PoE est une nouvelle technologie qui utilise le câblage Ethernet pour fournir l'alimentation électrique des équipements. D'où son nom anglais : « Power over Ethernet ».

Standard de l'IEEE. approuvé le 12 juin 2003, PoE a pour principe de faire circuler le courant électrique dans un lien Ethernet. En assurant l'alimentation électrique, le transfert de la voix et des données sur un même câble Ethernet, la technologie Power over Ethernet proposée désormais sur de nombreux équipements, élimine les frais liés à l'installation de câbles et de prises électriques

Discrète, cette technologie va se développer en bouleversant les pratiques d'instal­lation. Un succès promis, qui s'explique par les atouts de la technologie.

Tout savoir sur le PoE | Dossier sur le PoE : Power Over Ethernet

PoE est une source d'économies qui simplifie considérablement le déploiement des réseaux en éliminant le besoin de prises distinctes pour l'alimentation électrique et les liens réseau. Ainsi le PoE permet des économies pouvant atteindre 50 % du coût de câblage des bureaux.

La technologie "Power over Ethernet (PoE)" est adoptée par tous les acteurs travaillant dans le domaine des réseaux et télécoms. Elle permet d'alimenter les équipements raccordés au réseau Ethernet comme les téléphones et caméras IP ou les points d'accès Wi-Fi.

Le PoE permet d'alimenter de façon pratique et peu coûteuse les équipements informatiques (pas besoin d'une alimentation électrique locale), mais également d'assurer de façon simple et centralisée la protection de l'alimentation ainsi que l'ensemble de l'installation réseau, à partir d'un local de câblage.

Couplés à un onduleur, les concentrateurs peuvent fournir une alimentation continue aux périphériques réseaux, entraînant des économies.

Quels sont les câblages utilisés en PoE ?

Le PoE permet de fournir une alimentation électrique en utilisant l'infra­structure de câblage existante catégorie Se ou 6.

La technologie « Power over Ethernet » permet ainsi de réduire le coût et le temps d'installation en s'affranchissant du besoin de deux câblages distincts : câbles et prises électriques d'une part, et câblage et prises réseau d'autre part.

Cette technologie permet également de se passer d'onduleurs dédiés pour les équipements réseau individuels. En effet, un seul onduleur central, situé près des équipements réseau et de la source « Power over Ethernet » assurera la double protection des switchs et des équipements connectés.

Principe d'alimentation

L'alimentation fournie sur l'infrastructure de réseau local est automatiquement activée lors du raccordement et de l'identification d'un terminal compatible.

Elle est coupée également de manière automatique lorsque les équipements raccordés ne sont pas compatibles, assurant ainsi la protection de ceux-ci, mais également celle de l'ensemble de l'infrastructure.

Cette caractéristique permet aux utilisateurs de pouvoir mélanger sur leur réseau, librement et en toute sécurité, des équipements plus anciens non pourvus de cette technologie et des équipements compatibles « Power over Ethernet ».

La Norme PoE

Le standard IEEE 802.3af prévoit l'injection de 15.4 Watts minimum (44V mini, 350 mR) par la source, compte tenu de l'affaiblissement le long du câble (d'une longueur maximale de 100 mètres), le PoE délivrera une tension de 48Volts DC, pour des produits consommant moins de 13 Watts de puissance.

Comment l’Ethernet achemine l’alimentation ?

Un lien Ethernet standard catégorie Se ou 6, comporte 4 paires de conducteurs torsadés. En Ethernet 10/100TX les paires libres sont utilisées pour véhiculer le courant alors que sur le Gigabit Ethernet le courant est véhiculé sur les paires transportant les données. D'où la nécessité de pouvoir utiliser 2 modes d'alimentation.

Deux possibilités d'alimentation POE sont possibles :

• Mode A : Utilisation des paires transportant les données.

  Les paires Ethernet sont couplées à chaque extrémité. Il devient dès lors possible d'appliquer une tension au milieu du transformateur d'isolement et d'y faire circuler un courant continu, sans perturber la transmission de données.

• Mode B : Utilisation des paires libres.

  Ethernet 10 et l00Base-T utilisent deux paires, correspondant aux contacts 1,2 et 3,6. Les paires 4/5 et 7/8 sont donc inutilisées. On utilisera la paire 4/5 dont les conducteurs sont raccordés ensemble pour fournir le pôle posi­tif, et la paire 7/8 pour fournir le pôle négatif de l'alimentation. (La polarité inverse peut également être mise en place).

La norme 802.3af n'autorise pas l'utilisation de 2 types d'alimentation simultanément. Le midspan ou l'équipement à raccorder doit néanmoins pourvoir utiliser les 2 options proposées.

Mid Span et End Span

• Midspan : Utilisation des paires libres et d'une source intermédiaire.

  Dans cette configuration, on installe un panneau similaire à un panneau de brassage, mais intégrant une source d'alimentation, entre un commutateur Ethernet «standard» et les terminaux à alimenter : caméra IP. téléphone IP etc.

  Généralement, le midspan comporte 24 ou 48 ports RJ45 en entrée pour les données, et autant de ports RJ45 en sortie pour les données et l'alimentation des équipements.

  L'alimentation est véhiculée sur les paires libres du câble catégorie 5e ou 6, tandis que les données sont transmises sur les deux autres paires.

  Cette solution permet de mettre à jour son réseau sans devoir changer ses commutateurs en exploitation, pour les remplacer par de nouveaux commutateurs PoE à la norme 802.3af.

• End-span ou Switch P□E : À la différence du Midspan, le commutateur ou switch Ethernet intègre directement la technologie Power over Ethernet. Le PoE intégré au commutateur alimente directement les équipements sans qu'il soit nécessaire de passer par un injecteur intermédiaire de type midspan.

Splitter et Injecteur

Les splitters et les injecteurs POE sont des dispositifs simples et efficaces pour une mise en place rapide du Power over Ethernet à petite échelle.

L'injecteur permet de transmettre les données et l'alimentation simultané­ment sur le câblage réseau, en utilisant les paires 4/5 et 7/8. Il comprend deux ports RJ-45 :

• Un port RJ45 pour l’entrée des données
• Un port RJ45 en sortie, véhiculant données et l’alimentation électrique 48VDC / 350mA conforme à la norme 802.3af.

Le splitter permet de raccorder des équipements non pourvus de la technologie PoE. Le splitter sépare les données provenant du réseau et adapte l'alimentation pour l'équipement cible :

• Un port RJ45 pour les données et alimentation fournie par l'injecteur.
• Un autre port RJ45 en sortie pour les données doublé d'une alimentation à brancher sur l'équipement cible.

Il existe différents modèles de splitters délivrant des tensions différentes SV, 7.SV, 9V ou 12V.

Principaux avantages de la technologie PoE

• Economie :

PoE réduit le nombre de prises électriques nécessaires à proximité d'un poste de travail. Le PoE permet ainsi d'économiser du temps et de l'argent en évitant la contrainte de l'installation systématique d'infrastructures électriques à proximité des équipements Ethernet à connecter.

En permettant l'arrêt de l'alimentation des équipements à distance, PoE facilite les économies d'énergie et permet de sécuriser un réseau en coupant l'alimentation des points d'accès en dehors des heures de travail..

•  Mobilité :

Les appareils réseau peuvent être déplacés facilement sans avoir besoin de planifier une intervention pour l'installation d'une prise électrique fournissant une tension de 220V­à proximité. Dorénavant, là où l'on trouve une prise Ethernet, des équipements Ethernet peuvent être raccordés.

•  Déploiement accéléré :

La technologie PoE accélère le déploiement de points d'accès sans fil sur le réseau.

A titre d'exemple, l'alimentation en 220V d'un point d'accès WI-FI est rarement disponible au-plafond. Mais en connectant le produit WI-FI par un lien Ethernet PoE cela devient possible.

•  Sécurité :

Il n'est plus nécessaire d'équiper les postes de travail en 220V, là où l'alimentation en LIBV / 13watts du PoE suffit.

• Simplicité :

Facilité de connexion des équipements, installation facilitée à des endroits où les prises électriques ne sont pas toujours disponibles : plafonds, certaines zones d'entrepôts...

•  Fiabilité :

Pas besoin de connecter un onduleur à chaque produit actif raccordé en PoE. Un onduleur derrière le end span ou le mid span permettra de protéger contre les coupures électriques l'ensemble des équipements raccordés. Ainsi, dans le cas d'une installation de téléphonie sur IP alimentée par PoE un onduleur unique permet de mettre tous les postes à l'abri des coupures secteur.

•  Facilité d’administration du réseau :

Dans certains cas les solutions mid-span ou end-span offrent des fonctions avancées, notamment le management et la possibilité de redémarrer des équipements à distance.

PoE supporte des connexions Ethernet 10/100-BaseT mais également 1 000-BaseT.

Fonctionne sur les câblages Cats, Cat5e, Cat6,... existants.

•  Protection :

Arrêt rapide de l'alimentation d'un appareil Informatique quand Il n'est pas utilisé, pour assurer une meilleure sécurité.

Power Over Ethernet Plus

À peine le standard IEEE 802.3af publié, les voix se sont fait entendre pour réclamer plus de puissance.

Certaines caméras IP ou des points d'accès WiFi consomment 20 Watts.

Des versions prévues pour un usage en extérieur nécessitent jusqu'à 30 Watts, et certains PC portables ou équipements réseau pourraient avoir besoin de 60 Watts.

Le niveau actuel est très conservateur et suppose une charge permanente, alors que certains équipements, comme les caméras IP par exemple, ne nécessitent pas une pleine puissance en continu.

Pour répondre aux besoins de puissance plus élevés que ceux initialement prévus dans la norme, le groupe de travail de l'IEEE802.3 a approuvé en Novembre 2004 la création du Groupe d'Étude sur le "Power over Ethernet Plus".

Ce groupe d'étude s'est défini 14 objectifs spécifiques dont :

• Améliorer le standard 802.3af et garantir une compatibilité ascendante et descendante,
• S'assurer que l'introduction des équipements PoE Plus ne crée pas de dommages sur les produits équipés en PoE standard, tout en leur garantissant une parfaite adéquation,
• PoE plus fournira la puissance maximum "pratiquement" admissible par une infrastructure de câblage réseau,
• Au moment de la réalisation de ce cahier technique, le groupe d'étude PoE plus n'a pas abouti à un consensus sur la puissance maxi pratiquement admissible. Il y a des contraintes liées à la température de surface des câbles Cat 5, 5e et 6 qui s'avèrent critiques. Notamment lorsqu'un grand nombre de câbles sont disposés côte à côte dans une armoire ou dans un chemin de câbles,
• Le PoE Plus devra être également compatible avec les équipements conformes à la norme 802.3af. Ce qui nécessitera une tension supé­rieure limitée à 56 ou 57V pour éviter d'endommager les produits de la première génération,
• Le consensus actuel semble s'établir autour d'une puissance comprise entre 30 et S0W par port. ce qui permettra à de nouveaux types d'équipements de profiter du PoE Plus.

Une technologie d’avenir

En plus des applications classiques que nous connaissons tous, comme les téléphones IP, les caméras IP, ou encore les produits Wi-Fi à la norme IEEE802.3af, de plus en plus d'appareils de sécurité (réseau, appareils de contrôle d'accès, etc.) sont également développés au standard IP de façon à pouvoir être connectés aisément et contrôlés sur le réseau de l'entreprise. De tels appareils basse tension pourront être alimentés par le biais de la technologie Power over Ethernet au moyen d'un câble multipaires Ethernet.

Grâce aux nouveaux standards pour Bâtiments Intelligents (Building Automation Cabling Standard for Commercial Buildings ou BAS) en cours de développement par l'EIA/TIA, les systèmes de câblage seront de plus en plus utilisés pour des fonctions liées à la gestion du bâtiment : contrôle d'accès, systèmes d'alarme, régulation de température, gestion de l'éclai­rage, etc.

De nouvelles générations d'équipements tirant profit des caractéristiques de PoE viendront ainsi s'ajouter aux équipements réseau existants.

Les autres utilisations possibles du PoE :

• Terminaux de paiement
• Alimentation de panneaux signalétiques
• Juke-box, chaînes hi-fi
• Contrôle d'accès automatique dans les bâtiments
• Chargeur de batterie pour portables et téléphone mobile
• PC directement alimentés par le câblage du réseau Ethernet
• Equipements réseaux industriels
• Et plus généralement tout équipement nécessitant une alimentation sur batterie ou électrique inférieure à 30 Watts.