Pour rester compétitives et favoriser une innovation rapide, les organisations doivent agir vite. Mais les réseaux de distribution d'énergie traditionnels rendent les rénovations de bâtiments modernes lentes et coûteuses.
Les méthodes traditionnelles de distribution d'énergie n'ont jamais été conçues pour suivre le rythme des changements et de la croissance constants qui caractérisent les environnements connectés d'aujourd'hui.’ Au lieu de cela, ils ont été conçus autour de points d'extrémité fixes et d'un câblage statique qui ne fonctionnent pas pour les bâtiments intelligents prenant en charge des centaines ou des milliers d'appareils en réseau.’
En raison de cette lacune, chaque nouvel appareil déployé dans un hôtel, sur le plancher d'une usine ou dans un espace de travail nécessite souvent des solutions de contournement pour le maintenir connecté au réseau et à une source d'alimentation.— Ces corrections manuelles coûtent un temps et un argent précieux, et elles ne sont pas adaptables à l'augmentation du nombre d'appareils.’
L'ajout, la gestion et l'augmentation de la puissance doivent être aussi simples qu'une simple modification de configuration sur un réseau informatique.
Pour rendre cela possible, il est temps d’adopter une approche de distribution d’énergie inspirée des réseaux en appliquant une topologie en étoile. ’
Qu'est-ce qu'une topologie en étoile ?
Depuis des décennies, le modèle de topologie en étoile rend les réseaux de données résilients et faciles à gérer. C'est une architecture que les professionnels de l'informatique connaissent très bien.’
Dans une topologie en étoile, tous les appareils et les données se connectent à un seul concentrateur réseau central (créant une configuration en étoile ou en étoile). “”
Une configuration de réseau en étoile comprend trois couches, chacune ayant une fonction spécifique.
1. Couche centrale (épine dorsale du réseau central)
Cette couche sert de noyau ou de hub centralisé du réseau. “” Il assure une transmission de données rapide et fiable entre les appareils de la couche de distribution.
2. Couche de distribution (agrégation du trafic et contrôle des politiques)
Cette couche déplace le trafic de la couche d'accès située en dessous (appareils et points de terminaison) vers la couche centrale située au-dessus (le concentrateur). Chaque branche (rayon) se connecte au noyau.
3. Couche d'accès (connectivité des points de terminaison)
Cette couche connecte les périphériques des utilisateurs finaux (ordinateurs, imprimantes, caméras, points d'accès, etc.) au réseau à l'aide de commutateurs et de câbles.
Quels sont les avantages de la topologie en étoile en informatique ?
La configuration réseau en étoile constitue l'épine dorsale de l'informatique moderne pour plusieurs raisons.
- Travail MAC simplifié : Ajouter, modifier ou supprimer des périphériques est facile car les techniciens n’ont pas besoin de reconfigurer l’ensemble du système.’
- Un meilleur dépannage : les appareils et les connexions individuels peuvent être testés ou remplacés sans perturber les autres.
- Disponibilité améliorée : Disposer d’une alimentation de secours à un seul endroit facilite la maintenance et assure une meilleure fiabilité.
- Gestion simplifiée : Le trafic et les performances peuvent être surveillés à partir d'un seul point distant, ce qui permet de détecter plus rapidement et plus facilement les anomalies et les pannes.
Cette même topologie peut contribuer à repenser la distribution d'énergie. Il offre aux équipes d'exploitation la simplicité, la flexibilité et le contrôle dont les équipes informatiques ont besoin pour la mise en réseau. Tout comme un hub de réseau centralisé gère le trafic de données, un hub d'alimentation centralisé peut gérer la distribution d'énergie.
Une topologie en étoile pour la distribution d'énergie
Traditionnellement, les TIC se concentrent sur les données et une puissance limitée. La topologie en étoile pour l'alimentation électrique peut changer la donne, en offrant une nouvelle façon de déployer et de fournir une alimentation centralisée pour des espaces plus intelligents et plus connectés.
Topologie en étoile pour l'alimentation électrique
Au lieu de répartir de petites quantités d'énergie sur de nombreux points d'extrémité, la topologie en étoile pour l'alimentation électrique intègre de véritables capacités électriques au sein même de l'infrastructure réseau. Il permet de fournir de l'énergie à grande échelle, en utilisant le même câblage déjà en place pour le réseau.
L'infrastructure électrique peut être organisée en trois niveaux hiérarchiques : réseau central, distribution et accès.
1. Couche centrale (source d'énergie centrale)
Toute l'énergie provient d'ici, au cœur du système, dans un environnement sécurisé et climatisé. “” Les batteries de secours, les générateurs et la surveillance centralisée sont gérés au niveau du noyau. Cette couche prend également en charge la couche de distribution ; la puissance qu'elle fournit à cette couche est une puissance gérée par défaut (FMP).
2. Couche de distribution (agrégation de puissance intermédiaire)
La distribution flexible et évolutive de l'énergie est possible ici ; elle est agrégée de la couche centrale à de multiples zones d'accès situées dans différentes parties d'un bâtiment ou d'un campus.’ Le FMP est souvent utilisé au niveau de la couche de distribution pour transporter une puissance importante sur de longues distances, prenant en charge les points d'extrémité au niveau de la couche d'accès. Pour les distances plus courtes, le FMP peut être converti en courant alternatif ou continu pour répondre à des besoins spécifiques. Pour les longues distances, il peut être maintenu en mode FMP.
3. Couche d'accès (distribution des points de terminaison)
C'est là que la puissance atteint ses limites. Chaque appareil est connecté à l'alimentation, qu'il s'agisse de’ s PoE, FMP ou alimentation CC. L'alimentation électrique est acheminée à chaque point d'extrémité par câblage, éliminant ainsi le besoin de prises de courant séparées.
Principaux avantages de la topologie en étoile pour la prise en charge de l'énergie centralisée
La topologie en étoile peut supporter des besoins en énergie plus importants et un plus grand nombre de types d'appareils, le tout géré de manière centralisée. De plus en plus d'environnements exigent une puissance plus élevée— pour prendre en charge les points d'accès Wi-Fi 7, par exemple— La topologie en étoile offre la capacité et la flexibilité nécessaires pour fournir ce que’ s nécessaire.
Lorsque la distribution d'énergie est gérée, surveillée et automatisée de manière centralisée dans un lieu protégé, les systèmes critiques sont plus faciles à entretenir et à contrôler. Avec une gestion centralisée, il’ Il est également possible d'automatiser les économies d'énergie en éteignant les appareils dans les zones qui ne le sont pas.’ t occupé, réduisant ainsi le gaspillage d'énergie et les coûts d'exploitation.
Infrastructure de câblage unifiée
Un autre avantage clé de la topologie en étoile pour l'alimentation électrique est l'utilisation de la même infrastructure de câblage pour transporter les données et des niveaux de puissance de plus en plus élevés sur toutes les couches (cœur, distribution et accès). La même méthode de câblage est utilisée sur l'ensemble du réseau pour acheminer non seulement les données mais aussi l'énergie électrique, bouleversant ainsi la séparation traditionnelle entre les réseaux électriques et les réseaux informatiques.
L'ajout ou le déplacement d'appareils est simple et ne nécessite qu'une seule ligne vers le concentrateur d'alimentation central, ce qui permet une mise à l'échelle rapide et économique dans les espaces connectés.
Aucune limitation de commutation
Avec une topologie en étoile, la puissance n'est plus limitée par l'alimentation interne du commutateur. Il n'est pas nécessaire de remplacer les interrupteurs pour ajouter des appareils à forte puissance : le réseau principal fournit déjà suffisamment de puissance partout. Pour en profiter, il suffit de s'assurer que les câbles et connecteurs appropriés sont utilisés.
Dépannage simplifié
Chaque point de terminaison disposant de sa propre connexion, le dépannage est simple. Les problèmes peuvent être isolés et réparés sans impacter le reste du système. Un problème ponctuel peut être isolé et corrigé afin d'optimiser l'efficacité du réseau.
Prise en charge de tout type d'alimentation
Enfin, comme mentionné précédemment, la topologie en étoile prend en charge tous les types d'alimentation, y compris :
- Alimentation à gestion des défauts (FMP) : La technologie FMP représente une nouvelle façon de transmettre en toute sécurité des milliers de watts de puissance via des câbles de communication. Les pannes sont détectées et isolées rapidement afin de protéger les appareils et les personnes. Dans une topologie en étoile, le FMP est distribué depuis le cœur via les « rayons » (IDF et câbles) vers de nombreux points d'extrémité. Il peut répondre à l'énorme quantité d'énergie nécessaire entre le cœur du réseau et les couches de distribution.
- Alimentation CA ou CC : Dans une topologie en étoile, le FMP est converti en la puissance requise native de l'équipement (alimentation CA ou CC). Elle fournit une source d'énergie uniforme, efficace et centralisée qui peut être largement distribuée aux appareils.
- Alimentation par Ethernet (PoE) Les périphériques dotés de ports PoE sont utilisés pour connecter des appareils de moins de 100 W, tels que des points d'accès, des téléphones VoIP ou des capteurs. Dans une topologie en étoile, le PoE est acheminé par les « rayons » ou branches.
Convergence de l'énergie et des données pour des environnements intelligents
Dans le monde de l'informatique, l'énergie et les données ont traditionnellement suivi des chemins séparés, fonctionné sur des réseaux distincts et été gérées par des équipes distinctes. L'application d'une topologie en étoile à l'alimentation électrique change la donne, en réunissant l'énergie et les données et en permettant à l'énergie de rattraper les données en termes de portée et d'évolutivité.
L'alimentation à gestion des défauts, ou alimentation de classe 4, élimine le plateau de puissance qui a empêché le déploiement à haute capacité. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour fournir une énergie robuste là où elle est nécessaire. Il n'y a pratiquement aucune limite — aucun problème d'alimentation électrique à craindre.
Voici l’avenir des environnements connectés : la convergence des données et de l’énergie, le tout géré, surveillé et fourni sur une architecture unifiée.
Apprenez-en davantage sur la gestion de l'alimentation en cas de panne.
Ressources connexes :
- Ce que vous devez savoir sur les nouveaux systèmes d'alimentation gérés par défaut
- Les 5 S des systèmes d'alimentation à gestion des défauts (FMPS) changent le jeu de l'énergie
- La Fault-Managed Power Alliance : là où les leaders du secteur s’unissent
- Comment l’énergie gérée par défaut peut résoudre les problèmes d’alimentation cachés dans l’hôtellerie
À propos de l’auteur
Ron Tellas
Architecte de solutions, Solutions d’entreprise, Belden
Ron Tellas est un expert en matière de conception des radiofréquences et de propagation électromagnétique, et a rejoint Belden en 2016 pour aider à définir la feuille de route de la technologie et des applications dans le bâtiment intelligent. Il met maintenant à profit sa vaste expérience pour intégrer des systèmes, des équipements et de la connectivité dans des solutions réseau. Ron représente Belden dans plusieurs organismes de normalisation et comités du National Electrical Code, et en tant que membre du conseil d’administration de la FMP Alliance. Il est titulaire d’un master et d’une licence en génie électrique et d’un master en administration des affaires, et est l’inventeur de 17 brevets américains. Ron est fier d'avoir reçu le prix Harry J. Pfister 2024 pour ses contributions exceptionnelles et significatives au secteur des télécommunications.