Power over Ethernet (PoE) : comment ça marche et jusqu’où ça va
Power over Ethernet fait circuler l'alimentation électrique et les données dans le même câble RJ45, jusqu'à 100 mètres, sans prise secteur à l'autre bout. Trois normes IEEE cohabitent (802.3af à 15,4 W au port, 802.3at à 30 W, 802.3bt jusqu'à 90 W), et c'est le budget total du switch, pas la norme affichée sur la façade, qui décide de ce qui tient réellement.
Un seul câble pour les données et le courant
Une caméra IP fixée à six mètres de haut n'a pas de prise électrique à côté d'elle. Le PoE règle le problème : le switch injecte une tension continue comprise entre 44 et 57 V sur les paires du câble RJ45, et l'équipement au bout la récupère. Même câble, même connecteur, même plafond de 100 mètres que l'Ethernet ordinaire.
Le vocabulaire IEEE distingue deux rôles. Le PSE (Power Sourcing Equipment) fournit le courant : switch PoE, injecteur, midspan. Le PD (Powered Device) le consomme : borne Wi-Fi, téléphone SIP, caméra, horloge murale, contrôleur de porte. Un PSE conforme n'envoie jamais 48 V dès qu'un câble est branché. Il applique d'abord une tension faible, entre 2,8 et 10 V, et cherche une résistance de signature d'environ 25 kΩ côté PD. Pas de signature, pas d'alimentation : un portable branché par erreur sur un port PoE ne risque rien.
En 10/100BASE-T, deux modes coexistent. Le mode A utilise les paires de données 1/2 et 3/6, le mode B les paires libres 4/5 et 7/8. Le PSE choisit, le PD doit accepter les deux et se moquer de la polarité grâce à un pont de diodes en entrée. En gigabit, les quatre paires transportent déjà du signal : le courant passe en mode fantôme par les points milieux des transformateurs, sans perturber les données.
802.3af, 802.3at, 802.3bt : ce qui change vraiment
Trois normes empilées, chacune rétrocompatible avec la précédente. Un PD 802.3af fonctionne sur un port 802.3bt, l'inverse est faux.
L'écart entre les deux colonnes de puissance, c'est le câble. 15,4 W partent du switch, 12,95 W arrivent au bout de 100 m : le reste chauffe dans le cuivre. La norme dimensionne cette perte sur une résistance de boucle de 25 Ω maximum pour un lien de 100 m, valeur que du Cat5e CCA (cuivre plaqué aluminium) ne tient pas. C'est la première cause de PoE instable sur du câble acheté au prix le plus bas.
802.3bt a aussi relevé le courant admissible : 350 mA par paire en af, 600 mA en at, jusqu'à 960 mA par paire en Type 4. D'où l'obligation d'utiliser les quatre paires au-delà de 30 W.
| Norme | Année | Nom courant | Type | Puissance au port (PSE) | Garantie au PD | Paires utilisées |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 802.3af | 2003 | PoE | Type 1 | 15,4 W | 12,95 W | 2 |
| 802.3at | 2009 | PoE+ | Type 2 | 30 W | 25,5 W | 2 |
| 802.3bt | 2018 | PoE++ / 4PPoE | Type 3 | 60 W | 51 W | 4 |
| 802.3bt | 2018 | PoE++ / 4PPoE | Type 4 | 90 W | 71,3 W | 4 |
Les classes de puissance et la négociation
Après la détection vient la classification. Le PSE monte la tension entre 15,5 et 20,5 V et mesure le courant que renvoie le PD. Ce courant code une classe, et la classe détermine la puissance que le switch réserve dans son budget, avant même que l'appareil ait consommé quoi que ce soit.
La classe 0 est le fourre-tout. Un PD qui ne se déclare pas se voit allouer 15,4 W même s'il en tire 3. Sur un switch dimensionné au plus juste, quelques PD en classe 0 suffisent à saturer le budget alors que la consommation réelle reste dérisoire. Le protocole LLDP-MED corrige ce gaspillage avec le TLV Extended Power-via-MDI, qui renégocie la puissance par pas de 0,1 W une fois le lien établi. Un téléphone IP passe ainsi de 15,4 W réservés à moins de 7 W effectivement retenus.
| Classe | Puissance allouée par le PSE | Disponible au PD | Usage typique |
|---|---|---|---|
| 0 | 15,4 W | 12,95 W | PD non classifié (valeur par défaut) |
| 1 | 4,0 W | 3,84 W | Téléphone IP simple, capteur |
| 2 | 7,0 W | 6,49 W | Caméra fixe, téléphone avec écran |
| 3 | 15,4 W | 13,0 W | Borne Wi-Fi 802.11n, caméra dôme |
| 4 | 30 W | 25,5 W | Borne Wi-Fi 6, caméra PTZ |
| 5 à 6 | 45 à 60 W | 40 à 51 W | Borne Wi-Fi 6E/7, écran de signalisation |
| 7 à 8 | 75 à 90 W | 62 à 71,3 W | Client léger, éclairage LED, petit écran |
Le budget du switch, là où ça casse
Un switch 24 ports annoncé PoE+ ne délivre presque jamais 24 × 30 W. Les modèles courants embarquent une alimentation de 370 W ou 740 W pour tout le châssis. À 370 W de budget, douze caméras PoE+ à pleine charge consomment déjà tout, et le treizième port reste noir.
La panne typique arrive à la tombée de la nuit. Les caméras dômes allument leurs LED infrarouges, chacune passe de 6 à 12 W, le budget bascule et le switch coupe les ports qu'il juge les moins prioritaires. En supervision, ça ressemble à des caméras qui redémarrent en boucle vers 19 h en hiver et jamais en juin. Sur beaucoup de plateformes, à priorité égale, c'est le port au numéro le plus élevé qui saute en premier.
Sur un IOS, trois commandes tranchent le diagnostic en une minute.
- show power inline : budget total, puissance consommée, puissance restante et état de chaque port
- show power inline GigabitEthernet1/0/12 detail : classe négociée, puissance allouée, puissance réellement mesurée sur ce port
- power inline static max 15400 : fige l'allocation d'un port (valeur en milliwatts) pour la réserver à un équipement critique
PoE passif, injecteurs et confusions fréquentes
Le PoE passif n'est pas du PoE au sens IEEE. Ni détection, ni classification : la tension est présente en permanence sur le câble, souvent 24 V sur les paires 4/5 et 7/8. On le rencontre sur les anciens matériels Ubiquiti et MikroTik, livrés avec leur injecteur maison. Brancher un PD 802.3af sur un injecteur passif 24 V, ou un équipement passif 24 V sur un switch 48 V, se termine parfois par du matériel mort. Lisez l'étiquette de l'injecteur avant de le réutiliser dans une autre baie.
Deux amalgames reviennent sans cesse. Le PoE n'a rien de commun avec le CPL (Powerline, HomePlug AV2), qui fait circuler des données sur le réseau électrique : c'est le trajet exactement inverse. Et un splitter PoE n'est pas un injecteur. Le splitter sépare le courant en sortie pour alimenter un appareil non-PoE en 5 ou 12 V, l'injecteur ajoute le courant en entrée sur un lien qui n'en a pas.
Dernière limite souvent oubliée : le PoE ne rallonge pas l'Ethernet. Les 100 mètres restent les 100 mètres. Des extendeurs PoE relaient au-delà, mais chaque saut consomme sa part du budget et ajoute un point de panne alimenté par le lien lui-même.
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Quelle puissance la norme 802.3at (PoE+) garantit-elle au niveau de l'appareil alimenté ?
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Questions fréquentes
Puis-je brancher un appareil non-PoE sur un port PoE ?
Oui, sans risque, à condition que le switch soit conforme 802.3af/at/bt. La phase de détection cherche une résistance de signature d'environ 25 kΩ sous 2,8 à 10 V. Un PC ou une imprimante ne la présente pas, le port reste en données seules. Le danger existe seulement avec des injecteurs passifs, qui envoient la tension sans rien vérifier.
Quelle catégorie de câble faut-il pour du PoE+ ou du PoE++ ?
Du Cat5e en cuivre pur suffit techniquement jusqu'au 802.3at. Écartez le CCA, qui ne respecte pas la limite de 25 Ω de résistance de boucle sur 100 m. Pour du 802.3bt Type 3 ou 4, et surtout pour des câbles regroupés en gros faisceaux, passez en Cat6 ou Cat6A : le bulletin TIA TSB-184-A traite justement de l'échauffement dans les torons sous forte charge PoE.
Combien consomme réellement une borne Wi-Fi ?
Une borne Wi-Fi 6 professionnelle se déclare en général en classe 4 et tire une quinzaine de watts en usage courant, avec des pointes plus hautes quand les deux radios et un port USB sont actifs. Branchée sur un port 802.3af seulement, beaucoup de modèles démarrent en mode dégradé : une radio désactivée, le port USB coupé, parfois le débit du port réseau réduit. Le symptôme ressemble à une panne radio alors que c'est un problème d'alimentation.
Le PoE réduit-il le débit du lien ?
Non. L'alimentation circule en courant continu, superposée au signal via les transformateurs, et n'occupe aucune bande passante. En revanche, un câble médiocre ou mal serti dégradera à la fois le courant et les données, ce qui donne l'illusion d'un PoE qui brident le réseau. Vérifiez le compteur d'erreurs CRC de l'interface avant d'accuser l'alimentation.
Que se passe-t-il si je débranche l’équipement alimenté ?
Le PSE surveille en continu le courant tiré par le PD. Quand celui-ci disparaît, la norme impose de couper l'alimentation du port en 300 à 400 ms. Le câble redevient inerte presque immédiatement, ce qui évite qu'un connecteur laissé pendant reste sous tension.