L’utilisation de la fibre optique s’est considérablement développée au cours de la dernière décennie. C’est plus simple, plus économique et permet de plus grandes distances lors de la conception d’un réseau pour les caméras IP. Le câblage à fibre optique est une solution économique normalement utilisée dans les systèmes de surveillance, en particulier dans les systèmes de caméras IP, où un réseau rapide est indispensable pour sécuriser une surveillance en temps réel, 24 heures sur 24, 365 jours. Étant donné que les câbles à fibres optiques transportent une vitesse d’au moins 1 Gbps, ils peuvent permettre d’envoyer des signaux sur des distances mesurées en kilomètres.
Il peut transporter des informations à un débit plus élevé que les fils de cuivre dans le même laps de temps. Et la vitesse de transmission de la fibre optique pourrait atteindre 10 Gbps ou plus. Il ne subit que 3% de perte de signal sur une distance supérieure à 100 mètres contre 94% dans le câblage PoE. En fournissant jusqu’à deux miles de distance, vous pouvez facilement surmonter la limite géographique de la transmission PoE d’un seul coup. Et son énorme bande passante peut facilement prendre en charge la sortie vidéo de n’importe quelle caméra IP. De plus, en raison de sa faible atténuation et de son immunité aux EMI ou RFI, la disponibilité maximale et les détails peuvent être préservés, ce qui est extrêmement important pour les applications critiques. Mais un problème courant lors du déploiement d’un réseau à fibre optique est que, puisque le câble à fibre optique ne transporte aucun signal électrique, une source d’alimentation supplémentaire est souvent nécessaire pour alimenter les caméras.
Mais l’installation de nouvelles infrastructures électriques peut représenter un investissement colossal. Vous devez embaucher un électricien qualifié pour câbler et installer la prise si votre compréhension et vos compétences ne suffisent pas. La question est la suivante : « Existe-t-il une méthode pour combiner une connectivité fibre optique hautes performances et à faible latence avec une connexion d’alimentation CC basse tension dans un seul système ? » Dans cet article, nous présenterons plusieurs façons de créer un système de réseau Power over Fiber pour vos caméras IP et d’autres applications nécessitant une alimentation à distance et une connectivité réseau.
Qu’est-ce que le système Power over Fiber ?
Power over Fiber (PoF) est un nouveau système de distribution d’énergie qui utilise des fibres optiques pour alimenter à distance des appareils électriques et électroniques. L’utilisation de la technologie PoF vous aide non seulement à surmonter la limite de distance du câblage en cuivre traditionnel, mais fournit également une plate-forme complète de solution d’alimentation et de données pour les appareils IP. Les connexions à fibre optique sont un excellent substitut aux systèmes de câbles CAT dans les déploiements longue distance lorsque la distance entre deux périphériques réseau dépasse la distance de transmission maximale des câbles Ethernet. De plus, en fournissant simultanément de l’énergie et des données aux appareils alimentés (PD), tels que les caméras IP, les points d’accès sans fil et les capteurs intelligents, les coûts d’installation et de main-d’œuvre peuvent être considérablement réduits. Et il existe essentiellement trois façons de fournir de l’énergie sur la fibre : 1) en utilisant un convertisseur de média PoE ; 2) acheminer des câbles d’alimentation en parallèle avec des câbles à fibres ; 3) déployer un convertisseur de puissance photovoltaïque.
Convertisseur de médias PoE : injectez l’alimentation PoE dans la liaison fibre
Le système Power over Fiber simplifie grandement l’installation, l’alimentation et la communication des périphériques réseau. Et l’un des moyens les plus directs consiste à déployer un convertisseur de média PoE pour injecter la puissance PoE dans la liaison fibre optique. Il est polyvalent et flexible et peut maximiser la fonctionnalité à un coût abordable. Il vous permet de reconcevoir vos structures de câbles existantes et d’étendre votre réseau sur ses capacités actuelles pour prendre en charge une vitesse de réseau rapide et robuste. Fastcabling a lancé un convertisseur de média PoE à fibre durcie de qualité industrielle étanche (IP67) pour vous aider à installer les caméras IP sur de longues distances avec une fiabilité exceptionnelle. Conforme aux normes PoE+, il peut fournir une puissance maximale de 30W à un PD situé à 100 mètres.
Les convertisseurs de média PoE peuvent non seulement être utilisés pour créer une liaison Ethernet vers fibre entre deux médias dissemblables (c’est-à-dire des câbles à fibre optique et des paires torsadées), mais aussi agir comme équipement d’alimentation électrique (PSE) pour alimenter le PD connecté. Comme d’autres convertisseurs de média à fibre optique, il est conçu pour convertir les signaux électriques utilisés dans les câbles à paire torsadée non blindée (UTP) traditionnels en signaux optiques utilisés dans les câbles à fibre optique. Et ses fonctionnalités de bande passante élevée permettent de maintenir une diffusion vidéo fluide (4K, 60 ips avec très peu de compression) et un enregistrement haute résolution sur de longues distances. Le convertisseur de média PoE offre un moyen efficace d’étendre la distance de transmission jusqu’à 10 kilomètres avec un réseau de données haute performance et une alimentation sans coupure.
Comment utiliser un convertisseur de média PoE ?
Le convertisseur de média PoE est un périphérique réseau plug-and-play qui peut être facilement retiré et déplacé sans mettre l’ensemble du système hors ligne. Chaque convertisseur de média PoE possède une entrée DC ou AC, un port fibre et une sortie PoE. Le câble à fibre optique peut être acheminé sur une longue distance entre le commutateur central et le convertisseur de média PoE. Et en fonction de la façon dont il transmet les données, les convertisseurs de média PoE peuvent être monomodes ou multimodes. Dans le convertisseur de média PoE monomode, les signaux lumineux ne peuvent être transmis que dans une seule direction, ce qui réduit considérablement l’atténuation, tandis que le convertisseur de média PoE multimode peut transmettre des données dans deux directions ou plus, mais il générera une dispersion de la lumière et des taux d’authentification plus élevés. .
De plus, pour réaliser la conversion fibre-cuivre, le convertisseur de média PoE fonctionne souvent avec un module SFP. Le petit facteur de forme enfichable (SFP) est un émetteur-récepteur compact et remplaçable à chaud utilisé pour les applications de communication de données sur fibre optique ou cuivre pour faciliter la conversion transparente des signaux Ethernet en signaux optiques. Les modules SFP sont conçus pour prendre en charge les fibres monomodes et multimodes à une portée réseau allant de 1 kilomètre à 100 km. Les modules SFP sont principalement classés en fonction de leurs capacités de vitesse. La plupart des modules SFP peuvent au moins prendre en charge une vitesse de réseau de 1 Gigabit.
Les appareils nécessaires à l’installation sont un switch fibre, un convertisseur de média PoE, deux modules BiDi SFP, une caméra IP, un câble fibre optique et un câble Ethernet. Tout d’abord, vous devez insérer un module SFP BiDi dans le port SFP du convertisseur de média PoE et un autre module SFP dans le commutateur à fibre optique. Ensuite, connectez le convertisseur de média PoE et le commutateur à fibre optique à l’aide du câble à fibre optique. Ensuite, branchez un câble Ethernet dans le port RJ45 du convertisseur de média PoE et connectez l’autre extrémité du câble à la caméra IP. De plus, étant donné que les caméras IP sont souvent dispersées à différents endroits, pour éliminer le nombre de câbles utilisés, vous pouvez également connecter en guirlande plusieurs convertisseurs de média PoE pour créer une liaison fibre optique le long des parkings, des voies ferrées ou autoroutes. De plus, vous pouvez créer une liaison fibre optique redondante en reliant le dernier convertisseur de média au commutateur central dans une configuration Token Ring afin de réduire les collisions de paquets et de minimiser la perte de données sur de longues distances. Ainsi, même si un lien fibre est arrêté, la caméra IP continuera à envoyer la vidéo au lien fibre de basculement.
Comment alimenter PoE Media Converter s’il n’y a pas de source d’alimentation locale ?
Le système d’alimentation solaire vous permet d’installer une caméra dans des endroits éloignés, extrêmement utile pour des applications telles que le pétrole et le gaz, les chantiers de construction, les parkings, les portails à distance et les ranchs, où il n’y a pas d’électricité. Voici les composants de base dont vous aurez besoin pour alimenter votre caméra de sécurité à l’énergie solaire : un panneau solaire, un contrôleur de charge solaire et une batterie rechargeable. Placez le panneau solaire dans un endroit où il ne sera pas à l’ombre car l’ombrage même d’une petite partie du panneau peut entraîner une faible production d’énergie. Pour déterminer la quantité d’énergie que votre panneau solaire peut produire, vous devez connaître le nombre d’heures d’ensoleillement maximal de votre emplacement. Et vous aurez besoin d’un contrôleur de charge solaire pour contrôler la quantité de charge entrant et sortant de la batterie et réguler les performances optimales de la batterie. Fastcabling a lancé un contrôleur de charge solaire 10A pour vous aider à configurer un réseau solaire dans des endroits éloignés. Il peut fonctionner avec une batterie 12-24V pour alimenter les charges électriques sur de longues distances. Il est livré avec une conception sans ventilateur, recouvert d’un boîtier métallique robuste étanche IP68, avec une large plage de températures de fonctionnement de -30 ℃ à 70 ℃. Étant donné que toute l’énergie requise pour faire fonctionner les caméras IP est tirée de la batterie, assurez-vous que la batterie que vous utilisez a une grande capacité de stockage et dispose d’une charge rapide pour une surveillance et un enregistrement continus.
Envoi de puissance en parallèle avec la fibre
Pour les applications critiques telles que les caméras de sécurité IP, une alimentation sans interruption est essentielle pour sécuriser la surveillance 24h/24 et 7j/7 des lieux ciblés. Mais comme nous l’avons mentionné précédemment, dans les endroits difficiles d’accès, les chances sont plus élevées que la puissance ne soit pas nécessairement présente à chaque fois. Dans ce scénario, l’alimentation doit être exécutée du centre de contrôle à l’emplacement souhaité. Pour alimenter les caméras distantes, vous pouvez faire fonctionner un câble d’alimentation séparé en parallèle avec un câble à fibre optique pour transmettre simultanément l’alimentation et les données aux périphériques périphériques. La séparation des données et de l’alimentation permet au câble en cuivre de fournir de l’énergie à la sortie la plus élevée avec moins de perte de puissance et de chute de tension sur de plus grandes distances. Mais compte tenu des difficultés techniques des déploiements réels, une telle solution est plus favorable pour une distance inférieure à 2 kilomètres.
Pourquoi ne pas choisir un câble à fibre optique ?
Le câble à fibre alimenté combine l’alimentation et la fibre en un seul câble qui s’insère dans un conduit électrique standard. Il peut être installé dans de nombreuses applications telles que les infrastructures sans fil, les hotspots WiFi et les systèmes de surveillance. Avec la solution de câble à fibre optique alimenté, vous pouvez fournir des signaux à fibre optique fiables vers et depuis les appareils vers la caméra avec une alimentation CC basse tension à partir d’une source centralisée ou d’un onduleur de secours. Le câble à fibre alimenté permet la connexion d’un nombre illimité de PD distants (caméras IP par exemple) sans avoir besoin de nouveaux conduits et de câbles supplémentaires encombrants. Les conducteurs en cuivre pour l’alimentation peuvent généralement varier de 12 à 20 AWG. Avec des conducteurs plus gros, le câble à fibre alimenté est capable de transporter plus de puissance sur de plus grandes distances pour piloter jusqu’à 20 à 30 appareils simultanément. Mais si vous n’avez besoin d’alimenter que 1 ou 2 caméras en périphérie, vous pouvez vous sentir libre d’en choisir une avec un conducteur plus petit. Et la distance de transmission d’un câble à fibre optique alimenté peut atteindre jusqu’à 30 fois plus longue que celle d’un câble CAT. Même si les câbles hybrides réduisent le temps d’installation double, leur plus grand inconvénient est que si la fibre est cassée, vous devez démonter tout le système pour le réparer, ce qui augmente considérablement les temps d’arrêt du réseau. De plus, vous perdez beaucoup d’avantages légers, d’immunité au bruit, etc. Et le câble à fibre alimenté est plus cher dans l’unité par mètre. Beaucoup de gens achèteront une boîte de fils de fibre et de cuivre, les sortiront en même temps et paieront moins cher, et ils ne sont pas si faciles à installer. Ils sont plus difficiles à tirer et sujets aux micro-courbures car le cuivre et la fibre supportent différentes résistances à la traction, tandis que tirer un câble séparé pour l’alimentation est beaucoup plus facile à tirer à travers un conduit.
Mélanger la fibre et les lignes électriques dans les déploiements aériens
Pour la construction aérienne, vous devrez câbler les câbles aériens à fibres optiques (spécialement conçus pour l’installation d’installations extérieures) entre les poteaux en étant attachés à un brin de messager de câble métallique avec un fil de petit calibre. Mais la construction de nouveaux pôles est coûteuse et géographiquement difficile, ce qui n’est recommandé que pour les déploiements de réseaux professionnels à grande échelle. Lors de l’installation de câbles à fibres optiques à proximité de lignes électriques et pour faire face à des conditions météorologiques extrêmes telles que le vent, la glace et la neige lors de déploiements à l’extérieur, vous êtes censé utiliser des câbles entièrement diélectriques autoportants (ADSS) qui ont une excellente résistance à l’électricité. Les câbles ADSS sont conçus pour supporter des charges de très haute tension, leur permettant d’être installés avec de grandes portées entre supports, jusqu’à 1 km dans certains cas. Parce qu’ils peuvent être placés sur des lignes de transport d’électricité, cela permet de réutiliser les poteaux existants, ce qui permet de réduire les coûts et d’accélérer le déploiement car il n’est pas nécessaire d’installer de nouveaux poteaux. Cependant, le vent peut être une préoccupation sérieuse car les vibrations peuvent entraîner des dommages potentiels à long terme. Mais cela peut être facilement résolu en installant des amortisseurs anti-vibrations.
L’installation de câbles aériens à fibre optique est compliquée et prend beaucoup de temps, vous devez donc vous assurer d’avoir une équipe correctement formée. Avant l’installation, vous devez planifier le cheminement du câble pour vous assurer qu’il n’y a pas d’obstacles comme des haubans et des arbres. Les câbles autoportants comme l’ADSS ne nécessitent pas de brin messager lors de l’installation aérienne. Vous pouvez placer les câbles ADSS en utilisant la technique de la bobine mobile ou de la bobine stationnaire. Les pôles sans issue peuvent non seulement servir de points d’ancrage pour un brin messager au début et aux extrémités d’un câble à fibre optique, mais peuvent également servir de supports. Vous pouvez adapter le brin messager aux poteaux sans issue à l’aide de raccords sans issue qui maintiennent la charge de traction de la travée. En outre, Fastcabling a introduit une version améliorée de la Fiber Termination Box qui prend en charge à la fois la gestion de la fibre et de l’alimentation pour fournir de l’énergie et des données aux caméras IP en même temps. Encapsulé dans un boîtier métallique robuste (classé IP68 et résistant aux chocs), il est équipé de plusieurs adaptateurs fibre LC pour disposer les câbles fibre de manière ordonnée. Un plateau d’épissure amovible est également situé pour accueillir les fibres fusionnées. De plus, la puissance de sortie est totalement gérable pour s’adapter à différentes tailles de câbles d’alimentation.
Puis-je faire fonctionner la fibre dans le même conduit avec l’alimentation ?
Il est connu que le câble de données n’est pas conseillé de partager le même conduit avec le câble d’alimentation pour éviter toute interférence inutile de transmission de données. Cependant, il n’y a pas de problèmes d’interférence avec les câbles à fibres optiques et les câbles d’alimentation tant que la fibre n’est pas recouverte de métal. Étant donné que la fibre utilise des ondes lumineuses pour la transmission de données, les champs électromagnétiques des câbles d’alimentation n’auront aucun impact sur les signaux à l’intérieur de la fibre. Mais il y a une autre préoccupation dont vous devez tenir compte. Les câbles à fibres optiques sont facilement endommagés et ne sont pas particulièrement résistants à la chaleur, donc lorsqu’ils sont exposés à des températures extrêmes, leurs performances diminuent. Il est normal que les câbles d’alimentation surchauffent car les fils ne sont pas des conducteurs parfaits. Lorsqu’un courant électrique traverse un câble d’alimentation, il rencontre une résistance CC, ce qui produit de la chaleur. Il est possible qu’un défaut sur les câbles d’alimentation endommage votre fibre. D’autres types de conducteurs (câbles d’alimentation) pourraient endommager certains des conducteurs en fibre ainsi que le rayon de courbure des câbles en fibre. Une autre préoccupation est la rigidité diélectrique du câble à fibre optique. Plus ou moins, les câbles électriques à haute tension pourraient induire des courants dans les gaines des câbles à fibres optiques conventionnels et provoquer leur rupture prématurée. Par conséquent, du point de vue de l’installation et de la maintenance, il est probablement préférable de distribuer la fibre et l’électricité dans des conduits différents.
Convertissez les signaux lumineux en énergie avec un convertisseur photovoltaïque
Le convertisseur photovoltaïque est un appareil haut de gamme utilisé pour convertir la lumière (laser) en électricité pour fournir de l’énergie du point A au point B sans avoir de conducteurs entre les deux. Cela empêche les installateurs d’exécuter des voies de données et d’alimentation distinctes vers chaque emplacement nécessaire. Des câbles à fibres non conductrices (à base de fibres de verre ou de plastique) peuvent être installés là où se produisent des tensions électriques élevées. Et pendant le fonctionnement normal, la lumière laser est entièrement confinée dans la fibre, et il n’y a aucun risque pour les personnes à proximité. Et vous pouvez éliminer de nombreux problèmes du système électrique traditionnel, comme la mise à la terre dans un environnement marin. Cette solution élimine les risques d’explosion et de fuite, et comme elle est insensible à la foudre, à l’humidité et aux températures extrêmes, les déploiements de caméras extérieures deviendront plus sûrs, même dans des conditions défavorables. Il n’y a aucun risque que des coups de foudre soient transmis via le câble aux caméras connectées. De plus, les interférences telles que la diaphonie, les EMI et les champs électriques et magnétiques peuvent également être considérablement réduites.
Comment fonctionne le convertisseur de puissance photovoltaïque ?
La configuration de base du système PoF comprend trois composants clés : la source lumineuse, les câbles à fibres optiques et les convertisseurs de puissance photovoltaïques. Il est capable de fournir une véritable alimentation isolée à un emplacement distant en utilisant la lumière laser au niveau de l’émetteur de puissance et l’unité d’émission contient deux diodes laser haute puissance et un récepteur à fibre pour la rétroaction du signal. Côté réception, la carte réceptrice PoF comporte au moins un convertisseur de puissance photovoltaïque ST à fibre et un émetteur ST à fibre. Lorsque la lumière est envoyée à travers un câble à fibre optique et se déplace vers les appareils distants, le convertisseur/récepteur de puissance photovoltaïque reconvertit le laser en électricité du même style qui en a besoin à l’emplacement distant. L’appareil de localisation à distance déploiera des supercondensateurs pour garantir qu’une tension régulière et constante est fournie aux appareils alimentés à distance comme les caméras IP. La carte réceptrice PoF transmettra également un signal optique à l’unité d’émission de puissance pour la surveillance de la tension en cas d’interruption de la continuité de la fibre. Et de nos jours, il est capable d’envoyer jusqu’à 30 à 60 watts de puissance aux caméras distantes avec une faible consommation d’énergie.
Comment installer le convertisseur photovoltaïque ?
Pour l’installation, vous aurez besoin d’un chemin de câble à fibre optique entre l’émetteur et le récepteur et d’une source d’alimentation instantanée pour alimenter l’émetteur. L’émetteur indiquera une condition d’alarme lorsque la sortie CC de la carte du récepteur est désactivée. En cas de problème, il vérifiera toutes les connexions en cuivre et en fibre, ainsi que les niveaux de signal et de tension. Vous devez connecter un câble à fibre optique à l’émetteur et connecter l’appareil à l’alimentation. Et connectez l’émetteur à une alarme, donc si l’alimentation est coupée, vous pouvez toujours recevoir une notification immédiate. Ensuite, insérez la carte du récepteur dans le logement de la carte via les rails de guidage de la carte et le clip de retenue. Pour les applications de puissance ou de tension plus élevées comme les caméras PTZ, les cartes réceptrices peuvent être connectées en série ou en parallèle pour augmenter l’énergie. Ensuite, connectez l’émetteur et le récepteur avec la liaison fibre optique. Attention, le câble à fibre optique doit être connecté directement de l’unité émettrice à la carte réceptrice sans patchs ni épissures entre les deux. Et assurez-vous que l’émetteur n’est pas éteint tant que l’ensemble du système n’est pas configuré. Ensuite, connectez l’alimentation à la carte réceptrice PoF. Après la charge, la carte réceptrice fournira une tension à la charge connectée, et même si la connexion à l’émetteur est coupée, elle peut encore rester alimentée pendant 3 minutes.
