Présentation du Power Over Ethernet (PoE) à quatre paires
Depuis plusieurs années, vous déployez des systèmes de câblage qui prennent en charge la PoE pour un grand nombre d’appareils, comme les téléphones VoIP et les caméras de sécurité. À ce jour, il vous a été demandé de prendre en charge un maximum de 30 watts, mais avec la pléthore d’appareils désormais capables de tirer profit des niveaux plus élevés de la PoE, par exemple les plus récents points d’accès Wi-Fi 802.11ac, les écrans numériques et même les ordinateurs de bureau, vos clients commencent à demander une alimentation PoE à quatre paires. Cet article apporte une mise à jour pour quatre thèmes liés au PoE : les normes proposées, les exigences de câblage, la certification de câblage LP et les fiches raccordées sur le terrain.
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Norme Power Over Ethernet (PoE) à quatre paires torsadées et votre installation de câblage
Depuis plusieurs années, vous déployez des systèmes de câblage qui prennent en charge la PoE pour un grand nombre d’appareils, comme les téléphones VoIP et les caméras de sécurité. À ce jour, il vous a été demandé de prendre en charge un maximum de 30 watts, mais avec la pléthore d’appareils désormais capables de tirer profit des niveaux plus élevés de la PoE, par exemple les plus récents points d’accès Wi-Fi 802.11ac, les écrans numériques et même les ordinateurs de bureau, vos clients commencent à demander une alimentation PoE à quatre paires. Cet article apporte une mise à jour pour quatre thèmes liés au PoE : les normes proposées, les exigences de câblage, la certification de câblage LP et les fiches raccordées sur le terrain.
Les normes proposées
Commençons par les différences qui existent entre les types de PoE actuels. La PoE de type 1 fournit jusqu’à 15.4 W, avec 13 W disponibles pour l’appareil et la PoE de type 2 (parfois appelée PoE Plus) fournit jusqu’à 30 W, avec 25.5 W disponible pour l’appareil. Les deux fournissent une alimentation sur deux paires en utilisant l’une des deux méthodes : l’alternative A et l’alternative B.
Dans l’alternative A, l’alimentation est fournie simultanément avec des données sur les paires 1-2 et 3-6. Dans l’alternative B, l’alimentation est fournie sur les paires libres 4-5 et 7-8. Si l’alternative A est compatible avec les deux applications à deux paires (comme la 10/100BASE-T) et à quatre paires (1000BASE-T), l’alternative B est seulement compatible avec des signaux de données qui utilisent deux paires.
La toute dernière norme 802.3bt applicable à la PoE à quatre paires comprend le type 3 et le type 4 qui fournissent tous deux une alimentation sur les quatre paires simultanément avec des données. La PoE de type 3 fournit jusqu’à 60 W, avec 51 W disponibles pour l’appareil tandis que le type 4 fournit jusqu’à 90 W, avec 71 W disponibles pour l’appareil.
Programme de certification Ethernet Alliance
Afin d’améliorer l'interopérabilité, l'Ethernet Alliance, un consortium de fabricants représentant les fournisseurs de 90 % des équipements de commutation PSE, a annoncé un programme de certification de la PoE. Ce programme fournit une méthodologie pour la certification de leurs produits en vue de leur interopérabilité avec d’autres solutions PoE conformes à la norme IEEE-802.3 et offre un étiquetage simple de ces produits.
La certification des produits est définie par un plan de test de 300 pages, faisant appel à des équipements homologués. Cela peut être réalisé par des fabricants ou des tiers, comme le laboratoire d'interopérabilité de l'Université du New Hampshire (UNH-IOL). Les équipements PSE et alimentés peuvent tous deux être certifiés. L’équipement qui passe avec succès ce processus rigoureux peut être étiqueté avec les marquages approuvés par l’EA, comme indiqué.
Les concepteurs ou installateurs d'équipement PoE peuvent simplement comparer les marquages sur l’équipement PSE et l’appareil alimenté afin de déterminer la compatibilité. Si la classe de l'équipement source de puissance est égale ou supérieure aux exigences de l’appareil alimenté, la fonctionnalité est assurée.
Exigences du câblage
Dans la PoE de type 1 et de type 2 utilisant l’alternative A, l’alimentation est transmise en appliquant une tension en mode commun aux deux paires, ce qui signifie que le courant est réparti de manière égale entre les deux conducteurs. Pour qu’il en soit ainsi, la résistance CC de chaque conducteur disponible dans la paire doit être équilibrée (égale) et toute différence est appelée résistance CC asymétrique. Une trop grande résistance asymétrique peut fausser les signaux de données, causant des erreurs de bit, des retransmissions voir même un non-fonctionnement des liaisons de données.
Comme l’alternative A de la PoE de type 1 et de type 2, la PoE de type 3 et de type 4 à quatre paires fournit également une alimentation par le biais de la tension en mode commun, par conséquent la résistance CC asymétrique est également importante. Toutefois, dans le type 3 et le type 4, vous ne devez plus seulement vous inquiéter de la résistance CC asymétrique sur chaque paire. Un déséquilibre excessif de la résistance CC entre plusieurs paires peut également perturber la transmission des données et empêcher la PoE de fonctionner.
Si un câble de mauvaise qualité présentant des variations de diamètre de conducteur et de concentricité (rotondité) comporte un risque plus élevé de présence de résistance CC asymétrique, les terminaisons non conformes dans le cas où des conducteurs individuels ne sont pas correctement et systématiquement installés dans les IDC peuvent également provoquer un déséquilibre de la résistance. Ainsi, si vous pouvez voir une spécification de résistance CC asymétrique sur le câble d’un fournisseur, un test sur le terrain est réellement le seul moyen de vérifier le niveau du déséquilibre de la résistance CC après l’installation.
La série DSX CableAnalyzer™ pour la certification des liaisons cuivre de Fluke Networks peut rapidement et facilement tester la résistance CC asymétrique dans une paire et entre les paires de sorte que vous pouvez être certain que l’installation de câblage que vous déployez fonctionnera dans les applications de PoE à deux et à quatre paires.
Augmentation de la chaleur et câblage Limited Power
Malheureusement, une résistance CC asymétrique n’est pas votre seul motif d’inquiétude. Lorsque la PoE est fournie sur un câblage en cuivre à paire torsadée, l’augmentation de la température peut accroître l’affaiblissement d’insertion. Cette perte peut provoquer l’échec d’un canal lors du test de perte d’insertion ou nécessiter une réduction de la longueur du câble.
La chaleur générée par la PoE est davantage un problème lorsque plusieurs câbles fournissant la PoE sont ensemble dans un faisceau étroit : plus la puissance est élevée, plus la création de chaleur est importante. Le National Electric Code (Code national de l’électricité américain) indique le nombre de câbles autorisés dans un faisceau en fonction de la taille du conducteur et d’une valeur de température d’une PoE de 60 W ou plus. La TIA élabore également des directives pour limiter la hausse de température dans un faisceau.
À la suite d’une étude de recherche visant à étudier les effets des niveaux plus élevés de PoE appliqués sur les câbles d’un faisceau, Underwriter Laboratories a introduit une certification Limited Power (LP) pour simplifier le choix des câbles pour les applications PoE. La certification LP indique qu’un câble a été testé pour acheminer la PoE dans les pires scénarios d’installation sans dépasser la température nominale du câble. La certification tient compte des grandes tailles de faisceaux, des températures ambiantes élevées et d’autres effets environnementaux tels que les espaces fermés ou les conduits.
Il est important de comprendre que la LP est une certification, et non une liste ou une notation. Ainsi, contrairement à d’autres listes UL ou à des bornes de plénum ou de colonne montante qui sont exigées par le NFPA 70 National Electric Code®, le câble certifié LP est une option, pas une exigence. Et en parlant de NEC®, l’édition 2017 contient de nouvelles exigences qui traitent également du problème de la montée en température, mais seulement lorsque la puissance est supérieure à 60 W (Type 3). Pour ces cas, NEC comprend des tableaux d’intensité admissible indiquant l’intensité maximale autorisée pour une certaine taille de faisceau de câbles, une jauge de conducteurs et une température des câbles installés à une température ambiante de 30 °C (86 °F). Parce que la NEC® est une loi, se conformer à ces tables de courant admissible est exigé. Toutefois, le NEC permet l’utilisation d’un câble certifié LP comme une alternative au suivi de la table de courant admissible.
La bonne nouvelle est que vous devez vous préoccuper de ce problème uniquement si vous prévoyez d’exécuter la PoE au-dessus de 60 W et la plupart des périphériques compatibles PoE, y compris les lumières LED, exigent moins que cela. La mauvaise nouvelle est que vous ne savez jamais vraiment combien de puissance pourrait éventuellement être délivrée sur le câble afin de suivre les tables de courant admissible ou l’utilisation de câble certifié LP est une bonne méthode pour assurer la pérennité. D’autres options incluent l’utilisation de câbles avec des conducteurs de plus grand diamètre, des cotes de température plus élevées ou une construction blindée, ainsi que le simple choix de ne pas utiliser des faisceaux de câbles.
Bien que le déséquilibre de résistance CC ne soit généralement pas un problème dans les câbles de meilleure qualité qui auraient une température plus élevée ou la certification LP, une mauvaise exécution peut encore causer trop de déséquilibre résistif. Par conséquent, il est toujours conseillé de tester la résistance CC du câblage LP.
Liaisons modulaires à connecteur enfichable
Avec l’Internet des objets (IdO) et le développement de la technologie des capteurs, de plus en plus d’appareils sont compatibles IP et se connectent à l’infrastructure de câblage horizontale en cuivre. La plupart de ces dispositifs tels que les lumières DEL, les caméras de sécurité, les commandes d’automatisation de bâtiment et les points d’accès de Wi-Fi incluent un port RJ45 intégré pour se relier au réseau.
Il peut y avoir des scénarios où un canal typique à quatre connecteurs n’est pas utilisé lors du raccordement de ces types d’appareils, en particulier ceux qui se trouvent au plafond où il n’est pas pratique d’installer une plaque frontale. Au lieu de cela, il n’ y a qu’un seul cordon de raccordement dans la salle des télécommunications et la liaison permanente est raccordée à l’autre extrémité par une fiche, ce qui lui permet de se brancher directement dans l’appareil, éliminant ainsi le cordon. Ceci vient créer ce qui est maintenant connu sous le nom de Modular Plug Terminated Link, ou MPTL et à mesure que cette application devient plus courante et apparaît dans les normes de l’industrie, il est bon de savoir comment la tester aujourd’hui.
Parmi les avantages de l’utilisation d’une liaison à fiche terminale, mentionnons l’amélioration de la sécurité et de l’esthétique en évitant les cordons de raccordement exposés qui peuvent être débranchés par inadvertance ou délibérément (pensez à une caméra de sécurité) et la capacité de respecter les exigences du code, à savoir que seuls les cordons de raccordement au plénum doivent être placés dans des espaces exposés (les cordons de raccordement ne sont pas tous des cordons de raccordement au plénum).
L’utilisation d’une liaison qui se termine par une fiche et qui élimine le cordon d’équipement a été mentionnée pour la première fois dans la norme BICSI 005 sur la sécurité et la sûreté électroniques et apparaît de nouveau dans le document BICSI 033 Information Communication Technology Design and Implementation Practices for Intelligent Buildings and Premises, dont la publication est prévue plus tard cette année. La norme TIA-862 sur l’automatisation des bâtiments reconnaît également la nécessité d’éliminer un cordon d’équipement lorsqu’il est jugé impossible à mettre en oeuvre ou dangereux et permet l’utilisation d’une liaison à fiche. Cette application était à l’origine désignée sous le nom de « connexion directe », mais en raison de la confusion avec les connexions directes utilisées dans les applications de commutation de centre de données vers serveur, la terminologie a évolué.
Bien que cela ait été reconnu par les normes de l’industrie comme une application, il n’ y avait auparavant aucune exigence de test spécifique pour une liaison à fiche spécifiée par la TIA. Par conséquent, comme le recommande BICSI, ces connexions ont été testées à l’origine en utilisant le test de liaison permanente à connecteur unique modifié. Ceci a été réalisé en fixant l’unité de test principale au panneau de brassage avec un adaptateur de liaison permanente, en fixant l’unité distante à l’extrémité éloignée avec un adaptateur de canal et en choisissant l’application « Mod 1-Conn Perm. Link » sur le testeur. Le problème avec l’utilisation d’un adaptateur de canal à l’extrémité éloignée est que la connexion à l’extrémité éloignée se voyait exclue du test.
Avec la prolifération des fiches raccordées sur le terrain et la possibilité d’une mauvaise terminaison de celles-ci, les organismes de normalisation ont reconnu la nécessité d’une procédure de test qui inclut le branchement final des prises à l’extrémité éloignée. Le projet actuel de la norme ANSI-TIA568.2-D comprend une configuration MPTL et son test est déjà intégré dans le DSX CableAnalyzer Series.
Outils d'installation
Même avec une installation de câblage certifiée, les techniciens qui installent la PoE rencontreront des problèmes. Le câble a peut-être été mal étiqueté, coupé, connecté au mauvais port ou complètement déconnecté. Il est également possible que le commutateur n’ait pas été configuré pour fournir une alimentation adéquate. Le dépannage de ces problèmes peut prendre des heures si le technicien ne peut pas voir ce qui se passe sur le réseau. Il faut ensuite effectuer une trace sur le lien pour savoir s’il est en bon état et localiser les emplacements où une connexion se produit. Même après cela, il n’est pas possible de savoir si l’alimentation est configurée correctement, simplement en regardant le commutateur. Il faudra alors contacter le service informatique pour savoir ce qui se passe.
Sinon, il est possible d’utiliser un simple appareil de test tel que le MicroScanner PoE. Il suffit de le brancher pour afficher le niveau de puissance annoncé par le commutateur, ainsi que la vitesse de la connexion. Ces informations peuvent être comparées aux exigences de l’appareil pour déterminer s’il peut fonctionner correctement. Si le câble est endommagé, le MicroScanner peut déterminer la distance jusqu'à la rupture ou au court-circuit. De plus, si le câble est déconnecté, il peut générer une tonalité pour le traçage par notre IntelliTone Pro 3000 F. Il peut même afficher le numéro d’un identifiant rattaché à l’extrémité distante d’un câble pour déterminer où il est connecté.
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