比較
機能 従来のPoE(クラスベース)

 


 

LLDP PoEネゴシエーション

 

電力割り当て クラスごとに固定(0~8) デバイスごとに動的
柔軟性 制限あり
リアルタイム制御 なし サポート
オーバーヘッド 最小限 中程度(レイヤー2フレーム)
使用例 シンプルで静的なデバイス スマートで可変負荷のデバイス
要するに: クラスベースの電力割り当ては静的です。LLDPベースのネゴシエーションはインテリジェントです。 最新の展開(Wi-Fi 6/6E AP、PTZカメラ、またはIoTハブ)では、

 

LLDPが不可欠

であり、PoE+およびPoE++の機能を最大限に活用できます。

6. IEEE 802.3bt (PoE++)におけるLLDPIEEE 802.3btの下では、LLDPは、特に

 


 

タイプ3およびタイプ4

のPSE/PDペア(最大100 Wを供給)にとって、電力ネゴシエーションプロセスの中心部分となります。以下をサポートしています。4ペア電力供給きめ細かい電力要求(0.1 W単位)ケーブル損失補償

 

電力再割り当てのための双方向通信

  • これにより、複数の高需要PD間で、動的で安全かつ効率的な電力分配が可能になります。これは、スマートビルディングや産業用ネットワークにとって重要な機能です。
  • 7. 実際の例:LLDPの実践
  • PoE++スイッチに接続された
  • Wi-Fi 6アクセスポイント

を考えてみましょう。

 


 

起動時に、PDは

 

クラス4として分類され、25.5 Wを消費します。起動後、LLDPを使用して

  1. 31.2 Wを要求し、すべての無線チェーンに電力を供給します。スイッチは電力予算を確認し、要求を許可します。
  2. 後でさらに多くのデバイスが接続すると、LLDPにより、スイッチは割り当てを動的に削減できます。このインテリジェントなネゴシエーション
  3. により、以下が保証されます。
  4. 高性能デバイスの安定した動作

スイッチの電力予算の過負荷なしネットワーク全体の効率的なエネルギー使用8. LLDP対応PoE設計をサポートするLINK-PPコンポーネント

  • 信頼性の高いLLDPベースの通信には、
  • 安定した信号の完全性

 


 

堅牢な電流処理

が物理層で必要です。 LINK-PPは、への準拠とLLDP対応システムに最適化された、PoE RJ45コネクタ
と内蔵磁気部品を提供しています。特徴:LLDP信号の明瞭さのための内蔵トランスとコモンモードチョークチャネルあたり1.0A DC電流

 

をサポート

  • 低挿入損失とクロストーク
  • 動作温度:-40℃~+85℃これらのコンポーネントにより、
  • 電力ネゴシエーションパケット(LLDPフレーム)
  • は、フルパワー負荷下でもクリーンで信頼性の高い状態を維持できます。

9. 簡単なFAQQ1:すべてのPoEデバイスがLLDPを使用しますか? すべてではありません。LLDPは、

 


 

PoE+(802.3at)ではオプション

ですが、高度なネゴシエーションには
PoE++(802.3bt)では必須です。Q2:LLDPはリアルタイムで電力を調整できますか? はい。LLDPにより、PSEとPD間で継続的な更新が可能になり、ワークロードの変化に応じて電力割り当てを調整できます。Q3:LLDPが無効になっている場合はどうなりますか?

システムはクラスベースの電力割り当てにフォールバックします。これは柔軟性が低く、PDに過剰または過小な電力を供給する可能性があります。
10. 結論

LLDPは、
インテリジェンスと柔軟性

 


 

をPower over Ethernetシステムにもたらします。

 

PSE
PD間の動的な通信を可能にすることで、各デバイスが適切な量の電力(それ以上でもそれ以下でもない)を確実に受け取れるようにします。LLDPベースのPoEネゴシエーションは、エネルギー使用を最適化し、信頼性を維持し、次世代デバイスをサポートするために不可欠です。

LINK-PP PoE RJ45コネクタを使用することで、設計者は、安定したLLDPシグナリング、強力な電流耐久性、

およびすべてのPoEアプリケーションにおける長期的なネットワークパフォーマンスを確保できます。