Ce courant est évidemment distinct du signal de données : aucun des deux n’interfère avec l’autre. Le PSE injecte le courant dans le câble, soit par l’intermédiaire d’un commutateur (également appelé sectionneur), soit par l’intermédiaire d’un sectionneur central s’il est situé ailleurs qu’à l’extrémité du câble. À l’autre extrémité, les dispositifs alimentés (PD) consomment de l’énergie.
Les câbles réseau tels que Cat 5e, Cat 6, Cat 6A, etc., sont composés de huit fils répartis en quatre paires torsadées. Avec l'Ethernet 10Base-T et 100Base-T, deux de ces paires servent à la transmission des données et sont appelées paires de données. Les deux autres paires sont inutilisées et sont appelées paires libres (l'Ethernet Gigabit utilise les quatre paires). Le courant électrique circulant en boucle, deux conducteurs sont nécessaires pour alimenter un câble. L'alimentation PoE (Power over Ethernet) considère chaque paire comme un conducteur unique et peut utiliser soit les deux paires de données, soit les deux paires libres pour transporter le courant électrique. Elle peut également utiliser les quatre paires simultanément.
L'alimentation par Ethernet (PoE) est injectée dans le câble à une tension continue comprise entre 44 et 57 volts, généralement 48 volts. Cette tension permet un transfert d'énergie efficace le long du câble tout en restant suffisamment basse pour être considérée comme sûre pour les utilisateurs. Cependant, elle pourrait endommager les équipements non conçus pour recevoir l'alimentation PoE. Par conséquent, avant qu'un commutateur ou un répartiteur PoE puisse alimenter un équipement PoE, il doit effectuer une procédure de détection de signature.
La détection de signature utilise une tension plus basse pour détecter une signature caractéristique des périphériques alimentés (PD) conformes à la norme IEEE (une résistance de 25 kΩ). Avant que les ports ne mettent sous tension les périphériques PoE, le PSE et le PD doivent effectuer une procédure d'établissement de liaison (détection, classification et déconnexion) afin de garantir la connexion d'un PD valide.
Le PSE initie cette procédure en envoyant un signal de courant de détection et calcule la résistance de détection à partir de la tension mesurée. La résistance de détection est considérée comme valide si elle se situe entre 23,75 kΩ et 26,25 kΩ.
Après une détection réussie, le PSE lance la classification en envoyant un signal de tension. Simultanément, le PD retire la résistance de détection du port et présente la résistance de classe. Si le PD détermine que le signal de classification est valide, il active le régulateur LDO interne, qui applique une tension de 2,5 V aux bornes de la résistance de classe. Le PSE mesure alors le courant traversant cette résistance et identifie le niveau de classe du PD.
Enfin, après un résultat de classification valide (c’est-à-dire sans surintensité ni incompatibilité de classe), le PSE active le port et commence à surveiller le courant d’appel. Simultanément, le DP prend le relais pour limiter ce courant.
Même après la mise sous tension, le PSE continue de surveiller le courant. En cas de courant excessif, de court-circuit ou de débranchement d'un périphérique, il coupe l'alimentation.
Cela signifie qu'il n'y a aucun problème pour connecter des périphériques non conformes, tels que des imprimantes, des télécopieurs ou des PC : comme ces périphériques ne possèdent pas la signature IEEE 802.3af, les ports couperont automatiquement l'alimentation. Cependant, si vous utilisez la technologie PoE intégrée sur une lame réseau 24 ports et que de nombreux ports prennent en charge des périphériques non alimentés, il peut être plus judicieux d'utiliser un répartiteur PoE et de ne connecter les ports alimentés qu'aux périphériques qui le nécessitent. Cela permettra de réduire le coût global de l'installation.
Aperçu des normes PoE
Les normes IEEE 802.3af et 802.3at alimentent le câble Ethernet via deux des quatre paires torsadées. La norme 802.3at est rétrocompatible avec la norme 802.3af.
Par la suite, quelques solutions non standard ont été développées. L'Alliance HD Base-T a introduit la technologie Power over HD Base-T (« PoH ») en 2010. Celle-ci fournit la vidéo, l'audio, le contrôle, l'Ethernet à 1 000 Mbps et l'alimentation jusqu'à la résolution HD Base-T 4K.
Les systèmes PoE sont classés de 1 à 8. Les types 1 et 2 (IEEE 802.3af et IEEE 803.2at) incluent les classes 1 à 4. Le type 3 (IEEE 802.3bt) inclut la classe 5 (jusqu'à 40 W) et la classe 6 (jusqu'à 51 W) au niveau du périphérique (PD). Le type 4 (également IEEE 802.3bt) inclut la classe 7 (jusqu'à 62 W) et la classe 8 (jusqu'à 73 W) au niveau du périphérique (PD). Il est important de noter que les niveaux de puissance diffèrent entre le PSE et le périphérique (PD). Une perte de puissance est à prévoir en raison de la dissipation thermique.
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) et la Telecommunications Industry Association (TIA) travaillent à la mise à jour des normes pour prendre en charge le PoE à 4 paires conformément à la norme IEEE 802.3bt, avec leurs bulletins de services techniques respectifs, TSB-184-A et rapport technique ISO - ISO/IEC TR 29125. Ceux-ci fournissent des directives de câblage pour la transmission PoE 802.3bt sur 4 paires, ainsi que pour d'autres applications.
Ces normes internationales fournissent des informations sur les conditions d'installation, des recommandations sur la taille des faisceaux de câbles pour différentes classifications de câbles Ethernet à 4 paires, ainsi que sur la puissance maximale admissible dans ces câbles. Elles décrivent également des méthodes permettant de limiter l'échauffement au sein des faisceaux de câbles.
En 2015, UL a mené une étude pour analyser les effets de l'augmentation des courants dans les câbles de communication et leur sécurité. Un constat majeur a été que même de très faibles augmentations de courant entraînaient des hausses significatives de la température mesurée. Une autre étude a révélé que les modifications apportées à la construction des câbles avaient un impact considérable sur les températures mesurées.
Dès lors, UL a introduit la certification de puissance limitée (LP) pour indiquer que le câble a été évalué pour supporter le courant indiqué dans les conditions d'installation recommandées, sans incidence sur sa température de fonctionnement. Ce marquage est purement informatif et facultatif. Le marquage LP indique seulement que le câble a été évalué par UL pour supporter le courant indiqué sans dépasser sa température de fonctionnement.
Mythes et idées fausses concernant PoE
L'alimentation PoE présente des problèmes de compatibilité : à ses débuts, de nombreux systèmes amateurs et domestiques permettaient d'alimenter des appareils via le réseau. Cependant, avec la popularité croissante du PoE, la norme IEEE 802.3af s'est imposée comme universelle, garantissant ainsi la compatibilité entre tous les équipements PoE modernes.
(PoE) nécessite des connaissances en électricité : conforme à la norme IEEE 802.3af, elle garantit un fonctionnement fiable quelle que soit la configuration Ethernet standard. L'utilisateur doit simplement câbler le réseau comme d'habitude, l'équipement se chargeant de l'alimentation.
Le PoE nécessite-t-il un câblage spécial ? – Pas du tout, le même câblage – Cat 5e, Cat 6 et Cat 6A, etc. – et les connecteurs de type « RJ45 » sont utilisés aussi bien pour les réseaux locaux classiques que pour les réseaux compatibles PoE.
Alimentation PoE forcée sur les appareils – Cette erreur est étonnamment fréquente ; cependant, conformément à la procédure d’établissement de liaison décrite ci-dessus, le PSE ne fournira que la puissance requise par le périphérique alimenté (PD). Si le PD cesse de fonctionner pour une raison quelconque, le PSE coupera l’alimentation. Il est important de noter que les puissances nominales spécifiées par les fabricants sont des limites maximales.
Types et classes de POE. Catégories RP
L'alimentation par Ethernet (PoE) peut apporter de nombreux avantages à une installation, notamment avec le type 4/classe 8, qui fournit jusqu'à 90 W. À ces niveaux de puissance plus élevés, les exigences en matière de planification et d'installation sont plus importantes, plus complexes et potentiellement plus déroutantes.
Classes PoE
L'alimentation est injectée dans un câble Ethernet à une tension continue comprise entre 44 et 57 volts. Cette tension relativement élevée permet un transfert d'énergie efficace le long du câble tout en restant suffisamment basse pour être considérée comme sûre pour les utilisateurs. Cependant, elle peut endommager les équipements non conçus pour recevoir l'alimentation PoE. Par conséquent, avant que le PSE n'alimente un PD, une séquence de négociation/classification de l'alimentation est effectuée.
Il existe 8 classes PoE, plus la classe 0 (non classifiée). La classe correspond au niveau de puissance minimal supporté par le PSE et le PD ; elle est déterminée lors de la procédure d’établissement de la connexion.
L'objectif de la négociation PoE, et du système de classes dans son ensemble, est de garantir que la puissance fournie corresponde aux besoins. Il est courant de croire, à tort, que la puissance est « poussée » à travers le câble PoE indépendamment du ou des appareils connectés. En réalité, un appareil de classe inférieure, voire un appareil non alimenté, peut être connecté à un équipement d'alimentation (PSE) de capacité supérieure sans risque de surcharge. Chaque nouvelle version PoE intègre les classes précédentes ; ainsi, tandis que la norme IEEE 802.3af n'intègre que les classes 1 à 3, la norme IEEE 802.3bt (type 4) les intègre toutes les huit.
Types de PoE
Les types de PoE sont définis par les normes qui les décrivent, le nombre de paires de fils alimentées et la tension.
Le PoE de type 1, normalisé par la norme IEEE 803.2af, fournit une alimentation via deux paires de fils pour fournir un courant maximal de 350 mA.
Le type 2, IEEE 803.2at, utilise également deux paires de fils et fournit jusqu'à 600 mA / 30 W.
La norme IEEE 802.3bt, incluant les types 3 et 4, permet la transmission de l'alimentation via les quatre paires torsadées du câble, autorisant ainsi la fourniture d'une puissance maximale de 90 W au PSE (et de 71 W au PD). Le type 3 fournit 600 mA et jusqu'à 60 W au PSE, tandis que le type 4 fournit 960 mA et jusqu'à 90 W au PSE, selon la classe PoE.
Comme indiqué précédemment, les normes PoE sont rétrocompatibles ; les appareils de type 1 ou 2 peuvent donc se connecter sans problème à un réseau PoE de type 4. Cependant, un appareil de type 4 ne tirera probablement pas suffisamment d’énergie d’un réseau de type 1 ou 2 pour fonctionner.
Catégories d'alimentation à distance (AR)
Les types et classes PoE permettent de garantir que les composants d'un réseau PoE puissent négocier, fournir et recevoir la quantité d'énergie adéquate. En revanche, les catégories d'alimentation à distance (RP) sont conçues pour répondre aux exigences des installations.
Les trois catégories RP ont été définies en 2020 par les normes internationales et européennes (ISO/IEC 14763-2 et EN 50174-2). Ces catégories sont définies en fonction du courant moyen fourni par le point de distribution. RP1 concerne les applications à très faible courant, où le courant moyen (Ic moyen) sur tous les conducteurs alimentés par le point de distribution ne dépasse pas 212 mA ; RP2 couvre les courants de 212 mA à 500 mA ; enfin, pour la catégorie RP3, le raccordement d'un PSE ou d'un PD à un point de distribution n'est pas limité par la limite Ic < 500 mA. Toutefois, une planification préalable rigoureuse, ainsi qu'une documentation et des contrôles administratifs, restent indispensables lors des extensions de câblage ultérieures. Par conséquent, toutes les installations PoE de type 4 doivent être conformes à la catégorie RP3 par défaut.
L'objectif des catégories RP est de garantir une gestion adéquate de l'échauffement dû à l'alimentation électrique, notamment dans les situations où cela pourrait poser problème. Dans les installations de faible puissance (RP1), le risque d'échauffement est minimal, ce qui réduit d'autant les exigences d'installation et de planification. À l'inverse, les réseaux de forte puissance (RP3) présentent un risque d'échauffement beaucoup plus élevé, qui doit être pris en compte lors de la conception et de la mise en œuvre du réseau.
Dans le cas des réseaux de faible puissance, l'utilisation de RP1 ou RP2 permet de gagner du temps sur la planification et la documentation. Cependant, si cela simplifie l'installation du réseau, cela engendre un travail administratif et documentaire supplémentaire tout au long de son cycle de vie. Chaque modification ou ajout nécessitera de démontrer que le courant moyen ne dépassera pas les seuils admissibles. Avec RP3, la planification est intégrée à la conception initiale du réseau, ce qui simplifie considérablement sa gestion ultérieure. Le raccordement d'équipements d'alimentation distants à un tableau de distribution est libre, sous réserve du respect de la limite de courant ic < 500 mA.
Une catégorie RP s'applique à un faisceau de câbles complet. Par exemple, si vous mélangez des câbles fournissant du PoE de type 1 de 15 W et du PoE de type 3 de 55 W dans le même faisceau, le courant moyen de l'ensemble du faisceau déterminera la catégorie RP minimale.
Une catégorie RP s'applique à un faisceau de câbles complet. Par exemple, si vous mélangez des câbles fournissant du PoE de type 1 de 15 W et du PoE de type 3 de 55 W dans le même faisceau, le courant moyen de l'ensemble du faisceau déterminera la catégorie RP minimale.
Par conséquent, même si l'installation initiale était uniquement destinée à fournir du PoE basse consommation de type 1 ou 2, il peut être plus judicieux de viser la conformité à la norme RP3. Ce choix dépendra des objectifs à long terme du réseau et, comme toujours, ces objectifs doivent être clairement définis au préalable.
Il est également recommandé d'appliquer une catégorie cohérente à tous les distributeurs où l'alimentation à distance est utilisée.
De même, lorsque le cahier des charges d'installation décrit une extension du câblage existant, la catégorie RP de l'installation existante doit être spécifiée.
Enfin, un étiquetage précis est nécessaire : il est recommandé d’étiqueter à la fois l’armoire et les tableaux de distribution (ou panneaux de connexion).
Bien s’installer au sol
