네 쌍 이더넷 전원장치 (PoE)

개요 네 쌍 이더넷 전원장치(PoE)

수년 동안 VoIP 전화나 보안 카메라 같은 다양한 장치를 위해 이더넷 전원 장치(PoE)를 지원하는 배선 시설을 구축해 왔습니다. 지금까지는 최대 30W까지만 지원 요청을 받았지만 장치 과다의 시기라고 할 수 있는 지금은 최신 802.11ac Wi-Fi 액세스 포인트, 디지털 디스플레이와 심지어는 데스크톱 컴퓨터 같은 보다 높은 수준의 PoE의 장점을 이용할 수 있습니다. 고객들은 네 쌍 PoE를 요청하기 시작했습니다. 이 글은 네 쌍 PoE 관련된 다음과 같은 주제에 대한 업데이트입니다. 제안된 표준, 배선 요건, LP 배선 인증 및 현장 종단 플러그.

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관련 역할 및 직무

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네트워크 배선 계약업자 및 설치업자
네트워크 엔지니어

네 쌍 이더넷 전원 장치(PoE) 및 배선 시설

수년 동안 VoIP 전화나 보안 카메라 같은 다양한 장치를 위해 이더넷 전원 장치(PoE)를 지원하는 배선 시설을 구축해 왔습니다. 지금까지는 최대 30W까지만 지원 요청을 받았지만 장치 과다의 시기라고 할 수 있는 지금은 최신 802.11ac Wi-Fi 액세스 포인트, 디지털 디스플레이와 심지어는 데스크톱 컴퓨터 같은 보다 높은 수준의 PoE의 장점을 이용할 수 있습니다. 고객들은 네 쌍 PoE를 요청하기 시작했습니다. 이 글은 네 쌍 PoE 관련된 다음과 같은 주제에 대한 업데이트입니다. 제안된 표준, 배선 요건, LP 배선 인증 및 현장 종단 플러그.

표준

기존 PoE 유형들 간의 차이점부터 시작해봅시다. 유형 1 PoE는 최대 15.4W까지 공급하고 장치는 13W를 이용할 수 있습니다. 유형 2 PoE(PoE 플러스로 불리기도 함)는 30W까지 공급하고 장치는 25.5W를 이용할 수 있습니다. 두 유형 모두 두 가지 방법, 즉 대안 A와 대안 B 중 하나를 이용하여 두 쌍으로 전력을 공급합니다.

대안 A에서 전력은 쌍 1-2 및 3-6을 통해 데이터와 동시에 공급됩니다. 대안 B에서 전력은 예비 쌍 4-5 및 7-8을 통해 공급됩니다. 대안 A는 두 쌍(10/100BASE-T) 및 네 쌍(1000BASE-T) 어플리케이션 모두와 호환되지만, 대안 B는 두 쌍을 이용하는 데이터 신호와만 호환됩니다.

4쌍 PoE에 제안된 802.3bt 표준은 유형 3 및 유형 4를 포함하는데, 현재 두 유형 모두 4쌍 전부를 통해 데이터와 함께 전력을 동시에 공급합니다. 유형 3 PoE는 최대 60와트까지 공급하고 장치는 51W까지 사용할 수 있는 반면 유형 4는 최대 90W까지 공급하고 장치는 71W까지 사용할 수 있습니다.

Ethernet Alliance 인증 프로그램

상호운용성을 개선하기 위해, PSE 스위치 장비의 90%를 공급하는 생산업체들을 대표하는 생산업체 컨소시엄인 Ethernet Alliance는 PoE 인증 프로그램을 발표하였습니다. 이 프로그램은 다른 IEEE-802.3 기반 PoE 솔루션과의 상호 운용에 대해 자신들의 제품을 인증하기 위한 방법론을 제공하고, 그 같은 제품에 대해 간단한 라벨을 제공합니다.

제품 인증은 승인된 장비를 사용하는 300-페이지 분량의 테스트 계획에 의해 정의됩니다. 이는 생산업체나 제3자(예, University of New Hampshire의 Interoperability Laboratory(UNH-IOL))가 실행할 수 있습니다. PSE 및 PD 장비 모두 인증을 받을 수 있습니다. 이 엄격한 프로세스를 통과한 장비는 그림과 같은 EA 승인 마크를 부착할 수 있습니다.

PoE 장비 설계자나 설치자는 간단하게 PSE와 PD에 있는 마크를 비교하여 호환성을 결정할 수 있습니다. PSE의 등급이 PD의 요건과 같거나 높은 경우, 기능이 보장됩니다.

전력을 공급받는 기기 및 전력을 공급하는 장치용 Ethernet Alliance 마크
Ethernet Alliance 마크: 전원 공급을 받는 장치(좌측) 및 전력 공급 장치(우측).

배선 요건

대안 A를 이용하는 유형 1 및 유형 2 PoE에서 전력은 두 쌍에 일반 모드 전압을 적용함으로써 공급됩니다. 이는 전류가 두 도체 간에 균등하게 분할된다는 의미입니다. 그렇게 되기 위해서 해당 쌍에 있는 각 도체의 DC 저항은 균형을 이뤄야 하고(동일), 차이가 있는 경우 이를 DC 저항 불균형이라고 부릅니다. 불균형 과다는 데이터 신호를 왜곡하여 비트 오류, 재전송과 심지어는 데이터 링크의 기능 불가를 야기합니다.

유형 1 및 유형 2 PoE 대안 A와 같이 네 쌍 유형 3 및 유형 4 PoE는 또한 일반 모드 전압을 통해 전력을 공급하기 때문에 여기에서도 DC 저항 불균형이 중요합니다. 하지만 유형 3 및 유형 4에서 이제는 각 쌍에서의 DC 저항 불균형만 염려의 대상이 아닙니다. 다중 쌍 의 과다 DC 저항 불균형은 데이터 전송에도 피해를 입히고 PoE가 멈추게 되는 원인이 될 수 있습니다.

도체의 직경과 동심도(진원도)가 다양하고 품질이 불량한 케이블은 DC 저항 불균형의 위험이 큰 반면, 개별 도체가 IDC 내에 부적절하고 비일관적으로 장착된 비일관적인 종단도 DC 저항 불균형을 유발할 수 있습니다. 따라서 공급자의 케이블에 DC 저항 불균형 관련 사양이 표시되어 있지만, 현장 테스트만이 설치 후에 DC 저항 불균형 성능을 확인하는 유일한 방법입니다.

DSX CableAnalyzer™ 시리즈쌍 내 DC 저항 불균형 테스트 및 쌍들 간 테스트도 신속하고 쉽게 할 수 있기 때문에 구축하는 배선 시설이 두 쌍 및 네 쌍 PoE 어플리케이션에서 작동함을 확인할 수 있습니다.

열 상승 및 제한적인 전력 배선

유감스럽게도 DC 저항 불균형만이 염려해야 할 문제는 아닙니다. PoE가 트위스트 페어 TP케이블 배선을 통해 공급될 때 케이블 내의 상승된 온도로 인해 삽입 손실을 증가시킬 수 있습니다. 그래서 채널의 삽입 손실 테스트가 실패하거나 케이블의 길이를 줄여야 할 수도 있습니다.

PoE에서 생성되는 열은 PoE를 공급하는 여러 케이블이 하나로 단단히 묶여 있을 때 더 큰 문제가 되며 전력이 높을 수록 열도 더 강해집니다. 미국전기규정(NEC)에서는 도체의 크기와 60W 이상의 PoE에 대한 온도 정격에 기반하여 한 묶음에 허용되는 케이블의 수를 명시합니다. 또한 TIA는 한 묶음에 허용되는 온도 상승 제한에 대한 지침을 개발 중입니다.

한 묶음으로 된 케이블에 적용되는 보다 높은 레벨의 PoE가 미치는 영향을 조사하기 위한 진상 조사 연구 후에 보험업자 연구소(UL)는 제한적인 전력(LP) 인증을 도입하여 PoE 어플리케이션용 케이블 선택을 단순화하는 데 도움을 주었습니다. LP 인증은 최악의 설치 시나리오 하에서 케이블이 온도 정격을 초과하지 않고 PoE를 유지하는지 테스트되었다는 것을 나타냅니다. 이 인증은 대형 묶음 크기, 높은 주위 온도와 폐쇄 공간이나 전선관 등의 기타 환경 효과를 설명합니다.

LP는 인증이지 리스팅이나 정격이 아님을 이해하는 것이 중요합니다. 그래서 기타 UL 리스팅이나 NFPA 70 National Electric Code®이 요구하는 플레넘이나 라이저 정격과는 달리 LP 인증 케이블은 선택 사항이지 요구 사항은 아닙니다. NEC®에 대해 말하자면 2017년 버전은 열 상승 문제도 다루는 새로운 요건을 담고 있지만 전력이 60W(유형 3) 이상일 때에만 해당됩니다. 이런 경우를 위해 NEC에는 특정 케이블 묶음 크기, 도체 게이지 및 주위 온도 30°C(86°F) 이상에 설치된 케이블 온도 정격에 허용되는 최대 전류용량을 명시하는 전류용량표가 포함됩니다. NEC®는 법이기 때문에 해당 전류용량표를 준수하는 것은 필수입니다. 하지만 NEC는 해당 전류용량표의 준수에 대한 대안으로 LP 인증 케이블을 사용할 수 있도록 허용합니다.

좋은 소식은 60W 이상의 PoE를 운용할 계획이 있는 경우에만 이 문제를 염려하면 된다는 점입니다. LED 조명을 포함하여 대부분의 PoE 가능 장치는 그 이하의 전력이 요구되기 때문입니다. 나쁜 소식은 실제로 케이블을 통해 얼마의 전력이 공급될지 알 수 없기 때문에 미래를 대비하여 전류용량표를 준수하거나 LP 인증 케이블을 사용하는 것이 좋은 방법이 될 수 있습니다. 기타 선택사항에는 보다 큰 직경의 도체, 보다 높은 온도 정격이나 차폐 구조로된 케이블을 사용하는 것 뿐만 아니라 단순히 케이블 묶음을 사용하지 않는 것이 포함됩니다.

DC 저항 불균형은 일반적으로 보다 높은 온도 정격이나 LP 인증을 받은 좋은 품질의 케이블에서는 문제가 되지 않지만 형편 없는 기술로 인해 너무 큰 저항 불균형이 유발될 수 있습니다. 이런 이유로 여전히 LP 배선을 DC 저항에 대해 테스트하는 것이 권장됩니다.

모듈식 플러그 종단 링크

모듈형 플러그 종단 링크용 천장 공간 사용 사례사물 인터넷(IoT)과 센서 기술의 발달로 보다 많은 장치들이 IP가 활성화 되고 TP케이블 수평 배선 인프라에 연결됩니다. LED 조명, 보안 카메라, 빌딩 자동화 제어장치 및 Wi-Fi 액세스 포인트 등과 같은 이런 장치들의 대부분은 네트워크 연결용으로 통합 RJ45 포트를 포함합니다.

이러한 유형의 장치, 특히 면판의 설치가 비현실적인 천장 공간에 있는 장치를 연결할 때 전형적인 4-커넥터 채널이 사용되지 않는 경우가 있을 수 있습니다. 대신, 통신실에 단지 한 개의 패치 코드만 있고 영구 링크는 다른 한쪽 끝에 플러그로 종단되어 있어서 근본적으로 장비 코드가 필요 없이 장치에 직접 삽입할 수 있습니다. 모듈식 플러그 종단 링크 또는 MPTL로 알려진 것이 탄생했고, 이 어플리케이션은 보다 일반적이고 업계 표준에 등장하기 때문에 지금 테스트하는 방법에 대해 살펴보는 것이 좋겠습니다.

플러그 종단 링크의 사용으로 얻는 혜택에는 노출된 패치 코드가 사고로 또는 의도적으로 연결이 해제(보안 카메라를 생각해 보십시오)되는 것을 방지함으로써 보안과 미적으로 개선되는 것과 공기 조화 공간에서는 플레넘 등급의 제품(모든 패치 코드가 플레넘 등급은 아님)만 사용할 수 있는 규정 요건을 준수하는 것이 포함됩니다.

플러그로 종단되고 장비 코드가 불필요한 링크의 사용은 BICSI 005 전자안전보안표준에서 제일 먼저 주목을 받았고 올해 후반에 발행을 목표로 하는 BICSI 033 정보통신 기술설계 및 지능형 빌딩 및 시설을 위한 이행 관행에 다시 명시되어 있습니다. 또한 TIA-862 빌딩 자동화 표준에서는 실행이 불가능하거나 불안전하다고 여겨질 때 장비 코드를 제거할 필요성을 인정하고 특히 플러그 종단 링크의 사용을 허용합니다. 이런 어플리케이션은 원래 “직접 부착 연결(direct attach connection)”이라는 용어로 표현됐지만 데이터 센터 스위치-서버 어플리케이션에 사용되는 직접 부착 연결과 혼동된다는 이유로 이 용어는 진화했습니다.

업계 표준에서 어플리케이션으로 인정되는 반면 이전에는 플러그 종단 링크에 대해 TIA가 명시한 특정한 테스트 요건은 없없습니다. 따라서 BICSI가 권장하는 대로 이런 연결은 원래 수정된 단일 커넥터 영구 링크 테스트를 이용하여 테스트되었습니다. 이 테스트는 패치 패널에 영구 링크 어댑터를 이용하여 주 테스트 장치를 부착하고 원격 장치를 채널 어댑터로 반대편 끝에 부착하고 테스터에서 “Mod 1-Conn Perm Link” 어플리케이션을 선택함으로써 실행되었습니다. 반대편 끝에 채널 어댑터를 이용할 때의 문제는 그 끝에 쌍을 이루는 연결이 테스트에서 배제된다는 점입니다.

현장 종단 플러그의 확산과 잠재적인 플러그 종단 불량으로 인해 표준 기관에서는 반대편 끝에 최종 플러그 연결이 포함되는 테스트 절차가 필요하다고 인정했습니다. 현재의 ANSI-TIA568.2-D 표준의 초안에는 MPTL 구성이 포함되고, 이 테스트는 DSX CableAnalyzer 시리즈에 이미 통합되어 있습니다.

설치 도구

Fluke Networks MicroScanner PoE 테스터배선에 대해 적절하게 인증받은 공장일지라도, PoE 설치 기술자들은 문제를 만나게 됩니다.  케이블의 라벨이 잘못 되었거나, 단절되었거나, 잘못된 포트에 연결되어 있거나, 전체가 분리되어 있을 수 있습니다. 또는 스위치가 충분한 전력을 전달하도록 구성되어 있지 않을 수 있습니다. 기술자가 와이어에 무엇이 있는지 볼 수 없다면 이 문제들을 해결하는 데 여러 시간이 걸릴 수 있습니다.  기술자는 와이어를 추적하여 괜찮은 상태인지 어디에 연결이 되어 있는지 알아봐야 합니다.  이런 내용을 다 알았다해도, 스위치를 봐서는 전력이 제대로 구성되어 있는지 알 수 없습니다.  기술자는 IT에 연락하여 어떤지를 알아봐야 합니다.

Fluke Networks는 이러한 문제를 해결하고 기술자가 좌절의 시간을 보내지 않도록 두 가지 도구를 개발했습니다. LinkIQ™ 케이블+네트워크 테스터MicroScanner™ PoE. 간단하게 두 개 중 하나의 도구를 케이블에 연결하고 그것이 PSE에 연결되면, 링크에 이용 가능한 전력 클래스(0~8)가 표시됩니다. 기술자는 이 값을 PD의 요건과 비교하여 충분한 전력이 가용한 지 알 수 있습니다. LinkIQ는 PSE에 로드를 배치하여 추가 테스트를 수행하여 스위치 및 케이블 링크가 광고된 전력을 전달할 수 있는지 결정합니다. MicroScanner™ PoE는 Ethernet Alliance Gen2 PoE 인증 프로그램을 성공적으로 완료함으로써 모든 IEEE 준수 기기에서의 올바른 작동에 대한 확신을 제공합니다. 테스터는 또한 다양한 비-IEEE 준수 기술과 함께 작동하도록 설계되었는데, 이를 위한 인증 프로그램이 없기에 저희의 말을 그대로 받아들여야 할 것입니다.

이러한 테스터는 다른 많은 면에서 기술자에게 매우 중요합니다. 이는 최대 10Gbps까지의 포트 속도를 식별합니다. 느린 포트는 액세스 포인트나 카메라의 성능을 제한할 수 있습니다. 케이블이 손상된 경우, 각 쌍의 길이나, 잠재적인 절단 또는 기타 고장을 표시합니다. 또한 케이블의 플러그가 빠져 있거나 경로가 잘못되어 있을 수 있습니다. 따라서 테스터는 케이블 추적용 톤(tone) 소스로 이용할 수 있습니다. 식별자를 멀리 떨어진 케이블에 연결하여 케이블이 어디로 가는지 파악할 수 있습니다. LinkIQ는 다음과 같은 추가 기능을 제공합니다. 최대 10Gb/s의 케이블 성능을 특성화하고, 연결된 스위치의 이름, 포트 및 VLAN 번호를 표시합니다. 마지막으로, LinkIQ는 배선 또는 스위치에 대한 보고서를 생성하고, 인기 있는 LinkWare™ PC 소프트웨어를 사용하여 이를 저장하거나 인쇄할 수 있습니다.

올바른 장비를 선택하여, 케이블 용량을 인증한 다음, 기술자가 설치를 점검하고 문제를 해결할 수 있도록 하면, PoE 프로젝트가 순탄하게 진행될 것입니다.

LinkIQ 케이블+네트워크 테스터

LinkIQ 케이블+네트워크 테스터

연락처

미국 / 캐나다: 1-800-283-5853
기타 국가: 1-425-446-4519
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골드 유지 관리 및 지원 프로그램