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Solution pour extension PoE : étendre le PoE au-delà de 100 m

Updated on mars 19, 2022
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PoE est une technologie idéale pour les particuliers et entreprises, permettant à un seul câble RJ45 de fournir à la fois une connexion de données et une alimentation électrique à des appareils tels que les caméras IP, points d'accès Wi-Fi 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 m ? Ce post révèle les solutions.

Demande croissante pour l'extension PoE

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 gourmands en énergie et en données. Par exemple, la dernière norme IEEE 802.3bt PoE++ permet de transporter près de 100W d'électricité sur un câble à paires torsadées.

La norme PoE sur des câbles Ethernet montre encore ses limites sur une distance de 100 m 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.

IoT, les bâtiments intelligents, les systèmes de sécurité IP et les panneaux numériques sont toutes des applications qui bénéficient de la technologie PoE. 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.

Limitation de distance PoE avec le câblage en cuivre

Dans un réseau PoE typique avec câblage RJ45 , un switch PoE est connecté à une caméra IP via un câble RJ45. La caméra IP doit être située à moins de 100 m du switch PoE.

Connexion PoE : Switch PoE

Figure 1 : Connexion PoE - switch PoE

Lorsque le switch Ethernet ne dispose pas de fonction PoE mais qu'il doit prendre en charge les PD, 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 PD. Mais notez que l'utilisation d'un injecteur PoE midspan n'allongera pas la distance.

Connexion PoE : Switch non PoE et injecteur PoE

Figure 2 : Connexion PoE - switch non PoE et injecteur PoE

Méthodes pour dépasser la limite des 100 m

Pour dépasser la limite des 100 m de distance par un câblage RJ45, des dispositifs intermédiaires tels que des prolongateurs PoE ou des convertisseurs de médias PoE sont ajoutés à la liaison PoE.

Prolongateur PoE : Un prolongateur (extender) peut étendre les dispositifs PoE tels que les caméras IP, le téléphone VoIP, les points d'accès sans fil jusqu'à 100 m. Plusieurs prolongateurs peuvent être ajoutés tous les 100 m 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 PoE : Le convertisseur de médias PoE est une solution populaire pour prolonger une liaison en cuivre existante par la transition d'un câble RJ45 à un câble en fibre optique. Généralement, dans un réseau Ethernet, il est utilisé par paires pour ajouter un segment de fibre. Comme le montre la figure ci-dessous, un convertisseur de médias cuivre-fibre est ajouté près du switch 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. Il peut également être alimenté en CA/CC et alimenter les appareils via un câblage RJ45.

Convertisseurs de médias prolongent la distance du réseau PoE

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

Système de câblage composite fibre et cuivre

Traditionnellement, le câble Ethernet RJ45 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 hybride en cuivre-fibre (parfois appelé câble composite) change tout cela.

Le câble composite est fabriqué avec du cuivre et de la fibre sous la gaine extérieure – la fibre pour la transmission des données et le cuivre pour l'alimentation à distance. Cela permet de combiner les capacités de distance et de largeur de bande de la fibre monomode avec la capacité de transport d'énergie des conducteurs en cuivre toronné dans un seul câble. Les principales caractéristiques du câble composite sont sa longue distance de transmission et ses conducteurs séparés. Le courant est fourni par des conducteurs en cuivre séparés et de grande taille, la distance de transmission du câble composite n'est pas limité à 100 m.

Un système de câblage composite fibre et cuivre intègre un câble composite 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 câblage composite fibre et cuivre peut atteindre jusqu'à 30 fois supérieure à celle d'un système de câble CAT.

Câblage hybride en cuivre-fibre PoE

Figure 5 : Câblage hybride en cuivre-fibre PoE

Câblage RJ45 ou câblage composite fibre et cuivre : Lequel choisir

Quelle est la meilleure solution face au dilemme du choix des câbles RJ45 ou des câble composite ? Les éléments suivants sont à prendre en compte.

Flexibilité : Par rapport au PoE avec câblage en cuivre, le système de câblage composite est plus flexible. Le câble composite fibre et cuivre 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 RJ45.

Disponibilité : Bien que les câbles composites 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 composite. 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 composite fibre et cuivre pour prolonger la distance PoE présente certaines difficultés. Les fabricants qui fournissent des câbles composite sur le marché sont encore minoritaires. Cependant, si l'on regarde la situation globale, l'utilisation d'un câble composite avec le système PoE présente plus d'avantages que les câbles RJ45 PoE traditionnels, quels que soient le coût, la portée de transmission ou la tension.

L'avenir du câblage composite fibre et cuivre PoE

Le système de câblage composite fibre et cuivre, en tant que une extension solide des systèmes PoE traditionnels, 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 IoT, les cités intelligentes, l'éclairage LED, les systèmes de surveillance, etc. seront les applications PoE longue distance dans lesquelles la fibre optique et le PoE seront largement utilisés.

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