Définition du PoE - Power over Ethernet.
PoE est l'abréviation de Power over Ethernet. En anglais, cela signifie "Alimentation par Ethernet".
Cette norme PoE, qui existe depuis 2003, a considérablement changé la donne. Le Power over Ethernet (PoE) est une technologie innovante permettant de transmettre à la fois des données et de l’alimentation électrique via un seul câble Ethernet (RJ45).
Cette solution est idéale pour simplifier l’installation de périphériques connectés tels que les caméras IP, points d’accès Wi-Fi, téléphones VoIP, Panel PC industriel, etc.En éliminant le besoin de câbles d’alimentation séparés, le PoE permet de réduire les coûts, d’optimiser l’espace et d’améliorer la flexibilité du réseau.
Comment fonctionne le PoE ?
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. Un injecteur PoE, un commutateur PoE (switch) ou un midspan envoie l’électricité, tandis que le périphérique compatible, appelé PD (Powered Device), reçoit et utilise cette alimentation.
La norme Ethernet garantit la sécurité : si le périphérique n’est pas compatible PoE, aucune alimentation n’est transmise.
Quels sont les différents types de PoE ?
PoE en tant que norme IEEE 802.3af
La norme IEEE 802.3af, ratifiée en 2003, a marqué la naissance officielle de la technologie Power over Ethernet. Cette norme PoE originale a jeté les bases de l'alimentation des périphériques réseau par les câbles Ethernet, révolutionnant ainsi la conception et le déploiement de l'infrastructure réseau.
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. La norme fonctionne à une tension nominale de 48VDC, avec une plage de 44V à 57VDC.
La classification de la puissance est une caractéristique clé de la norme 802.3af, qui permet aux PD de communiquer leurs besoins en puissance à l'ESP. La norme définit quatre classes de puissance :
- Classe 0 : classe par défaut, 0,44 à 12,95 W
- Classe 1 : 0,44 à 3,84 W
- Classe 2 : 3,84 à 6,49 W
- Classe 3 : 6,49 à 12,95 W
Ce système de classification permet une allocation et une gestion efficaces de la puissance au sein du réseau PoE.
Les appareils et applications courants qui conviennent au PoE 802.3af sont les suivants :
- Téléphones IP
- Points d'accès sans fil (modèles de base)
- Caméras réseau (modèles à faible consommation)
- Systèmes de contrôle d'accès
- Petits écrans LCD
- Appareils VoIP
- Capteurs et actionneurs IoT de base
Bien que la puissance de sortie de la norme 802.3af puisse sembler modeste par rapport aux normes actuelles, elle était suffisante pour alimenter un large éventail de périphériques réseau à l'époque de son introduction. Cette norme a ouvert la voie à des implémentations PoE plus avancées et a déclenché l'adoption généralisée de la technologie PoE dans divers secteurs.
PoE+ en tant que norme IEEE 802.3at
PoE+ a introduit un nouveau système de classification de la puissance pour compléter les capacités de puissance accrues. En plus des quatre classes de la norme originale, PoE+ a ajouté la classe 4 :
- Classe 0 : 0,44 à 12,95 W (par défaut)
- Classe 1 : 0,44 à 3,84 W
- Classe 2 : 3,84 à 6,49 W
- Classe 3 : 6,49 à 12,95 W
- Classe 4 : 12,95 à 25,5 W (nouveau dans PoE+)
Ce système de classification élargi permet une allocation de puissance plus granulaire (autement dit plus précise), ce qui permet une utilisation plus efficace des budgets de puissance disponibles dans les commutateurs PoE+.
L'augmentation de la puissance fournie par le PoE+ a eu des répercussions sur les besoins en câbles et la dissipation de la chaleur. Bien que le PoE+ puisse encore fonctionner sur un câblage de catégorie 5, il est recommandé d'utiliser la catégorie 5e ou une catégorie supérieure pour obtenir des performances optimales et minimiser les pertes de puissance. Les niveaux de courant plus élevés du PoE+ peuvent générer plus de chaleur dans le câblage, en particulier lorsque plusieurs appareils de forte puissance sont connectés à un commutateur. Il est donc nécessaire d'améliorer la gestion thermique de l'infrastructure de câblage et de l'équipement PoE+.
Pour atténuer les problèmes potentiels liés à l'accumulation de chaleur, le PoE+ a introduit des fonctions de gestion de l'énergie plus sophistiquées. Celles-ci comprennent :
- L'allocation dynamique de la puissance : Les dispositifs PoE+ peuvent négocier les niveaux de puissance en temps réel, ce qui permet une utilisation plus efficace de la puissance disponible.
- Le rationnement de la puissance : En cas de contraintes budgétaires, les commutateurs PoE+ peuvent donner la priorité à l'alimentation des appareils critiques.
- Protection améliorée contre les surcharges et les courts-circuits : Des fonctions de sécurité améliorées pour éviter d'endommager les appareils et l'infrastructure.
Les améliorations apportées par le PoE+ ont considérablement élargi la gamme des dispositifs pouvant être alimentés uniquement par le biais du câblage Ethernet. Il s'agit notamment des :
- Points d'accès sans fil haute performance,
- Caméras de sécurité à zoom panoramique,
- Téléphones vidéo à grand écran
- Certains ordinateurs clients légers.
L'augmentation de la puissance fournie et l'amélioration des fonctions de gestion du PoE+ en ont fait une technologie de base de l'infrastructure réseau moderne, permettant des déploiements plus souples et plus rentables dans divers secteurs d'activité.
PoE++ en tant que norme IEEE 802.3bt
La norme IEEE 802.3bt, communément appelée PoE++ ou PoE à 4 paires, représente un bond en avant significatif dans la technologie de l'alimentation par Ethernet. Ratifiée en septembre 2018, cette dernière norme PoE introduit des fonctionnalités révolutionnaires qui augmentent considérablement les capacités de fourniture d'énergie, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour les appareils alimentés et les applications réseau.
PoE++ introduit deux nouvelles classifications de puissance : Type 3 et Type 4. Ces classifications élargissent considérablement les capacités de fourniture d'énergie du PoE :
Type 3 (PoE++) :
- Fournit jusqu'à 60W à l'équipement de source d'alimentation (PSE)
- Fournit jusqu'à 51W à l'appareil alimenté (PD)
- Utilise les quatre paires du câble Ethernet pour la transmission de l'énergie.
Type 4 (PoE++ plus puissant) :
- Fournit jusqu'à 100 W au PSE
- Fournit jusqu'à 71,3 W au PD
- Utilise également les quatre paires pour la transmission de l'énergie
Cette augmentation substantielle de la puissance fournie a des implications considérables pour l'infrastructure du réseau et la conception des appareils. PoE++ permet d'alimenter des dispositifs qui étaient auparavant hors de portée de la technologie PoE, tels que :
- les points d'accès sans fil haute puissance prenant en charge des fonctions avancées telles que le Wi-Fi 6E (voir notre guide sur le WiFi 6),
- Les caméras panoramiques à inclinaison et zoom avec plusieurs moteurs et chauffages intégrés pour une utilisation en extérieur,
- Les clients légers et même certains ordinateurs de bureau,
- Les grands écrans numériques à haute luminosité et les kiosques interactifs,
- Alimentation de plusieurs appareils par un seul port PoE à l'aide de répartiteurs,
- Systèmes d'éclairage alimentés par PoE pour des pièces entières ou de petits bureaux.
Tableau comparatif des 4 types de PoE
SPECIFICATIONS |
IEEE 802.3af PoE type 1 |
IEEE 802.3at PoE+ type 2 |
IEEE 802.3bt PoE++ type 3 |
IEEE 802.3bt PoE++ type 4 |
Puissance max. PSE | 15,4W | 30W | 60W | 100W |
Puissance max. PD | 12,95W | 25,5W | 51W | 71W |
Tension | 44-57V | 50-57V | 50-57V | 52-57V |
Courant max. | 350mA | 600mA | 600mA / pair | 960mA / pair |
Paires supportés | 2 | 2 | 4 | 4 |
Câble requis | Cat. 3 ou + | Cat. 5 ou + | Cat. 5 ou + | Cat. 5 ou + |