PoE: classes 802.3af/at/bt et budget
Définition
Le PoE alimente un appareil électrique à travers le même câble ethernet qui transporte ses données: un point d'accès, une caméra IP ou un téléphone n'ont plus besoin d'adaptateur secteur local. Le switch (PSE, Power Sourcing Equipment) injecte du courant continu sur les paires; l'appareil (PD, Powered Device) le récupère. Trois normes IEEE se succèdent: 802.3af (15,4 W), 802.3at PoE+ (30 W), 802.3bt PoE++ (60 à 90 W).
Contexte
Le blueprint 200-301 cite PoE au thème 1.1.h et l'alimentation des AP revient constamment dans les questions WLAN. En salle serveur comme sur un plateau, un technicien doit savoir quel budget son switch délivre par port et au total, sinon les AP les plus récents redémarrent en boucle faute de puissance négociée.
Les trois normes
| Norme | Nom commercial | Puissance PSE | Puissance PD | Paires | Classes |
|---|---|---|---|---|---|
| 802.3af | PoE | 15,4 W | 12,95 W | 2 | 0 à 3 |
| 802.3at | PoE+ | 30 W | 25,5 W | 2 | 0 à 4 |
| 802.3bt Type 3 | PoE++ | 60 W | 51 W | 4 | 5 et 6 |
| 802.3bt Type 4 | PoE++ | 90 W | 71,3 W | 4 | 7 et 8 |
L'écart entre puissance injectée et puissance disponible s'explique par les pertes sur le câble (jusqu'à 100 m de cuivre). Le 802.3af utilise 2 paires (Mode A broches 1/2 et 3/6, ou Mode B broches 4/5 et 7/8); le 802.3bt oblige les 4 paires: un câblage Cat 5e complet est nécessaire, et la chaleur dans les faisceaux de câbles impose de respecter les courants admissibles.
Négociation: détection, classification, alimentation
Le PSE n'envoie jamais de tension avant d'avoir identifié un PD, pour ne pas griller un équipement passif:
- Détection: impulsions de tension basse (2,8 à 10 V) mesurant une résistance de détection de 25 kOhms dans le PD.
- Classification: le PD déclare sa classe (0 à 8) par un code de résistance ou un message LLDP-MED; le PSE réserve le budget correspondant.
- Alimentation: montée progressive de la tension, maintenue entre 44 et 57 V, le PSE surveille le courant de maintain pour couper si le PD est débranché.
- Cut si dépassement: un pic au-dessus du budget coupe le port en quelques millisecondes.
Un équipement legacy non-PD branché sur un port PoE ne reçoit rien: la détection échoue, le port reste inactif électriquement. C'est ce qui rend le PoE sans risque pour un PC standard.
Budget sur un Catalyst
Switch# show power inline
Available: 740.0(w) Used: 126.0(w) Remaining: 614.0(w)
Interface Admin Oper Power Class Type Pwr-Ctl
Gi1/0/1 AUTO ON 6.4 2 IEEE802.3af 0
Gi1/0/2 AUTO ON 25.5 4 IEEE802.3at 0
Gi1/0/3 AUTO OFF 0.0 0 other 0
Un C9200-48P a un budget PoE de 740 W en option pleine: 48 ports à 15,4 W consommeraient 739 W, donc impossible tous ports en af complet; il faut répartir, ou commander un C9200-48UP (budget PoE+ jusqu'à 1590 W sur les alimentations redondées). Quand le budget est épuisé, les nouveaux PD ne sont pas alimentés et les ports prioritaires (par classe) restent seuls actifs.
Switch(config)# power inline port priority critical ! ce port survit au manque de budget
Switch(config)# power inline police ! ou limiter le courant par port
PoE passif et abus
Le "PoE passif" (24 V ou 48 V sur des broches sans négociation IEEE) équipe des ponts radio ou caméras bon marché: il n'offre aucune protection, et un adaptateur 802.3af classique ne le fournit pas. Pour mélanger les mondes, il existe des injecteurs 802.3af/at et des splitteurs qui extraient 5 V ou 12 V côté PD. Un équipement passif branché sur un port IEEE actif ne sera tout simplement pas alimenté, et l'inverse peut détruire le matériel.
Exemple concret
Un service sécurité ajoute 12 caméras IP avec zoom motorisé, chacune annoncée à 12 W max: classe IEEE 802.3bt Type 3 (classe 5, 51 W dispo). Sur un switch d'accès 24 ports limité au 802.3af (budget 370 W), le calcul: 12 x 15,4 W réservés = 185 W seulement en af, mais les caméras refusent la classe af et demandent bt. Résultat du déploiement: ports en power inline denial, caméras éteintes. La correction: switch Type 3 4 paires (budget PoE++ par port 60 W) ou injecteurs bt dédiés.