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PoE : Power over Ethernet, technologie réseau efficace

PoE : Power over Ethernet, technologie réseau efficace

Damien.SO Damien.SO
10 minutes de lecture

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Le PoE est une technologie que nous utilisons pour alimenter les appareils par les câbles standards du réseau Ethernet.

Il a été inventé lorsque les premiers téléphones VoIP ont été déployés.

L’ancienne version des téléphones, ceux qui sont analogiques, est alimentée directement par les mêmes fils de cuivre utilisés pour les appels vocaux.

Les téléphones VoIP qui utilisent des câbles Ethernet sans alimentation doivent obligatoirement avoir un adapteur réseau.

Les anciens téléphones analogiques ne demandaient qu'un seul câble, alors que les téléphones VoIP en ont besoin de deux.

Ce qui était un peu vu comme une régression technologique…

C’est pourquoi le PoE a été inventé.

Le PoE a vraiment décollé lorsqu’on pouvait l’utiliser aussi sur les points d’accès sans fil, ce qui est un gros avantage.

Aujourd’hui, le PoE est utilisé pour de nombreux appareils.

Par exemple, sur les suivants :

  • Téléphones VoIP
  • Caméras IP
  • Points d'accès sans fil, comme on a vu.
  • On a aussi sur de petits routeurs et switches
  • Et même les Raspberry Pi fonctionnent aussi en PoE

Tous ces appareils PoE se font simplement appeler des appareils alimentés : (PD : Powered Device).

MIDSPAN ET ENDSPAN

On va maintenant voir comment il est possible d’alimenter un câble Ethernet.

Un appareil qui permet de fournir une alimentation par le câble se fait appeler : Power Sourcing Equipement. On retrouve ce terme sous les initiales de « PSE ».

Pour fournir une alimentation, il existe deux options :

  • Le Endspan
  • Et le MidSpan

ENDSPAN

La méthode Power over Ethrnet « endspan » utilise un commutateur avec du PoE d’intégré. En général, sur les commutateurs Cisco, les ports qui fournissent une alimentation sont encadrés en jaune.

Lorsqu’un appareil est connecté au commutateur, il sera détecté automatiquement s’il est compatible PoE.

Si c’est le cas, alors l’alimentation sera activée.

Les commutateurs Power over Ethernet sont disponibles en plusieurs tailles et il est possible que seuls certains ports soient compatibles à l'alimentation réseau.

MIDSPAN

L’autre méthode d’alimentation est la méthode PoE « midspan » qui permet d’ajouter la technologie alimentation et données sur un seul câble sans devoir remplacer ses propres commutateurs non Power over Ethernet.

Ce sont des appareils intelligents et comme un commutateur Power oover Ethernet, ils permettent aussi de détecter si l’équipement alimenté (PD : Powered Device) a besoin d’Énergie.

Ce type d’appareil est très utile si on n’a que très peu d’équipement à alimenter.

Les injecteurs qui fournissent l'alimentation électrique via le câble Ethernet sont utiles lorsque vous ne disposez que de quelques appareils à alimenter.

Il existe même de petits injecteurs permettant l'alimentation électrique d'un seul appareil via le câble Ethernet :

AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS

Alors est-il préférable d’utiliser du « MidSpan » ou de « l’EndSpan » ?

Avec une solution « midspan », l’inconvénient, c'est que vous avez deux appareils à gérer : le commutateur et le midspan.

Il faudra donc prévoir de l’espace supplémentaire dans votre rack.

Et de plus, plus vous avez d’appareils à gérer, plus le risque de panne augmente.

L’avantage du MidSpan, c’est lorsque vous êtes équipé de commutateur récent et que vous ne souhaitez pas les remplacer pour bénéficier de PoE.

Car si vous deviez remplacer l’ensemble de vos switches pour obtenir du Power over Ethernet, eh bien cette solution serait forcément plus coûteuse.

D'un autre côté, les commutateurs Power over Ethernet « endspan » ont une quantité limitée d'énergie qu'ils peuvent fournir, c’est-à-dire que vous ne pourrez peut-être pas utiliser la puissance max sur tous les ports du commutateur.

TYPES ET NORMES

Nom

Standard

Watts

Nombre de Pairs

Cisco Inline Power

Cisco

7

2

PoE (Type 1)

802.3af

15

2

PoE+ (Type 2)

802.3at

25

2

UPoE (Type 3)

802.3bt

60

4

UpoE+

802.3bt

100

4

L’entreprise Cisco a été la première à introduire le PoE dans les années 2000.

À la base, il s'agissait donc d'une technologie propriétaire (Cisco Inline Power) où les câbles Ethernet transportaient du 48 volts (VDC : Volt Directionnel Courant) pour alimenter les téléphones VoIP.

Aujourd’hui, il existe plusieurs options de l'alimentation électrique via Ethernet : cela va du propriétaire au Standard.

L'IEEE, étant responsable de la création de nombreuses normes Ethernet 802.3, a également développé une norme pour l'alimentation électrique via EthernetoE.

Il existe donc plusieurs types de l'alimentation électrique via Ethernet, basé sur les normes de l’IEEE.

C’est ce que nous allons détailler :

TYPE 1

Le type 1 est le premier standard PoE (802.3af) de 2003 qui fournit jusqu'à 15,4 W de courant continu à chaque appareil.

On peut l’utiliser avec des câbles UTP de catégorie 3 ou 5.

Ce type est très utile pour les téléphones VoIP, les points d'accès sans fil à double radio et les caméras IP, qui n’ont pas de fonction motorisée.

TYPE 2

Le deuxième standard PoE (802.3at) date de 2009 et s'appelle « PoE + ».

Il peut fournir jusqu'à 25,5 W, et demande un câble UTP minimum de catégorie 5.

Le type 2 est donc utile pour les appareils qui demandent plus de puissance, comme des caméras IP motorisées, c’est-à-dire avec la fonction PTZ (Pan Tilt Zoom), des points d'accès sans fil avec plus de trois radios, mais aussi des moniteurs LCD ou des tablettes.

TYPE 3

Le type 3 est le UPoE (Universal Power over Ethernet) qui se fait aussi appelé, l'alimentation électrique via Ethernet haute puissance.

Pour ça, il utilise les quatre paires de fils et prend en charge jusqu'à deux fois de puissance que le type 2, c’est-à-dire qu’il peut monter jusqu'à 60 W pour chaque appareil.

Très utiles pour alimenter par exemple de petits commutateurs réseau.

TYPE 4

Et le type 4 qui est basé sur la même norme que le type 3, la norme 802.3bt, se fait appeler UpoE+ (Universal Power over Ethernet +).

Il permet de fournir une puissance de 100w par port et utilise aussi les 4 paires du câble !

Ce qui permet d’être utilisé pour des ordinateurs portables ou même pour des téléviseurs.

LES AVANTAGES ET LES INCONVÉNIENTS

Avant de terminer le cours, nous allons décrire les avantages et inconvénients de l'alimentation électrique via Ethernet.

AVANTAGES

Nous commencerons par explorer 4 avantages de l'utilisation de cette technologie :

  • (Économies) : L'alimentation électrique via Ethernet permet d’économiser de l’argent, car il n’y a plus besoin d'installer d'alimentation et de câbles électriques séparés. Tout fonctionne sur des câbles Ethernet standard.
  • (Fiabilité) : L'alimentation électrique via Ethernet est très fiable parce que la source d’alimentation provient généralement du local technique, qui lui est généralement sécurisé par un onduleur. Ce qui permet aux appareils connectés en Power over Ethernet de rester alimenté, même en cas de coupure électrique.
  • (Sécurité) : De plus, L'alimentation électrique via Ethernet ajoute de la sécurité, car il possède une distribution d’Énergie intelligente qui permet de protéger les équipements contre les surcharges de tension ou la sous-alimentation.
  • (Flexibilité) : Et on a une grande Flexibilité parce qu'il devient très facile de déplacer ou repositionner les appareils sans avoir besoin de câble électrique. Il suffit juste d’avoir un câble réseau et c’est tout.

DÉSAVANTAGES

Les principaux inconvénients l'alimentation électrique via Ethernet sont liés à la production de l'énergie et de la chaleur.

Nous allons donc détailler les 5 désavantages de cette technologie :

  • (Production de Chaleur) : On à une Production de chaleur parce que l'augmentation de la puissance fait augmenter le flux de courant, ce qui entraîne une augmentation de la chaleur dans les câbles de son réseau.
  • (Charge thermique de l’environnement) : Nous avons une Charge thermique sur l’environnement, dans le cas par exemple d’un déploiement de l'alimentation électrique via Ethernet à haute puissance. Ce qui ferait augmenter la température ambiante et demanderait d’augmenter la clim, pour réguler la température.
  • (Sécurité) : On peut aussi avoir un impact sur la sécurité, car des températures excessives peuvent entraîner une surchauffe de l’isolation du câble et engendrer une défaillance sur l’appareil.
  • (Vieillissement du matériel) : Un autre désavantage est sur le vieillissement rapide du matériel, en raison des températures élevées.
  • (Performances) : et le dernier inconvénient porte sur la performance des câbles Ethernet.

Car + il y a de chaleur, plus il peut y avoir des pertes à l’intérieur du câble. Ce qui a pour effet de réduire la distance max des câbles Ethernet.

Sans Power over Ethernet, la longueur maximale d'un câble Ethernet de catégorie 5 est de 100 mètres.

Et selon le type de câble et la quantité d'énergie, eh bien, il est fort probable que cette distance ne puisse être maintenue.

Retrouver de nombreuses vidéos de cours sur la chaîne Youtube Formip.

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