Catalyst 9000でのPoE 802.3AT/802.3BT間の違いの確認

はじめに

このドキュメントでは、PoE標準の802.3atと803.btの違いについて説明します。

前提条件

要件

次の項目に関する知識があることが推奨されます。

• PoE(Power over Ethernet)

使用するコンポーネント

このドキュメントの情報は、次のソフトウェアとハードウェアのバージョンに基づいています。

• PoEをサポートするCatalyst 9000ファミリおよびラインカード
• Cisco IOS®

このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな（デフォルト）設定で作業を開始しています。本稼働中のネットワークでは、各コマンドによって起こる可能性がある影響を十分確認してください。

背景説明

用語

• IEEE -電気電子学会
• PoE:Power over Ethernet(PoE)
• PoE+:PoE+規格では、受電側デバイスが引き出せる最大電力をポートあたり15.4 ～ 30 Wまで増加できます
• UPoE：ユニバーサルPoE。IEEE 802.3 PoE規格を拡張し、ポートあたり最大60 Wの電力を供給するシスコ独自のテクノロジー。
• CDP:Cisco Discovery Protocol。シスコデバイス間で電力をネゴシエートするために使用されます。
• LLDP:CiscoデバイスとCisco以外のデバイス間で電力をネゴシエートするために使用されるLink Layer Discovery Protocol（リンク層検出プロトコル）

PoE対応のスイッチポートは、回線に電力が供給されていないことをデバイスが検知すると、接続されたデバイスのいずれかに電力を供給できます。このため、異なるタスクを実行するために、3つの異なる標準が作成されました。

• IEEE 802.3af準拠の受電デバイス
• IEEE 802.3at準拠の受電側デバイス
• IEEE 802.3bt準拠の受電側デバイス

1999年、IEEEはPoEを標準化し、接続される多様な受電デバイスと電力供給機器の相互運用性を確立しました。802.3afの最初の規格では、電力はスペアペア（ピン7と8、またはピン4と5）またはデータペア（ピン1と2、またはピン3と6）のいずれかによって供給できる必要があると規定されています。 その後、2009年にIEEE 802.3at（PoE+またはタイプ2）が作成され、電力を30Wに増やすことができます。最後に、2011年には、4つのツイストペアをすべて使用できる新しいシスコ独自の規格が登場しました。IEEE 802.3bt規格では4PPoEタイプ3(UPOE)が定義されており、最大60 Wを供給できます。その後、2018年には、この規格によって4PPoEタイプ4(UPOE+)と呼ばれる電源から最大電力を90 Wに増やすことができます。

タスクの要約：

次のセクションでは、802.3at(Poe+)および802.3bt(UPoe+)モードについて説明します。

PoE スイッチのモデル

• Catalyst 9000スイッチおよびラインカードの製品IDに「P」が含まれている場合、ポートのグループまたはすべてのポートでPoE+がサポートされています。たとえば、C9200L-48P-4G、C9200-24P、C9300-48P、C9400-LC-48P などです。
• Catalyst 9000スイッチおよびラインカードの製品IDに「U」が付いている場合、ポートのグループまたはすべてのポートでUPoEがサポートされています。たとえば、C9300-24U、C9400-LC-48UXなどです。
• Catalyst 9000スイッチおよびラインカードの製品IDに「H」が含まれている場合、ポートのグループまたはすべてのポートでUPoE+がサポートされています。たとえば、C9300-48H、C9400-LC-48Hなどです。

注：PoE 機能だけでは、PoE の割り当ては保証されません。次のセクションでは、適切な電力をネゴシエートするためにCDPまたはLLDPが必要な状況について説明します。

次の表に、PoE+、UPOE、およびUPOE+をサポートするデバイスを示します。

注：タイプ3受電側デバイスのIEEE 802.3bt規格をサポートするCisco Catalyst 9300 UPOEスイッチは、デフォルトで802.3atモードになっています。 

注：タイプ4受電側デバイスのIEEE 802.3bt規格をサポートするCisco Catalyst 9300 UPOE+スイッチは、デフォルトで802.3btモードになっています。 

スイッチは、IEEE準拠のPoEデバイスを電力消費クラスに分類し、電源装置が検出されるとすぐに電力を供給します。

IEEE 802.3at

• PoE+規格では、受電側デバイスが給電可能な最大電力をポートあたり15.4 Wからポートあたり30 Wに増やすことができます。
• クラス0、クラス3、およびクラス4のインライン電力供給先デバイスの初期割り当ては、15.4 Wです。デバイスが起動し、CDPまたはLLDPを使用して15.4 Wを超える要求を送信する場合、最大30 Wまで割り当てることができます。
• スイッチは、PoEデバイスが電力を要求するまでスタンバイ状態になり、使用可能な場合にのみ電力を供給します。次に、スイッチは電源のアベイラビリティ（PoEに対してデバイスで使用可能な総電力量）を確認し、ポートが電力の供給を受けたとき、または供給を拒否したときに計算を実行して、予算を最新の状態に維持します。 デバイスが電力を供給するとすぐに、CDPまたはLLDPが関与して、付与できる合計電力量をネゴシエートします。

接続されたCisco受電デバイスの電力消費要件を決定するネゴシエーション中にCDPが関与する場合。この要件は、CDPメッセージに基づいて割り当てられる電力量である。スイッチは、それに応じて電力バジェットを調整します。CDPはサードパーティ製PoEデバイスには適用されないことに注意してください。スイッチは要求を処理し、電力を許可または拒否します。要求が許可されると、スイッチは電力バジェットを更新します。要求が拒否されると、スイッチはポートへの電源が確実にオフになり、syslogメッセージを生成してLEDを更新します。また、インライン電力供給先デバイスは、スイッチとネゴシエートして、より多くの電力を供給することもできます。

LLDPでは、インライン電力供給先デバイスは、最大30 Wのネゴシエーション電力に対して、メディア依存インターフェイス(MDI)タイプ、長さ、および値の記述(TLV)、Power-via-MDI TLVを使用します。Cisco先行標準デバイスおよびCisco IEEE受電デバイスは、CDPまたはIEEE 802.3at power-via-MDI電力ネゴシエーションメカニズムを使用して、最大30 Wの電力レベルを要求できます。

• CDP/LLDPがPoEデバイスでサポートされていない場合、15.4 Wを超える電力を要求するには、power inline port 2-event コマンドを使用できます。

Switch(config)#interface Te1/0/1
Switch(config-if)#power inline port 2-event 

IEEE 802.3bt

• IEEE 802.3btモードを使用すると、Cisco UPOEデバイスは802.3btタイプ3またはタイプ4デバイスとして機能し、各ポートで最大クラス6およびクラス8をそれぞれサポートします（このドキュメントの「IEEE電源分類の表」を参照）。
• 電源を割り当てるために、この標準で規定されている手順は次のとおりです。

      1. デバイスが検出されると、スイッチはそのタイプに基づいてデバイスの電力要件を決定します。

      2. 初期電力割り当ては、受電デバイスが必要とする最大電力量です。スイッチは、受電デバイスを検出して電力を供給する際に、この電力量を最初に割り当てます。

      3. スイッチが受電デバイスからCDPメッセージを受信し、受電デバイスがCDP電力ネゴシエーションメッセージを介してスイッチと電力レベルをネゴシエートする場合は、初期電力割り当てを調整できます。ただし、スイッチは最初にクラスに基づいて必要な最大電力量を割り当てるため、これは必要ありません。

スイッチは、検出されたIEEEデバイスを電力消費クラスに分類します。スイッチは、電力バジェットで使用可能な電力に基づいて、ポートに電力を供給できるかどうかを判断します。 

• UPOEデバイスは、デフォルトで802.3をモードで使用するように設定されます。PoE規格を803.btモードに変更するには、 hw-moduleスイッチswitch_noUPOEプラスコマンドはグローバルコンフィギュレーションモードで使用できます。リロードが必要です。

Device#configure terminal
Device(config)#hw-module switch 1upoe-plus !!!WARNING!!!This configuration will power cycle the switch to make it effective. Would you like to continue y/n? Device# y

Device#show platform
Switch Ports   Model     Serial No.  MAC address    Hw Ver.  Sw Ver. 
------ ----- ---------  ----------- -------------- -------  --------
1        41  C9300-24UX FJB2318A04T 7802.b107.bf00   V02    17.03.05 
Switch/Stack Mac Address : 7802.b107.bf00 - Local Mac Address
! Output omitted for brevity

Device#show power inline Te1/0/24 detail
Interface: Te1/0/24
Inline Power Mode: auto
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: Cisco IP Phone 7940
IEEE Class: n/a   <-- Type of class
Police: off

Power Allocated
Admin Value: 60.0
Power drawn from the source: 6.3
Power available to the device: 6.3

Actual consumption
Measured at the port: 1.9
Maximum Power drawn by the device since powered on: 1.9

Absent Counter: 0
Over Current Counter: 0
Short Current Counter: 0
Invalid Signature Counter: 0
Power Denied Counter: 0

Power Negotiation Used: CDP   <-- Protocol used to negotiate power
LLDP Power Negotiation --Sent to PD-- --Rcvd from PD--
Power Type: - -
Power Source: - -
Power Priority: - -
Requested Power(W): - -
Allocated Power(W): - -

Four-Pair PoE Supported: Yes   <-- Four pair copper support
Spare Pair Power Enabled: No   <-- Spair pair enabled
Four-Pair PD Architecture: N/A

Device#show power inline upoe-plus 
Module Available Used Remaining
(Watts) (Watts) (Watts) 
------ --------- -------- ---------
1 595.0 0.0 595.0

Device IEEE Mode - AT   <-- PoE standard used in the device

Codes: DS - Dual Signature device, SS - Single Signature device 
SP - Single Pairset device 
Interface Admin Type Oper-State Power(Watts) Class Device Name
State Alt-A,B Allocated Utilized Alt-A,B 
----------- ------ ---- ------------- --------- --------- ------- -----------
Te1/0/1 auto n/a off 0.0 0.0 n/a 
Te1/0/2 auto n/a off 0.0 0.0 n/a 

関連情報

• テクニカル サポートとドキュメント - Cisco Systems
• Power over Ethernet(PoE)とは何ですか。
• 『Cisco Catalyst 9400 Series Switch Line Cards Data Sheet』
• 『Cisco Catalyst 9200 Series Switches Data Sheet』
• 『Cisco Catalyst 9300 Series Switches Data Sheet』
• 『Cisco Catalyst 9400 Series Switch Data Sheet』
• インターフェイスおよびハードウェアコンポーネント設定ガイド（Catalyst 9300スイッチ）
• インターフェイスおよびハードウェアコンポーネント設定ガイド（Catalyst 9400スイッチ）