
Power over Ethernet (PoE) : types, puissance et câblage
Comprenez PSE, PD, détection, classification, alternatives A/B, alimentation sur quatre paires et puissances des types IEEE 802.3af, at et bt.
Rédaction et revue techniqueElectroDesignForge Engineering Team
Voir le processus éditorialÀ retenir : le PoE transporte l’alimentation continue et les données Ethernet sur le même câble à paires torsadées. Le PSE détecte d’abord un appareil compatible, négocie une classe de puissance, puis alimente le PD. Pour comparer deux équipements, utilisez le type IEEE, la classe et la puissance disponible au PD plutôt qu’une mention commerciale comme « PoE++ ».
Référence rapide
| Génération historique | Type IEEE | Paires d’alimentation | Puissance maximale du PSE | Puissance maximale disponible au PD |
|---|---|---|---|---|
| IEEE 802.3af | Type 1 | 2 | 15,4 W | 13 W |
| IEEE 802.3at | Type 2 | 2 | 30 W | 25,5 W |
| IEEE 802.3bt | Type 3 | 2 ou 4 | 60 W | 51 W |
| IEEE 802.3bt | Type 4 | 4 | 90 W | 71,3 W |
Le PSE est la source d’énergie, par exemple un commutateur ou un injecteur. Le PD est l’appareil alimenté : point d’accès Wi-Fi, caméra, téléphone, capteur ou contrôleur. L’écart entre les deux dernières colonnes couvre notamment les pertes maximales admises dans le câble.
Les amendements 802.3af, 802.3at et 802.3bt sont les noms historiques les plus visibles sur les produits. Leurs exigences sont intégrées à la norme IEEE 802.3 consolidée.
PSE, PD et démarrage d’un lien PoE
Un endpoint PSE est intégré au port d’un commutateur. Un midspan PSE, souvent appelé injecteur PoE, s’insère entre un commutateur non-PoE et le PD. Dans les deux cas, un système IEEE suit une séquence contrôlée :
- Détection : le PSE applique une faible tension de test et cherche la signature électrique d’un PD valide.
- Classification : le PSE découvre la puissance demandée et indique au PD la puissance qu’il peut consommer.
- Courant d’appel : le courant est limité pendant la charge des condensateurs d’entrée.
- Alimentation : le PSE surveille courant, puissance, court-circuit et déconnexion.
La détection évite qu’un PSE IEEE applique sa pleine tension à un appareil Ethernet ordinaire. Un injecteur dit PoE passif ne réalise pas nécessairement cette détection : sa tension, sa polarité et son brochage doivent être vérifiés séparément, car il peut endommager un équipement incompatible.
Alternative A, Alternative B et brochage
Le PoE regroupe les quatre paires du connecteur 8P8C en deux pairsets. Les mots Mode et Alternative sont employés comme synonymes dans ce contexte.
| Pairset PoE | Broches | Usage des données en 10/100BASE-TX | Usage des données en 1000BASE-T et au-delà |
|---|---|---|---|
| Alternative A / Mode A | 1–2 et 3–6 | paires de données | paires de données |
| Alternative B / Mode B | 4–5 et 7–8 | paires libres pour les données | paires de données |
Alternative A/B n’a aucun rapport avec T568A/T568B. T568A et T568B définissent la couleur affectée à chaque broche ; les alternatives PoE définissent les paires sur lesquelles circule le courant.
En alimentation sur deux paires, le PSE emploie l’un des deux pairsets. En alimentation sur quatre paires, les deux pairsets participent. Les conducteurs d’une même paire reçoivent le même potentiel continu ; le signal différentiel Ethernet se superpose en mode commun et reste lisible par les transformateurs du port.
N’attribuez pas un signe + ou − universel à une broche dans un schéma générique. Plusieurs configurations de polarité sont autorisées et le PD conforme doit les accepter grâce à sa rectification d’entrée. Pour la vue broche par broche, consultez le brochage Ethernet PoE et le brochage RJ45 T568A/T568B.
Types, classes et nombre de paires
Le type fixe la génération et les capacités générales. La classe exprime plus finement la puissance négociée. Un numéro de type élevé ne signifie pas qu’un port fournit automatiquement le maximum de ce type : sa classe prise en charge, sa limite par port et le budget total du commutateur restent déterminants.
- Les PSE Type 1 et Type 2 alimentent uniquement en mode deux paires.
- Un PSE Type 3 limité à deux paires peut aller jusqu’à la classe 4, soit le niveau d’un PD de 25,5 W.
- Un PSE Type 3 capable de quatre paires peut atteindre la classe 6 et 51 W au PD.
- Un PSE Type 4 est capable de quatre paires et peut atteindre la classe 8 et 71,3 W au PD.
- Pour les classes 1 à 4, un PSE Type 3 ou 4 peut utiliser deux ou quatre paires. À partir de la classe 5, l’alimentation sur quatre paires est imposée.
Les appellations PoE, PoE+ et surtout PoE++ ne suffisent donc pas pour sélectionner un produit. « PoE++ » peut désigner un Type 3 ou un Type 4 selon le fabricant. Demandez plutôt : quel type, quelle classe et quelle puissance garantie au PD ?
Données et alimentation partagent les mêmes paires
En 10BASE-T et 100BASE-TX, les données utilisent les broches 1–2 et 3–6. L’Alternative B pouvait donc être décrite comme une alimentation sur les « paires libres ». Cette expression devient trompeuse en Gigabit Ethernet : 1000BASE-T, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T et 10GBASE-T utilisent les quatre paires pour les données.
Le PoE reste compatible avec ces débits, car la composante continue est injectée en mode commun tandis que les données sont différentielles. Une installation Gigabit ou multigigabit doit toutefois posséder les huit conducteurs et respecter les performances de la catégorie demandée. Un ancien cordon à seulement deux paires peut établir un lien 10/100, mais ne convient ni au Gigabit ni à toutes les configurations PoE.
Le tableau des débits Ethernet BASE-T détaille le nombre de paires, la catégorie et la portée de chaque PHY.
Câble, distance et échauffement
Le canal cuivre standard atteint généralement 100 m : jusqu’à 90 m de lien permanent et 10 m de cordons cumulés. Cette distance est une limite de conception, pas une garantie indépendante de la température, du calibre des conducteurs, des connecteurs et du regroupement des câbles.
Pour une installation PoE robuste :
- choisissez une catégorie compatible avec le débit, puis vérifiez les exigences PoE du câble et de la connectique ;
- utilisez des conducteurs en cuivre massif conformes, jamais du cuivre plaqué aluminium vendu abusivement comme câble de catégorie ;
- conservez les paires torsadées jusqu’à la terminaison et utilisez les huit conducteurs ;
- surveillez la résistance de boucle et le déséquilibre de résistance entre conducteurs et entre paires ;
- appliquez les règles de regroupement, de température et de déclassement du fabricant, surtout en Type 3 ou Type 4 ;
- préférez une infrastructure Cat 6A correctement certifiée pour les nouvelles installations à forte puissance ou multigigabit.
Le courant provoque des pertes I²R. Une résistance excessive réduit la tension disponible au PD et chauffe le faisceau. Le déséquilibre de résistance répartit mal le courant entre conducteurs et peut aussi perturber les transformateurs Ethernet. Une simple vérification de continuité ne valide donc pas un canal PoE haute puissance.
Consultez également les catégories de câbles Ethernet Cat 5 à Cat 8 pour choisir le support adapté.
Dimensionner un système PoE
- Relevez la puissance d’entrée maximale du PD, pas seulement sa consommation moyenne.
- Identifiez son type et sa classe, puis vérifiez que le PSE fournit cette classe sur le port concerné.
- Contrôlez le budget total du commutateur : vingt-quatre ports capables de 30 W ne signifient pas toujours 720 W disponibles simultanément.
- Réservez une marge pour les pertes du canal, la température, le démarrage et les accessoires intermédiaires.
- Vérifiez la catégorie, la longueur, le calibre, la matière des conducteurs et la certification du lien.
- Pour un produit conçu sur mesure, dimensionnez le contrôleur PD, la rectification, l’isolation, le convertisseur continu-continu et la tenue aux transitoires selon la norme et les fiches techniques.
Si l’équipement annonce une puissance par LLDP, ne supposez pas que cette négociation remplace la classification électrique : les deux mécanismes peuvent participer à l’allocation. Pour le diagnostic, utilisez un testeur PoE qui indique pairset, type, classe et puissance disponible sous charge plutôt qu’un simple voltmètre à vide.
Dépannage rapide
| Symptôme | Causes probables | Vérifications utiles |
|---|---|---|
| Aucune alimentation | PD non détecté, injecteur passif incompatible, port désactivé, câble incomplet | type PSE/PD, huit conducteurs, journal du commutateur, testeur PoE |
| Le PD démarre puis redémarre | classe insuffisante, budget épuisé, chute de tension, appel de courant | puissance négociée, charge réelle, longueur et résistance du canal |
| Débit limité à 100 Mb/s | paire ouverte, cordon deux paires, terminaison défectueuse | wiremap des quatre paires et négociation du lien |
| Pannes lorsque plusieurs ports chargent | budget global ou limite thermique atteinte | budget PSE, ventilation, faisceaux et température |
| Connecteur chaud ou intermittent | contact dégradé, cordon non conforme, branchement sous forte charge répété | état des contacts, certification et remplacement du cordon |
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- Catégories de câbles Ethernet Cat 5 à Cat 8 — comparer fréquence, portée et applications.
- Débits Ethernet BASE-T — relier vitesse, nombre de paires et catégorie minimale.
Sources
- Ethernet Alliance — Overview of IEEE 802.3bt Power over Ethernet — types, classes, puissances PSE/PD, détection, pairsets et polarités.
- IEEE Standards Association — IEEE 802.3bt-2018 — amendement Power over Ethernet sur quatre paires.
- IEEE 802.3 — 4-Pair PoE Call for Interest — répartition des alternatives A et B sur les broches.
- Microchip Developer Help — PoE power interfaces — terminologie PSE, PD, midspan et pairsets.
- Fluke Networks — DC resistance unbalance testing for PoE — résistance, échauffement et conducteurs CCA non conformes.