PoE と低電圧直流照明：
1 本の LAN ケーブルで給電とデータ伝送を同時に

スマートビルを建てるとき、最も高くつき、最も厄介なのは器具そのものよりも配線であることが多いものです——電力に 1 系統、制御信号に 1 系統、壁の中は線でいっぱいです。もし、私たちがとうに慣れ親しんだ 1 本の LAN ケーブルで、電力を送りつつデータも伝送できたら。PoE がその答えです。給電能力が 90W に達したとき、低電圧直流照明には新しい想像の余地が生まれます。ただし、それ自身の境界もあります。

スマートビルを建てるとき、最も高くつき、最も厄介なのは器具そのものよりも配線であることが多いものです。

電力に 1 系統、制御信号に 1 系統、壁の中や天井裏は線でびっしりです。もし、私たちがとうに慣れ親しんだ 1 本のLAN ケーブルで、電力を送りつつデータも伝送できたら。これこそ PoE がやろうとしていることです。給電能力が 90W にまで成長したとき、低電圧直流照明には新しい想像が生まれ始めます——ただし、それ自身の明確な境界もあります。

PoE とは：LAN ケーブルにも電力を送らせる

PoE（Power over Ethernet、イーサネット給電）の中心的な発想はとてもシンプルです：LAN ケーブルには複数対の銅線があるのだから、データを伝送すると同時に電力も送らせてはどうか、というものです。こうすれば IP カメラ、無線アクセスポイント、入退室管理、さらには LED 器具まで、1 本の LAN ケーブルだけで動作し、現場で別途コンセントを探さずに済みます。

これは IEEE 802.3 シリーズの規格で定められ、その能力はバージョンごとに引き上げられてきました。

• IEEE 802.3af-2003（Type 1）：ポートあたり給電側約 15.4W、受電側約 12.95W^[2]。
• IEEE 802.3at-2009（Type 2、PoE+）：給電側約 30W^[2]。
• IEEE 802.3bt-2018（Type 3/4、PoE++）：4 対すべてを使い、Type 4 は給電側で最大約 90W、受電側で約 71.3W^[1]。

90W でできること、できないこと

IEEE 802.3bt-2018 は単一ポートの給電を 90W（給電側 PSE）まで押し上げ、線路損失を差し引くと受電側（PD）で約 71.3W が使えます^[1]。照明にとって、これは少なからぬ中小電力の LED 器具を駆動でき、「照明はネットワークノード」という発想も可能にします——各器具がアドレス指定され、監視され、スケジュール制御されうるのです。

しかし 90W は二つの境界も引きます。

• 電力の上限：大面積・高輝度の照明（泛光投射、大型ファサードなど）は容易に単一ポートの能力を超え、やはり従来の商用電源が必要です。
• 距離の制限：イーサネットの配線距離は約 100 メートルで、超えるとリピーターや別のアーキテクチャが必要です。

したがって PoE 照明のスイートスポットは明確です：中小電力で配線距離が管理できる屋内シーン、たとえばオフィス、廊下、会議室の制御可能な照明です。

同じ精神：配線を減らす

PoE をより大きな文脈に置いてみると、実は2 線電源線キャリアの発想と軌を一にしています——両者はいずれも同じ問いに答えています：同じ導線で電力と情報を同時に載せ、あの独立した制御線を省けないか。

違いは「層」が異なる点にあります。

• PoE はビルのインフラ層で動作し、LAN ケーブルで電力とデータを「1 台の器具や 1 つのエリアまで」送ります。
• 2 線電源線キャリア はストリング内部で動作し、電源線そのものでポイント制御指令を「各素子まで」送ります。

一方はネットワークノード層の合流、もう一方は素子層の合流です。両者は照明システムのなかで、異なる深さの配線問題を扱っています。

代替ではなく、分担

層の違いを理解すれば、PoE と素子ポイント制御の関係が代替ではなく分担であることが見えてきます。

PoE は電力と粗粒度の制御信号を、器具やエリアへきれいに送るのが得意です。しかし 1 本の装飾ストリング内の数百から数千の素子どうしのアドレス指定とポイント制御は担いません——それは素子層の仕事です。1 本のストリングで素子ごとに色を変え、アニメーションを走らせるなら、やはりストリング内部のポイント制御プロトコルで各素子のアドレスと輝度を処理する必要があります。

実務でよく見るアーキテクチャは：上流は PoE、低電圧直流、商用電源が電力と全体制御を器具まで届け、ストリング内部は専用のポイント制御チップに任せ、電源線上で素子ごとのアドレス指定を完了する、というものです。両者がそれぞれの役割を果たしてこそ、完全で保守可能な照明システムが構成されます。

低電圧直流照明アーキテクチャにおける PowerMOS の位置

PowerMOS のピクセル制御チップが解決するのは素子層のアドレス指定とポイント制御です。上流が PoE、低電圧直流、高圧商用電源（AC110/220V 用途に対応可能）のいずれであっても、電力がストリングに届けば、PowerMOS の2 線電源線キャリアソリューションが同じ電源線上で素子ごとのアドレス指定と輝度制御を完了します——屋内電流 3.5〜7mA、屋外 7〜20mA で、512 コードのアドレス深度とオンラインアドレス書き込みに対応し、単一故障が拡散しない設計と素子交換による保守設計を備えます。PoE とは補完の関係です：PoE が電力と粗い制御を器具まで送り、PowerMOS がポイント制御を各素子まで作り込みます。型番一覧は製品センターをご覧ください。

関連記事：2 線キャリアの原理は「2 線アドレサブル照明：1 本の電源線でどう給電とアドレス指定を同時に行うか」、信号完全性は「電源線キャリアの信号完全性エンジニアリング」を参照してください。

参照規格および文献

1. IEEE Std 802.3bt-2018, IEEE Standard for Ethernet — Amendment 2: Physical Layer and Management Parameters for Power over Ethernet over 4 Pairs. IEEE Standards Association.
2. IEEE Std 802.3af-2003 & IEEE Std 802.3at-2009, Data Terminal Equipment (DTE) Power via Media Dependent Interface (MDI). IEEE Standards Association.

本記事は照明給電アーキテクチャの解説です。引用した規格の名称は IEEE Standards Association の公式カタログで確認できます。PowerMOS のピクセル制御チップは LED ピクセル制御に最適化した独自のキャリアプロトコルを採用し、PoE とは補完的な照明アーキテクチャです。

よくある質問