Cet article présente de manière populaire, sous forme de questions-réponses, les points clés de l'utilisation de l'alimentation via PoE (Power over Ethernet). Il expose les différences entre les normes, fournit des informations sur la protection des appareils contre les pics de tension et d'autres choses utiles.
Qu'est-ce que le PoE ?
Le PoE (Power over Ethernet) est une technologie qui permet de fournir de l'énergie électrique à un appareil client via un câble à paires torsadées conforme à la norme Ethernet (généralement un câble cat.5 avec des connecteurs RJ45). Le même câble est utilisé pour le transfert de données et l'alimentation de l'appareil.
Quels appareils sont supportés ?
Peuvent être utilisés comme appareils d'alimentation :
- des commutateurs,
- des routeurs,
- et d'autres équipements réseau.
Les appareils clients peuvent inclure :
- des téléphones fixes,
- des caméras vidéo,
- des points d'accès,
- divers capteurs et autres équipements périphériques.
Il existe également des appareils pour intégrer des équipements qui ne supportent pas
le PoE.
À quoi cela sert-il ?
Comme l'a dit le poète Vladimir Maïakovski : « Si les étoiles s'allument, c'est que cela doit servir à quelqu'un ». Voici les avantages d'utiliser cette technologie.
Connexion d'appareils dans des endroits difficiles d'accès
Par exemple, au poste de travail de l'utilisateur, il n'y a que deux prises : pour le moniteur et l'unité centrale. Ces exigences ne résultent souvent pas d'une erreur de planification, mais sont dictées par des normes sectorielles, régionales et d'autres normes de sécurité IT, de prévention des incendies, de santé au travail, etc.
Un autre exemple : si une caméra vidéo ou un point d'accès est fixé au plafond, il est souvent difficile de tirer un câble d'alimentation.
Gestion de l'alimentation
Le deuxième avantage est que le PoE permet de gérer l'alimentation des appareils, par exemple, de les éteindre, les allumer ou effectuer un redémarrage (en cas de gel, de mise à jour ou d'autre nécessité).
Cela est pratique lorsqu'il faut travailler à distance, ou lorsque les appareils se trouvent dans des endroits difficilement accessibles.
C'est particulièrement utile pour travailler avec des points d'accès, qui peuvent se trouver à une distance significative ou être complètement cachés sous un faux plafond.
Remarque. Pratiquement tous les points d'accès modernes de Zyxel supportent le PoE
y compris les nouveaux modèles avec support Wi-Fi 6 : les plus « économiques » et plus avancés et
Figure 1. Point d'accès double bande 802.11ax (Wi-Fi 6) NWA110AX.
Simplification de la maintenance
En plus de la facilité d'utilisation, l'application de PoE permet de réduire la douleur liée à l'achat et à la réparation des adaptateurs d'alimentation, ainsi que de garantir aux utilisateurs l'accès à des prises, par exemple via l'acquisition de PDU (en d'autres termes, « rallonges-multiprises »). Moins de composants = moins de points de défaillance = moins d'appels au support technique.
Sécurité électrique
Quoi qu'en disent certains, 220 volts, c'est beaucoup. Ça fait mal, cela peut tuer. Par contre, 57 volts, qui est le maximum pour le PoE, c'est aussi désagréable et dangereux, mais déjà moins. Dans certaines organisations, pour que l'administrateur système fasse également le travail d'électricien, un permis spécial est requis. Cela est réglementé par les mêmes normes sectorielles et régionales. Mais avec le PoE, rien de tel n'a jamais été connu. Les faibles tensions restent des faibles tensions.
Esthétique
Que demande surtout le personnel technique ? Que cela fonctionne. Mais certains « camarades » particulièrement avancés veulent aussi que ce soit « beau ». Par exemple, qu'il n'y ait pas de « fils superflus » qui pendent. Ou que tout soit d'une seule couleur. Et le PoE élimine ces « fils superflus ». Cela préoccupe particulièrement certaines personnes telles que les vérificateurs, les commissions et la « haute direction ».
Quels sont les inconvénients du PoE ?
Coût plus élevé des appareils
En effet, c'est plus cher. Surtout si l'on opte pour un matériel plus ou moins fiable au lieu de compter sur « le hasard » en achetant des solutions « bon marché sans marque ».
D'un autre côté, le principe « plus cher – donc meilleur » ne fonctionne pas toujours. Il est donc raisonnable de rechercher une marque coûteuse uniquement s'il y a des exigences supplémentaires (il existe une liste d'« équipements autorisés »).
Mais même avec un prix élevé pour le matériel PoE, son coût peut être bien inférieur à celui d'une organisation construisant une infrastructure câblée d'alimentation répartie depuis zéro pour des appareils distants.
Chute de puissance
Lors de la transmission d'un signal basse tension sur de fins fils, l'efficacité sera, disons, plutôt faible. Plus on s'éloigne de l'appareil d'alimentation, moins il restera d'énergie électrique pour alimenter les consommateurs. Le reste est perdu en résistance et en chaleur des fils. Avec l'alimentation locale (non PoE), la situation est plus simple. Il suffit de brancher l'alimentation dans la prise et... l'énergie est là.
Cependant, de tels problèmes liés à la distance peuvent être résolus en utilisant des commutateurs spéciaux avec une puissance de signal accrue, comme les modèles Zyxel de la série [GS1300] (Deep Speech .
Exigences en matière de qualification du personnel
Disons que, bien que l'utilisation de PoE ne nécessite pas de grandes connaissances, certaines compétences
doivent être acquises. On peut trouver des informations à ce sujet assez facilement, bien que, si une personne n'a jamais travaillé avec cette technologie, elle rencontrera une certaine désorganisation et fragmentation du matériel d'apprentissage.
Normes PoE
Pour les débutants, il peut y avoir une certaine confusion. Il existe 3 générations
de normes :
La première génération de PoE (norme IEEE 802.3af) fournit jusqu'à 15,4 W de courant continu pour chaque appareil connecté.
La deuxième génération, la norme IEEE 802.3at, également appelée PoE+, peut délivrer jusqu'à 30 W pour chaque appareil. Cette norme est utilisée pour alimenter des consommateurs plus "voraces", tels que des caméras de surveillance Pan-Tilt-Zoom (PTZ) et des points d'accès sans fil 11n.
Pour faciliter la compréhension, les principales différences sont résumées dans le tableau :
Paramètres
PoE
PoE+
Tensions en courant continu sur l'appareil alimenté
de 36 à 57 V (nominal 48V)
de 42,5 à 57 V
Tension fournie par la source
de 44 à 57 V
de 50 à 57 V
Puissance maximale de la source PoE
15,4 W
30 W
Puissance maximale reçue par l'appareil PoE
12,95 W
25,50 W
Courant maximal
350 mA
600 mA
Résistance maximale du câble
20 Ohm (pour cat.3)
12,5 Ohm (pour cat.5)
Classes d'alimentation
0-3
0-4
La troisième génération est décrite par la norme IEEE 802.3bt.
Les appareils de la troisième génération PoE permettent d'alimenter jusqu'à 51 W par un seul câble.
Remarque. Pour alimenter des appareils utilisant les technologies de la norme IEEE 802.3bt, tous les huit conducteurs d'un câble moderne à paires torsadées (cat. 5 et plus) sont utilisés, tandis que pour les deux premières générations, quatre suffisent.
En ce qui concerne la compatibilité, les appareils PoE sont rétrocompatibles : un dispositif d'alimentation plus puissant conforme à la norme 802.3bt peut être utilisé pour des consommateurs PoE et PoE+ plus anciens (802.3af et 802.3at).
Terminologie : End-span et Mid-Span
End-span — un appareil fournissant l'alimentation depuis le début de la ligne de câble.
Exemple classique : un commutateur de téléphonie IP alimente un petit réseau de téléphones fixes à l'intérieur d'un bureau.
Un autre exemple est un système de vidéosurveillance dans un petit entrepôt, où les caméras de surveillance reçoivent l'alimentation du commutateur via PoE.
Habituellement, ces systèmes ne prévoient pas d'appareils supplémentaires pour renforcer le signal d'alimentation.
Mid-span
— lorsqu'un dispositif d'alimentation est connecté non pas depuis le début de la ligne de câble, mais en complément entre le commutateur et le dispositif terminal. Par exemple, l'alimentation d'une caméra de vidéo surveillance via un injecteur, qui est branché après le commutateur dans une armoire de connexion intermédiaire. Encore un peu de terminologie :
PSE (Power Source Equipment)
- — équipement d'alimentation. PD (Powered Device)
- — dispositif alimenté. Un dispositif d'alimentation peut-il comprendre quel appareil client est connecté : avec ou sans PoE ?
Dans le cas de l'End-span, par exemple pour un commutateur, cela se passe non seulement simplement, mais très simplement. L'alimentation, par exemple le commutateur avec ports PoE, fournit de l'énergie pour ce port uniquement si le dispositif connecté (par exemple, un point d'accès) prend en charge la technologie PoE.
Au début, une vérification est effectuée : le dispositif client prend-il en charge l'alimentation via PoE ? Une tension de 2,8 à 10 volts est fournie et la résistance d'entrée est déterminée. Dans le cas où les résultats obtenus peuvent être jugés satisfaisants pour une alimentation via PoE, le dispositif d'alimentation passe à l'étape suivante.
Comment cela fonctionne ?
- Le dispositif d'alimentation détermine la puissance requise pour alimenter le dispositif client, afin de gérer cette puissance par la suite. Selon le niveau de consommation, les appareils se voient attribuer une classe : de 0 à 4.
- L'appareil d'alimentation détermine la puissance requise pour alimenter l'appareil client, afin de gérer cette puissance par la suite. En fonction du niveau de consommation, les appareils se voient attribuer une classe : de 0 à 4.
Cependant, lorsqu'il s'agit de dispositifs Mid-Span peu coûteux, qui sont connectés après le matériel réseau standard (sans PoE), ce n'est pas si positif. Dans de tels cas, une alimentation constante avec des paramètres fixes est habituellement fournie sur la ligne, et il n'y a pas de vérification de : « Quel appareil se trouve à l'autre bout de la ligne ? ».
Que faire lorsque vous devez connecter des appareils sans support PoE et qu'il n'y a pas de prises pour un adaptateur secteur ?
Pour de telles situations, il existe Passive PoE à l'aide de un répartiteur PoE.
Dans ce cas, la source d'alimentation n'interroge pas l'appareil connecté et ne négocie pas sa puissance. L'alimentation est simplement fournie par les fils libres de la paire torsadée à l'aide du répartiteur PoE.
Le répartiteur PoE divise le signal entrant sur la paire torsadée en données et en alimentation (12V-24V). Cela permet de fournir une alimentation et d'intégrer un appareil non PoE dans l'infrastructure existante. Avec cette méthode de connexion, il est crucial de bien sélectionner la puissance de la source d'alimentation et celle de son consommateur.
Et si c'est l'inverse ? Faut-il connecter un PD (dispositif client avec PoE) à du matériel réseau standard ?
Pour alimenter des dispositifs clients avec PoE, on peut utiliser injecteur PoE, qui est conçu pour fournir une alimentation électrique supplémentaire dans le câble réseau.
L'injecteur PoE a un connecteur RJ45 en entrée et un connecteur pour se brancher à la source d'alimentation. En sortie, il n'a qu'un seul connecteur RJ45 avec PoE.
L'injecteur PoE reçoit le signal réseau standard et ajoute l'« injection » d'alimentation à la ligne pour la connexion réseau, ce qui permet de connecter un appareil c avec PoE à la sortie.
Figure 2. Injecteur PoE Zyxel
Quelles sont les exigences pour le câble ?
Pour la connexion avec alimentation par PoE, un câble de paire torsadée d'au moins cat.5e est utilisé.
Important. Les conducteurs doivent être en cuivre, et non en cuivre plaqué, d'une épaisseur d'au moins 0,51 mm (24 AWG). La résistance des conducteurs ne doit pas dépasser 9,38 Ω/100 m.
En pratique, il est généralement recommandé de ne pas utiliser de câbles de plus de 75 m, bien que les normes 802.3af et 802.3at parlent de prendre en charge 100 m. Dans le cas de Passive PoE, les recommandations pratiques sont encore plus pessimistes — la longueur réelle du câble pour un fonctionnement normal ne doit pas dépasser 60 m.
Cependant, des commutateurs spéciaux, tels que ceux qui sont gérés peuvent supporter des appareils jusqu'à 250 mètres à une vitesse de 10 Mb/s.
Figure 3. Illustration du fonctionnement de l'Extended Range.
Qu'est-ce que la protection contre les surtensions (UZIAP) ?
Dans tout circuit électrique étendu, il existe un risque d'apparition d'impulsions à court terme, causées par l'accumulation de charges (augmentation de la différence de potentiel — surtensions) suivie d'une décharge. Voici les causes d'apparition des impulsions de surtension.
- Un coup de foudre à proximité d'un objet, y compris sur un paratonnerre, provoque une impulsion électrique et une perturbation électromagnétique, créant une force électromotrice induite dans le câble.
- L'accumulation d'électricité statique, causée par l'ionisation de l'air et d'autres phénomènes externes, conduit à l'apparition d'impulsions de tension statique, susceptibles d'endommager les équipements.
- Les surtensions dues aux commutations et interruptions de l’équipement, par exemple la commutation des cordons dans un tableau de brassage, l'activation d'appareils d'alimentation supplémentaires, et l'allumage et l'extinction de charges lourdes entraînent des processus transitoires dans les circuits électriques avec des pics brusques de tension d'impulsion, ce qui peut provoquer des pannes de matériel.
Remarque. Pour diverses raisons : un coup de foudre à proximité d'un objet pendant un orage, ainsi que l'ionisation de l'air et l'accumulation d'électricité atmosphérique avant un orage, ce type de protection est parfois appelé « protection contre la foudre ». Il ne faut pas confondre ce terme avec le terme « protection contre les éclairs » — c'est-à-dire protection contre un coup de foudre direct.
Pour prévenir de telles menaces, des dispositifs de protection contre les surtensions (UZIAP) sont utilisés. Il existe deux types de protection (UZIAP) : l'acquisition et l'installation de dispositifs externes et l'intégration de la protection dans des dispositifs avec PoE.
Et enfin, la réponse à la question : quels dispositifs choisir ?
Choix du dispositif d'alimentation
Lorsqu'on parle du choix d'un dispositif source pour l'alimentation PoE, on fait référence à l'end-span, et cela concerne généralement un commutateur. Le commutateur est l'option la plus utilisée, il est appliqué à la fois en téléphonie IP, en vidéosurveillance, lors de l'installation de points d'accès, et pour le placement de différents capteurs de systèmes de sécurité, de contrôleurs d'accès, etc.
Il est important de prendre en compte plusieurs facteurs :
- Compatibilité descendante. Cela signifie qu'un appareil plus moderne, prenant en charge la dernière norme IEEE 802.3bt, peut être utilisé pour connecter et alimenter des appareils plus anciens. En revanche, ce n'est pas possible dans l'autre sens.
- Distance de l'appareil PD (Power Device). En plus de la longueur qui est « ici et maintenant », il est important de penser à l'avenir. Par exemple, si la superficie de l'entrepôt s'agrandit ou si un déménagement du bureau est prévu. Il est préférable de prévoir certaines caractéristiques pour « l'avenir ».
- Gestion des appareils. En plus de l'option « se connecter » au commutateur et d'éteindre ou de rallumer l'alimentation manuellement, d'autres possibilités de gestion existent, par exemple, pour les caméras de surveillance.
- Protection contre les surtensions (parafoudre) et autres facteurs nuisibles.
Zyxel propose des commutateurs qui répondent à toutes les exigences ci-dessus. Ce sont les modèles de la nouvelle série GS1350. Nous avons déjà Cette série était à l'origine positionnée comme Cependant, ils sont également facilement utilisés dans d'autres cas, par exemple pour alimenter des téléphones, des points d'accès et d'autres appareils avec PoE.
Figure 4. Commutateur PoE géré spécialisé GS1350-26HP.
Les commutateurs non gérés de la série sont également un bon choix. Une sélection de commutateurs spécialisés de Zyxel peut être vue à la figure 5.
Figure 5. Gamme de modèles de commutateurs gérés et non gérés prenant en charge le PoE de Zyxel.
Choix de l'appareil consommateur
Généralement, lors du choix des appareils finaux, on se base sur leurs caractéristiques de consommation, par exemple, la qualité de l'image lors du choix d'une caméra de surveillance, et le soutien des normes Wi-Fi lors du choix de points d'accès, etc.
Cependant, l'alimentation électrique a également son importance. Il est pertinent de prendre en compte les facteurs suivants :
- Efficacité de l'appareil.
- Options de gestion.
- Prix et qualité.
Attention ! Bien que la compatibilité déclarée de haut en bas ne soit pas à 100 % fiable, il ne faut pas compter uniquement sur cette possibilité. Dans un bon projet, l'alimentation et les consommateurs doivent respecter une norme, de préférence la plus actuelle, être entièrement compatibles et conçus pour utiliser de nouvelles technologies telles que le Wi-Fi 6. Remplacer toute une partie de l'infrastructure, fièrement qualifiée de « modernisation », coûte souvent plus cher que certains coûts supplémentaires au stade de la mise en œuvre.
Liens utiles
Points d'accès Wi-Fi 6 : ,
et
Commutateurs gérés de la série et non gérés sur le site Zyxel
Source : habr.com
