Quand la ToIP se met au courant sur Ethernet

Frédéric Bergé

01 Réseaux

le 02/04/2007 à 07h00

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“ Pour la téléalimentation des postes IP, les commutateurs Ethernet ont été remplacés par des modèles dotés de la fonction PoE (Power over Ethernet) ”, nous expliquait récemment Alain Jahn, responsable du groupe télécoms d'Electricité de Strasbourg. S'appuyant sur l'avènement, en 2003, de la norme 802.3af, qui définit le PoE, les entreprises, lorsqu'elles déploient un PBX-IP avec des nouveaux combinés, s'orientent vers l'installation de commutateurs Ethernet intégrant la téléalimentation directe sur leurs ports.

Le courant est injecté sur le câble de catégorie 5, qui transporte déjà la voix et les données. Une variante consiste à utiliser un panneau intermédiaire entre le commutateur et les équipements à alimenter. Cette option permet de conserver l'infrastructure de commutation Ethernet existante. Elle complexifie cependant le brassage des câbles. Pour les équipements qui respectent la norme 802.3af, le courant d'alimentation est injecté sur les deux paires d'un câble Ethernet de catégorie 5, à 100 ohms.

En Ethernet 100 Mbit/s, deux paires non utilisées restent disponibles pour le transport de données. En Gigabit Ethernet, où les quatre paires sont utilisées en transmission de données, le courant électrique doit cohabiter avec ces flux (lire l'encadré). Le type de courant transporté est de 48 V continu, équivalant à une puissance de 15,4 W au maximum, avec une intensité maximale de 350 mA. Une restriction de la puissance fournie est possible (mais non obligatoire) via un processus de classification à trois paliers (15,7 et 3 W).

Ces caractéristiques électriques conviennent à l'alimentation de téléphones, de caméras IP ou de points d'accès radio, à condition que ceux-ci respectent la norme 802.3af. Un processus de “ négociation ” s'établit entre l'injecteur de courant et le terminal récepteur. L'alimentation électrique fournie depuis le commutateur PoE est automatiquement activée lors de l'identification d'un terminal compatible 802.3af, et coupée pour les équipements existants non compatibles.

Si l'on souhaite éviter le recours à la téléalimentation par Ethernet, l'adjonction d'un petit adaptateur de courant par poste reste toujours possible. Mais, deux câbles (Ethernet et électrique) restent nécessaires sur le bureau de chaque utilisateur. Ensuite, toute coupure d'électricité rendra le téléphone IP inopérant.

Bien jauger la puissance de l'onduleur

Sur le plan de la sécurité de l'alimentation, l'installation de commutateurs Ethernet PoE présente plusieurs atouts. Il devient possible de centraliser l'alimentation au niveau du local technique du réseau, et de placer un onduleur pour protéger l'alimentation de cet ensemble. La puissance de cet onduleur devra prendre en compte la puissance dissipée par les commutateurs PoE, souvent deux à quatre fois supérieure à celle d'un commutateur Ethernet standard.

En cas de panne de courant, le basculement de l'alimentation des téléphones IP sur l'onduleur assure la continuité du service téléphonique. L'ensemble de l'entreprise peut aussi protéger son alimentation en permanence par un gros onduleur central. Il lui faudra cependant estimer la durée pendant laquelle l'installation devra être capable de fonctionner sur batterie pendant une coupure de courant. Pour les applications de téléphonie sur IP, ce besoin peut être estimé entre une demi-heure et quelques heures d'autonomie.

Plus celle–ci sera élevée, plus il en coûtera à l'entreprise en termes de batteries additionnelles sur l'onduleur. Il lui est aussi possible d'opter pour des batteries de capacité minimale sur ses onduleurs et de s'équiper d'un groupe électrogène pour alimenter son installation de ToIP, ce qui fournira du courant aux onduleurs en cas de besoin.

L'autre atout tient à la simplification du câblage. Le PC des collaborateurs se connecte sur le minicommutateur Ethernet du téléphone IP, lequel est raccordé à la prise Ethernet d'où il prend aussi son courant. Une seule prise Ethernet sert donc à la fois au transport de la voix, des données et de l'électricité.

S'équiper de commutateurs Ethernet dotés de téléalimentation électrique revient à faire son marché chez les équipementiers Sur le marché, l'éventail des commutateurs PoE inclut des commutateurs de niveau 2 et 3 (routage IP inclus), disponibles en version 12, 24 et 48 ports, 10–100 ou 10–100–1 000 Mbit/s.

Attention au dégagement de chaleur

En général, le surcoût de ces équipements par rapport à leurs équivalents dépourvus de téléalimentation varie de 20 à plus de 40 % selon les types de matériels et les constructeurs, en raison des batteries embarqués, puisqu'un commutateur PoE est censé fournir environ 15 W sur chacun de ses ports. Cette promesse a été globalement tenue par les quatre équipementiers (Alcatel-Lucent, HP, Nortel Networks et 3Com) testés lors d'un récent banc d'essai.

Sur ces quatre commutateurs dotés de 24 ports 10–100–1 000 Mbit/s avec téléalimentation PoE, le plus puissant d'entre eux, le modèle de HP, fournissait 15,4 W sur chacun de ses ports, tandis que le plus faible, Alcatel-Lucent, était crédité de 14,6 W par port. Des résultats à mettre en rapport avec le fait que les matériels téléalimentés qui nécessitent le plus de puissance à l'heure actuelle sont des caméras IP, qui consomment de 12 à 13 W.

Reste aussi, pour l'entreprise, à anticiper la surconsommation électrique et la dissipation de chaleur induite par les commutateurs PoE dans les locaux techniques. Les commutateurs 24 ports PoE que nous avons testés étaient équipés d'alimentation dont la puissance variait de 425 à 600 W, soit un multiple de deux à quatre par rapport à un commutateur 24 ports traditionnel. La dissipation d'énergie dans l'armoire de répartition doit donc être évaluée. Si une climatisation locale s'avère nécessaire, son acquisition devra être ajoutée à l'investissement nécessaire pour l'infrastructure de commutation PoE.

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