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Alimentation électrique PoE : Comment un switch PoE fournit-il l'électricité pour les périphériques PoE ?

Migelle

Traducteur David
14 octobre 2019

Poussé par le besoin de connecter et de surveiller des périphériques intelligents (Internet des objets), le switch (commutateur) réseau PoE est devenu un moyen de plus en plus efficace pour l'alimentation et la transmission de données sur le réseau. Cela permet à des appareils comme les téléphones IP, les caméras de surveillance IP, les points d'accès LAN sans fil ou l'éclairage PoE de recevoir l’alimentation ainsi que des données sur le même câble Ethernet, ce qui élimine le besoin de câbles séparés. Comment est-ce qu’un switch PoE fournit l'alimentation électrique du dispositif et cette alimentation électrique peut-elle endommager les dispositifs connectés ? Vous trouverez ici des explications détaillées sur l'alimentation électrique PoE. Nous fournissons dans cet article des explications détaillées sur l'alimentation électrique PoE.

Normes d'alimentation électrique d’un switch PoE

Le switch PoE (Power over Ethernet) facilite l'installation et la gestion dans des scénarios tels que les applications domestiques, les structures WLAN, la sécurité et ainsi de suite. Le switch réseau PoE agit comme un PSE (équipement d'alimentation électrique) qui alimente les PD (dispositifs alimentés) sur la base de différentes normes PoE. Le tableau suivant indique les normes existantes et les valeurs d'alimentation PoE correspondantes.

Norme IEEE 802.3af IEEE 802.3at IEEE 802.3bt
Catégorie PoE PoE+ PoE++
Type Type 1 Type 2 Type 3 Type 4
Alimentation disponible sur les dispositifs alimentés 12.95W 25.5W 51W 71W
Tension max. fournie par source d’alimentation 15.4W 30.0W 60W 100W
Nombre de paires de lignes électriques 2 2 4
Câbles supportés Cat3 or better Cat5 or better Cat5 or better

Notez que PoE et PoE+ sont les normes les plus courantes et la plupart des périphériques PoE sur le marché sont compatibles avec ces normes, tandis que la norme PoE+++ IEEE 802.3bt est une nouvelle version pour Bâtiment intelligent et IoT (Internet des objets). Comme la technologie PoE+++ n'est pas encore au point, seuls quelques fournisseurs de produits la supportent actuellement, tels que Cisco ou le switch Huawei.

Explication de l'alimentation électrique du switch PoE

Pour comprendre les principes de fonctionnement de l'alimentation PoE, prenons l'exemple du switch réseau PoE pour voir son processus de fonctionnement, son mode d'alimentation et sa distance pour l'alimentation.

Processus de fonctionnement de l'alimentation électrique du switch PoE

Après avoir connecté un dispositif alimenté à un switch Ethernet PoE, il fonctionne de la manière suivante :

PoE switch supply process.jpg

Détection de DP : C'est la première étape pour le switch PoE pour vérifier si l'appareil est un vrai dispositif alimenté ou non. Le switch PoE envoie une pulsation pour la détection de tension au dispositif alimenté et mesure le courant. S'il détecte une résistance valide avec une valeur spécifiée, l'appareil connecté au switch PoE est confirmé comme étant un dispositif alimenté authentique. Veuillez noter que seul le switch réseau PoE actif effectuera ce contrôle, alors que le switch ou injecteur réseau PoE passif ne le fera pas. Pour plus d'informations sur les switchs PoE actifs et passifs, vous pouvez consulter la section : switch PoE actif ou passif : Lequel devrions-nous choisir ?

Classification de la capacité d'alimentation PoE : Il s'agit de la deuxième étape du switch pour mesurer la tension dont le DP a besoin. Le switch catégorise l'appareil en classe 0, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et fournit l'alimentation appropriée lorsqu'il détecte une résistance.

Catégorie Tension de sortie PSE (W) Tension d’entrée PSE (W)
0 15.4 0.44-12.94
1 4 0.44-3.84
2 7 3.84-6.49
3 15.4 6.49-12.95
4 30 12.95-25.50
5 45 40 (4 paires)
6 60 51 (4 paires)
7 75 62 (4 paires)
8 99 71.3 (4 paires)

Démarrez pour la transmission de courant : Après avoir déterminé le PoE, le switch commence à fournir une basse tension au dispositif alimenté en moins de 15 microsecondes, qui est ensuite augmentée à 48V DC.

Alimentation normale : Une fois la tension atteinte à 48V, le switch PoE fournit une alimentation 48V DC stable et fiable au dispositif alimenté.

Coupure de l'alimentation électrique : Le switch PoE coupe l'alimentation et réintroduit la procédure de détection de dispositif alimenté lorsque les situations suivantes se produisent :


  • Le PD (Dispositif Alimenté) est retiré.

  • La consommation d'énergie du PD est surchargée ou il y a un court-circuit.

  • La tension totale consommée par les PD est en dehors du budget de consommation du switch PoE.

Par conséquent, les coupures peuvent protéger le switch et les PD dans ces scénarios ou prévenir les dommages aux périphériques non PoE qui sont connectés par inadvertance aux ports PoE une fois que les PD sont retirés.

Mode d'alimentation du switch PoE

Le mode d'alimentation PoE entre les PSE (équipement d’alimentation électrique) et les PD (dispositif alimenté) peut être divisé en trois catégories différentes. Le switch d'alimentation par Ethernet, comme un type typique de PSE, sera pris comme exemple pour expliquer le mode d'alimentation PoE aux PDs ici.


  • Alternative A (PoE mode A)

Le switch PoE alimente les PD par paires de données 1-2 et 3-6. La paire 1-2 agit comme polarité positive, tandis que la paire 3-6 agit comme polarité négative.


  • Alternative B (PoE mode B)

Le switch PoE fournit l'alimentation aux PD via les paires 4-5 et 7-8. Pour 10BASE-T et 100BASE-T, les deux paires ne sont pas utilisées pour la transmission des données. On les appelle donc des paires de rechange en alimentation PoE 10/100M. La paire 4-5 agit comme polarité positive, tandis que la paire 7-8 agit comme polarité négative.


  • Livraison en 4 paires

Dans ce mode, l'alimentation est fournie sur quatre paires. Les paires 1-2 et 4-5 sont la polarité positive et les paires 3-6 et 7-8 sont la polarité négative.

10/100BASE-T Network 1000BASE-T Network
Pins at Switch PoE Mode A (Data & Mixed DC) PoE Mode B (DC on Spares) 4-pair PoE PoE Mode A (Bi-Data & DC) PoE Mode B (Bi-Data & DC) 4-pair PoE
Pin 1 Rx + & DC + Rx + Rx + & DC + TxRx A + & DC + TxRx A + TxRx A + & DC +
Pin 2 Rx - & DC + Rx - Rx - & DC + TxRx A - & DC + TxRx A - TxRx A - & DC +
Pin 3 Tx + & DC - Tx + Tx + & DC - TxRx B + & DC - TxRx B + TxRx B + & DC -
Pin 4 Unused DC + DC + TxRx C + TxRx C + & DC + TxRx C + & DC +
Pin 5 Unused DC + DC + TxRx C - TxRx C - & DC + TxRx C - & DC +
Pin 6 Tx - & DC - Tx - Tx - & DC - TxRx B - & DC - TxRx B - TxRx B - & DC -
Pin 7 Unused DC - DC - TxRx D + TxRx D + & DC - TxRx D + & DC -
Pin 8 Unused DC - DC - TxRx D - TxRx D - & DC - TxRx D - & DC -

Veuillez noter que le mode d'alimentation PoE est décidé par PSE (équipement d’alimentation électrique). Et le switch PoE peut agir comme PSE pour envoyer l'alimentation et les données aux PD (dispositif alimenté). Le switch Ethernet PoE, en tant que terminal (IEEE 802.3af fait référence à celui-ci comme terminal), utilise souvent le mode PoE A. L'injecteur PoE (également appelé injecteur d'envergure intermédiaire) est un dispositif intermédiaire entre un switch non PoE et le PD. Il ne prend en charge que le mode PoE B.

Distance PoE pour connexion électrique

La transmission PoE du switch vers les dispositifs alimentés peut atteindre 100 mètres. La limitation n'est pas l'alimentation, mais les normes de câblage Ethernet qui limite la longueur totale du câblage à 100 mètres, car il existe une atténuation du signal sur les câbles Ethernet. En général, 100 mètres est la distance d'alimentation la plus éloignée qu'un switch PoE peut atteindre. Cependant, un prolongateur PoE peut étendre la portée des données Ethernet et de l'alimentation PoE jusqu'à 1219 m (4000 pieds).

Dépannage de l'alimentation électrique PoE

Une fois le système PoE débranché, les étapes suivantes sont recommandées pour diagnostiquer le problème.


  • Vérifiez que le dispositif alimenté est compatible avec PoE. Tenez compte du fait que les périphériques réseau ne prennent pas tous en charge la technologie PoE. Avant de le connecter à un switch PoE, vérifiez si il est compatible.

  • Vérifiez que la tension PoE de l'appareil alimenté ne puisse pas dépasser la puissance maximale d'un port du switch PoE. Par exemple, il existe un switch réseau PoE qui ne prend en charge que la norme IEEE 802.3af, ce qui signifie que le switch peut fournir une puissance maximale de 15,4 W pour chaque port. Par conséquent, un dispositif alimenté qui nécessite une puissance de 16 W ou plus ne peut pas être connecté au switch, sinon, le dispositif peut être endommagé par l'alimentation instable.

  • Assurez-vous que la tension totale de tous les dispositifs alimentés branchés ne puisse pas dépasser la quantité de courant que le switch peut fournir. Par exemple, voici un switch PoE 24 ports avec une consommation d'énergie maximale de 400W. Cela signifie que ce switch peut connecter simultanément 24 appareils (15,4W×24=369.6<400W) avec une norme PoE. Et il peut prendre en charge jusqu'à 13 appareils (30W×13=390W<400W) avec la norme PoE+.

  • Vérifier la compatibilité des modes de tension entre le PSE (Équipement d’alimentation électrique) et le PD (Dispositif alimenté). Par exemple, si un dispositif alimenté ne prend en charge que l'alimentation en mode PoE B, alors qu'un switch PoE est basé sur la variante A, le dispositif alimenté et le switch PoE ne peuvent pas fonctionner ensemble.

Conclusion

La technologie PoE est en train de devenir un élément essentiel de la transmission numérique. La connaissance des détails d’alimentation PoE comme la classe spécifique et la tension contribuera à protéger les périphériques PoE et non PoE. Se familiariser avec les problèmes habituels et les solutions de connexion des switchs PoE peut éviter un gaspillage de temps et d'argent lors du déploiement de réseaux PoE.

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