Exigences électriques dues au PoE

Le RJ45 est utilisé depuis plus de 40 ans. Conçu à l'origine comme un simple connecteur pour les services téléphoniques, il est devenu au fil du temps le connecteur informatique par excellence. Avec l'introduction de Power over Ethernet au début du vingt-et-unième siècle, le RJ45 ne transmet pas seulement des données, mais aussi du courant pour alimenter les terminaux. Avec les intensités de courant élevées qui apparaissent avec l'actuel Power over Ethernet Plus (PoE+), les contacts de la prise RJ45 peuvent rapidement être endommagés. Pour un fonctionnement fiable et sûr, les prises RJ45 doivent être conçues pour le PoE+, sinon des perturbations et, dans le pire des cas, des pannes complètes de la liaison peuvent survenir.

Depuis Fast Ethernet à 100 Mbit/s, on a toujours prétendu que le connecteur RJ45 avait atteint ses limites. Mais il y est toujours parvenu - pour le Gigabit Ethernet comme pour le 10 Gigabit Ethernet. Le 40 Gigabit Ethernet (40GBASE-T) utilise lui aussi le RJ45, et les normes de câblage prescrivent la face enfichable RJ45 pour le connecteur de catégorie 8.1. Les appareils et les installations sont donc rétrocompatibles avec les milliards de raccordements RJ45 existants.

Alimentation à distance pour les terminaux

Déjà à l'époque de la téléphonie fixe analogique classique, les terminaux étaient alimentés en électricité par la même ligne que celle par laquelle ils recevaient les signaux vocaux. C'est ce qui se passe avec Power over Ethernet (PoE) et sa variante plus récente Power over Ethernet Plus (PoE+) : le terminal est alimenté en tension via la ligne de données, ce qui présente de nombreux avantages :

  • Aucune ligne électrique séparée n'est nécessaire.
  • Aucune prise de courant 230 V n'est nécessaire pour le terminal.
  • Grâce à la faible tension continue de moins de 60 V DC, il n'est pas nécessaire de faire appel à un électricien pour les travaux de câblage et de raccordement.
  • Si les appareils qui alimentent le réseau sont raccordés à une installation UPS, tous les terminaux qu'ils alimentent restent en service même en cas de panne de courant.

Avec PoE+, les terminaux peuvent être alimentés jusqu'à 25,5 W conformément à la norme IEEE 802.3at. Cela ne permet certes pas (encore) d'alimenter des ordinateurs portables ou des imprimantes, mais bien des points d'accès WLAN, des caméras IP, des lecteurs de contrôle d'accès et de pointage ou des écrans LCD de domotique. Même les systèmes d'éclairage LED, de plus en plus populaires dans les bureaux, peuvent être alimentés par PoE+. Des Power over Ethernet avec des puissances plus élevées, par exemple 60 W ou 100 W, sont actuellement en discussion.

PoE

Norme: IEEE 802.3af

Année de publication: 2003

Puissance au niveau du terminal: 13 W

Courant par paire de fils: 350 mA

PoE+

Norme: IEEE 802.3at

Année de publication: 2009

Puissance au niveau du terminal: 25,5 W

Courant par paire de fils: 600 mA

4PPoE

Norme: IEEE 802.3bt

Année de publication: 2019

Puissance au terminal: 51 W (type 3) / 71,3 W (type 4)

Courant par paire de fils: 600 mA (type 3) / 960 mA (type 4)

Les étincelles d'arrachement endommagent les contacts

Le PoE+ fait déjà circuler des courants allant jusqu'à 600 mA par paire de fils, et on parle sérieusement de courants allant jusqu'à 1.000 mA pour les variantes futures. Si, en cours de fonctionnement, la fiche est débranchée avant que le terminal ne soit complètement éteint, des étincelles d'arrachement se produisent. Avec le PoE+, elles sont inoffensives pour l'utilisateur, mais les contacts fins d'une prise RJ45 sont inévitablement gravement endommagés. L'opération consistant à remplacer une prise dans un panneau de brassage ou une boîte de jonction prend généralement du temps, coûte cher et entraîne des interruptions de service désagréables. C'est pourquoi les normes applicables imposent de toujours éteindre les appareils avant de les débrancher. Dans un monde où les terminaux sont presque toujours utilisés par des non-spécialistes de l'informatique, cela ne peut pas être respecté de cette manière.

Une technique de connecteurs adaptée à la pratique doit donc être conçue de manière à ce que les prises RJ45 fonctionnent de manière fiable, même si les appareils ont été débranchés par erreur sous charge. Sur de telles prises, les dommages inévitables des contacts se produisent à un endroit qui n'est pas utilisé pour la transmission des données.

Si des appareils sont débranchés alors qu'ils sont encore alimentés en courant via PoE+, des étincelles d'arrachement se produisent inévitablement et endommagent les contacts fins de la prise RJ45.

Pleine performance réseau avec Telegärtner

Si une fiche est débranchée pendant le fonctionnement PoE+, des étincelles d'arrachement se produisent. Sur les prises RJ45 de Telegärtner, conçues de manière pratique, les étincelles se produisent dans une zone des contacts (rouge) éloignée de celle utilisée pour la transmission des données (vert).

Même après avoir été débranchée plusieurs fois en charge, la prise Telegärtner offre la pleine performance du réseau.

Sécurité grâce à des contacts femelles optimisés par construction

Lorsque les contacts femelles sont optimisés par leur conception, la zone de contact supérieure, située plus à l'intérieur, est utilisée pour la transmission des données. Lorsque la fiche glisse hors de la douille, l'endroit où les contacts de la fiche et de la douille se touchent se déplace vers le bas en direction de l'ouverture de la douille. Avec des contacts optimisés, les étincelles d'arrachement se produisent dans la zone inférieure et extérieure des contacts femelles. Ainsi, les zones endommagées par les étincelles sont si éloignées de la zone de contact utilisée pour la transmission des données qu'elles ne l'affectent pas. Même si la fiche est débranchée à plusieurs reprises sous charge, la prise offre le débit de données complet de 10 Gbit/s en catégorie 6A.

Exigences mécaniques

Outre les exigences électriques accrues dues aux intensités de courant relativement élevées pour Power over Ethernet Plus (PoE+), les exigences mécaniques auxquelles doit répondre un connecteur RJ45 adapté à la pratique sont également de plus en plus élevées.

De plus en plus d'appareils mobiles de mesure, de présentation et de diagnostic sont utilisés dans la technique médicale, l'industrie, les ateliers et les salles de réunion. Dans les cas les plus rares, ils peuvent être équipés de manière judicieuse d'une connexion WLAN. Dans les applications mobiles, les prises RJ45 sont soumises à des contraintes mécaniques accrues en plus des étincelles d'arrachement déjà décrites. Si les appareils sont déplacés un peu trop loin, ce qui peut arriver rapidement dans la pratique, le câble de raccordement est arraché de la prise. Trop souvent, le connecteur de l'appareil est endommagé, ce qui entraîne presque toujours des coûts de réparation élevés et de longues périodes d'immobilisation. Dans le pire des cas, des personnes sont blessées, par exemple si quelqu'un trébuche sur le câble de raccordement tendu.

Les prises RJ45 avec une force de déclenchement définie permettent de remédier efficacement à cette situation. Dans le cas de ce qu'on appelle un Defined Disconnect CP-Link (en abrégé : DDCP-Link), une telle prise est placée à une extrémité d'un court morceau de câble qui est branché entre le câble patch et la boîte de raccordement ou entre le câble patch et le terminal. Si la force de déclenchement de la prise est dépassée, la connexion se détache avant qu'un dommage ne survienne, comme dans le cas d'une fixation de sécurité pour skis. Grâce au morceau de câble flexible, la solution fonctionne également de manière fiable en cas de forces de cisaillement et de forces transversales, par exemple lorsque le terminal est déplacé le long du mur.

Protection par lien DDCP

Si les terminaux mobiles sont déplacés trop loin, le câble de raccordement est arraché de la prise, ce qui entraîne presque toujours des dommages. Un lien DDCP offre ici une protection efficace. Si une force de traction définie est dépassée, la fiche RJ45 du câble de raccordement glisse hors de la prise avant que des dommages ne surviennent.

Sans charge de traction

Avec charge de traction

Détachement de la connexion

Si les terminaux mobiles sont déplacés trop loin, le câble de raccordement est arraché de la prise, ce qui entraîne presque toujours des dommages. Un lien DDCP offre ici une protection efficace. Si une force de traction définie est dépassée, la fiche RJ45 du câble de raccordement glisse hors de la prise avant que des dommages ne surviennent.

Protection intégrée contre la surintensité des contacts

Les prises optimisées par construction offrent encore d'autres avantages. Par exemple, les fiches RJ11 ou RJ12 d'un téléphone ou d'un fax sont difficiles à distinguer des fiches RJ45 au premier coup d'œil par des non-spécialistes. Ils sont toutefois plus étroits et, comme les bords du boîtier sont légèrement plus hauts que les languettes de contact, ils peuvent plier les deux contacts extérieurs de la prise RJ45. Les prises de Telegärtner sont efficacement protégées contre ce risque, car elles possèdent une protection intégrée et brevetée contre le pliage des contacts. Même si une fiche RJ11 ou RJ12 est enfichée à plusieurs reprises, les douilles fournissent la pleine puissance de transmission et offrent ainsi à l'utilisateur la sécurité d'une connexion à tolérance de panne.

Conclusion

Dans les réseaux de données actuels, les prises RJ45 sont soumises à des contraintes plus importantes et plus variées que jamais. Les dommages causés par des câbles de raccordement arrachés sur les terminaux mobiles, les contacts pliés par les connecteurs RJ11 et RJ12 et surtout les étincelles d'arrachement lors du débranchement sous charge lors de l'alimentation à distance exigent une conception optimisée de la prise et de ses contacts. C'est la seule façon de garantir que le câblage fonctionne avec une tolérance aux pannes et qu'il puisse transmettre les débits de données les plus élevés de manière sûre et fiable pendant longtemps.