IEEE 802.3af : comment fonctionne l’alimentation électrique par câble LAN ?

IEEE 802.3af est une norme permettant d’alimenter un terminal avec jusqu’à 12,95 W via un câble LAN. Pour cela, il est cependant important que le terminal soit compatible avec Power over Ethernet, autrement il risquera d’être endommagé.

Qu’est-ce que la norme IEEE 802.3af ?

En 2003, l’Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) a adopté une norme pour l’alimentation électrique des appareils via un câble réseau : IEEE 802.3af. Elle fonctionne avec les terminaux compatibles PoE (Power over Ethernet) avec une puissance en watts de 15 W au point de départ et jusqu’à 12,95 W au terminal. Il permet l’alimentation électrique et la transmission simultanée de données via un câble LAN. En plus de 802.3af, il existe également les normes suivantes : 802.3at (PoE+) et 802.3bt (PoE++ ou 4PPoE), qui permettent de transmettre des charges électriques encore plus élevées. Pour l’Ethernet à paire simple a été mise en place la norme 802.3bu (PoDL).

Comment fonctionne la norme 802.3af ?

IEEE 802.3af requiert un câble conçu pour la transmission de données de façon à alimenter un terminal en électricité. Cela concerne généralement les appareils qui nécessitent peu de courant comme les caméras de surveillance, les téléphones VoIP, les points d’accès sans fil (WAP), les concentrateurs ou encore les petits serveurs. La norme 802.3af est adaptée à Ethernet (10BASE-T) et Fast Ethernet (100BASE-TX). Le PoE passe alors par un fil de la paire 1,2 et un autre fil de la paire 3,6, simultanément à la transmission de données. Les deux autres paires de fils 4,5 et 7,8 peuvent en revanche être utilisées pour l’alimentation en énergie. Deux variantes sont donc possibles pour l’alimentation :

• Alimentation par paires de rechange : dans ce cas, seules les deux paires de fils inutilisées sont utilisées pour l’alimentation électrique. Les deux autres paires sont réservées à la transmission de données.
• Alimentation fantôme : dans cette variante, les paires de fils non utilisées, ainsi que celles prévues pour la transmission des données sont toutes utilisées pour l’alimentation en énergie.

Le courant continu est ensuite délivré avec une tension en volt pouvant atteindre 44 V. Pour cette alimentation active, on utilise des commutateurs de mise en réseau. L’alimentation passive quant à elle fonctionne grâce à des injecteurs PoE intercalés.

Avec la norme 802.3af, les câbles Ethernet ne sont donc plus seulement utilisés pour la transmission de données, mais aussi pour l’alimentation en énergie : un émetteur injecte une tension positive d’un côté et une tension négative de l’autre côté dans chacune des paires des fils conducteurs. Un récepteur différencie ensuite les deux tensions et détermine le signal de données. En élevant ensuite la tension au potentiel requis pour l’alimentation électrique, le câble peut également être utilisé pour le courant. Pour cela, il doit cependant être conçu pour ce type de tension.

Quelles sont les caractéristiques techniques de la norme IEEE 802.3af ?

La norme IEEE 802.3af permet de délivrer jusqu’à 175 milliampères par paire de fils. Ainsi, avec deux paires de fils, on atteint un total de 350 mA, sachant que jusqu’à 400 mA sont autorisés lors de la mise sous tension. La puissance de sortie peut atteindre 15,4 W par fil et la puissance de sortie utile 12,95 W au maximum. Il y a donc une perte d’énergie, car le développement de chaleur joue un rôle important pendant le transfert. Des pertes se produisent également au niveau des blocs d’alimentation. La tension du 802.3af se situe entre 44 et 57 V, mais se stabilise généralement autour de 48 V.

Quels sont les avantages de la norme 802.3af ?

Le principal avantage de la norme IEEE 802.3af est de pouvoir se passer d’au moins un câble. La norme 802.3af permet de remédier aux difficultés d’accès aux appareils ou aux branchements de câbles compliqués. Cette méthode permet également de supprimer l’utilisation d’une batterie et d’améliorer la répartition sur les prises de courant. De plus, cela représente un gain de place : les blocs d’alimentation encombrants ne sont plus nécessaires et les appareils n’ont plus besoin d’être placés à proximité immédiate de l’alimentation électrique.

À quoi faut-il faire attention avec la norme 802.3af ?

La norme 802.3af est une excellente méthode pour faire fonctionner de petits appareils à faible consommation d’énergie de manière peu encombrante et simple grâce à un seul et même câble. Cette norme est donc un bon choix pour les petits appareils mentionnés ci-dessus. Cette technique n’est toutefois pas adaptée aux besoins en énergie plus importants. La perte de puissance due à la chaleur et à la distance doit être prise en compte. De plus, tous les terminaux ne sont pas compatibles avec IEEE 802.3af. Si vous branchez un appareil incompatible, celui-ci peut être endommagé ou même détruit par la tension continue.

C’est pour cette raison que la norme IEEE 802.3af dispose d’un mécanisme de contrôle des terminaux. Un courant de classification à faible tension est donc utilisé pour vérifier la compatibilité PoE d’un terminal et pour savoir à quelle classe il appartient. On appelle ce procédé « Resistive Power Directory » : il mesure entre autres des paramètres tels que la résistance et la capacité. Si la résistance interne est comprise entre 19 et 26,5 ohm et que la capacité est inférieure ou égale à 10 farads, alors une alimentation énergétique conforme à la norme IEEE 802.3af est établie.