Câblage normalisé pour l’alimentation électrique par l’Ethernet
Power over Ethernet
Bien planifier l’installation de câblage dans un bâtiment intelligent
La technologie Power over Ethernet (PoE) permet d’alimenter des terminaux en électricité par le câble Ethernet, et dernièrement jusqu’à des puissances de 90 W. Or, qui dit puissance élevée, dit échauffement du câble. La planification d’une telle installation au moyen des tables fournies dans les normes s’avère toutefois complexe. R&M a conçu une solution qui simplifie considérablement cette tâche tout en documentant la conformité de la planification de l’installation au cahier des charges.
La transmission du courant par le câble de données, ou téléalimentation, rend superflue la coûteuse et fastidieuse pose de câbles et de prises électriques, ce qui permet d’installer des appareils PoE (Power over Ethernet) dans des endroits difficiles d’accès ou des zones où la présence de nombreux câbles n’est pas souhaitée. Pour cette raison, les exploitants de bâtiments et les planificateurs sont toujours plus nombreux à s’intéresser à la téléalimentation, d’autant plus que la puissance électrique transmise est passée de 13 watts – lorsque la technologie PoE a vu le jour en 2003 – à 90 watts actuellement. Les versions PoE les plus récentes transportent le courant sur les quatre paires de fils (4PPoE: Four Pair Power over Ethernet).
Basée sur la norme IEEE 802.3bt ratifiée en 2018, la 4PPoE peut transmettre jusqu’à 90 watts, soit plus du triple de la puissance autorisée par la norme précédente (IEEE 802.3at), et plus du sextuple de celle spécifiée dans la norme PoE initiale (IEEE 802.3af). Une puissance jusqu’à 90 watts permet de commander, déplacer, commuter ou contrôler un nombre toujours plus élevé d’équipements.
L’émergence de nouvelles applications stimule la demande de produits PoE, par exemple pour les bâtiments intelligents ou les usines numérisées. Dans le domaine immotique en particulier, la PoE peut soutenir un grand nombre de processus existants ou à venir. En effet, de nombreux terminaux compatibles PoE sont d’ores et déjà disponibles sur le marché, par exemple des capteurs, des caméras IP ou des bornes d’accès. La commande intelligente de l’éclairage au moyen de luminaires LED connectés (Connected Lightning) compatibles PoE a elle aussi le vent en poupe. Les applications sont également nombreuses dans le bâtiment intelligent: panneaux d’affichage dynamique personnalisé, système de signalisation interne, occupation de salles de réunion et attribution de postes de travail en temps réel, traçage de l’emplacement, de l’état et d’autres informations relatives aux actifs, système CVC intelligent (chauffage, ventilation, climatisation). La technologie PoE soutient la centralisation des infrastructures, offrant ainsi une fiabilité élevée tout en simplifiant l’exploitation et la maintenance.
Cette évolution entraîne une croissance fulgurante du marché: les analystes estiment que la demande de systèmes d’éclairage compatibles PoE va doubler chaque année. Quant au marché de la PoE en général, sa croissance annuelle pourrait atteindre 12 % pour un volume de près de deux milliards de dollars dans cinq ans. Alors que le nombre d’installations augmente, les réactions aux premiers projets d’envergure se multiplient, et elles ne sont pas toujours favorables.
Normes d’installation: plus de puissance, plus de complexité
Dans une installation de classe D pour la transmission de données jusqu’à 1 Gbit/s, les câbles réseau cat. 5e fins de calibre AWG 24 (0,5 mm de diamètre) atteignent leurs limites physiques sur des liaisons plus longues. Ils chauffent fortement, notamment lorsque la chaleur reste emprisonnée en raison de la taille du toron de câbles. Les câbles des catégories 6 à 7A, de calibre AWG 23 (Ø 0,56 mm) ou AWG 22 (Ø 0,64 mm) sont moins impactés par l’échauffement, car leur diamètre plus grand limite la résistance. Il en va de même pour les installations de classe EA destinées à la transmission de données jusqu’à 10 Gbits/s. Les câbles AWG 23 atteignent souvent leurs limites, tandis que les câbles AWG 22 autorisent une transmission sur toute la distance.
Les applications desservies par le câblage d’installation jouent un rôle déterminant dans tout projet. La planification doit tenir compte non seulement des exigences actuelles, mais également des exigences futures que devra remplir l’installation PoE. Pour cette raison, le degré de précision dans la planification et l’exécution d’une installation a des répercussions directes sur les performances PoE d’un câblage. Ce constat a donné lieu, en 2020, à l’intégration des catégories de téléalimentation RP1 à RP3 dans les normes européenne (EN 50174-2) et internationale (ISO/CEI 14763-2), afin de garantir la fiabilité d’un câblage soumis aux puissances électriques élevées de la 4PPoE. S’agissant de l’intensité autorisée du courant PoE, les normes indiquaient jusque-là une valeur maximale par lien individuel. Désormais, les normes distinguent plusieurs catégories RP, leurs exigences sont désormais applicables à plusieurs liens. Ainsi, la RP1 autorise en principe une intensité moyenne jusqu’à 212 mA par fil dans le faisceau de câbles. Elle n’exige aucune mesure de planification spéciale, car on présume que l’augmentation de température liée au transport du courant n’aura pas d’effet significatif sur la connectique. Autrement dit, tout câblage conforme à la norme remplit d’office les exigences RP1. Cependant, il convient de garantir qu’en cours d’exploitation, le courant moyen alimentant les équipements PoE connectés ne dépassera pas le seuil autorisé.
