Le terme PoE, ou Power over Ethernet, désigne une technologie qui permet de transmettre à la fois des données et de l'énergie électrique via un câble Ethernet. Le PoE (Power over Ethernet) permet la fourniture d’énergie électrique à des appareils en réseau par le biais du même câblage qui les relie au réseau local.
Définition de PoE
PoE est l'acronyme de Power over Ethernet. En français, on parle d’alimentation électrique par câble Ethernet. Le PoE est la technologie qui utilise les câbles Ethernet RJ45 pour alimenter en électricité les équipements PoE tels que les téléphones et les caméras IP en même temps que la transmission des données. Similaire à la façon dont le câble qui transporte les signaux de votre téléphone fixe transporte assez de courant pour faire fonctionner les écouteurs, la tonalité et la sonnerie de l’appareil, le PoE fournit un courant continu par le câblage standard Ethernet (CAT5 et plus).
Comment fonctionne le PoE ?
Ainsi, le Power over Ethernet est une technologie qui permet aux câbles réseau de transporter l’énergie électrique. En français, on parle d’alimentation par Ethernet. Le principe du PoE (Power over Ethernet) repose sur l’injection de courant électrique dans les paires de fils inutilisées (ou partagées) d’un câble Ethernet standard. Le courant est "injecté" dans le câblage au niveau de la baie de brassage. Ceci peut se faire par des commutateurs LAN/WAN "end-span" qui intègrent des circuits d’alimentation électrique. Si vous ne souhaitez pas remplacer vos commutateurs LAN existants ou si vous souhaitez seulement alimenter certains segments de réseau, des panneaux ou injecteurs peuvent être ajoutés en milieu de boucle (mid-span), c’est-à-dire entre le commutateur et le périphérique alimenté.
Quand un périphérique PoE alimenté est allumé, il informe le matériel d’alimentation (qu’il soit de type end-span ou mid-span) qu’il est prêt à recevoir du courant via le câble Ethernet. Un matériel totalement compatible IEEE PoE pourra recevoir du courant soit par les lignes de données, soit par les broches inutilisées de l’interface Ethernet. Afin de protéger les équipements alimentés des pics de courant en entrée, qui arrivent parfois lors du démarrage, il est important que les matériels alimentés disposent d’un système de protection contre ces pics.
La norme 802.3bt a introduit deux nouvelles topologies d’équipements alimentés : signature simple et signature double. Les équipements à Signature Simple partagent les mêmes signatures de détection et classification et maintiennent la signature d’alimentation entre les paires d’équipements. Ils sont généralement utilisés pour des applications à charge unique. Les équipements alimentés à Signature Double permettent des signatures de détection et de classification indépendantes, et maintiennent la signature d’alimentation entre les paires d’équipements. Ils sont idéaux pour les applications à charge multiple, tels que des caméras de surveillance avec réchauffeur.
Avantages du Power over Ethernet (PoE)
Le Power over Ethernet apporte de nombreux avantages à une installation informatique et réseau :
- Gain de temps et d’argent: En réduisant le temps et les frais d’installation du câblage d’alimentation électrique. Les câbles réseau ne nécessitent pas l’intervention d’un électricien qualifié et peuvent être installés n’importe où.
- Flexibilité: Sans être reliés à une prise électrique, les appareils tels que les caméras IP et les bornes wifi peuvent être placés là où ils sont le plus nécessaires ; et ainsi être facilement repositionnés le cas échéant.
- Sécurité: Cette technologie est intelligente et conçue pour protéger les équipements réseau contre les surcharges ou la sous-alimentation ; ainsi qu’une installation incorrecte.
- Fiabilité: L’alimentation POE provient d’une source centrale et universellement compatible ; plutôt que d’un ensemble d’adaptateurs muraux distribués.
- Évolutivité: Le fait que l’alimentation électrique soit disponible sur le réseau signifie que l’installation et la distribution des connexions réseau sont simples et évolutives.
Cette technologie permet de diminuer le nombre de fils nécessaires à l'installation du réseau. Résultat : des coûts moins élevés, des interruptions réduites, une maintenance facilitée et une plus grande souplesse d'installation qu'avec un câblage traditionnel.
L’idée maîtresse du PoE était d’éliminer la nécessité d’installer des prises de courant électrique. En particulier dans les endroits éloignés ou difficiles d’accès. Le Power over Ethernet a également promis de :
- Réduire les coûts de déploiement.
- Réduire le besoin d’adaptateurs d’alimentation.
- Simplifier l’installation en permettant aux clients d’utiliser un seul câble Cat5/5e/6 pour les données et l’alimentation électrique.
- Offrir aux clients une sauvegarde et une gestion centralisées de l’alimentation électrique.
- Permettre de réutiliser le cuivre des réseaux téléphoniques existants.
- Permettre le déplacement des appareils PoE sans que le réseau ne subisse de temps d’arrêt.
Normes PoE
Depuis 2003, les normes PoE (IEEE 802.3af) et PoE+ (IEEE 802.3at) sont utilisées pour alimenter et connecter des périphériques réseau nécessitant une tension jusqu'à 30 Watts. La norme IEEE 802.3af, ratifiée en 2003, a marqué la naissance officielle de la technologie Power over Ethernet. La norme 802.3af définit une puissance de sortie maximale de 15,4 Watts à partir de l'équipement de source d'alimentation (PSE), généralement un commutateur ou un injecteur PoE. Toutefois, en raison de la perte de puissance sur le câble, le dispositif alimenté (PD) ne reçoit qu'un maximum de 12,95 Watts.
Au fil du temps, les nouveaux appareils ont eu besoin de plus de puissance. C’est pourquoi une nouvelle norme, PoE+ (IEEE 802.3at), a été créée en 2009. Faisant passer la puissance maximale à 30 Watts avec 25,5 W pour atteindre les appareils.
Cependant, pour une alimentation PoE supérieure à 30 Watts, les fournisseurs ont développé leurs propres implémentations propriétaires et non interopérables (UPoE, 4PPoE, PoE++, UltraPoE, 4 Pair PoE, etc.), ce qui rend difficile le déploiement de solutions de produits multi-fournisseurs. Grâce à la ratification en 2018 de la norme IEEE 802.3bt High Power PoE (Hi-PoE), qui peut fournir jusqu'à 100 W par port, les fournisseurs de Hi-PoE sont désormais harmonisés et les problèmes de compatibilité entre leurs produits sont éliminés. La norme Hi-PoE est rétrocompatible avec les normes PoE et PoE+ existantes et contribuera à étendre l'adoption des produits PoE standard et à augmenter la demande de produits alimentés par PoE. Pour répondre à la demande en puissance du marché IoT en pleine croissance, la technologie PoE, avec l'introduction de la norme IEEE 802.3bt, peut désormais prendre en charge jusqu'à 100 W d'alimentation au niveau du Power Source Equipment (PSE).
Enfin, la dernière norme, 802.3bt, fait passer la puissance maximale du commutateur de source à 90W ; avec 71,3W disponibles pour les appareils.
Tableau récapitulatif des normes PoE
| Norme | Puissance maximale fournie par le PSE | Puissance maximale disponible au PD |
|---|---|---|
| IEEE 802.3af (PoE) | 15.4 W | 12.95 W |
| IEEE 802.3at (PoE+) | 30 W | 25.5 W |
| IEEE 802.3bt (PoE++) | 100 W | 71.3 W |
Appareils utilisant l’alimentation par Ethernet ou compatibles PoE
Les utilisations possibles de cette technologie sont nombreuses. Mais les trois principales sont les suivantes :
- Les téléphones VoIP: Grâce au Power over Ethernet, les téléphones ont une seule connexion à une prise murale et peuvent être éteints à distance ; comme avec les anciens systèmes analogiques.
- Les caméras IP: Le POE est désormais omniprésent sur les caméras de surveillance en réseau. Il permet un déploiement rapide et un repositionnement facile.
- Les réseaux sans fil: Les points d’accès Wifi et Bluetooth et les lecteurs RFID sont généralement compatibles PoE. Cela permet de les installer loin des prises de courant et les repositionner si besoin pour une meilleure couverture.
Aujourd'hui, de nombreux appareils peuvent bénéficier de la technologie PoE. Dans le secteur commercial, ces technologies améliorent non seulement l'efficacité opérationnelle mais aussi la sécurité.
PSEs et PDs - quelle est la différence?
Deux grandes catégories de périphériques peuvent être utilisés dans un environnement PoE ; les périphériques sources d'alimentation (PSE) et les périphériques alimentés (PD). Les périphériques source fournissent l'alimentation, tandis que les périphériques alimentés la reçoivent.
- Une source d'alimentation PoE Fournit une alimentation maximale de 15,4 watts à 48 V cc.
- Une source d'alimentation PoE+ Fournit une alimentation nominale de 30 watts à 48 V cc.
- Un PSE Hi-PoE fournit une alimentation de 100 Watts maximum. Un câble à quatre paires est requis par les normes IEEE. Le câble CAT5 comporte quatre paires torsadées, mais deux seulement sont utilisées pour les données.
Comment passer au PoE ?
L’ajout d’un point d’entrée à votre réseau est simple. Deux solutions s’offrent à vous : le commutateur ou l’injecteur.
- Le commutateur POE: Un commutateur POE est un switch réseau qui intègre l’injection de Power over Ethernet. Il suffit de connecter d’autres périphériques réseau au commutateur comme d’habitude. Ensuite, le commutateur détectera s’ils sont compatibles et activera automatiquement l’alimentation.
- L’injecteur POE: Il est également possible de transformer des appareils, comme les bornes Wifi, en POE en utilisant un injecteur de POE ou Midspan. Le Midspan fonctionne avec les appareils conformes à certaines normes PoE ; la norme ieee 802.3af et ieee 802.3at.
Un injecteur PoE est un petit boîtier qui permet d’ajouter une alimentation électrique à un câble Ethernet. Il est utile lorsque le switch réseau n’est pas PoE. Un switch PoE permet d’alimenter plusieurs appareils via un seul équipement réseau.
Le câblage PoE
Les câbles utilisés pour le PoE doivent avoir un indice de température supérieur à 60°C. Les températures nominales courantes pour les câbles sont 60°C, 75°C et 90°C. La température nominale d’un câble indique la température que le matériau d’isolation/de gainage peut supporter.
Le câble RJ45 CAT6A est considéré comme une technologie d’avenir qui peut répondre aux besoins des établissements de santé, des établissements d’enseignement, de l’armée et plus encore.
- Le fil de cuivre massif offre des performances supérieures à celles des autres solutions.
- Il est capable de transmettre 10 gigabits Ethernet sur une distance de 100 mètres.
- Offre une fréquence de bande passante de transmission de 500 MHz.
- Amélioration des caractéristiques de diaphonie étrangère grâce à l’isolation et à une torsion supplémentaire plus serrée.
- Le diamètre plus important (23AWG) permet de réduire la résistance, la température et le gaspillage d’énergie.
Le PoE est-il dangereux ?
La technologie Power over Ethernet conforme à la norme IEEE 802.3 af/at/bt est sûre. Les injecteurs et les commutateurs PoE n’endommageront aucun équipement ; même si celui-ci n’est pas conçu pour.
Avant que le PSE n’envoie de l’énergie à un PD connecté, le PSE lance une procédure de poignée de main qui établit la quantité d’énergie nécessaire au dispositif connecté. Cette procédure utilise une basse tension et est inoffensive pour tout appareil connecté ; qu’il soit ou non connecté au PoE. Ensuite, l’injecteur ou le commutateur commence à envoyer de la puissance, ce qui déclenche le démarrage du PD.
Si cette procédure n’est pas terminée pour une raison quelconque, le Power over Ethernet n’envoie jamais de puissance ; il n’y aura pas de court circuit.
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