L'article nous avons parlé des nouveaux commutateurs Zyxel conçus pour construire des systèmes de vidéosurveillance et d'autres segments de l'infrastructure informatique utilisant l'alimentation via PoE.
Cependant, il ne suffit pas d’acheter un bon switch et de connecter les appareils appropriés. Le plus intéressant pourrait apparaître un peu plus tard, lorsque cette ferme devra être entretenue. Il existe parfois des pièges particuliers dont vous devez être conscient.
Paire torsadée en cuivre
Dans diverses sources d'informations sur l'utilisation du PoE, vous pouvez trouver une phrase telle que « Utilisez uniquement des câbles en cuivre ». Ou « Ne pas utiliser pour les paires torsadées CCA ». Que signifient ces avertissements ?
Il existe une idée fausse bien établie selon laquelle le fil torsadé est toujours fabriqué à partir de fil de cuivre. Il s'avère que ce n'est pas toujours le cas. Dans certains cas, afin d'économiser de l'argent, le fabricant utilise ce qu'on appelle le câble cuivré.
Il s'agit essentiellement d'un câble en aluminium dont les conducteurs sont recouverts d'une fine couche de cuivre. Nom complet : paire torsadée en aluminium cuivré
Une paire torsadée de conducteurs en cuivre massif est marquée « Cu » (du latin « cuprum »
L’aluminium recouvert de cuivre est désigné « CCA » (Copper Coated Aluminium).
Les fabricants de CCA peuvent ne pas l'étiqueter du tout. Parfois, même des fabricants peu scrupuleux dessinent le paramètre « Cu » sur une paire torsadée en aluminium cuivré.
Note. Selon GOST, un tel marquage n'est pas requis.
Le seul argument incontestable en faveur du câble cuivré est son faible prix.
Un autre argument beaucoup moins important est celui du poids moindre. On pense que les bobines de câbles en aluminium sont plus faciles à déplacer lors de l'installation car la densité de l'aluminium est inférieure à celle du cuivre.
Note. En pratique, tout n’est pas si simple. Le poids de l'emballage, le poids de l'isolation, la disponibilité des moyens de mécanisation disponibles, etc. jouent un rôle. Amener 5 à 6 boîtes avec des bobines de câble CCA sur un chariot et les soulever sur un ascenseur prend à peu près le même temps et les mêmes efforts que le même nombre de boîtes avec des bobines de « cuivre de qualité supérieure ».
Comment reconnaître avec précision un câble en aluminium
L’aluminium cuivré n’est pas toujours facile à reconnaître. Des astuces telles que : « Grattez la surface du fil ou estimez le poids de la bobine de câble en la soulevant dans votre main » - elles fonctionnent de manière très relative.
Le test le plus accessible et le plus rapide : mettre le feu à l'extrémité dénudée du fil, par exemple, avec un briquet. L'aluminium commence à brûler et à s'effriter assez rapidement, tandis que l'extrémité d'un conducteur en cuivre pur peut devenir rouge, mais conserve sa forme et, une fois refroidie, retrouve ses propriétés physiques, par exemple son élasticité.
La poussière laissée par l’inflammation de l’aluminium cuivré est, en principe, ce qu’un câble aussi « économique » transforme au fil du temps. Toutes les histoires effrayantes des administrateurs système sur les « chutes de câbles » ne concernent que le « cuivre ».
Note. Vous pouvez dénuder le fil de son isolant et le peser, en calculant la densité. Mais en pratique, cette méthode est rarement utilisée. Vous avez besoin d'une balance précise installée sur une surface strictement horizontale et plane et de temps libre pour ce faire.
Tableau 1. Comparaison des densités spécifiques du cuivre et de l'aluminium.
Nos amis de NeoNate, qui fabrique d'ailleurs un très bon câble, ont réalisé ce pour vous aider.
Perte de puissance pendant la transmission
Comparons la résistivité :
-
résistivité du cuivre - 0 ohm*mm0175/m ;
-
Résistivité de l'aluminium - 0 ohm*mm0294/m/
La résistance totale d'un tel câble est calculée par la formule :
Considérant que l'épaisseur du revêtement de cuivre sur un câble cuivré bon marché « tend vers zéro », nous obtenons une plus grande résistance grâce à l'aluminium.
Qu’en est-il de l’effet peau ?
L'effet peau doit son nom au mot anglais skin. "cuir".
Lors de la transmission d'un signal haute fréquence, on observe un effet dans lequel le signal électrique est transmis principalement le long de la surface du câble. Ce phénomène sert d’argument par lequel les fabricants de câbles à paires torsadées bon marché tentent de justifier les économies réalisées sous forme d’aluminium recouvert de cuivre, en affirmant que « le courant circulera toujours le long de la surface ».
En fait, l’effet cutané est un processus physique assez complexe. Dire que dans toute paire torsadée liée au cuivre, la transmission du signal se fera toujours strictement le long de la surface du cuivre, sans « capturer » la couche d'aluminium, n'est pas une affirmation tout à fait juste.
En termes simples, sans avoir une étude en laboratoire sur cette marque particulière de fil, il est impossible d'affirmer de manière fiable que ce câble CCA, en raison de l'effet cutané, ne transmet pas de caractéristiques pires qu'un câble en cuivre de haute qualité.
Moins de force
Le fil d'aluminium se casse beaucoup plus facilement et plus rapidement que le fil de cuivre de même diamètre. Cependant, « prenez-le et cassez-le » n’est pas le plus gros problème. Les microfissures dans le câble constituent une nuisance bien plus importante, car elles augmentent la résistance et peuvent conduire à un effet d'atténuation du signal flottant. Par exemple, lorsque le câble est soumis de temps à autre à des courbures ou à des influences de température. L'aluminium est plus critique pour ce type d'influence.
Criticité des changements de température
Tous les corps physiques ont la capacité de changer de volume sous l'influence
température. Avec des coefficients de dilatation différents, ces métaux changeront différemment.
Cela peut affecter à la fois l'intégrité du placage de cuivre et
qualité des contacts aux jonctions des conducteurs et appareils en aluminium
fixations La capacité de l'aluminium à se dilater davantage à mesure que la température augmente
favorise l'apparition de microfissures qui altèrent l'électricité
caractéristiques et réduire la résistance du câble.
La capacité de l'aluminium à s'oxyder plus rapidement
En plus de la dilatation thermique, il faut prendre en compte la propriété de l'aluminium de s'oxyder rapidement, comme en témoigne le test du briquet.
Mais même si le fil d'aluminium n'est pas exposé à des flammes nues et à des radiateurs externes à haute température, au fil du temps, en raison des changements de température ou de l'échauffement dû au transfert de courant électrique vers les appareils électriques (PoE), davantage d'atomes métalliques entrent en contact avec l'oxygène. . Cela n’améliore en rien les propriétés électriques du câble.
Contact de l'aluminium avec d'autres métaux non ferreux
Il n'est pas recommandé de connecter l'aluminium à des conducteurs constitués d'autres métaux non ferreux, principalement du cuivre et des alliages contenant du cuivre. La raison en est l’oxydation accrue de l’aluminium au niveau des joints.
Au fil du temps, les connecteurs devront être remplacés et les conducteurs du panneau de brassage devront être refaits. Il est désagréable que des erreurs flottantes puissent y être associées.
Problèmes avec PoE pour paire torsadée liée au cuivre
Dans le cas du PoE, le courant électrique destiné à alimenter les appareils est transmis en partie à travers le revêtement en cuivre, mais principalement à travers le remplissage en aluminium, c'est-à-dire avec une résistance élevée et, par conséquent, avec des pertes de puissance élevées.
De plus, d'autres problèmes surviennent : en raison de l'échauffement des fils lors de la transmission du courant de puissance, pour lequel cette paire torsadée n'a pas été conçue ; en raison de microfissures, d'oxydation des fils, etc.
Que faire si un SCS avec un câble en aluminium cuivré était « hérité » ?
Il faut garder à l’esprit que certains segments devront être remplacés au fil du temps (pour une raison ou une autre). Il est préférable de réserver immédiatement des fonds dans le budget pour cette affaire. (Je comprends que cela ressemble à de la science-fiction, mais que pouvez-vous faire d'autre ?)
Surveiller l’état du SCS. Surveillez la température, l'humidité et d'autres indicateurs physiques dans les pièces et autres endroits où passent des câbles à paires torsadées. S'il fait plus chaud, plus froid, humide ou si l'on soupçonne des contraintes mécaniques, telles que des vibrations, il convient d'envisager des mesures préventives. En principe, dans une situation avec une paire torsadée en cuivre traditionnelle, un tel contrôle ne fera pas de mal non plus, mais les fils d'aluminium sont plus capricieux face à ces phénomènes.
Certains pensent qu'il ne sert plus à rien d'acheter des panneaux de brassage, des prises réseau, des cordons de brassage pour connecter les utilisateurs et d'autres équipements passifs particulièrement performants. Puisque la partie filaire n’est, disons, « pas une fontaine », dépenser de l’argent pour un « kit carrosserie » sympa n’en vaut peut-être plus la peine.
D'un autre côté, si au fil du temps vous souhaitez toujours remplacer une paire torsadée aussi merveilleuse « fondamentalement pas différente » CCA par du « cuivre » éprouvé - cela vaut-il la peine de suivre le principe « un pas en avant, deux pas en arrière », en achetant un patch des panneaux et des prises maintenant ? à un prix avantageux ?
Vous devez également faire très attention aux pertes soudaines de communication. Alors qu'il n'y avait même pas de ping pendant un certain temps, et pendant qu'ils cherchaient, « tout miraculeusement » a été restauré. La qualité du câble et de la connexion peut jouer un rôle important dans de tels incidents.
Si vous envisagez d'utiliser PoE, par exemple, pour les caméras de vidéosurveillance, pour cette zone, il est préférable de remplacer immédiatement la paire torsadée par du cuivre. Sinon, vous pourriez rencontrer une situation dans laquelle vous avez d’abord installé une caméra à faible consommation d’énergie, puis l’avez remplacée par une autre et vous devez vous demander pourquoi elle ne fonctionne pas.
5E c'est bien, mais la catégorie 6 c'est mieux !
La catégorie 6 est plus résistante aux interférences et aux influences thermiques ; les conducteurs de ces câbles sont torsadés avec des pas plus petits, ce qui améliore les caractéristiques électriques. Dans certains cas, chez le chat. 6, des séparateurs sont installés pour séparer les paires (distance les unes des autres afin d'éviter toute influence mutuelle). Tout cela augmente la fiabilité pendant le fonctionnement.
Pour connecter des appareils avec PoE, de tels changements seront utiles, par exemple pour assurer un fonctionnement stable du réseau lors des fluctuations de température.
Les câbles SCS sont parfois posés dans des pièces mal climatisées, par exemple à travers le plafond, le sous-sol, le sous-sol technique ou le sous-sol, où la différence de température pendant la journée atteint 25°C. De telles fluctuations de température affectent les caractéristiques du câble.
La pose d'un câble de catégorie 6 plus coûteux, mais également plus fiable, avec de meilleures caractéristiques au lieu de la catégorie 5E, ne constitue pas une augmentation des « frais généraux », mais un investissement dans des communications meilleures et plus fiables.
Le bureau de représentation russe de Zyxel a mené sa propre étude sur la dépendance de la distance autorisée pour la transmission d'énergie PoE sur le type de câble utilisé. Des commutateurs ont été utilisés pour les tests
Figure 1. Apparence du commutateur GS1350-6HP.
Figure 2. Apparence du commutateur GS1350-18HP.
Pour plus de commodité, les résultats sont résumés dans un tableau, divisés par fabricant de caméra vidéo (voir les tableaux 2 à 8 ci-dessous).
Tableau 2. Procédure de test
Procédure de test
étapes
Description
1
Activer la plage étendue dans le port 1,2
-GS1300 : interrupteur DIP sur ON et appuyez sur le bouton de réinitialisation et d'application sur le panneau avant.
-GS1350 : Connectez-vous à l'interface graphique Web > Accédez à « Configuration du port » > activez la plage étendue et appliquez.
2
Connectez un PC ou un ordinateur portable sur le commutateur pour accéder à la caméra
3
Connectez le câble Cat-5e de 250 m sur le port 1 et connectez la caméra pour la mettre sous tension.
4
Utilisez un PC/ordinateur portable pour PING sur l'IP de la caméra, vous ne devriez pas voir de perte de ping.
5
Accédez à la caméra et vérifiez si la qualité vidéo est bonne et fluide.
6
Si l'étape 4 ou 5 échoue, remplacez le câble par un câble Cat-6 de 250 m et retestez à partir de l'étape 3.
7
Si l'étape 4 ou 5 échoue, remplacez le câble par un Cat-5e 200 m et refaites le test à partir de l'étape 3.
Tableau 3. Caractéristiques comparatives des câbles de connexion des caméras LTV
Tableau 4. Caractéristiques comparatives des câbles de connexion des caméras LTV (suite)
Tableau 5. Caractéristiques comparatives des câbles de connexion des caméras LTV (suite 2).
Tableau 6. Caractéristiques comparatives des câbles de connexion des caméras UNIVIEW.
Tableau 7. Caractéristiques comparatives des câbles de connexion des caméras UNIVIEW (suite).
Tableau 8. Caractéristiques comparatives des câbles de connexion des caméras Vivotek.
Conclusion
Les problèmes décrits dans l'article ne sont pas requis pour l'achat. Peut-être y aura-t-il quelqu'un qui dira : « Dans mes projets, j'utilise toujours des câbles à paires torsadées cuivrées de catégorie 5E et je ne connais aucun problème. » Bien entendu, la qualité de fabrication, les conditions de fonctionnement, la surveillance périodique et la maintenance en temps opportun jouent un rôle important. Cependant, l'utilisation du PoE reste nécessaire et, dans une telle situation, l'utilisation de cuivre à paire torsadée de catégorie 6 constitue une solution plus prometteuse.
Les économies possibles en utilisant des câbles à paires torsadées bon marché recouverts de cuivre sont assez spécifiques. Si nous parlons de projets à grande échelle au niveau de l'entreprise pour des entreprises informatiques critiques, il est plus sage d'utiliser des paires de cuivre de haute qualité provenant de fabricants éprouvés et bien établis. Si nous parlons de petits réseaux, économiser sur le câble à paire torsadée, surtout dans les conditions d'un « administrateur à venir », semble plutôt douteux. Parfois, il est préférable de payer plus cher pour un câble de qualité afin d'éliminer les problèmes potentiels, d'améliorer la fiabilité, d'élargir la gamme de capacités (PoE) et de réduire les coûts de maintenance.
Nous remercions nos collègues de l'entreprise pour obtenir de l'aide dans la création du matériel.
Nous vous invitons à notre et . Accompagnement, conseils sur le choix du matériel et communication juste entre professionnels. Accueillir!
Vous souhaitez devenir partenaire Zyxel ? Commencez par vous inscrire sur notre .
sources
Source: habr.com