PoE LAN トランスフォーマーとは何か?どのように機能する?

まで、PoE LANトランスのすべての側面がシステムの信頼性と性能に影響します。業界標準とエンジニアリング仕様を満たすコンポーネントを選択することで、IPカメラ、アクセスポイント、PoE給電スイッチなどのデバイスの長期的な安定性を確保できます。はじめに

Power over Ethernet（PoE）は、1本のイーサネットケーブルを使用してIPカメラ、ワイヤレスアクセスポイント、VoIP電話、その他のネットワークデバイスに電力を供給するための標準的な技術となっています。PoEスイッチと受電デバイスが最も注目を集めることが多いですが、すべてのPoE対応イーサネットポート内の重要なコンポーネントの1つは、 各コンポーネントは、安全で信頼性の高い動作を確保するために、同じPoE規格に準拠している必要があります。長期的な信頼性と安全性が重要

PoE LANトランスは、高速イーサネットデータを送信すると同時に、DC電力を同じケーブルを介して安全に通過させる役割を担っています。電気的絶縁、信号の完全性、PoE電力注入のための制御された経路を提供し、信頼性の高い標準準拠のネットワーク運用を保証します。

この記事では、 PoE LANトランスとは何か、PoEイーサネットシステム内でどのように機能するのか、標準的なLANトランスとの違いについて学びます。また、一般的なPoEの使用例、設計上の考慮事項、エンジニアやシステムインテグレーターがPoEハードウェア設計をよりよく理解するのに役立つ、よくある質問についても説明します。

まで、PoE LANトランスのすべての側面がシステムの信頼性と性能に影響します。業界標準とエンジニアリング仕様を満たすコンポーネントを選択することで、IPカメラ、アクセスポイント、PoE給電スイッチなどのデバイスの長期的な安定性を確保できます。LANトランスとは？

イーサネットPHYは、差動データ信号をトランス巻線に送信します。④ PoE LANスイッチとは？LANトランスは、イーサネットマグネティクスの重要な部分であり、通常、イーサネットポート、マグネティクス付きRJ45コネクタ、またはネットワーク機器上のスタンドアロンのトランスモジュールに統合されています。

① 

イーサネットでLANトランスが必要な理由LANトランスは、イーサネット通信においていくつかの重要な機能を果たします。

ガルバニック絶縁

• デバイス間の直接的な電気的接続を防ぎ、敏感な回路を保護します。

インピーダンス整合

• ツイストペアイーサネットケーブルの100オームの差動インピーダンスを一定に保ちます。

ノイズとEMIの抑制

• コモンモードノイズを低減し、長いケーブル配線での信号の完全性を向上させます。

LANトランスがないと、イーサネットリンクは干渉、信号劣化、電気的損傷の影響を受けやすくなります。

② 

LANトランスはどこで使用されていますか？LANトランスは、以下を含むほぼすべての有線イーサネットデバイスに搭載されています。

イーサネットスイッチとルーター

• ネットワークインターフェースカード（NIC）
• IPカメラとアクセスポイント
• 産業用イーサネット機器
• スペース、コスト、および性能要件に応じて、

ディスクリートトランスコンポーネントとしてPCB上に実装されるか、統合マグネティクスとしてRJ45コネクタ内に実装される場合があります。③ 

LANトランス vs イーサネットPHY密接に関連していますが、LANトランスとイーサネットPHYは異なる役割を果たします。

イーサネットPHY

• 機能的で標準準拠のイーサネットポートには、両方のコンポーネントが必要です。LANトランスは、PHYとイーサネットケーブル間の物理的な磁気結合と絶縁を提供します。
• 機能的で標準準拠のイーサネットポートには、両方のコンポーネントが必要です。④ PoE LANスイッチとは？PoE LANスイッチ

は、標準的なイーサネットケーブルを介して接続されたデバイスにネットワークデータとDC電力の両方を供給するイーサネットスイッチです。これは、

Power Sourcing Equipment（PSE）

イーサネットPHYは、差動データ信号をトランス巻線に送信します。PoE LANスイッチは、個別の電源アダプタの必要性をなくし、設置を簡素化し、ケーブル配線の複雑さを軽減します。⑤ PoE LANスイッチはどのように電力を供給しますか？PoE LANスイッチは、データ信号が正常に通過できるようにしながら、DC電力をイーサネットケーブルペアに注入します。

電力は、

LANトランスの中心タップを介して供給されます。

データ伝送は、磁気絶縁のため影響を受けません。

• スイッチは、受電デバイス（PD）との電力要件を交渉します。この設計により、電力とデータが同じイーサネットケーブル上で安全に共存できます。
• ⑥ 
• PoE LANスイッチの一般的な用途

PoE LANスイッチは、以下に電力を供給するために一般的に使用されます。

IPセキュリティカメラワイヤレスアクセスポイント

VoIP電話

• IoTセンサーおよびスマートビルディングデバイス
• これらのデバイスは、
• として機能し、PoEスイッチまたはPoEインジェクターから電力を受け取ります。
• ◆ 

PoE LANスイッチ内では、LANトランスは二重の役割を果たします。

高速イーサネットデータの送信PoE DC電力注入のための安全な経路の提供

PoEアプリケーションの場合、トランスは、標準的なLANトランスと比較して、

• より高い電流、より高い電圧、および熱応力
• に対応するように設計する必要があります。

LANトランスは、イーサネット接続で電気的絶縁と信号の完全性を提供し、PoE LANスイッチはLANトランスを使用して、イーサネットケーブルを介してデータと電力の両方を供給します。★ PoE LANトランスとは？

PoE LANトランス

まで、PoE LANトランスのすべての側面がシステムの信頼性と性能に影響します。業界標準とエンジニアリング仕様を満たすコンポーネントを選択することで、IPカメラ、アクセスポイント、PoE給電スイッチなどのデバイスの長期的な安定性を確保できます。Power over Ethernet

イーサネットPHYは、差動データ信号をトランス巻線に送信します。各コンポーネントは、安全で信頼性の高い動作を確保するために、同じPoE規格に準拠している必要があります。PoEと非PoE LANトランスの違いPoEと非PoE LANトランスの主な違いは、データ信号に加えてDC電力伝送をサポートできることです。主な違いは次のとおりです。

1. 電力処理能力

PoE LANトランスは、コア飽和なしでDC電流を流すように設計されていますが、非PoEトランスはACデータ信号のみに最適化されています。

2. PoE規格の互換性

PoEトランスは、IEEE 802.3af、802.3at、および802.3btの要件をサポートしていますが、標準的なLANトランスはPoE準拠を保証していません。

3. 熱性能
PoEアプリケーションでのより高い電流フローには、改善された放熱と材料選択が必要です。

PoEシステムで非PoE LANトランスを使用すると、過熱、信号歪み、または電力供給の失敗につながる可能性があります。
電力注入のためのセンタータップ設計

PoE LANトランスの決定的な特徴は、
センタータップ設計

であり、イーサネットデータ伝送を妨げることなくDC電力を注入できます。

PoEシステムでは、

イーサネットデータ信号は、トランス巻線を差動AC信号として通過します。DC電力は、トランスのセンタータップ

を介して供給されます。

• 磁気結合により、デバイス間の電気的絶縁が保証されます。
• この設計により、電力とデータが同じケーブル上で共存し、信号品質を維持し、安全要件を満たすことができます。は、ケーブルペアを均等に流れます。高電流および高電圧要件
• PoE LANトランスは、標準的なLANトランスと比較して、より高い電気的ストレス下で確実に動作する必要があります。

主な設計要件は次のとおりです。

より高い電流定格

PoEおよびPoE+負荷をサポートするため

より高い絶縁電圧（Hi-Pot）

安全規格を満たすため

• 低い挿入損失イーサネット性能を維持するため
• 温度範囲全体での安定した動作企業および産業環境で一般的
• 熱性能と動作温度PoE LANトランスは、高電流および電気的絶縁用に設計されたセンタータップマグネティクスを使用することにより、イーサネットデバイスがデータとDC電力を同時に送信できるようにします。
• ★ PoE LANトランスはどのように機能しますか？

PoE LANトランス

は、高速イーサネットデータ信号を磁気的に結合させると同時に、DC電力をセンタータップを介して注入できるようにすることで機能します。この設計により、Power over Ethernetシステムは、電気的干渉や安全上のリスクなしに、同じツイストペアケーブルを介してデータと電力を送信できます。

まで、PoE LANトランスのすべての側面がシステムの信頼性と性能に影響します。業界標準とエンジニアリング仕様を満たすコンポーネントを選択することで、IPカメラ、アクセスポイント、PoE給電スイッチなどのデバイスの長期的な安定性を確保できます。イーサネットデータ信号は、ツイストペアケーブルを介して差動AC信号として送信されます。PoE LANトランス内では、

イーサネットPHYは、差動データ信号をトランス巻線に送信します。各コンポーネントは、安全で信頼性の高い動作を確保するために、同じPoE規格に準拠している必要があります。変換された信号は、制御されたインピーダンスでイーサネットケーブルに向かって出力されます。

データ信号はAC結合されているため、DC電力の存在の影響を受けることなく、トランスコアを通過します。

トランスは、デバイス間のガルバニック絶縁を維持しながら、信号の完全性を保証します。

• センタータップを介したPoE電力注入
• PoEシステムのDC電力は、トランス巻線の
• センタータップ

を使用して、データパスとは別に注入されます。

電力注入プロセスは次のように機能します。

PoEコントローラーは、DC電圧をセンタータップに印加します。

DC電流は、ケーブルペアを均等に流れます。トランスは、DCがイーサネットPHYに入るのをブロックします。

電力は、データ信号を中断することなく、受電デバイス（PD）に到達します。

1. この方法により、電力とデータが同じケーブル上で共存し、電気的に絶縁されたままになります。
2. 受電デバイスでのデータと電力の分離受電デバイス側では、PoE LANトランスは補完的な役割を果たします。
3. データ信号は、トランスを介してイーサネットPHYに結合されます。
4. DC電力は、PoE PDコントローラーによって抽出されます。

内部回路は、DC電力を使用可能な電圧に変換します。

トランスは、DC電力が敏感なデータ処理コンポーネントを損傷しないようにします。

電気的絶縁と安全保護

• 電気的絶縁は、PoE LANトランスのコア安全機能です。
• ネットワークデバイス間のグランドループを防ぎます。
• 電圧サージと雷による過渡現象から保護します。

IEEEおよび規制の絶縁要件を満たしています。

絶縁電圧

定格と磁性材料は、PoE環境での長期的な信頼性を確保するために慎重に選択されています。

• PoE LANトランスは、データ伝送に磁気結合を使用し、制御された電力注入にセンタータップを使用することにより、イーサネットデータとDC電力を分離します。
• ★ PoE LANを実際のアプリケーションで使用する方法
• PoE LANは、1本のイーサネットケーブルを介してイーサネットデータとDC電力の両方をネットワークデバイスに供給するために使用されます。実際のアプリケーションでは、PoEは、PoE準拠のスイッチ、ケーブル、およびLANトランスを介して信頼性の高いデータ伝送を確保しながら、個別の電源をなくすことで設置を簡素化します。

◆ PoE LANによって電力が供給される一般的なデバイス

PoE LANは、低電力から中電力のネットワークデバイスに電力を供給するために広く使用されています。これには以下が含まれます。

IPセキュリティカメラ

ワイヤレスアクセスポイント

セキュリティシステムVoIP電話

アクセス制御システム

• IoTセンサーおよびスマートビルディングデバイス
• これらのデバイスは、受電デバイス（PD）
• として機能し、PoEスイッチまたはPoEインジェクターから電力を受け取ります。
• ◆ 
• PoE LANの一般的な展開シナリオ

PoE LANは、柔軟なデバイス配置と集中電源管理が必要な環境で一般的に展開されています。企業ネットワーク – オフィスフロア全体でAPと電話に電力を供給

セキュリティシステム – ローカル電源コンセントなしでIPカメラの設置を簡素化

商業ビル

• – アクセス制御とスマートライティングをサポート産業ネットワーク
• – 電気インフラが限られている場所での電力供給これらのシナリオでは、PoE LANはケーブル配線の複雑さを軽減し、設置コストを削減します。
• ◆ PoE LANシステムに必要な主要コンポーネント機能的なPoE LANセットアップには、いくつかのPoE互換コンポーネントが必要です。
• PoE LANスイッチまたはPoEインジェクター（Power Sourcing Equipment）

PoE LANトランス

または統合マグネティクス付きRJ45コネクタ

イーサネットケーブル

• （Cat5e以上）PoEをサポートする受電デバイス（PD）
• 各コンポーネントは、安全で信頼性の高い動作を確保するために、同じPoE規格に準拠している必要があります。◆ ケーブル長と電力予算の考慮事項
• 実際のアプリケーションでPoE LANを使用する場合、ケーブル長による電力損失を考慮する必要があります。最大イーサネットケーブル長は通常、
• 100メートルです。

より高い電力レベルは電圧降下を増加させます。

IEEE PoE規格は、性能を維持するための電力予算を定義しています。

適切なケーブル選択とトランス設計は、電力損失と過熱を最小限に抑えるのに役立ちます。

• ◆ PoE LANを安全に使用するためのベストプラクティス安定した安全なPoE LAN動作を確保するには、次の手順に従ってください。
• PoE定格のLANトランスとマグネティクスを使用する
• PoE規格の互換性を確認する（

802.3af / at / bt

）

高出力PoEの適切な熱設計を確保する

• PoEコンポーネントと非PoEコンポーネントを混在させないこれらのベストプラクティスに従うことで、電力供給の問題を防ぎ、ネットワークハードウェアを保護できます。
• ★ イーサネットスイッチにPoEで電力を供給できますか？はい、安全および絶縁要件
• 。これらのスイッチは、標準的なイーサネットケーブルを介して、PoEスイッチやPoEインジェクターなどの上流のPoEソースから電力を受け取りながら、ネットワークデータを転送します。
• ただし、すべてのイーサネットスイッチがPoE入力をサポートしているわけではありません。PoE PD回路とPoE定格のLANマグネティクスを特別に設計されたスイッチのみが、イーサネットを介して安全に電力を受け入れることができます。

PoE給電スイッチ vs PoEインジェクター

PoE給電スイッチとPoEインジェクターは、PoE LANシステムで異なる役割を果たします。

1. PoE給電スイッチ上流のPoEソースから電力を受け取り、下流のデバイスにデータを配信します。ローカル電源コンセントがない場所での展開を簡素化します。2. PoEインジェクター

非PoEスイッチまたはネットワーク機器のイーサネットデータ回線にPoE電力を追加し、外部電源として機能します。

インジェクターは電力を供給しますが、PoE給電スイッチはPoE電力を

消費する

ように設計されています。
PoEネットワークにおけるPD vs PSEの役割

PoEシステムを設計する際には、PDとPSEの役割を理解することが不可欠です。
1. Power Sourcing Equipment（PSE）

イーサネットケーブルに電力を供給するPoEスイッチやインジェクターなどのデバイス。2. 受電デバイス（PD）IPカメラ、アクセスポイント、またはPoE給電スイッチなど、ケーブルから電力を受け取るデバイス。

PoE給電イーサネットスイッチは、他のデバイスにPoE出力を提供するように特別に設計されていない限り、

PD

として機能し、PSEではありません。
PoE給電イーサネットスイッチの使用例

PoE給電スイッチは、ローカル電源が限られているか利用できないシナリオで一般的に使用されます。
遠隔地でのネットワーク接続の拡張

天井やエンクロージャー内の小型スイッチへの電力供給一時的またはモバイルネットワークのセットアップのサポートスマートビルディングおよびIoT展開での設置の簡素化

これらの使用例では、PoE給電スイッチは設置の複雑さを軽減し、展開の柔軟性を向上させます。

イーサネットスイッチは、受電デバイス（PD）として設計され、PoE対応の電源に接続されている場合にのみ、PoEで電力を供給できます。

• ★ PoE LANトランス vs 標準LANトランス
• PoE LANトランスと標準LANトランスは、イーサネットデータ伝送で同様の役割を果たしますが、異なる電気的および電力要件に合わせて設計されています。主な違いは、
• PoE LANトランスは、データとDC電力の両方をサポートするように設計されている
• のに対し、標準LANトランスはデータ信号のみに最適化されていることです。

エンジニアリング比較表

機能

PoE LANトランス

標準LANトランスPoEサポートIEEE 802.3af / at / bt

保証なし

このため、PoEアプリケーションには常に、

PoE定格のLANトランスまたは統合PoEマグネティクス

• が必要です。
• PoE LANトランスを選択する場合
• PoE LANトランスは、次の場合に選択する必要があります。
• イーサネットポートがPoE入出力に対応している

IEEE PoE規格への準拠が必要より高い電流定格と電圧定格が必要長期的な信頼性と安全性が重要

対照的に、標準LANトランスは、電力供給が関係しない非PoEイーサネットインターフェースに適しています。

PoE LANトランスは、DC電力と高電流を処理するように特別に設計されていますが、標準LANトランスはイーサネットデータ伝送のみをサポートします。

• ★ 
• PoE LANトランスを確認するための主な仕様
• PoE LANトランスを選択する際、エンジニアと購入者は、電気的性能とPoE準拠の両方を評価する必要があります。主な仕様は、トランスが安全に電力を供給し、信号の完全性を維持し、時間の経過とともに確実に動作できるかどうかを決定します。
• ◆ 

PoE規格の互換性

トランスがサポートする

まで、PoE LANトランスのすべての側面がシステムの信頼性と性能に影響します。業界標準とエンジニアリング仕様を満たすコンポーネントを選択することで、IPカメラ、アクセスポイント、PoE給電スイッチなどのデバイスの長期的な安定性を確保できます。を常に確認してください。

IEEE 802.3af（PoE）

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。IEEE 802.3bt（高出力PoE）

より高出力の規格には、電流処理能力と熱性能が向上したトランスが必要です。◆ 電流定格と電力処理

• PoE LANトランスは、磁気コアの飽和なしに連続DC電流をサポートする必要があります。
• 主な考慮事項は次のとおりです。
• ペアあたりの最大DC電流

ポートあたりの総電力容量

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。不十分な電流定格は、過熱と長期的な故障につながる可能性があります。

◆ 

絶縁電圧（Hi-Pot定格）

• 絶縁電圧は、重要な安全パラメータです。
• イーサネットおよびPoE安全規格への準拠を保証します。
• サージとグランド電位差からデバイスを保護します。

一般的な定格範囲は、

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。です。

より高い絶縁定格は、産業用および屋外用途で特に重要です。

• ◆ 
• 挿入損失と信号性能
• PoEシステムでも、イーサネット信号の品質は依然として不可欠です。以下を確認してください。

低い挿入損失

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。イーサネットデータレートへの準拠（10/100/1000BASE-T以上）

信号性能が悪いと、ネットワーク速度と信頼性が制限される可能性があります。

◆ 

• 熱性能と動作温度
• PoEアプリケーションは、DC電力フローにより追加の熱を生成します。
• 重要な熱的要因は次のとおりです。

最大動作温度範囲

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。連続負荷下での性能安定性

信頼性の高いPoE LANトランスは、劣化することなく、高温環境で動作するように設計されています。

◆ 

• パッケージタイプと統合オプション
• PoE LANトランスは、さまざまなフォームファクタで利用できます。
• PCB実装用のディスクリートLANトランス

統合PoEマグネティクス付きRJ45コネクタ（

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。）

適切なパッケージを選択すると、基板スペース、組み立ての複雑さ、およびシステムコストに影響します。

• ◆ 規制およびコンプライアンスに関する考慮事項
• トランスが該当する規格を満たしていることを確認してください。IEEE PoE仕様安全および絶縁要件

環境および信頼性規格

コンプライアンスは、システム認証を簡素化し、設計リスクを軽減します。PoE LANトランスの主な仕様には、PoE規格の互換性、電流定格、絶縁電圧、信号性能、および熱的信頼性が含まれます。

★ 

• 結論
• 最新のイーサネットネットワークでは、堅牢なPower over Ethernetソリューションを設計および展開するには、PoE LANトランスを理解することが不可欠です。
• 信号絶縁と電力注入

から、

電流処理とPoE規格への準拠