L’alimentation par Ethernet, écologique et de plus en plus populaire

Le PoE ou Power over Ethernet offre une voie idéale de mise en œuvre d'une alimentation de secours centralisée et se révèle pertinent pour alimenter les téléphones IP. Sachant que les 25% des switchs les plus efficaces sont écologiques.

Le PoE (Power over Ethernet - Alimentation via Ethernet) est une technologie chaque jour plus importante pour les dirigeants des compagnies d'électricité. La version haute puissance, telle que la définit la norme IEEE802.3at-2009, assure la fourniture simultanée d'alimentation électrique et de données avec des câblages de catégorie 5e (et supérieurs), rendant obsolètes les prises électriques difficiles d'accès, tout en offrant une multitude d'options de gestion de l'énergie en réseau.

Conçu à l'origine en fonction de l'ancienne norme du secteur IEEE802.3af-2003 comme un moyen d'alimentation de périphériques peu gourmands en énergie - téléphones sur IP et points d'accès LAN - le PoE a connu récemment une démultiplication de ses capacités et peut désormais prendre en charge des appareils électriques comme les webcams haute définition (HD), les points d'accès IEEE802.11n et les clients légers.

Dans la pratique, la norme PoE définit une méthode pour tout dispositif nécessitant une alimentation jusqu'à 25,5W via Ethernet et utilisant deux des quatre paires de fils d'un câble de catégorie 5e. La norme PoE est compatible avec une plage de tension de 50 V à 57 V, pour une intensité en sortie maximale de 600 mA.

Contrairement à la norme IEEE802.3af-2003, la nouvelle spécification IEEE802.3at-2009 n'exclut pas l'emploi des quatre paires de fils comme source d'alimentation. En d'autres termes, une puissance maximale de 51 W peut être assurée, à la demande, aux dispositifs alimentés.

En outre, les plus récentes spécifications PoE incluent des mécanismes de détection, de classification, de déconnexion et de protection de dispositifs en cas de surcharge ou court-circuit, tout en ajoutant de nombreuses nouvelles capacités sophistiquées de gestion « intelligente » de l'énergie.

Présentation du PoE


La norme IEEE définit trois types de dispositifs pour un déploiement PoE :

  • Dispositif alimenté (PD - Powered Device) : le dispositif à alimenter ;
  • Équipement source d'énergie (PSE - Power Sourcing Equipment) endspan ou switch PoE : un switch Ethernet intégrant des capacités PoE et directement connecté au dispositif alimenté ;
  • PSE midspan (ou Midspan) : un élément d'équipement placé entre un switch non PoE et un dispositif alimenté, offrant une capacité PoE à un réseau sans nécessiter de modification de l'infrastructure de commutation en place. Les responsables informatiques doivent déployer le PoE pour deux raisons : tout d'abord, le PoE offre une voie idéale de mise en œuvre d'une alimentation de secours centralisée. En alimentant des dispositifs depuis un site centralisé via des câbles de catégorie 5e, le PoE offre une méthode à la fois très simple et claire d'alimentation des dispositifs comme les téléphones IP nécessitant une disponibilité à 99,999 pour cent.

    Seul un système d'alimentation sans coupure est nécessaire comme alimentation de secours de 24, 48 ou plusieurs centaines de téléphones connectés à une unique salle de commutation. Ensuite, le PoE simplifie le déploiement de l'infrastructure électrique car il s'agit d'une technologie SELV (Separated Extra Low Voltage - Basse tension additionnelle séparée) (<60 V) qui gère la détection et la classification pour des tensions inférieures à 30 V.

    En d'autres termes, le PoE peut être déployé sans recourir à un électricien agréé et même dans des zones humides. Il est idéal pour les déploiements sur des sites où les prises CA sont absentes, difficiles d'accès ou peu pratiques à entretenir, ainsi les plafonds, les greniers et les toits.

    Troisième avantage des PSE PoE: ils peuvent souvent être gérés à distance. Les réinitialisations et les coupures programmées à distance deviennent enfin possibles. En exploitant cette facette, les économies sur les factures d'électricité peuvent atteindre 73 pour cent. En effet, les dispositifs comme les téléphones sur IP peuvent être très simplement configurés pour une activation de 9h00 à 17h00 en semaine et non 24h/24 et 7j/7.

    Grâce à ces avantages, le PoE se popularise chaque jour davantage. Selon les analystes des marchés, plus de 30 pour cent de tous les switchs Ethernet déployés aujourd'hui en entreprise sont compatibles PoE. Selon les estimations, quelque 53 millions de ports PoE ont été livrés en 2008, dont près de 45 pour cent (soit 24 millions) aux États-Unis.

    À 10 W par port, la PoE devient le mécanisme d'alimentation pour une consommation d'énergie de 2 102 400 MWh chaque année pour les seuls États-Unis (et de manière bien plus efficace que toute autre approche alternative de génération de courant continu à partir du courant alternatif).

    Opportunités PoE pour les compagnies d'électricité

    Le PoE offre aux compagnies d'électricité une chance unique de motivation des clients pour investir dans des PSE synonymes d'économies de milliers de MWh chaque année. Les principales économies sont liées au déploiement d'équipements capables de programmer des arrêts à des moments prédéterminés, susceptibles de réduire la consommation d'énergie de plus de 70 pour cent.

    Certains défis doivent toutefois être relevés. Tout d'abord, il est impossible de forcer le passage au PoE. Ensuite, le déploiement du PoE implique de la part des fabricants des investissements en matériels : les compagnies d'électricité ne sont pas normalement habituées à mettre en place des programmes incitatifs de cette nature. Les compagnies d'électricité ont déjà affronté cette situation en employant des approches conventionnelles pour développer le rendement, notamment en s'assurant que chaque conversion d'un système est effectuée de la manière la plus efficace qui, de façon similaire, est normalement associée à des coûts pour le fabricant.

    Cependant, les encouragements deviennent plus pratiques dès lors qu'il s'avère possible de mesurer et de prévoir la rentabilisation des investissements. Pour cette raison, un programme de certification écologique PoE (Green PoE Certification Program), répond aux défis rencontrés dans le secteur industriel, en l'absence de méthode objective de test du rendement des switchs PoE.

    Ces programmes de certification écologique ont ouvert le débat en proposant une méthode simplifiée de test du rendement. Les données ne sont pas testées mais uniquement le rendement énergétique PoE. Le rapport sortie CC /CA est mesuré pour deux états : charge avec alimentation maximale et alimentation à 50 pour cent pour tout le switch.

    La normalisation du test est également automatique selon le nombre de ports du switch testés. De là une comparaison facilitée pour les systèmes comprenant 16, 24, 48 ou un nombre quelconque de ports. Enfin, cette méthode assure également les tests de midspan, une plateforme toujours plus importante pour le déploiement du PoE d'une manière à la fois rentable et flexible.

    Le critère écologique pour la certification écologique PoE est également simple : les 25% des switchs les plus efficaces sont écologiques. Les autres, non. Lors de discussions avec les compagnies d'électricité, la plupart a reconnu l'attrait de la proposition d'encouragement des responsables informatiques déployant des PSE PoE. En effet, les économies deviennent substantielles grâce au déploiement de switch ou de Midspans écologiques par comparaison avec les équipements incompatibles avec la PoE.

    Cette proposition à valeur ajoutée s'étend également au réseau intelligent. À mesure du déploiement du PoE au sein des réseaux intelligents émergents, il devient possible d'imposer des coupures aux utilisateurs non prioritaires en cas de pics de la demande. Une solution d'intégration des commandes de réseau intelligent et de PoE est aussi envisageable.

    Les compagnies d'électricité pourraient ainsi potentiellement demander aux utilisateurs d'arrêter leurs dispositifs PoE les moins prioritaires pour économiser l'énergie plutôt que de simplement imposer des plans de coupures complets. Grâce à cette capacité, les systèmes pourraient survivre bien mieux qu'aujourd'hui aux catastrophes naturelles et aux étés les plus chauds.

    Que ce soit au sein des centres de données ou des réseaux intelligents, le PoE émerge en tant que technologie exploitable par les compagnies d'électricité afin d'accroître le contrôle de leurs consommateurs sur leur consommation d'énergie. En outre, le PoE offre une nouvelle voie irrésistible d'encouragement des clients à économiser l'énergie tout en réduisant la nécessité du développement de nouvelles capacités énergétiques.

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