2020.04.09

'전력과 데이터를 케이블 하나로' PoE(Power over Ethernet)의 이해

Michael Cooney | Network World
PoE(Power over Ethernet)가 주목받고 있다. 기존 데이터 케이블을 통해 네트워크 전체의 와이파이 액세스 포인트, 방화벽, IP 전화기, 기타 인프라에 전력을 공급하는 기술이다.
 
ⓒ Getty Images Bank

2003년 IEEE가 표준화한 이후 PoE 도입이 크게 늘었고, 활용 분야가 계속 확산하면서 앞으로도 몇 년 동안 꾸준히 증가할 전망이다. 실제로, 델오로(Dell oro) 그룹은 향후 5년간 PoE 포트의 공급량이 6억 2,400만 개을 넘어설 것으로 내다봤다.

델오로의 시장 조사 책임자인 사메 부젤베네는 “현재 PoE 기술이 확산하는 데는 다양한 이유가 있다. 예를 들어 무선 LAN 액세스 포인트를 보면, 대역 수와 속도가 증가하면서 더 많은 전력이 필요하다. 새로운 세대의 IP 전화기는 텔레프레전스 기능을 추가하고 있고, 감시 카메라에는 확대/축소 기능과 분석 기능이 추가됐다. 이러한 모든 새로운 기능은 더 많은 전력을 요구한다"라고 말했다.
 

PoE의 정의

PoE는 네트워크 기기용 데이터 케이블을 이용해 전력을 함께 공급하는 기술이다. 전기 플러그와 전력 변환기, 각 장치 근처에 별도의 AC 전기 배선과 소켓을 설치할 필요가 없어 기기 자체를 더 단순하게 만들 수 있다. 예를 들어 기존 전화기를 IP 전화기로 교체할 때 PoE를 이용하면 별도의 전용 DC 전원 케이블이 필요 없다. 네트워크를 확장하거나 재구성해도 데이터 케이블이 연결되는 한 전원을 공급할 수 있다.

이전 세대인 IEEE PoE 표준(802.3af-2003)을 보면, 카테고리 3, 5, 5e, 6 규격의 이더넷 케이블을 통해 스위치 포트당 최대 15.4W DC 전력을 각 기기에 최대 33피트 거리까지 전달할 수 있다. 표준 설정 최대치는 15.4W이지만, 거리에 따라 케이블 내에서 전력이 손실되므로 12.95W만 기기에 공급하도록 했다. 그러나 이 정도의 손실은 기기에 대한 10/100/1,000Mbps 이더넷 링크의 네트워크 성능에 영향을 미치지 않는다.

이후 시간이 지남에 따라 최신 기기일수록 더 많은 전력을 필요로 하게 되면서 최대 30W의 전력으로 기기에 25.5W를 공급하는 2009년 판 PoE+(IEEE 802.3at) 표준은 거의 한계에 도달했다. 이에 따라 최신 표준인 802.3bt는 최대 전력 90W에서 기기에 71.3W를 공급한다. HPE가 인수한 아루바 네트웍스(Aruba Network)의 이더넷 얼라이언스(Ethernet Alliance) PoE 소위원회 위원장이자 시스템 설계자인 데이비드 트렘블래이에 따르면, 이는 마지막 PoE 표준이 될 전망이다.
 

PoE의 장점

PoE의 장점은 멀리 떨어져 있거나 전력 공급이 어려운 위치에 전기 콘센트를 설치할 필요가 없다는 점이다. 이밖에 PoE의 구체적인 혜택은 다음과 같다.
 
  • 기기 당 최대 1,000달러의 구축 비용이 절감된다.
  • AC 전원 어댑터에 대한 필요가 줄어든다.
  • 데이터와 전력 전송 모두에 단일 Cat5/5e/6 케이블을 사용해 설치가 간편해진다.
  • 중앙 집중식 전원 백업과 관리를 할 수 있다.
  • 기존 전화 네트워크에서 구리 선의 용도를 변경할 수 있다.
  • 네트워크 다운 시간 없이 PoE 기기 위치를 옮길 수 있다.

트렘블래이는 “에너지 절약은 특히 PoE에서 중요하지만, 이 표준이 가장 중점을 두는 부분은 에너지 효율이다. 표준의 기존 버전이 2쌍을 사용하는 반면, 새로운 표준은 이더넷 카테고리 5 케이블의 배선 5쌍을 모두 사용한다”라고 말했다. 이에 따라 최신 표준은 조명이나 PoE로 구동되는 IoT 애플리케이션을 지원하고, 필요할 때 수용 가능한 대기 성능을 제공하는 전력 수준을 유지한다.

트렘블래이에 따르면 PoE의 또 다른 이점은 분석 소프트웨어와 결합할 수 있다는 사실이다. 이를 이용하면 시설 관리팀이 건물에서 사용하지 않는 전등과 HVAC 장치를 확인해 원격으로 끄는 방식으로 전기를 절약할 수 있다.

PoE가 주목받는 또 다른 중요한 이유는 와이파이 액세스 포인트 구축의 장점이다. 부젤베네는 "이런 기기는 종종 찬장 뒤쪽과 같이 일반적인 전선을 확장하기 어려운 위치에 설치하므로 PoE가 큰 도움이 된다"라고 말했다. 트렘블래이도 “건물, 사무실, 스포츠 경기장과 같은 곳에서 무선 연결이 증가하면서 PoE 수요가 높아지고 있다. PoE는 무선 배치를 더 확대할 수 있도록 지원한다”라고 말했다.
 

PoE와 IoT

PoE는 무선 배치에서 위력을 발휘하지만, 유선 IoT 기기에 네트워크 연결로 전력을 공급하는 데도 적극 활용될 가능성이 높다. 예를 들어 버사테크놀로지(Versa Technology)는 자사 블로그를 통해 캘리포니아 샌디에고시의 PoE와 IoT 활용사례를 소개했다. 이더넷 케이블을 통해 시의 IoT 네트워크에 통합된 수천 개의 상호 연결된 LED 가로등에 전력을 공급한다는 구상이다. 각 공간의 조명을 최적화하기 위해 스마트 램프의 전력을 조절하는 것도 가능하다.

이런 조명 시스템은 전력 요구사항이 낮기 때문에 사용료가 저렴하다. PoE 가로등은 시의 IoT 네트워크와 통합돼 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있다. 스마트 램프에는 모션 센서가 내장돼 각 공간에 필요한 조명을 최적화해 에너지를 절약한다. 버사에 따르면 시는 이 시스템으로 연간 25만 달러 이상 절감할 수 있다. 이밖에 IP 보안 카메라도 있다. 이들 제품은 종종 접근하기 어려운 위치에 설치되므로, PoE를 적용할 수 있는 또 다른 주요 대상이다.
 

PoE 확산의 걸림돌은 상호 운용성

PoE의 유일한 난제는 상호 운용성을 보장하는 것이다. 트렘블래이에 따르면, 이더넷 얼라이언스의 PoE 인증 프로그램을 통해 빠르게 PoE를 설치하고, 상호 운용성 문제를 해결할 수 있다. 인증 프로그램에는 아날로그 디바이스(Analog Devies), 시스코, HPE, 화웨이, 마이크로세미(Microsemi), 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument) 등의 이더넷 업체가 참여하고 있다.

그러나 델오로 그룹은 새로 이 프로그램에 참여하는 업체는 인증된 장비를 제공하는 업체와 새로운 파트너십을 구축해야 한다고 지적했다. 사메 부젤베네는 “PoE가 다양한 방식으로 활용되면서 상호 운용성 문제가 부상하고 있다. 테스팅과 인증이 필요한 이유다"라고 말했다. 현재까지 인증된 제품은, 부품 레벨 평가 보드부터 엔터프라이즈 스위치, 미드스팬 PoE 전원까지 다양하다. 인증된 제품에 대한 더 자세한 내용은 프로그램 웹사이트를 참고하면 된다. editor@itworld.co.kr


PoE
2020.04.09

'전력과 데이터를 케이블 하나로' PoE(Power over Ethernet)의 이해

Michael Cooney | Network World
PoE(Power over Ethernet)가 주목받고 있다. 기존 데이터 케이블을 통해 네트워크 전체의 와이파이 액세스 포인트, 방화벽, IP 전화기, 기타 인프라에 전력을 공급하는 기술이다.
 
ⓒ Getty Images Bank

2003년 IEEE가 표준화한 이후 PoE 도입이 크게 늘었고, 활용 분야가 계속 확산하면서 앞으로도 몇 년 동안 꾸준히 증가할 전망이다. 실제로, 델오로(Dell oro) 그룹은 향후 5년간 PoE 포트의 공급량이 6억 2,400만 개을 넘어설 것으로 내다봤다.

델오로의 시장 조사 책임자인 사메 부젤베네는 “현재 PoE 기술이 확산하는 데는 다양한 이유가 있다. 예를 들어 무선 LAN 액세스 포인트를 보면, 대역 수와 속도가 증가하면서 더 많은 전력이 필요하다. 새로운 세대의 IP 전화기는 텔레프레전스 기능을 추가하고 있고, 감시 카메라에는 확대/축소 기능과 분석 기능이 추가됐다. 이러한 모든 새로운 기능은 더 많은 전력을 요구한다"라고 말했다.
 

PoE의 정의

PoE는 네트워크 기기용 데이터 케이블을 이용해 전력을 함께 공급하는 기술이다. 전기 플러그와 전력 변환기, 각 장치 근처에 별도의 AC 전기 배선과 소켓을 설치할 필요가 없어 기기 자체를 더 단순하게 만들 수 있다. 예를 들어 기존 전화기를 IP 전화기로 교체할 때 PoE를 이용하면 별도의 전용 DC 전원 케이블이 필요 없다. 네트워크를 확장하거나 재구성해도 데이터 케이블이 연결되는 한 전원을 공급할 수 있다.

이전 세대인 IEEE PoE 표준(802.3af-2003)을 보면, 카테고리 3, 5, 5e, 6 규격의 이더넷 케이블을 통해 스위치 포트당 최대 15.4W DC 전력을 각 기기에 최대 33피트 거리까지 전달할 수 있다. 표준 설정 최대치는 15.4W이지만, 거리에 따라 케이블 내에서 전력이 손실되므로 12.95W만 기기에 공급하도록 했다. 그러나 이 정도의 손실은 기기에 대한 10/100/1,000Mbps 이더넷 링크의 네트워크 성능에 영향을 미치지 않는다.

이후 시간이 지남에 따라 최신 기기일수록 더 많은 전력을 필요로 하게 되면서 최대 30W의 전력으로 기기에 25.5W를 공급하는 2009년 판 PoE+(IEEE 802.3at) 표준은 거의 한계에 도달했다. 이에 따라 최신 표준인 802.3bt는 최대 전력 90W에서 기기에 71.3W를 공급한다. HPE가 인수한 아루바 네트웍스(Aruba Network)의 이더넷 얼라이언스(Ethernet Alliance) PoE 소위원회 위원장이자 시스템 설계자인 데이비드 트렘블래이에 따르면, 이는 마지막 PoE 표준이 될 전망이다.
 

PoE의 장점

PoE의 장점은 멀리 떨어져 있거나 전력 공급이 어려운 위치에 전기 콘센트를 설치할 필요가 없다는 점이다. 이밖에 PoE의 구체적인 혜택은 다음과 같다.
 
  • 기기 당 최대 1,000달러의 구축 비용이 절감된다.
  • AC 전원 어댑터에 대한 필요가 줄어든다.
  • 데이터와 전력 전송 모두에 단일 Cat5/5e/6 케이블을 사용해 설치가 간편해진다.
  • 중앙 집중식 전원 백업과 관리를 할 수 있다.
  • 기존 전화 네트워크에서 구리 선의 용도를 변경할 수 있다.
  • 네트워크 다운 시간 없이 PoE 기기 위치를 옮길 수 있다.

트렘블래이는 “에너지 절약은 특히 PoE에서 중요하지만, 이 표준이 가장 중점을 두는 부분은 에너지 효율이다. 표준의 기존 버전이 2쌍을 사용하는 반면, 새로운 표준은 이더넷 카테고리 5 케이블의 배선 5쌍을 모두 사용한다”라고 말했다. 이에 따라 최신 표준은 조명이나 PoE로 구동되는 IoT 애플리케이션을 지원하고, 필요할 때 수용 가능한 대기 성능을 제공하는 전력 수준을 유지한다.

트렘블래이에 따르면 PoE의 또 다른 이점은 분석 소프트웨어와 결합할 수 있다는 사실이다. 이를 이용하면 시설 관리팀이 건물에서 사용하지 않는 전등과 HVAC 장치를 확인해 원격으로 끄는 방식으로 전기를 절약할 수 있다.

PoE가 주목받는 또 다른 중요한 이유는 와이파이 액세스 포인트 구축의 장점이다. 부젤베네는 "이런 기기는 종종 찬장 뒤쪽과 같이 일반적인 전선을 확장하기 어려운 위치에 설치하므로 PoE가 큰 도움이 된다"라고 말했다. 트렘블래이도 “건물, 사무실, 스포츠 경기장과 같은 곳에서 무선 연결이 증가하면서 PoE 수요가 높아지고 있다. PoE는 무선 배치를 더 확대할 수 있도록 지원한다”라고 말했다.
 

PoE와 IoT

PoE는 무선 배치에서 위력을 발휘하지만, 유선 IoT 기기에 네트워크 연결로 전력을 공급하는 데도 적극 활용될 가능성이 높다. 예를 들어 버사테크놀로지(Versa Technology)는 자사 블로그를 통해 캘리포니아 샌디에고시의 PoE와 IoT 활용사례를 소개했다. 이더넷 케이블을 통해 시의 IoT 네트워크에 통합된 수천 개의 상호 연결된 LED 가로등에 전력을 공급한다는 구상이다. 각 공간의 조명을 최적화하기 위해 스마트 램프의 전력을 조절하는 것도 가능하다.

이런 조명 시스템은 전력 요구사항이 낮기 때문에 사용료가 저렴하다. PoE 가로등은 시의 IoT 네트워크와 통합돼 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있다. 스마트 램프에는 모션 센서가 내장돼 각 공간에 필요한 조명을 최적화해 에너지를 절약한다. 버사에 따르면 시는 이 시스템으로 연간 25만 달러 이상 절감할 수 있다. 이밖에 IP 보안 카메라도 있다. 이들 제품은 종종 접근하기 어려운 위치에 설치되므로, PoE를 적용할 수 있는 또 다른 주요 대상이다.
 

PoE 확산의 걸림돌은 상호 운용성

PoE의 유일한 난제는 상호 운용성을 보장하는 것이다. 트렘블래이에 따르면, 이더넷 얼라이언스의 PoE 인증 프로그램을 통해 빠르게 PoE를 설치하고, 상호 운용성 문제를 해결할 수 있다. 인증 프로그램에는 아날로그 디바이스(Analog Devies), 시스코, HPE, 화웨이, 마이크로세미(Microsemi), 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument) 등의 이더넷 업체가 참여하고 있다.

그러나 델오로 그룹은 새로 이 프로그램에 참여하는 업체는 인증된 장비를 제공하는 업체와 새로운 파트너십을 구축해야 한다고 지적했다. 사메 부젤베네는 “PoE가 다양한 방식으로 활용되면서 상호 운용성 문제가 부상하고 있다. 테스팅과 인증이 필요한 이유다"라고 말했다. 현재까지 인증된 제품은, 부품 레벨 평가 보드부터 엔터프라이즈 스위치, 미드스팬 PoE 전원까지 다양하다. 인증된 제품에 대한 더 자세한 내용은 프로그램 웹사이트를 참고하면 된다. editor@itworld.co.kr


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