岩崎 有平 802.3af 給電方式
Alternative A/B
PoE は 2対の撚対線で給電を行う。1対には正電圧、他の 1対には負電圧をかける方式だ。802.3af には 2つの給電方式がある。データ通信と電力供給で同じペアを共有する「Alternative A」と、10BASE-T/100BASE-TX では通信に使用しないペアを電力用に使用する「Alternative B」がある。 PSE はいずれか一方を、PD は両方に対応する必要がある。「表1 PoE ピン配列」は Alternative A/B が使用するペア配列と、10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T の信号配列だ。 802.3af では、 10BASE-T/100BASE-TX には対応しているが、1000BASE-T には対応できていない。
Alternative A/B は PSE 側の呼び方で、PD 側では Mode A/B と呼ぶ（図1 PoE 給電インタフェース）。
Alternative A
2ペアが未使用で空きになっている 10BASE-T／100BASE-TX を例に説明したい。 Alternative A は、撚対線を 2ペア使用し、パルストランスのセンタータップ経由で、データ通信用の 2つのペア（1/2、3/6）を介して給電する（図2 Alternative A 給電）。10BASE-T/100BASE-TX は差動信号方式で、ペア（1/2、3/6）間の電位差でデータの「1/0」を判定するため、直流電圧が印加されても「基本的」には影響がない。電力はパルストランスのセンタータップ（電圧中点）を介して送る仕組みだ。
PSE 側は 空きペア（4/5、7/8）には何も接続させず、PD 側はデータペアの（1/2、3/6）と空きペア（4/5、7/8）の両方に繋がっている。
Alternative B
「Alternative B」では、PSE 側のデータペアの（1/2、3/6）には接続せず、予備（未使用）の 2つのペア（4/5、7/8）を介して直接給電される（図3 Alternative B 給電）。 PD 側は、「Alternative A」と同様にデータペアの（1/2、3/6）と空きペア（4/5、7/8）の両方に繋がっている。
エンドポイントとミッドスパン
電力供給を行う PSE には 2つの構成方式がある。Ethernet スイッチが電力を供給する「エンドポイント構成」と、Ethernet スイッチと PD の間で電力のみを供給する装置（インジェクタとも呼ぶ）を挟む「ミッドスパン構成」だ（図4 エンドポイントとミッドスパン）。
PoE 機能を内蔵する Ethernet スイッチが「エンドポイント」に相当する。「Alternative A」方式または「Alternative B」方式で電力を供給する。 「図3 Alternative A 給電」と「図3 Alternative B 給電」は、エンドポイントの例だ。PoE 非対応のスイッチで PoE 機能を追加する構成を「ミッドスパン」と呼び、この装置を「インジェクタ」と呼ぶ。
ミッドスパン／Alternative A
「Alternative A」構成のミッドスパンは「図5 ミッドスパン「Alternative A」構成」の様に、ミッドスパン（インジェクタ）のパルストランスのセンタータップを介して電力を供給する。
ミッドスパン／Alternative B
「Alternative B」構成のミッドスパンは「図6 ミッドスパン「Alternative B」構成」の様に、ミッドスパン（インジェクタ）の空きペアを介して電力を供給する。
給電制御
PSE
PSE は電力を供給し、PD は電力を受け取り消費する。PSE は PD の特性を調べ（シグネチャ処理）、適切であれば給電を行い不適切であれば電力を供給しない。この処理を適切に行うためには、プロッセッサ等が PoE プロセスを制御する必要がある。シグネチャ処理の基本的な考え方は、PD が PoE 規格への適合を示す 25KΩ 抵抗を実装していることを PSE が確認することだ。 PSE が適正な PD か否かを判断する「シグネチャ処理」は次のような手順だ。「図7 PSE 回路例（Alternative A） 」は、Alternative A の PSE 給電回路例だ。
テスト電圧の印加またはテスト電流を流すことで、PD の抵抗値が規定範囲内（ 25KΩ±5%）で「対象 PD」と認識
テスト電圧を印加し消費電流値で電力クラスを判定
クラス分類に従い電力を供給
電力クラスの最大電力範囲内で電力を供給し監視を継続
PD とのリンク切断、または過電流で給電停止
PD
「図8 PD 回路例」は PD 受電回路のブロック図だ。PD 受電回路は、データペア（1/2 & 3/6）と予備ペア（4/5 & 7/8）の両方に接続されているが、いずれか一方から受電する。802.3af では、同時に両方から受電することを想定していない。
通信データはパルストランスを介して PHY（物理層）回路に伝わる。Alternative A 方式では、電力はデータペアのパルストランス中間タップから取り出される。Alternative B 方式では、信号のない予備ペアから直接取り出される。何れの方式もデータ通信に影響を与えず電力を取り出すことができる。
PD にはシグネチャ回路に 25KΩ の抵抗があり、規定電圧（または電流）を短時間かけることで PD の 802.3af への適合／不適合を判定することができる。この時点では FET スイッチが遮断されていて PD 駆動電源が動作していないため、PD への影響はない。抵抗の前段に整流用のダイオードブリッジが配置されているため、適合／不適合の判定への影響を考慮する必要がある。802.3af ではAlternative A/B 2つの電力源に対し、シグネチャ回路は 1つしかない。 Alternative A/B の 2つの方式の同時接続（競合）が発生すると正しく動作しないため、競合を回避するバックオフ手順があり、 Alternative A の優先度が高く設定されている。
PD 各部の動作概要
「表2-5 PD 要件一覧」は、IEEE802.3af で規定される PD の各種パラメータリストだ。
