Qu'est-ce que PoE ?

PoE (Power over Ethernet) Le terme PoE désigne une technologie qui, sans aucune modification de l'infrastructure de câblage Ethernet Cat.5 existante, permet de transmettre des signaux de données à des terminaux IP tels que les téléphones IP, les points d'accès Wi-Fi, les caméras réseau, etc., tout en leur fournissant une alimentation électrique. Également connu sous le nom de Power over LAN (POL) ou Active Ethernet, le PoE est la dernière norme permettant de transmettre des données et de l'énergie électrique via les câbles Ethernet standard existants, tout en assurant la compatibilité avec les systèmes et utilisateurs Ethernet existants.

Fonctionnalité

La technologie PoE garantit la sécurité du câblage structuré et le bon fonctionnement des réseaux existants, tout en minimisant efficacement les coûts. La norme IEEE 802.3af, s'appuyant sur… Pouvoir sur Ethernet (PoE) La norme IEEE 802.3 introduit des standards pour l'alimentation électrique directe via les câbles Ethernet. Elle étend non seulement la norme Ethernet existante, mais constitue également la première norme internationale pour la distribution d'énergie.

Normes

1. IEEE 802.3af

L'IEEE a commencé à élaborer cette norme en 1999, avec la participation précoce de fournisseurs tels que 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel et National Semiconductor. Cependant, les limitations de cette norme ont toujours freiné son expansion commerciale. Ce n'est qu'en juin 2003 que l'IEEE a ratifié la norme 802.3af, définissant explicitement la détection et le contrôle de l'alimentation dans les systèmes distants et précisant comment les routeurs, les commutateurs et les concentrateurs alimentent des périphériques tels que les téléphones IP, les systèmes de sécurité et les points d'accès Wi-Fi via des câbles Ethernet. L'élaboration de la norme IEEE 802.3af a bénéficié de la contribution de nombreux experts du secteur, garantissant ainsi sa rigueur et sa fiabilité.

Un système Power over Ethernet (PoE) classique consiste à installer les commutateurs Ethernet dans l'armoire de distribution et à utiliser un concentrateur alimenté pour alimenter les câbles à paires torsadées du réseau local. Cette alimentation permet ensuite d'alimenter les téléphones, les points d'accès sans fil, les caméras et autres périphériques connectés au réseau. Pour prévenir les coupures de courant, un système d'alimentation sans coupure (UPS) peut être installé.

2、IEEE 802.3at

La norme IEEE802.3at (25,5 W) a été développée pour répondre aux exigences des terminaux haute puissance, fournissant une alimentation électrique accrue par rapport à la norme 802.3af afin de répondre aux nouvelles exigences.

Pour se conformer à la norme IEEE 802.3af, la consommation électrique des dispositifs d'alimentation (PD) est limitée à 12,95 W, ce qui répond aux besoins des téléphones IP et des webcams classiques. Cependant, avec l'émergence d'applications à forte consommation telles que l'accès bi-bande, la visiophonie et les systèmes de surveillance PTZ, une alimentation de 13 W devient insuffisante, restreignant ainsi le champ d'application de l'alimentation par câble Ethernet. Afin de surmonter les contraintes de consommation du PoE et d'étendre son utilisation à de nouvelles applications, l'IEEE a constitué un groupe de travail chargé d'étudier des solutions pour relever les limites de puissance de cette norme internationale. Le groupe de travail IEEE 802.3 a lancé le groupe de recherche PoEPlus en novembre 2004 afin d'évaluer la faisabilité technique et économique de la norme IEEE 802.3at. Par la suite, en juillet 2005, le projet de création du comité d'enquête IEEE 802.3at a été approuvé. La nouvelle norme, Power over Ethernet Plus (PoE+) IEEE 802.3at, classe les appareils nécessitant plus de 12,95 W en classe 4, permettant d'étendre les niveaux de puissance à 25 W ou plus.

Composition du système POE

Architecture du PoE : Un système PoE complet comprend un équipement d'alimentation (PSE) et un périphérique alimenté (PD). Les PSE alimentent les clients Ethernet et supervisent l'ensemble du processus PoE. Les PD, ou périphériques clients du système PoE, incluent les téléphones IP, les caméras de sécurité réseau, les points d'accès (AP), les assistants numériques personnels (PDA), les chargeurs de téléphones mobiles et de nombreux autres appareils Ethernet (en réalité, tout appareil de moins de 13 W peut être alimenté par une prise RJ45). Conformément à la norme IEEE 802.3af, ils échangent des informations sur la connexion du PD, son type et son niveau de puissance, permettant ainsi aux PSE de fournir l'alimentation via Ethernet.

Quels appareils peuvent être alimentés par PSE ?

Avant de choisir une solution PoE, il est essentiel d'identifier les besoins en énergie de vos périphériques alimentés (PD). Les équipements PoE sont classés selon les normes qu'ils prennent en charge, telles que IEEE 802.3af, 802.3at ou 802.3bt, qui correspondent à différents niveaux de puissance. En connaissant la puissance requise par vos PD, vous pouvez choisir la norme PoE appropriée pour garantir la compatibilité et l'efficacité. Cette connaissance vous permet de sélectionner la solution PoE la mieux adaptée à vos besoins et d'éviter les équipements sous-alimentés ou incompatibles.

Paramètres caractéristiques

1、 Paramètres de l'alimentation électrique

2. Processus d'alimentation électrique

Détection: Au départ, le Commutateur Ethernet Gigabit administrable 16 ports OEM il délivre une tension minimale au niveau du port jusqu'à ce qu'il détecte que la borne du câble est connectée à un appareil alimenté conforme à la norme IEEE802.3af.

Classification des dispositifs de dialyse péritonéale : Lors de la détection d'un appareil alimenté (PD), le dispositif POE peut catégoriser le PD et évaluer sa consommation d'énergie requise.

Mise sous tension : Dans un délai de démarrage configurable (généralement inférieur à 15 µs), le dispositif PSE commence à alimenter le PD à partir d'une basse tension, aboutissant à une alimentation CC de 48 V.

Alimentation électrique : Fournit une alimentation CC 48 V stable et fiable au PD.

Coupure de courant : Si le PD est déconnecté du réseau, le PSE cesse rapidement (généralement en 300 à 400 ms) d'alimenter le PD et répète le processus de détection pour déterminer si le terminal du câble est toujours connecté à un appareil PD.

Principe de l'alimentation électrique

Le câble Ethernet standard de catégorie 5 est composé de quatre paires de fils torsadés, mais seules deux paires sont utilisées dans les réseaux 10MBASE-T et 100MBASE-T. La norme IEEE 802.3af autorise deux configurations. Dans la première, les paires inutilisées (broches 4 et 5 pour le positif, et broches 7 et 8 pour le négatif) servent à l'alimentation. Dans la seconde, l'alimentation est fournie aux broches de données (broches 1, 2, 3 et 6) via le point milieu du transformateur de transmission, sans incidence sur le flux de données. Toutefois, l'équipement source d'alimentation (PSE) doit choisir l'une de ces méthodes, tandis que le périphérique alimenté (PD) doit être compatible avec les deux.

Méthode d'alimentation électrique

La norme PoE définit deux méthodes pour transmettre l'alimentation CC aux appareils compatibles PoE à l'aide de câbles de transmission Ethernet :

Méthode de pontage intermédiaire

La méthode « Mid Span » utilise des dispositifs PoE indépendants pour faire le lien entre les commutateurs et les terminaux compatibles PoE, généralement en exploitant les paires inutilisées des câbles Ethernet pour transmettre l'alimentation CC. Le PSE Midspan est un dispositif de gestion de l'alimentation spécialisé, généralement placé à proximité des commutateurs. Il est composé de deux prises RJ45 par port : l'une est reliée au commutateur (un commutateur traditionnel sans fonction PoE) par un câble court, et l'autre aux périphériques distants.

Méthode de pontage terminal

Une autre méthode, dite « End Span », intègre l'alimentation électrique à la sortie de signal du commutateur. Ce type de connexion intégrée assure généralement une double alimentation, l'une pour les paires de lignes inactives et l'autre pour les paires de lignes de données. Ces dernières utilisent des transformateurs d'isolation et des prises centrales pour l'alimentation en courant continu. On peut prévoir que l'End Span se généralisera rapidement, car les données et la transmission Ethernet utilisent des lignes communes, éliminant ainsi le besoin de lignes dédiées à la transmission indépendante. Ceci est particulièrement important pour les câbles à 8 conducteurs équipés de connecteurs RJ-45 standard.

Dernières évolutions

La norme IEEE 802.3bt a été approuvée par le comité des normes IEEE-SA le 27 septembre 2018, permettant une transmission de puissance accrue sur les liaisons Ethernet.

La norme PoE précédente n'utilisait que quatre des huit fils des câbles Ethernet pour la transmission du courant continu, tandis que le groupe de travail IEEE a opté pour l'utilisation des huit fils pour la norme 802.3bt. L'amendement 2 à la norme IEEE 802.3bt-2018 stipule : « Cet amendement utilise les quatre paires de fils dans une infrastructure de câblage structuré afin d'améliorer la transmission de puissance et, par conséquent, de fournir une puissance supérieure aux périphériques. Il réduit également la consommation d'énergie en veille des périphériques et introduit un mécanisme permettant une meilleure gestion de la puissance disponible. »

L'objectif du comité de normalisation de l'IEEE est d'améliorer le transfert de puissance des équipements d'alimentation (PSE) aux dispositifs alimentés (PD). La puissance nominale des PD a été portée à 71,3 W et celle fournie par le PSE à 90 W.

Quels sont les avantages de PoE ?