Informations sur l’alimentation Power over Ethernet (PoE, PoE+ & Hi-Poe)
PSEs et PDs - quelle est la différence?
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). 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. Ces normes permettent aux organisations de déployer couramment des équipements dans des emplacements où il est difficile ou trop coûteux d'installer une alimentation CA distincte, comme les plafonds, les murs et les kiosques.
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. Les différences entre les normes IEEE PoE sont :
| Spécifications IEEE PoE pour Cat5e @100m | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Standard / Type | 802.3af Type 1 |
802.3at Type 2 |
802.3bt Type 3 |
802.3bt Type 4 |
||||
| Nom / Année | PoE / 2003 | PoE+ / 2009 | Hi-PoE / 2018 | Hi-PoE / 2018 | ||||
| Tension d'entrée PSE (Min) | 44V/50V | 50V | 52V | |||||
| Classe de PD Supportée | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Puissance de sortie PSE vers un PD à signature simple | 4W | 6.7W | 14W | 30W | 45W | 60W | 75W | 90W - 100W |
| Tension d'entrée pour un PD à signature simple (Min) | 3.84W | 6.49W | 13W | 25.5W | 40W | 51W | 62W | 71.3W |
| Puissance de sortie PSE vers un PD à signature double (par paire) | 4W | 6.7W | 14W | 30W | 45W | -- | -- | -- |
| Tension d'entrée pour un PD à signature double (paire / total) | 3.84W / 7.68W |
6.49W / 12.98W |
13W / 26W |
25.5W / 51W |
35.6W / 71.2W |
-- | -- | -- |
| Paires Ethernet | 2 Paires | 2 Paires ou 4 Paires |
4 Paires | |||||
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). Certaines applications de haute puissance susceptibles de tirer profit de la norme Hi-PoE sont :
- Infrastructures de villes et de bâtiments intelligents (ex: éclairages à LED)
- Systèmes de points de vente au détail, téléphones VoIP et affichage numérique
- Périphériques réseau de haute performance (ex: points d'accès sans fil (WAP) prenant en charge IEEE 802.11ac & 802.11ax, tourelles IP, téléviseurs et moniteurs)
- Caméras de sécurité haute définition panoramique-inclinaison-zoom, avec réchauffeurs pour les environnements difficiles
- Réseaux de soins de santé et industriels
- Vente au détail (ex: points de vente, distributeurs automatiques)
PoE, parfois appelé « alimentation en ligne », réduit de façon significative le nombre de fils à tirer pour installer un réseau. Ses autres avantages, incluent une plus grande souplesse de choix des sites d'installation, la réduction des périodes d'indisponibilité, sans oublier des coûts moindres de câblage et d'alimentation.
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. Cette caractéristique permet d'utiliser soit les paires de rechange, soit les paires de données pour transporter l'alimentation.
Comment fonctionne le PoE?
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. Les périphériques alimentés doivent également être compatibles PoE. De nombreux commutateurs compatibles PoE intègrent également des fonctions de gestion de l’alimentation, ce qui permet d’éteindre ou de redémarrer à froid à distance les matériels alimentés par PoE. Une solution idéale pour les applications d’administration à distance ou certains matériels informatiques comme des serveurs ou des routeurs doivent être redémarrés à froid afin d’être réparés.
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. Dans ce domaine, les administrateurs de réseau doivent se montrer prudents, car certains périphériques alimentés vendus comme compatibles avec les normes PoE IEEE sont limités dans la mesure où ils n’acceptent du courant de sources d’alimentation de type mid-span que via les paires inutilisées. Les injecteurs mid-span ne vérifient pas systématiquement si le périphérique cible doit être alimenté et risquent par conséquent d'endommager les périphériques ne nécessitant pas d'alimentation.
Afin de protéger les équipements source d'alimentation des pics de courant en entrée, qui arrivent parfois lors du démarrage, il est important que le matériel 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. Les matériels, ainsi protégés commencent par réclamer une tension limitée afin de protéger leur matériel fournisseur de courant (PSE), puis passent en alimentation pleine, jusqu’à un maximum de 100 watts.
PDs à signature simple et signature double
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. Aujourd’hui, le déploiement de dispositifs alimentés à signature double permet de délivrer 51 W aux dispositifs alimentés. Cependant, les déploiements les plus récents d’équipements alimentés ont tendance à utiliser des alimentés à signature simple afin de réaliser des économies sur le coût global du produit et de profiter d’une puissance plus élevée, à 71 W. Il est important de déterminer si l’équipement fournisseur de courant (PSE) supporte les signatures simples, les signatures doubles ou les deux lors de la planification d’un déploiement. Un équipement PSE supportant les deux options n’aura pas besoin d’être remplacé lors d’un futur remplacement des équipements alimentés.
Au-delà de 100 mètres
Pour les périphériques distants qui doivent recevoir de l'alimentation et des données, mais sont situés au-delà des 100 m de portée des liens en cuivre, les gestionnaires de réseau disposent de plusieurs options. Ils peuvent ajouter une armoire de données distante, utiliser des modules d'extension LAN qui convertissent les liens Ethernet en DSL, utiliser UTP sur des convertisseurs coaxiaux ou installer une solution sans fil. Ou encore, ils peuvent exploiter les avantages des câbles optiques pour étendre la portée du réseau.
La fibre étend la portée du réseau à 160 km par lien sans détérioration, contrairement aux liens en cuivre. Les modules d'extension LAN permettent d'étendre la portée du réseau à 10 km, mais tous les liens de plus de 100 m sont soumis à des ralentissements considérables. Ainsi, le débit de données nominal de 100 Mbits/s risque de se réduire à seulement 2,3 Mbits/s. De plus, la fibre offre aussi des avantages du point de vue de la sécurité. Elle ne génère pas d'émissions électro-magnétiques et est très difficile à pirater. Enfin, dans la mesure où elle n'est pas sujette aux interférences électriques, ou aux pertes de données dues aux conditions atmosphériques, la fibre est extrêmement fiable.
Le lien fibre peut partir d'une armoire de données située près d'une prise d'alimentation. Un convertisseur de médias PoE peut être alimenté par du courant AC ou DC. La source d'alimentation et le câble en fibre sont connectés sur le convertisseur de médias. Un lien cuivre (câble UTP ou STP) Ethernet de 100 m peut être utilisé pour atteindre le périphérique alimenté. Le convertisseur de médias PoE convertit les données de fibre à cuivre, apportant ainsi toute la puissance et les données nécessaires au périphérique alimenté.
Lorsque vous avez besoin d’étendre les services Ethernet au-delà des limites générales de la norme IEEE 802.3 (100m) et si le coût d’un câblage fibre est prohibitif, les extenseurs Ethernet sont la solution idéale. Les Extenseurs Ethernet étendent de manière transparente les connexions Ethernet 10/100/1000 sur les câblages cuivre. Utilisez une paire torsadée (CAT5/6/7 ), du coaxial ou tout câblage cuivre existant précédemment utilisés dans des circuits d’alarme, circuits E1/T1, RS-232, RS-422, RS-485, et des applications CCTV et CATV. Un Extenseur Ethernet PoE peut être utilise comme PD ou PSE.
En résumé, les avantages de la technologie PoE sont :
- Un seul jeu de câbles à relier au matériel Ethernet, ce qui simplifie l’installation et permet des gains d’espace.
- Pas de coûts supplémentaires à faire appel à un électricien, ni à attendre sa disponibilité - de quoi gagner du temps et de l’argent.
- Le matériel peut être facilement déplacé dès lors qu’il peut être relié à un câble LAN - l’assurance d’interruptions de service réduites au maximum.
- Plus sûr, puisqu’il n’y pas besoin de tirer des lignes électriques n’importe où.
- Un onduleur suffit à garantir l’alimentation des matériels même en cas de coupure générale.
- Les appareils peuvent être éteints ou redémarrés à froid à distance - plus besoin de reset ou d’interrupteur électrique.
