Qu’est-ce que le PoE (Power over Ethernet) ?
Il s’agit d’une fonctionnalité réseau permettant de faire passer le courant électrique, nécessaire au bon fonctionnement du matériel, au travers du câble de données et non du cordon d’alimentation. Au travers de cette technologie, vous diminuez le nombre de fils nécessaires, vous réduisez aussi bien vos coûts que vos interruptions de service, la maintenance est facilitée ainsi que le temps d’intégration. Beaucoup d’avantages donc à intégrer du matériel réseau fonctionnant en PoE.
Et cet intérêt d’opter pour des matériels à port PoE ne date pas d’hier.
Au début, la voix sur IP (VoIP) nécessitait une alimentation provenant d’une source distincte. La simple alimentation en courant continu du service téléphonique classique ne convenait pas. Le PoE a alors répondu à la question de savoir comment fournir de l’énergie et des données sur un seul câble, simplement et de manière fiable.
Les premières solutions propriétaires de PoE ont cédé la place à des solutions normalisées après la finalisation de la norme IEEE 802.3af en 2003.
La norme prévoit 15 watts à la source, à une tension nominale de 48 VCC. Les dispositifs clés sont les équipements d’alimentation (PSE), généralement un commutateur PoE à une extrémité et un dispositif alimenté (PD) à l’autre extrémité.
La fiabilité et la rentabilité de la fourniture de données données et l’alimentation sur un seul câble sont améliorées avec le PoE. Le PoE est devenu un choix évident dans de nombreuses applications.
Le PoE, une « caractéristique manquante » qui trouve une place dans l’industrie
Le PoE est une solution technique pratique. Alors qu’Ethernet-TCP/IP est devenu courant dans les salles de contrôle, les dorsales de réseau et les liaisons d’accès, le PoE a étendu l’utilisation d’Ethernet dans les usines.
Il n’y a aucune raison technique pour qu’Ethernet ne puisse pas atteindre et alimenter la plupart des appareils industriels. Voici quelques-uns des avantages qui motivent le passage au PoE dans les environnements industriels :
Coût
L’utilisation d’un seul câble pour les données et l’alimentation des appareils industriels est rentable, tant pour l’installation que pour la maintenance.
L’installation d’un câble d’alimentation peut coûter de 10 à 100€ par liaison et les changements peuvent être fréquents.
Sécurité
Le PoE est une solution d’alimentation sûre. La tension maximale est inférieure à la limite des applications “haute tension”. Pour éviter d’endommager des appareils ou d’entrer en contact accidentellement avec ce niveau relativement sûr, le PSE envoie un courant de test de 10 volts pour vérifier qu’il y a une résistance de 25 Ohm au niveau du PD avant que la pleine puissance ne soit appliquée.
Si le PD cesse d’utiliser l’alimentation, l’alimentation PSE s’arrête et les tests reprennent. Protection contre les surintensités, les sous-intensités et les pannes font également partie de la norme PoE.
Flexibilité
La technologie PoE est basée sur des normes, ce qui garantit l’interopérabilité entre les différents fournisseurs. Toutes les variantes de topologies de réseau peuvent être configurées avec le PoE, y compris les réseaux en anneau, réseaux maillés et autres.
De plus, les outils de gestion des réseaux industriels tels que RSTP/STP, IGMP et VLAN sont disponibles sur les commutateurs PoE industriels de haute qualité. L’alimentation et la transmission de données par un seul câble, typiques des réseaux de bus de terrain, sont disponibles avec le PoE. De plus, les changements de configuration dans l’usine sont simplifiés par le PoE. Il est logique de le faire avec un seul câble au lieu de deux, lorsque cela est possible. Si l’appareil final n’est pas conçu pour le PoE, un répartiteur PoE peut fournir des sorties séparées pour l’alimentation et les données.
Fiabilité
Le PoE est un moyen de fournir une redondance des sources d’alimentation. Si on l’ajoute à la possibilité de configurer Ethernet pour des configurations de données redondantes, il s’agit d’une combinaison puissante. La complexité de la combinaison de plusieurs réseaux nécessite souvent plus d’équipements, de programmation et de maintenance. Un réseau unique est plus simple et présente de réels avantages.
Intégration des systèmes
Une interface simple, avec des systèmes et des sites multiples gérés via une interface graphique, est un attrait puissant que l’Ethernet rend possible – et le PoE renforce ce potentiel. La fiabilité et la rentabilité de la fourniture de données et d’énergie sur un seul câble sont améliorées par le PoE. Le PoE est devenu un choix évident dans de nombreuses applications.
Quelles sont les applications industrielles facilitées par le PoE ?
La raison d’être de toute technologie est sa capacité à accomplir un travail. Et la technologie PoE est la meilleure lorsqu’il s’agit de transférer des données volumineuses et de distribuer de l’énergie de manière flexible. Voici quelques-unes des applications les plus importantes :
Sécurité
Les caméras de surveillance IP utilisent de grandes quantités de bande passante et peuvent grandement bénéficier du PoE et de ses topologies de backbone évolutives. Avec la possibilité de fournir également de l’énergie et du contrôle aux systèmes d’entrée, le PoE est idéal pour tout système de sécurité automatisé.
RFID/Infrarouge
Des lecteurs de codes-barres infrarouges à l’identification par radiofréquence (RFID), les dispositifs permettant de suivre les composants, les assemblages et les personnes ont de nombreuses utilisations industrielles. Le contrôle des stocks, le flux des matériaux et les options de sécurité sont améliorés. Grâce à l’alimentation par Ethernet, il est facile de placer des lecteurs dans davantage d’endroits, plus rapidement et à moindre coût.
Points d’accès sans fil
Le sans fil peut être le moyen de mettre en œuvre de nombreux systèmes de manière plus souple. De la technologie Bluetooth aux normes 802.11, si quelque chose bouge ou ne peut pas être facilement câblé, la technologie PoE élargit les options pour un placement optimal de la dernière liaison câblée.
Interconnectivité/accessibilité
Ethernet fournit une connectivité et un service de base. Comme la technologie PoE étend Ethernet plus près de l’usine, le meilleur des deux éléments suivants des mondes série/bus et TCP/IP.
Sauvegardes d’alimentation
Les périphériques tels que les modules d’E/S et les automates ont déjà des liaisons Ethernet, mais les besoins en alimentation peuvent être si élevés que le PoE n’est pas possible. L’alimentation PoE des modules de contrôle et de communication aide à la sauvegarde, à la continuité et à l’arrêt ordonné en cas de panne de l’alimentation principale.
Alimentation de secours
Les appareils tels que les modules d’E/S et les API disposent déjà de liaisons Ethernet, mais les besoins en alimentation peuvent être si élevés que le PoE n’est pas possible. L’alimentation par PoE des modules de contrôle et de communication permet d’assurer la sauvegarde, la continuité et la fermeture ordonnée en cas de défaillance de l’alimentation principale.
Autres utilisations
Voici quelques applications et dispositifs actuellement disponibles (d’autres capteurs et dispositifs périphériques sont en cours de développement) :
- Panneaux intelligents/panneaux Web
- VOIP robuste
- Contrôleurs d’éclairage
- Systèmes audio et vidéo
- Systèmes de points d’information pour la vente au détail et l’expédition
- Systèmes EPOS
- Systèmes de contrôle d’accès aux bâtiments
- Systèmes de gestion du temps et des présences
- Automatisation des bâtiments
- Chargeurs de batterie pour téléphones, PDA, etc.
- Points d’accès pour ordinateurs portables et PDA
Augmenter la puissance avec le PoE+
La norme PoE 802.3af est parfaitement adaptée aux périphériques réseau qui ne nécessitent pas plus de 13 watts d’alimentation, mais de nombreux périphériques ont besoin d’une puissance supérieure à celle fournie par la norme de base. Bien que les câbles et les connecteurs eux-mêmes puissent gérer davantage de puissance, tous les systèmes à haute puissance n’étaient pas compatibles avec la norme 802.3af. La norme 802.3at (PoE+) a été introduite par l’IEEE pour augmenter la puissance disponible. La norme PoE+ présente les caractéristiques suivantes :
Augmentation de la puissance électrique
PoE + double presque la quantité de puissance électrique disponible pour les périphériques alimentés, jusqu’à 25,5 watts.
Compatible avec le PoE 802.3af
Les commutateurs et les injecteurs PoE+ sont compatibles avec les dispositifs PoE standard.
Les appareils alimentés par PoE+ peuvent également être connectés à des commutateurs ou des injecteurs PoE standard.
Budgétisation intelligente de l’alimentation
PoE+ permet aux sources d’alimentation et aux périphériques alimentés de communiquer entre eux pour équilibrer la disponibilité de l’énergie électrique.
La puissance supplémentaire de PoE+ permet de connecter des périphériques tels que des caméras de sécurité PanTilt-Zoom, des clients légers, des visiophones et des émetteurs WiMax.
Le PoE s’étendra également à une plus grande partie de l’usine, ce qui permettra d’alimenter une plus large gamme d’équipements réseau et de périphériques à partir d’un seul port PoE.
La norme PoE+ (802.3at) existe parallèlement à la norme PoE (802.3af) ; elle ne la remplace pas. La norme PoE sera toujours utilisée par la majorité des dispositifs d’alimentation par Ethernet.
En 2013, l’IEEE a lancé le groupe d’étude officiel pour PoE ++ (802.3bt), une solution PoE haute puissance conçue pour délivrer une puissance de 60 à 100 watts. L’IEEE étudie également la normalisation du PoE avec 10GBASE-T (10-GBEthernet).
Faire de la fiabilité robuste une évidence
Le PoE est un cas de réapprentissage de vieilles leçons. Il y a de quoi être admiratif devant une technologie qui fonctionne bien sans problème sans se poser de question sur sa sécurité pendant de nombreuses années.
Prenez la feuille de route du PoE, ajoutez-y l’application à la norme IEEE et le potentiel d’une plateforme stable et évolutive pour les années à venir, et c’est exactement ce qui est appréciable pour un ingénieur, un directeur d’usine ou un technicien.