PoE (informatique) : un réseau qui relie le smart building et l'industrie
Qu'est-ce que le PoE ?
Le Power over Ethernet (PoE) – "alimentation via Ethernet" – consiste à faire transiter du courant électrique par le biais d'un réseau IP basé sur l'Ethernet. Concrètement, une tension de 48 volts (à l'origine jusqu'à 15,4 watts de puissance électrique) transite en plus des données à 100 Mbit/s ou 1 Gbit/s de données. Normalisé par le consortium IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), le PoE est conçu pour différents câbles Ethernet CAT-N dotés d'un connecteur RJ45.
Le Power over Ethernet a été élaboré pour faciliter la mise en œuvre des équipements réseau (bornes Wi-Fi, points d'accès sans fil, téléphones IP, etc.) et autres solutions connectées (imprimantes, vidéos de surveillance IP, etc.). En assurant l'alimentation électrique et l'échange de paquets de données IP sur un même câble, il évite l'installation d'un réseau séparé (IP et électrique) et élimine ainsi l'ensemble des coûts sous-jacents. Il simplifie ensuite la gestion et le processus d'approbation. La technologie a été standardisée en 2004. "Le PoE est actuellement déployé dans 25% des ports Ethernet", souligne Steve Pietkiewicz, senior vice-président pour la catégorie de produits Power chez Analog Devices.
Techniquement, comment ça marche ?
Un câble Ethernet RJ45 regroupe 4 paires de fils de cuivre. Selon la rapidité du réseau Ethernet, deux ou toutes les paires de fils sont exploitées pour faire circuler les données. Le courant peut transiter soit par les paires inutilisées, ou être superposé sur les fils supportant le flux de données. Pour assurer la compatibilité avec les réseaux Ethernet, des injecteurs de courant peuvent être installés entre le commutateur et le terminal. Lorsque les dispositifs de réseau prennent en charge la norme d'alimentation par Ethernet, le courant est délivré directement.
Un dispositif Ethernet adapté à la technologie PoE pourra en outre être déployé sur une implantation faiblement équipée en infrastructure électrique, et éventuellement intégrer au niveau IP à des dispositifs compatibles et non-compatibles Power over Ethernet – ceux-ci étant automatiquement reconnus. "Tout le monde est familier avec ce câble Ethernet bleu. Les utilisateurs attendent des dispositifs facilement interopérables et le PoE répond à ce besoin. Un autre avantage du PoE est qu'il peut être déployé sans recourir à un électricien", indique Steve Pietkiewicz.
Sur le plan de la sécurité, le PoE permet de se passer d'alimentation de secours dédiée pour chaque équipement. Une seule sauvegarde centrale, située près des commutateurs de données et de la source Power over Ethernet, assurant la protection des éléments connectés.
Perspectives du PoE dans l'IoT
Les besoins de l'IoT ont conduit en janvier 2018 le comité IEE 802.3 à mettre au point une nouvelle version de la norme PoE, le PoE+, offrant une puissance de 90 watts, alors que le PoE d'origine est limité à 15,4 watts. Ce standard permettra de connecter les nouvelles générations d'objets connectés. Une norme PoE standard pour les connections supérieures à 10 Gb pourrait voir le jour en 2022.
"Les caméras connectées embarquant du computer vision et de nombreuses applications d'IA (comptage, objets…) plus gourmandes en CPU et en alimentation, profitent ainsi de nouvelles performances et possibilités avec le PoE+", détaille Patrice Ferrant, regional sales manager France et Afrique chez Mobotix, fabricant français d'équipements vidéo qui déploie la technologie PoE dans ses caméras depuis les années 2000. Des applications qui se développent depuis le début de la crise du coronavirus. "Le grand avantage du PoE dans l'IoT est de permettre une interopérabilité entre différents équipements connectés", poursuit Patrice Ferrant. Grâce à cette norme, Mobotix fait dialoguer l'une de ses caméras avec une colonne lumineuse de l'entreprise Patlite, spécialiste des colonnes lumineuses à LED, via un switch en PoE, afin de fournir une alarme visuelle et acoustique dans l'industrie.
Pour Analog Devices, les gains financiers représentent le deuxième atout du PoE : "Il n'y a qu'un câble à déployer. Les objets connectés fonctionnant sans-fil, en Wi-Fi par exemple, demandent moins de dépenses dans leur infrastructure mais il faut assurer la maintenance des devices, et changer les batteries peut vite devenir une contrainte", certifie Steve Pietkiewicz.
Selon lui, le réseau offre des opportunités importantes dans le smart building et l'industrie, dont les bâtiments sont souvent déjà précâblés. "Demain, le bâtiment intelligent devra contrôler les accès, l'efficacité énergétique, le taux d'occupation des salles… Ces applications pourront être réalisées via le PoE", explique Steve Pietkiewicz. "Le PoE est complémentaire des réseaux IoT pour la maison, comme Zigbee, où le sans-fil n'est pas toujours adéquat", confirme Patrice Ferrant, chez Mobotix. En avril 2020, les entreprises françaises Energie IP et Ubiant se sont associés pour mettre à profit la norme et proposer un système de GTB (pour gestion technique du bâtiment) de nouvelle génération basé sur une solution PoE- BOS inside, intégrant comme son nom l'indique un building operating system. Au-delà du smart building, le PoE a un autre débouché : le véhicule autonome.
L'Alliance Ethernet
Créé en janvier 2006, cet organisme a été fondé pour promouvoir les réseaux Ethernet. Il regroupe une quinzaine de membres fondateurs, dont Intel, Cisco et Huawei, ainsi qu'une trentaine de membres participants, parmi lesquels Analog Devices ou Nexans. Ce consortium se donne pour mission d'accompagner la standardisation des technologies Ethernet. Le PoE fait évidemment partie de sa feuille de route.