리니어 테크놀로지는 IEEE PoE 표준들과의 100% 호환성을 유지하면서 PoE와 PoE+ 규격을 통해 전달되는 전력을 90W까지 확장시키는 새로운 독자적인 표준인 LTPoE++™를 발표했다. LTPoE++는 PSE(power sourcing equipment)와 PD(powered device)에 대한 엔지니어링 복잡성을 극적으로 낮추는 안전하고 강건한 플러그-앤-플레이 솔루션을 제공한다.

PoE(Power over Ethernet)는 단일 이더넷 케이블을 통해 전력과 데이터 모두를 전달할 수 있는 유연하고 경제적인 방법이기 때문에 점점 더 폭넓게 사용되고 있다. 이를 통해 장비를 교류 전원 근접성(AC-power proximity)에 대한 제약 또는 전기 담당자에 의한 설치 없이 어느 곳에나 설치할 수 있다. PoE 규격의 IEEE 802.3af는 전원이 제공되는 장치에 전달되는 전력을 단지 13 W로 제한했는데, 이것은 다시 IP 전화기, 기본형 보안 카메라 등과 같은 장치에 대한 애플리케이션의 범위를 제한한다. 2009년 IEEE 802.3at 규격은 이러한 가용 전력을 25.5 W로 높였다. 하지만, 이것은 피코셀, 무선 액세스포인트, LED 신호등, 히터가 내장된 PTZ(pan-tilt-zoom) 옥외용 카메라 등과 같이 전력 소모가 높은 다양한 PoE 애플리케이션을 여전히 충족시킬 수 없었다.
2011년 리니어 테크놀로지는 IEEE PoE 표준들과의 100% 호환성을 유지하면서 PoE와 PoE+ 규격을 통해 전달되는 전력을 90 W까지 확장시키는 새로운 독자적인 표준인 LTPoE++™를 발표했다. LTPoE++는 PSE(power
sourcing equipment)와 PD(powered device)에 대한 엔지니어링 복잡성을 극적으로 낮추는 안전하고 강건한 플러그-앤-플레이 솔루션을 제공한다. 다른 전력-확장 토폴로지와 비교해 LTPoE++가 제공하는 장점은 4쌍의 CAT5e 케이블을 통해 최대 90W를 전달하는 데 단일 PSE와 PD만을 필요로 하기 때문에 공간, 비용, 개발 시간 등을 대폭 줄일 수 있다는 것이다. 4개의 각기 다른 전력 수준(38.7 W, 52.7 W, 70 W, 90 W)을 이용할 수 있기 때문에 애플리케이션의 요구사항에 따라 전원공급장치의 크기를 조정할 수 있다.

PD 감지
PSE가 라인에 전력을 인가하기 전에 전력-제한 측정 소스를 통해 IEEE-규정 신호 저항을 확인해야만 한다. 유효 신호를 고려하기 위해서 PD는 120nF 이하의 커패시턴스와 병렬로 연결된 25 kΩ ±5%처럼 보여야 한다. 다시 말해 PSE는 시스템의 기생 직렬 및 병렬 저항을 고려하여 19 kΩ에서 26.5 kΩ까지의 일정 정도 더 넓은 범위를 수용해야만 한다(그림 2). PSE는 15 kΩ 미만이거나 33 kΩ을 초과하는 저항값과 10 μF를 초과하는 콘덴서 용량이 인식되면 PD로의 전원 공급을 제한해야 한다.
PD 신호 임피던스는 최대 1.9 V(일반적으로 직렬 연결된 2개의 다이오드에 의해 발생)의 전압 오프셋과 최대 10 μA의 전류 오프셋(일반적으로 PD의 누설에 의해 발생)을 지원해야 한다. 이러한 조건들은 PSE 저항 측정방법을 복잡하게 만드는데 단일 V-I 포인트 측정방법을 통해 이러한 에러들을 고려할 수 없기 때문이다. 결과적으로 최소 2개의 다른 V-I 포인트를 처리하기 위해 PSE가 요구되고 PD에서 최소 1 V로 분리된다. 다음으로 전압 및 전력 오프셋을 제외한 완벽한 저항 곡선을 찾기 위해서 2개 포인트 사이의 차이를 계산해야만 한다. CAT-5 케이블은 일반적으로 천장, 벽체, 그리고 교류(AC) 배선이 있는 다른 공간들에서 동작하기 때문에 50/60 Hz 잡음이 중요할 수 있다. 리니어 테크놀로지 PSE 컨트롤러는 거짓 양성 또는 음성(false positive or negative) PD 감지에 대해 최적의 내성을 보장하는 듀얼-모드 4-포인트 감지 방법을 사용하여 이를 처리한다.

PD 분류
PSE는 성공적으로 PD를 감지하면, 전력 분류(power classification) 단계를 수행한다. PSE는 많은 PD들이 연결되는 방법과 전력 분류 수준의 상태에 대해 기록을 유지해야 하며, 가용한 전력이 모두 사용되면 추가적인 PD 수용을 중단해야 한다. 14.5 V에서 20 V 사이에서 PD를 통과하도록 조정하여 PD가 소모하는 전류를 측정함으로써 분류 신호를 확인한다. PSE는 측정된 전류를 사용하여 PD의 분류 등급을 결정한다.
LTPoE++는 3-이벤트 분류 구조를 사용해 PSE와 PD 사이에서 상호 식별 핸드쉐이킹(mutual identification handshaking) 기능을 제공하면서 IEEE 802.3at 표준과의 하위 호환성을 유지한다. LTPoE++ PSE는 3-이벤트 분류 방법에 대한 PD 반응을 통해 PD가 Type 1(PoE), Type 2(PoE+), 또는 LTPoE++ 디바이스인지를 결정한다. LTPoE++ PSE는 3-이벤트 분류 방법의 결과를 사용해 ICUT 및 ILIM 스레스홀드를 업데이트한다. PSE는 ICUT 스레스홀드를 사용하여 PD의 전류 소모를 감시한다. ILIM은 하드 전류 제한 기능으로써 사용되어 심각한 전류 고장 발생 시 PSE 전원공급장치를 보호한다.
반면, LTPoE++ PD는 수신하는 분류 이벤트의 수를 사용하여 Type 1, Type 2, 또는 LTPoE++ PSE 중 어느 것에 연결할 것인지를 결정한다. LTPoE++ PSE가 PD의 1차 분류 이벤트 전류를 Class 0, Class 1, Class 2, 또는 Class 3으로 측정한다면, LTPoE++ PSE가 Type 1 디바이스로서 포트 상에 전력을 공급할 것이다. 그렇지 않고 1차 분류 이벤트에 Class 4가 확인되면 LTPoE++ PSE는 PoE+ 규격에서 정의된 데로 2차 분류 이벤트를 계속 진행하게 된다. 이것은 PD에게 Type 2 또는 LTPoE++ PSE에 연결되었다는 정보를 제공한다. 2차 분류 이벤트가 없다는 것은 PD가 Type 1 전력으로 제한되는 Type 1 PSE에 연결되었다는 것을 나타낸다.
Type 2 PD 물리적 계층 분류는 2개의 연속적인 Class 4 결과에 의해 정의된다. LTPoE++ PD는 또한 1차와 2차 분류 이벤트에서 2개의 연속적인 Class 4 결과를 표시하여 LTPoE++ PD가 Type 2 PSE에 대한 Type 2 PD로서 나타나도록 해야 한다.
1차와 2차 분류 이벤트에서 유효한 Class 4 측정결과가 나타나면 LTPoE++ PSE는 3차 분류 이벤트로 이동하게 된다. 2개의 성공적인 Class 4 측정결과가 나타나면 3차 분류 이벤트가 수행된다. 3차 분류 이벤트는 Class 4가 아닌 다른 등급으로 전환되어야만 LTPoE++가 지원할 수 있는 PD로서 인식될 수 있다.
3차 분류 이벤트 시에 Class 4를 유지하는 PD는 Type 2 PD가 되는 LTPoE++ PSE로 간주해야 한다. IEEE 802.3at 표준은 호환 Type 2 PD가 모든 등급 이벤트에 대해서 Class 4 응답을 반복하도록 요구하고 있다. 3차 분류 이벤트는 LTPoE++ PD가 LTPoE++ PSE에 연결되었다는 정보를 제공한다. 표 1은 다양한 PD 전력 수준에 대한 등급 이벤트 순열을 나타낸 것이다.



DC 차단
PSE가 전력을 유효 PD에만 전달해야 하는 경우, 전력을 제공받는 장치의 연결이 차단된 후 PSE는 전력을 남기지 않아야만 하는 데, 전력을 필요로 하지 않는 장치에 전력이 제공되는 케이블이 연결될 수 있기 때문이다.
LTPoE++는 DC 차단 방법을 사용하여 PSE에서 PD로 흐르는 직류(DC) 전류의 양에 따라 PD의 부재를 결정한다. 해당 시간 tDIS (300 ms~ 400 ms)에 대해 전류가 스레스홀드 IMIN (5mA~10mA) 이하로 유지될 경우, PSE는 PD가 없다고 가정하고 전력을 오프 상태로 전환한다.

완전 통합
PSE가 성공적으로 PD를 감지하고 분류하고 나면, 전력을 온 상태로 전환할지 여부를 결정하게 된다. PSE의 가용한 전력이 PD에 전력을 공급하는 데 적합하다면 PSE는 PD의 전력을 온 상태로 전환하고 DC 차단 조건을 위해 포트를 모니터링하기 시작한다.
PSE는 이제 전체 그림을 가지게 된다: 감지 시퀀스는 포트에 연결된 실제 PD가 있는지에 대한 정보를 제공하며; 분류 경로는 PD가 소모하는 전력의 양에 대한 정보를 제공하여 이에 따라 전력 공급 소스를 할당할 수 있도록 지원하며, DC 차단 스레스홀드 방법은 PD가 여전히 존재하고 정상적으로 동작하는 지에 대한 정보를 제공한다. 다시 말해 PD는 이것이 무엇이고, 어느 정도의 전력을 필요로 하며, 전력이 계속 흐르도록 해야 할지 등에 대해 PSE와 통신할 수 있는 직접적인 방법을 제공한다. 이 모든 것이 데이터 스트림에 전혀 영향을 주지 않으면서 이루어진다.
LTPoE++의 한 가지 중요한 차이점은 소프트웨어-레벨 전력 협상을 위해 IEEE PoE+ 규격에서 의무화하고 있는 LLDP(Link Layer Discovery Protocol)을 사용할 필요가 없다는 것이다. LLDP는 표준 이더넷 스택으로의 확장을 요구하며, 상당한 소프트웨어 개발 활동을 필요로 할 수 있다. LTPoE++ PSE와 PD는 하드웨어 레벨에서 전력 수준 요구사항과 용량을 자동으로 협상하면서 LLDP-기반 솔루션과 완벽하게 호환성을 유지한다. 이것은 LTPoE++ 시스템 설계자에게 LLDP 구현 여부를 선택할 수 있도록 해준다. 고유 엔드-투-엔드 시스템들은 LLDP 지원을 포기할 수 있도록 선택할 수 있다. 이것은 타임-투-마켓 이점을 제공하는 동시에 BOM 비용, 보드 크기, 복잡성을 한층 더 줄일 수 있도록 지원한다.



LTPoE++ 플러그-앤-플레이 솔루션
리니어 테크놀로지는 업계 최저 전력소모 특성, 강건한 ESD 및 케이블 방전 보호 기능, 적은 부품 수, 경제적인 설계 등을 제공하는 단일, 쿼드, 옥탈, 12-포트 LTPoE++ PSE 컨트롤러를 제공한다. LT4275 PD 컨트롤러(그림 3)와 함께 사용할 경우, 완벽한 플러그-앤-플레이 LTPoE++ 시스템(LLDP 불필요)은 최대 90W를 제공하면서 PoE+ 및 PoE 표준들과 완벽하게 호환성을 유지할 수 있다.
전체 솔루션은 낮은 RDS(ON) 특성의 외부 MOSFET을 사용하여 전체 PD 발열을 극적으로 낮춰 전력효율을 극대화시키는 데, 이것은 모든 전력 수준에서 중요하다. 모든 아날로그 핀에 대한 높은 abs 최대 정격과 경제적인 케이블 방전 보호 기능을 통해 장치가 가장 일반적인 이더넷 라인 서지로부터 보호될 수 있도록 보장한다. 정리하면, LTPoE++ 시스템은 전력 전달을 단순화시켜 시스템 설계자가 고부가 애플리케이션에 자신들의 설계 활동을 집중할 수 있도록 지원한다.  ES