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Câbles à fibre optique : Solution pour extension du PoE

Howard

Traducteur David
19 janvier 2021

PoE est une technologie idéale pour les particuliers et entreprises, permettant à un seul câble de fournir à la fois une connexion de données et une alimentation électrique à des appareils tels que les caméras IP, points d'accès WIFI et terminaux de réseau optique. Cependant, le système de câblage PoE est limité en distance, et présente d'autres inconvénients tels que la disponibilité de l'énergie et l'emplacement des appareils. Comment dépasser la limite des 100 mètres ? Ce post révèle les solutions.

Demande élevée pour l'extension de portée des dispositifs PoE

IoT, les bâtiments intelligents, les systèmes de sécurité IP et les panneaux numériques sont toutes des applications qui bénéficient de la technologie PoE. La technologie PoE est de plus en plus utilisée. Cependant, la distance de transmission est insuffisante pour répondre aux besoins supplémentaires des utilisateurs potentiels, et de nouvelles solutions de câblage sont donc nécessaires pour étendre la distance du PoE.

L'application PoE est souvent réalisée sur un système de câblage à paires torsadées non blindé. Depuis que la technologie PoE a été introduite pour transmettre l'énergie électrique en même temps que les données, de nouvelles normes PoE ont été ratifiées au fil des années pour répondre au besoin d'une puissance plus élevée, qui permet d'alimenter des appareils consommant plus d'énergie. Par exemple, la dernière norme 100W PoE IEEE 802.3bt permet de transporter près de 100W d'électricité sur un câble à paires torsadées. La norme Uniforturnity, PoE sur des câbles en cuivre torsadés montre encore ses limites sur une distance de 100 mètres entre l'équipement d'alimentation (PSE) et le dispositif alimenté (PD). Mais sachez que la longueur maximale du câble peut varier d'une application à l'autre. La distance réelle à laquelle vous pouvez alimenter un appareil peut être réduite par la tension de l'alimentation électrique, la qualité du câble et autres facteurs.

PoE avec câblage en cuivre

Dans un réseau PoE typique avec câblage en cuivre, un commutateur PoE est connecté à une caméra IP via un câble en cuivre torsadé. La caméra IP doit être située à moins de 100 mètres du commutateur PoE.

PoE avec câblage en cuivre

Figure 1 : Longueur maximale de câble pour connexion PoE

Lorsque le commutateur Ethernet ne dispose pas de fonction PoE mais qu'il doit prendre en charge les DP (dispositifs alimentés), un injecteur PoE peut être ajouté à la liaison en tant qu'élément intermédiaire, convertissant ainsi le courant alternatif en courant continu afin de répondre aux besoins en énergie des DP. Mais notez que l'utilisation d'un injecteur PoE à mi-portée n'allongera pas la distance.

Longueur maximale de câble pour connexion PoE

Figure 2 : Extension PoE par injecteur PoE

Il est évident que dans la mesure où nous n'utilisons pas d'autres technologies à longue portée, la distance de transmission sera toujours limitée par le câblage en cuivre. Pour dépasser la limite des 100 mètres de distance par un câblage en cuivre, des dispositifs intermédiaires tels que des prolongateurs PoE ou des convertisseurs de médias sont ajoutés à la liaison.

Prolongateurs: Un prolongateur peut étendre les dispositifs PoE tels que les caméras IP, le téléphone VoIP, les points d'accès sans fil jusqu'à 100 mètres. Plusieurs prolongateurs peuvent être ajoutés tous les 100 mètres pour acquérir des distances plus longues. La distance spécifique et la quantité de prolongateurs PoE varient selon les fournisseurs et les modèles.

Prolongateurs PoE prolongent la distance du réseau PoE

Figure 3 : Prolongateurs PoE prolongent la distance du réseau PoE

Convertisseur de médias : le convertisseur de médias est une solution populaire pour prolonger une liaison en cuivre existante par la transition d'un câble en cuivre à un câble en fibre optique. Généralement, dans un réseau en cuivre, il est utilisé par paires pour ajouter un segment de fibre. Comme le montre la figure ci-dessous, un convertisseur de support cuivre-fibre est ajouté près du commutateur Ethernet, qui peut étendre la liaison sur des distances supérieures avec le câble à fibre optique. Le convertisseur de média PoE fournit une extension de la distance de fibre à la caméra IP PD. Il peut également être alimenté en CA/CC et alimenter les appareils via un câblage en cuivre.

Convertisseurs de médias prolongent la distance du réseau PoE

Figure 4 : Convertisseurs de médias prolongent la distance du réseau PoE

Système de câble à fibre optique alimenté

Traditionnellement, le câble Ethernet en cuivre fournit des fonctions que les câbles en fibre optique ne peuvent pas assurer : ils sont capables de transmettre l'énergie et les données sur un seul câble alors que la fibre optique est reconnue par tous avec sa capacité à transporter des données sur une longue distance. Mais l'émergence du câble à fibre optique alimenté change tout cela.

Le câble à fibre optique alimenté ne peut pas exactement être décrit comme une alimentation par fibre optique. Il peut être désigné comme câble hybride cuivre-fibre, ce qui indique plus précisément que la fibre et le cuivre sont combinés dans un seul câble pour la transmission de données et la fourniture d'énergie. Les principales caractéristiques du câble à fibre optique sont sa longue distance de transmission et ses conducteurs séparés. Ces câbles hybrides en cuivre et en fibre optique ne sont pas limités à 100 mètres et le courant est fourni par des conducteurs en cuivre séparés et de grande taille.

Un système de câble à fibre optique alimenté intègre un câble à fibre optique alimenté et un prolongateur PoE ainsi que des éléments de gestion des câble et de la fibre, gestion de la transmission d'énergie, sécurité et protection contre les surcharges, ainsi qu'une alimentation électrique universelle (PSU). La distance de transmission d'un système de câble à fibre optique alimenté peut atteindre jusqu'à 30 celle d'un système de câble CAT.

Système de câble à fibre optique alimenté

Figure 5 : Système de câble à fibre optique alimenté

PoE avec câbles en cuivre ou câbles en fibre optique

Quelle est la meilleure solution face au dilemme du choix des câbles en cuivre ou des câbles en fibre optique ? Les éléments suivants sont à prendre en compte.

Flexibilité : Par rapport au PoE avec câblage en cuivre, le système de câblage en fibre optique est plus flexible. Le câble de fibre optique alimenté servant de rallonge pour l'alimentation et les données, les appareils alimentés peuvent être déployés dans des lieux où une alimentation électrique n‘est pas disponible, et peuvent fonctionner de manière optimale.

Installation et gestion : À différence du système de câblage en cuivre utilisant un convertisseur de média ou autres dispositifs pour prolonger les distances PoE, la fibre et le cuivre sont combinés dans une seule et même construction de câble. La construction hybride réduit la quantité de câbles à déployer, ce qui facilite l'installation et la gestion avec un seul câble, au lieu de deux pour l'alimentation et les données séparément.

Temps et coût : La conception hybride des câbles en fibre-cuivre élimine le coût de l'alimentation basse tension à chaque endroit et le coût des câbles d'alimentation et de puissance séparés supplémentaires dans les systèmes de câbles en cuivre. Réduction des coûts de main-d'œuvre et du temps d'installation nécessaires pour compléter un réseau PoE avec des câbles en fibre optique.

Disponibilité : Bien que les câbles à fibre optique ne soient pas une nouveauté dans le domaine de la télécommunication, les dispositifs matériels n'évoluent pas à un rythme soutenu, ce qui peut poser des problèmes pour le câblage à fibre optique. Par exemple, il se peut qu'il y ait peu de caméras de sécurité équipées de ports en fibre optique, donc un déploiement PoE dans cette application exigera un convertisseur de média PoE. Cela peut présenter des inconvénients, en particulier dans les applications comprenant des appareils à alimentation multiple.

Dans l'ensemble, l'utilisation de câbles à fibres optiques alimentés pour prolonger la distance PoE présente certaines difficultés. Les fabricants qui fournissent des câbles à fibres optiques sur le marché sont encore minoritaires. Cependant, si l'on regarde la situation globale, l'utilisation d'un câble à fibre optique alimenté avec le système PoE présente plus d'avantages que les câbles en cuivre PoE traditionnels, quels que soient le coût, la portée de transmission ou la tension.

Le futur du PoE et des câbles en fibre optique

Le système de câblage évoluera certainement pour soutenir la haute efficacité et l'interopérabilité nécessaires. Le système de câble à fibre optique alimenté, en tant que solution pour prolonger les connexions PoE, répond au besoin de disposer de multiples appareils en un seul point dans une vaste zone de couverture. Les systèmes d'antennes actives 5G, les dispositifs IdO, les cités intelligentes, l'éclairage LED, les systèmes de surveillance, etc. seront les applications dans lesquelles la fibre optique et le PoE seront largement utilisés.

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