Comment les commutateurs PoE gèrent-ils simultanément les données et l’alimentation ?

Les commutateurs PoE (Power over Ethernet) sont conçus pour gérer simultanément la transmission de données et d'énergie via le même câble Ethernet. Voici un aperçu de la façon dont cela est réalisé :

1. Structure du câble Ethernet

--- Les câbles Ethernet standard, comme Cat5e, Cat6 ou Cat6a, sont constitués de huit fils de cuivre torsadés en quatre paires. Pour la transmission de données standard, seules deux paires (quatre fils) sont nécessaires. La technologie PoE tire parti des paires inutilisées pour transmettre de l'énergie ou, dans certaines configurations, envoie à la fois de l'énergie et des données sur les mêmes paires.

2. Injection de puissance

Les commutateurs PoE injectent de l'énergie dans le câble Ethernet en même temps que les signaux de données. Selon la norme PoE, l'alimentation est injectée de deux manières :

--- Mode A (alimentation fantôme) : l'alimentation est transmise le long des mêmes paires qui transportent les données (broches 1-2 et 3-6).

--- Mode B (alimentation par paire de rechange) : l'alimentation est transmise sur les paires inutilisées (broches 4-5 et 7-8) en Ethernet 10/100 Mbps.

Dans les deux cas, les signaux d’alimentation et de données peuvent coexister sans interférence, grâce à la séparation de leurs fréquences : l’énergie est transmise sous forme de courant continu basse fréquence, tandis que les données sont transmises sous forme de signaux haute fréquence.

3. Séparation de l'alimentation et des données sur l'appareil

--- À l'extrémité de réception (l'appareil alimenté, ou PD), un répartiteur PoE à l'intérieur de l'appareil sépare l'alimentation des données. Le contrôleur Ethernet de l'appareil gère la transmission des données, tandis que le circuit d'alimentation utilise la tension continue du câble Ethernet pour alimenter l'appareil.

4. Négociation (Classification de puissance)

--- Les commutateurs PoE utilisent un processus appelé classification de puissance pour détecter si un appareil connecté est compatible PoE et déterminer la quantité d'énergie dont il a besoin. Cela se fait à l'aide d'un protocole de prise de contact connu sous le nom de LLDP (Link Layer Discovery Protocol) ou d'un mécanisme de détection plus simple dans lequel le commutateur envoie une petite tension à travers le câble pour identifier les besoins en énergie de l'appareil.

--- Une fois les besoins d'alimentation identifiés, le commutateur ajuste la puissance de sortie en conséquence, garantissant que la quantité d'énergie appropriée est fournie sans perturber le flux de données.

5. Normes PoE

Différentes normes PoE permettent de fournir différentes quantités d'énergie :

--- IEEE 802.3af (PoE) : jusqu'à 15,4 W par port.

--- IEEE 802.3at (PoE+) : jusqu'à 25,5 W par port.

--- IEEE 802.3bt (PoE++) : jusqu'à 60 W (Type 3) ou 100 W (Type 4) par port.

6. Gestion du budget d'alimentation

--- Un commutateur PoE gère son budget énergétique total, distribuant l'énergie disponible à tous les appareils connectés. Il surveille la quantité d'énergie consommée par chaque appareil et s'ajuste dynamiquement pour garantir que tous les appareils connectés reçoivent l'énergie dont ils ont besoin tout en maintenant la transmission des données.

7. Intégrité des données

--- Les commutateurs PoE sont conçus pour maintenir l'intégrité des données, garantissant que la transmission de puissance n'interfère pas avec les signaux de données. Ceci est réalisé en utilisant des techniques de filtrage précises et une régulation de tension pour empêcher le bruit lié à l'alimentation d'affecter la communication des données.

En résumé, les commutateurs PoE utilisent des techniques intelligentes de gestion de l'alimentation et de séparation de fréquence pour transmettre simultanément les données et l'alimentation sur le même câble Ethernet, garantissant ainsi un fonctionnement efficace et fiable des appareils alimentés sans interruption des données.