Le Commutateur PoE IDS-108HP de Perle Systems au banc d’essai

Perle Systems propose dans son portefeuille le modèle IDS-108HP, un commutateur PoE qui offre une puissance PoE fournissant jusqu’à 90 watts par port. Nous avons soigneusement étudié ce commutateur compact dans le cadre d’un test détaillé. Publié à l’origine par iX.

Par Hubert Sieverding

L’alimentation électrique par câble Ethernet (PoE, Power over Ethernet) est utile lorsque vous devez installer un capteur ou un point d’accès WLAN à un endroit qui ne dispose pas de prise électrique. Grâce à la PoE, l’alimentation électrique est assurée par le câble Ethernet (voir illustration).

Les paires de fils disponibles du câble Ethernet sont utilisées pour l’alimentation électrique. Les câbles de transmission des signaux des connecteurs Gigabit peuvent également être sollicités. Dans ce cas, la tension continue sera couplée et découplée. La tension d’alimentation type est de 48 volts. Selon les spécifications, il est possible d’alimenter les appareils dans une plage comprise entre 13 watts à peine et, depuis peu, jusqu’à 100 watts (compatible IEEE 802.3bt-2018, classe 8+).

Dans la mesure où les équipements source de PoE ne sont pas en mesure de déterminer si le terminal est compatible avec le PoE, une simple sollicitation peut s’avérer destructrice. C’est la raison pour laquelle le démarrage se fait en plusieurs étapes. Lors de la détection, le système vérifie si le terminal présente une résistance comprise entre 19 et 26 kiloohms. L’étape suivante consiste à augmenter la tension jusqu’à ce que le mode d’alimentation de 48 volts type soit finalement atteint.

Pour l’alimentation d’équipements non-PoE compatibles, des splitters PoE, c’est-à-dire des dispositifs qui « réunissent » le signal Ethernet avec une tension continue de 48 volts, sont utilisés. Cette solution présente un inconvénient car un splitter est nécessaire pour chacun des câbles de transmission des signaux. Si plusieurs appareils PoE doivent être alimentés, vous devez disposer d’un commutateur PoE. Nous avons testé le modèle IDS-108HP de Perle, le modèle de base de la série IDS-100HP.

Le boîtier compact (L 44 × H 145 × P 122 mm) dispose d’une borne de connexion pour rail DIN à l’arrière, de ports Ethernet, d’un connecteur pour le raccordement électrique, d’indicateurs d’état à l’avant et d’une série de commutateurs DIP sur le dessus. L’appareil est livré dans un simple carton, sans instructions d’installation jointes et sans bloc d’alimentation. Cela présente un avantage pour les clients qui souhaitent installer plusieurs commutateurs, les autres devront trouver les instructions sur Internet.

Les nouveaux clients doivent se procurer un bloc d’alimentation adapté après avoir étudié le guide d’installation. Dans la boutique du fournisseur, on ne trouve un modèle adéquat qu’après une recherche fastidieuse à travers de nombreux tableaux. Il est recommandé de se procurer simultanément deux blocs d’alimentation, car le commutateur dispose de deux connexions redondantes. Les câbles sont enfichés et non vissés. Si l’alimentation électrique bénéficie uniquement d’une simple protection, une LED d’état rouge vous alerte. En outre, le commutateur dispose d’un commutateur de relais qui ouvre ou ferme un contact d’alarme à chaque fois que les deux blocs d’alimentation ne fournissent pas d’énergie. Le modèle testé est utilisable en intérieur, dans un environnement sec, à des températures comprises entre -40 °C et 70 °C.

Le commutateur Perle détecte automatiquement les dispositifs PoE et les signale par une LED distincte sur chaque port. Dans notre environnement de test, nous avons couplé les ports Gigabit d’un serveur Dell (sans PoE) à trois ordinateurs monocartes (SBC, Single-Board-Computer) : deux Raspberry Pi et un StarFive VisionFive 2 avec RISC-V. Ce dernier possède deux interfaces Gigabit, dont l’une est compatible avec le PoE. En principe, les ordinateurs Raspberry tout comme le VisionFive sont des appareils idéaux pour le PoE, car leur consommation électrique est limitée. Ils ne sont toutefois pas compatibles avec la PoE en soi, mais nécessitent une platine PoE-HAT supplémentaire. Le Raspberry Pi 3B+ est doté de quatre broches de connexion supplémentaires, qui sont disponibles à côté de la barrette de raccordement GPIO.

La platine PoE-HAT reçoit 48 volts d’alimentation PoE et les transmet sous forme de 5 volts à la platine principale. L’ordinateur chinois RISC-V dispose d’un connecteur pour le raccordement électrique compatible avec le Raspberry et peut donc être utilisé avec l’extension Raspberry.

Le modèle Raspberry Pi 3B que nous avons utilisé n’était malheureusement pas adapté pour le PoE et a donc été alimenté par le biais d’un splitter. Ceux-ci sont disponibles sur Internet pour quelques euros et transmettent les signaux via un port RJ45 et l’électricité via un port Micro-USB ou USB-C. Du point de vue du commutateur PoE, il n’y a pas de différence entre les deux solutions. Le bloc d’alimentation pour rail DIN MDR-60-48 que nous avons utilisé est capable de fournir un maximum de 60 watts et est par conséquent parfaitement adapté aux terminaux PoE utilisés.

Débit

Le débit du commutateur mesuré à l’aide du logiciel iperf3 (Raspberry Pi 4 vers Dell) est d’environ 940 Mbps, indépendamment d’une charge PoE, ce qui correspond précisément à la performance du modèle TL-SG116 de TP-Link utilisé à titre de comparaison, un commutateur avec 16 ports Gigabit qui n’offre pas de prise en charge PoE. Des différences apparaissent au niveau de la consommation en électricité. Le commutateur Perle consomme 5,6 watts à vide et 6,5 watts en moyenne dans le cadre de la charge d’une connexion iperf3. Dans cette discipline, le commutateur de TP-Link offre de bien meilleures performances avec 2,95 et 3,65 watts. Toutes les mesures sont « brutes », elles incluent le bloc d’alimentation, ce qui, outre l’alimentation de 48 volts, pourrait être à l’origine de la consommation électrique presque deux fois plus élevée du commutateur PoE de Perle. Si le Raspberry Pi 4 est alimenté par le commutateur Perle, la consommation augmente à 11,5 watts en moyenne pour le trafic réseau pur avec iperf3. Si l’on connecte le Pi 4 via un bloc d’alimentation séparé (chargeur USB), le commutateur et le Raspberry ont besoin d’à peine 10 watts, soit une consommation nettement moindre (voir le tableau « Consommation électrique sbc-bench »).

Consommation Electrique – SBC Bench

Mesure	Maximum (Watts)	Moyenne (Watts)
Raspi 4 with PoE on Perle Switch	13.13	11.02
Raspi 4 with own power supply on Perle Switch	11.62	9.37

La différence se fait au détriment de la platine PoE-HAT et s’accroît encore nettement si un très long câble Ethernet est installé, ce qui entraîne des pertes correspondantes en raison de la faible section du câble. Cette différence se constate également lorsque l’on exécute le sbc-bench, qui sollicite énormément les processeurs (CPU) : il utilise pleinement les noyaux pendant une période prolongée, mais n’utilise aucun réseau. Ici, le commutateur PoE de Perle et le Raspberry Pi 4 alimenté par PoE ont besoin, ensemble, d’un maximum de 13 watts. Si l’on utilise un bloc d’alimentation USB externe pour le Raspi 4, la consommation électrique des deux appareils est de 11,6 watts (voir le tableau « Consommation électrique iperf3-Benchmark »). Dans la mesure où les terminaux PoE types fonctionnent généralement en continu, la surconsommation due à la PoE s’accumule rapidement si le nombre d’appareils est important.

Consommation Electrique - iPerf3 Benchmark

Référence	De... Vers...	Mesure	Maximum (Watts)	Moyenne (Watts)
Idle	--	Perle Switch	--	5.60
Idle	--	TP-Link Switch	--	2.95
IPerf3	Raspi 4 PoE – Dell Server	Perle Switch	11.95	11.58
IPerf3	Raspi 4 – Dell Server	Perle Switch, Raspi 4 with own power supply	10.14	9.96
IPerf3	Raspi 4 – Dell Server	Perle Switch	6.68	6.54
IPerf3	Raspi 4 – Dell Server	TP-Link Switch	3.72	3.65

Le commutateur PoE de Perle est conçu pour un fonctionnement continu et sûr. Non seulement l’alimentation électrique redondante est irréprochable, mais la gestion des alarmes par relais en cas de défaillance de la redondance constitue une solution simple. Pour cela, deux connexions sont disponibles sur le connecteur pour le raccordement de l’alimentation électrique, au choix à ouverture et à fermeture. Pour les terminaux PoE qui envoient régulièrement des signaux via la connexion Ethernet (par exemple des capteurs ou des caméras de surveillance), Perle propose une fonction de surveillance (Watchdog) intégrée. Le commutateur DIP sur le dessus permet de sélectionner les ports à surveiller.

Si aucun trafic réseau n’a lieu sur un port dans un délai de 30 secondes, le commutateur interrompt brièvement l’alimentation PoE, ce qui permet au terminal de redémarrer. Afin de garantir un démarrage approprié du système d’exploitation, le premier contrôle a lieu après un délai de 5 ou de 10 minutes ou de 5 minutes selon la configuration des interrupteurs DIP. Le redémarrage dans le cadre de la surveillance sur 30 secondes se fait par port. Il est important de redémarrer le commutateur si la configuration de l’interrupteur DIP a changé.

Pour les ordinateurs monocarte à l’instar du Raspberry Pi, cette commande est idéale, car un redémarrage du matériel ne peut se faire qu’en coupant l’alimentation électrique. Au premier abord, le mécanisme semble un peu « simpliste ». L’alternative, à savoir le contrôle à distance de l’alimentation PoE, impose toutefois un commutateur managé et du matériel de surveillance supplémentaire.

Dans notre test, nous avons vérifié le principe de fonctionnement avec une connexion WLAN supplémentaire au terminal. Tant que des données circulent via le câble Ethernet, le commutateur se redéclenche. Si aucune donnée ne circule, le système redémarre de manière cyclique au bout de dix minutes et demie au maximum. Il est donc recommandé de faire surveiller uniquement les appareils PoE qui envoient régulièrement des données, les capteurs ou les caméras par exemple.

Conclusion

Avec le modèle IDS-108HP, Perle Systems propose un commutateur PoE pour une installation robuste et fiable. En fonction des blocs d’alimentation utilisés et en raison de son alimentation en 48 volts, la consommation d’énergie est toutefois nettement plus élevée que celle de commutateurs (non PoE) comparables.

Données et prix

IDS-108HP de Perle : commutateur PoE compact à 8 ports avec boîtier métallique certifié IP30 ou IP40 sans ventilateur

Équipements : 8 ports 10/100/1000BASE-TX, PoE Watchdog, fixation pour rail DIN standard de 35 mm conforme à la norme DIN EN 60175

Puissance PoE: 90 watts par port, puissance totale de 270 watts

Alimentation électrique: double alimentation électrique via un bloc d’alimentation externe

URL: https://www.perlesystems.fr/products/switches/ids-108hp-8-port-unmanaged-industrial-poe-switch.shtml

Prix : IDS-108HP (IP30, -10 °C – 60 °C) : 526 € ; IDS-108HP-XT (IP40, -40 °C – 75 °C) : 568 €

ÉVALUATION

Alimentation électrique redondante avec des câbles enfichés

Jusqu’à 90 watts de puissance PoE par port avec une puissance totale de 270 watts

Circuit Watchdog commutable pour chaque port

Pas de manuel d’installation, ni de bloc d’alimentation fournis

Consommation électrique plus élevée par rapport aux autres commutateurs

Interrupteur DIP Watchdog accessible uniquement par le haut ; problématique en cas d’installation dans une armoire électrique

HUBERT SIEVERDING

travaille comme rédacteur indépendant après avoir opéré de nombreuses années dans le secteur automobile.

*Un PoE HAT (“hardware attached on top”) est un accessoire du Raspberry Pi.