Partie 2 – Démystifier la POE
Mythes et idées fausses
La POE est une technologie récemment développée, et de nombreuses personnes hésitent à l’adopter en raison de la masse d’informations contradictoires ou obsolètes disponibles sur le sujet. Voici les idées fausses les plus courantes :
POE a des problèmes de compatibilité. Pas du tout. Il est vrai qu’aux premiers jours de la POE, de nombreux schémas maison et propriétaires étaient employés pour obtenir de l’énergie sur les câbles réseau. Cependant, la norme IEEE 802.3af a été universellement adoptée à mesure que la popularité de la POE s’est répandue, ce qui signifie que la compatibilité entre tous les équipements POE modernes est assurée.
La POE nécessite des connaissances en électricité. Là encore, les premières mises en œuvre ad hoc ont pu nécessiter une conception minutieuse, mais la norme POE IEEE 802.3af est conçue pour assurer un fonctionnement fiable dans n’importe quelle configuration qui serait possible avec un Ethernet ordinaire. Tout ce que l’utilisateur doit faire, c’est câbler le réseau comme d’habitude, et l’équipement se chargera de l’alimentation électrique.
Le POE nécessite un câblage spécial. Pas du tout, le même câblage – Cat 5e, Cat 6, etc – et les mêmes connecteurs de type « RJ45 » sont utilisés pour les réseaux locaux ordinaires et ceux équipés de PoE.
L’alimentation est forcée dans les appareils. Cette idée fausse est étonnamment courante, cependant il est important de se rappeler que les puissances nominales indiquées par les fabricants sont des limites supérieures et ne sont pas fixes. Le fait de brancher une caméra de 5 watts sur un injecteur de 15 watts n’entraîne pas la perte de 10 watts de puissance quelque part ; la caméra va simplement consommer autant de puissance électrique qu’elle en a besoin.
PoE haute puissance
La norme 802.3af POE convient aux appareils réseau qui nécessitent jusqu’à environ 13 watts de puissance électrique, mais de nombreux appareils sur les marchés qui ont adopté le POE nécessitent juste ce petit peu plus. Il est certainement possible pour le câble réseau et les connecteurs de gérer plus de puissance, mais les systèmes POE haute puissance ont été propriétaires et pas toujours rétrocompatibles avec le POE 802.3af ordinaire.
Pour cette raison, une nouvelle norme a été introduite par l’IEEE pour augmenter la puissance disponible : 802.3at, ou POE Plus. POE Plus présente les caractéristiques suivantes :
Augmentation de la puissance électrique – POE Plus double presque la quantité de puissance électrique disponible pour les appareils alimentés, jusqu’à 25,5 watts.
Compatible avec le POE 802.3af – Les commutateurs et injecteurs POE Plus reconnaîtront les appareils alimentés par la norme 802.3af et leur permettront de bénéficier du POE comme d’habitude. Les appareils alimentés par POE Plus peuvent également être connectés à des commutateurs ou des injecteurs POE 802.3af, et sont censés limiter la quantité d’énergie qu’ils utilisent en conséquence.
Budgétisation intelligente de l’énergie – 802.3at inclut la possibilité pour les sources d’énergie et les appareils alimentés de communiquer entre eux pour négocier une allocation d’énergie électrique.
POE Plus signifie qu’une gamme plus complète d’équipements réseau peut désormais être alimentée par POE, notamment les caméras IP avec chauffage/soufflerie et les points d’accès sans fil multicanaux.
Notez que la norme 802.3at existe aux côtés de la norme 802.3af ; elle ne la remplace pas. La norme 802.3af sera toujours employée par la majorité des appareils d’alimentation par Ethernet dans un avenir prévisible.
Comment fonctionne le POE ?
Les câbles réseau, tels que Cat 5e et Cat 6, comprennent huit fils disposés en quatre paires torsadées. Dans l’Ethernet 10 et 100BASE-T, deux de ces paires sont utilisées pour l’envoi d’informations, elles sont appelées paires de données. Les deux autres paires ne sont pas utilisées et sont appelées les paires de réserve (Gigabit Ethernet utilise les quatre paires).
Parce que les courants électriques circulent en boucle, deux conducteurs sont nécessaires pour délivrer de l’énergie sur un câble. Le POE traite chaque paire comme un seul conducteur, et peut utiliser soit les deux paires de données, soit les deux paires de réserve pour transporter le courant électrique.
L’alimentation par Ethernet est injectée sur le câble à une tension comprise entre 44 et 57 volts CC, et on utilise généralement 48 volts. Cette tension relativement élevée permet un transfert efficace du courant le long du câble, tout en étant suffisamment faible pour être considérée comme sûre.
Cette tension est sans danger pour les utilisateurs, mais elle peut tout de même endommager les équipements qui n’ont pas été conçus pour recevoir le POE. Par conséquent, avant qu’un commutateur ou un injecteur POE (appelé PSE, pour power sourcing equipment) puisse permettre l’alimentation d’une caméra IP connectée ou d’un autre équipement (appelé PD, pour powered device), il doit effectuer un processus de détection de signature.
La détection de signature utilise une tension plus faible pour détecter une signature caractéristique des PD compatibles IEEE (une résistance de 25kOhm). Une fois cette signature détectée, le PSE sait que des tensions plus élevées peuvent être appliquées en toute sécurité.
La classification suit l’étape de détection de signature, et est un processus facultatif. Si un DP affiche une signature de classification, il permet à l’ESP de connaître la puissance dont il a besoin pour fonctionner, selon l’une des trois classes de puissance. Cela signifie que les PSE ayant un budget de puissance totale limité peuvent l’allouer efficacement. Les classes de puissance des POE sont les suivantes :
| Classe de puissance POE | 1 | 2 | 3 | PSE Puissance disponible | 4.0W | 7,0W | 15.4W |
| Puissance maximale du dispositif | 3,84W | 6,49W | 12.95W |
Les différences entre la puissance délivrée par le PSE et la puissance reçue par le PD tiennent compte de la puissance qui se perd sous forme de chaleur dans le câble. Si un PD n’affiche pas de signature, il est de classe 0 et doit se voir attribuer le maximum de 12,95 watts.
Les équipements POE Plus ont une classe de puissance de 4. Si une source POE ordinaire 802.3af détecte cette classe, elle activera simplement l’alimentation comme s’il s’agissait d’un dispositif de classe 0. Cependant, un PSE 802.3at ne reconnaîtra pas seulement le PD comme un dispositif POE Plus, il répétera également l’étape de classification, comme un signal au PD qui est connecté à une source d’alimentation avec une pleine puissance POE Plus disponible. (En théorie, le PD devrait également être en mesure de demander la puissance supplémentaire en communiquant à travers la liaison réseau). Les PSE POE Plus peuvent fournir jusqu’à 30 watts et la puissance disponible des dispositifs est de 25,5 watts.
La dernière étape après la détection et la classification d’un dispositif nouvellement connecté consiste à activer l’alimentation : l’alimentation 48V est connectée au câble par le PSE afin que le PD puisse fonctionner. Une fois l’alimentation activée, le PSE continue de surveiller la quantité de courant électrique qu’il fournit au PD, et coupe l’alimentation du câble si la consommation est trop ou pas assez importante. Cela protège le PSE contre la surcharge, et garantit que le POE est déconnecté du câble si le PD est débranché.
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Pour une introduction au POE et à ses applications et avantages, voir la première partie de cet article : La POE expliquée, première partie
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