Les solutions de câblage pour bâtiments intelligents prennent en charge l’éclairage PoE pour un meilleur environnement éducatif

Siemon a récemment fait équipe avec Cisco et Cree, l’un des principaux fournisseurs de solutions d’éclairage PoE avancées et également partenaire de Cisco Digital Building, pour fournir un système d’éclairage PoE innovant à une école de Mobile, en Alabama, dans le cadre d’un programme pilote visant à collecter et à analyser des données critiques – le tout pour démontrer les économies et les avantages globaux pour de futurs déploiements à l’échelle de l’arrondissement.

L’internet des objets (IdO) est en train de changer le mode de vie tel que nous le connaissons. Les appareils basse tension convergent désormais vers une seule infrastructure physique unifiée, ce qui permet de collecter de grandes quantités de données qui peuvent être échangées entre les systèmes de bâtiment intégrés et analysées pour prendre des décisions commerciales qui aident à économiser les dépenses d’exploitation tout en améliorant l’efficacité et l’expérience des utilisateurs. Pour accélérer encore la transformation numérique et étendre les avantages de l’IoT à l’ensemble des installations, Cisco a récemment présenté son cadre Digital Building qui fait converger plusieurs réseaux de bâtiments – éclairage, chauffage et refroidissement, vidéo IP, capteurs IoT et bien plus encore – sur une plateforme de réseau sécurisée et intelligente.

L’écosystème de partenaires du bâtiment numérique de Cisco comprend une variété de partenaires leaders de l’industrie pour aider à construire un bâtiment numérique, y compris l’éclairage, l’automatisation des bâtiments, le câblage et les fournisseurs de logiciels. Un aspect essentiel du bâtiment numérique est l’utilisation de commutateurs de réseau Cisco offrant une alimentation universelle par Ethernet (UPOE) qui étend la norme IEEE Power over Ethernet Plus (PoE+) pour fournir jusqu’à 60 watts (W) aux appareils à basse tension, y compris les appareils d’éclairage LED alimentés par PoE avec des capteurs qui ont le potentiel de réduire de 85 % les coûts d’énergie.

SiemonConvergeIT, leader mondial dans la conception et la fabrication de solutions d’infrastructure haute performance et basse tension, est actuellement le seul fournisseur de systèmes de câblage de bout en bout au sein de l’écosystème des partenaires de Cisco Digital Building. Sans équivoque, les solutions de câblage ConvergeIT de Siemonsont alignées sur le Digital Building de Cisco et comprennent des câbles blindés en cuivre de pointe et une connectivité avec des technologies innovantes brevetées qui offrent un support supérieur pour les appareils compatibles PoE.

À la lumière des possibilités

Lorsque David Akridge, directeur exécutif de l’informatique au Mobile County Public School System, a assisté à l’Interop Expo 2015 à Las Vegas, il a été intrigué par quelque chose qu’il a remarqué sur le stand de Cisco – une lumière LED connectée à un commutateur.  » J’ai tout de suite su qu’il s’agissait d’une lampe LED alimentée par PoE, et après avoir discuté avec Cisco de leur initiative Digital Building, je n’ai pas pu m’enlever de la tête toutes les possibilités de l’éclairage PoE « , déclare Akridge.  » Non seulement nous n’avons pas peur d’être pionniers au sein de notre système scolaire, mais j’ai toujours eu un certain dédain pour l’éclairage fluorescent traditionnel, en particulier dans une salle de classe. Avec l’éclairage LED, je peux enfin voir la lumière au bout du tunnel ».

Alors que les lampes fluorescentes constituent une source constante de lumière depuis plus d’une décennie, des études indiquent qu’elles peuvent provoquer des maux de tête et une fatigue oculaire, ainsi que des crises d’épilepsie potentielles pour les personnes souffrant d’épilepsie photosensible. Non seulement les lumières LED éliminent ces problèmes de santé, mais elles constituent également une option beaucoup plus durable sur le plan environnemental. Les LED consomment près de la moitié de l’électricité des lampes fluorescentes équivalentes, émettent moins de la moitié des émissions de carbone des lampes fluorescentes et ne contiennent pas de mercure dangereux. Avec une durée de vie près de cinq fois supérieure à celle des lampes fluorescentes, une meilleure durabilité et une insensibilité à la température et à l’humidité, les LED réduisent aussi considérablement les coûts de maintenance.

En mettant en œuvre l’éclairage Cree PoE en tant que projet pilote sur un étage de la Clark-Shaw Magnet Middle School du district, nommée Blue Ribbon School pour 2015 par le ministère américain de l’Éducation, Akridge peut analyser soigneusement l’impact du nouveau système d’éclairage sur la consommation d’énergie, la productivité des élèves et les économies et efficacités opérationnelles globales par rapport à un autre étage de la même école qui utilise des lampes fluorescentes.

« Les déploiements pilotes sont judicieux car il est difficile d’analyser les avantages d’une technologie si l’on ne peut pas en faire l’expérience dans sa propre école, avec ses propres élèves et ses propres enseignants », explique M. Akridge. « Nous avons des élèves de 8e année dans les mêmes classes, à l’étage équipé d’un éclairage PoE et à l’étage équipé d’un éclairage fluorescent traditionnel. Cela me permet de faire une comparaison classe par classe. Nous comparerons les résultats des tests d’évaluation, les notes, le comportement général en classe et la participation, tout en surveillant attentivement la consommation d’énergie et la réponse aux incidents d’urgence. »

Grâce à l’utilisation de luminaires LED Cree équipés de capteurs de présence et de température, le Mobile Public School System peut s’assurer que les lumières ne sont allumées que lorsque c’est nécessaire et peut intégrer les luminaires en réseau avec d’autres systèmes d’automatisation des bâtiments (BAS) tels que le CVC pour réduire la consommation d’énergie superflue. La possibilité de connecter l’éclairage PoE au réseau permet également à l’école d’intégrer le contrôle de l’éclairage aux systèmes de sécurité en réseau et d’activer des schémas de clignotement pour les interventions d’urgence.

« Nous travaillons en étroite collaboration avec les partenaires de Digital Building sur ce projet afin d’intégrer les lumières à nos systèmes de sécurité, de sorte que nous puissions avoir des schémas de clignotement spécifiques pour certains types d’urgences », explique M. Akridge. « Par exemple, s’il y a un tireur actif dans le bâtiment, nous voulons minimiser l’utilisation du système de radiomessagerie et la connaissance de l’intrus. Nous pouvons utiliser les lumières et des schémas de clignotement spécifiques pour envoyer un message d’avertissement privé au personnel et aux étudiants. Comme chaque luminaire est un nœud du réseau avec sa propre adresse IP, nous pouvons également identifier l’emplacement exact de tout mouvement détecté.

Akridge espère disposer des informations et de l’analyse nécessaires pour démontrer la productivité et les économies réalisées grâce à l’éclairage PoE dans l’ensemble du système scolaire, y compris dans deux nouvelles écoles actuellement en cours de planification.

Technologie brevetée dans la zone

Une fois la décision prise de déployer l’éclairage PoE à la Clark-Shaw Magnet Middle School, Siemon, en collaboration avec Cisco et Cree, a conçu une stratégie de déploiement qui offrirait la plus grande flexibilité et les meilleures performances avec le moins de coûts et de main-d’œuvre possible. Sur la base des conseils de Cree, la conception comprenait environ 145 luminaires PoE. En fin de compte, cela représentait environ 30 % d’éclairage en moins par rapport à la conception originale de l’éclairage fluorescent dans l’espace, qui s’est finalement avéré être sur-éclairé.

Le système d’éclairage PoE a également été déployé à l’aide d’une conception de câblage de zone qui consiste en des câbles horizontaux partant des commutateurs UPOE de Cisco dans les salles de télécommunications (TR) vers des points de connexion intermédiaires logés dans un boîtier de zone situé dans l’espace du plafond. À partir du boîtier de zone, chaque nœud d’éclairage PoE a été connecté via des connexions plus courtes et faciles à gérer.

« Nous concevons des projets d’éclairage PoE en utilisant une approche de câblage par zone parce qu’elle permet un déploiement plus rapide, ce qui est particulièrement important si l’on considère le nombre considérable de luminaires qui peuvent être installés dans une installation », déclare Bob Allan, ancien directeur du développement commercial mondial pour les bâtiments intelligents et les alliances stratégiques à l’adresse Siemon. « Avec le câblage par zone, les luminaires sont facilement connectés à l’aide de cordons de raccordement à partir de prises montées dans le boîtier de l’unité de zone, au lieu d’être connectés à une longueur entière de câblage horizontal à partir du commutateur dans le TR. »

Le câblage de zone simplifie aussi considérablement la reconfiguration des luminaires ou l’ajout de nouveaux luminaires avec moins de perturbations, puisqu’il ne nécessite qu’une courte connexion à l’enceinte de la zone. En outre, une conception de câblage par zone permet de déployer des assemblages de câbles préterminés et testés en usine depuis le TR jusqu’à la zone, ce qui permet une mise en œuvre rapide, des performances supérieures aux terminaisons sur le terrain et une réduction des temps de test sur le terrain.

Pour la conception du câblage de zone, Siemon a déployé son nouveau boîtier de zone à 24 ports MAX®. Siemon Faisant partie de la gamme de solutions de câblage ConvergeIT pour les bâtiments intelligents de Siemon, le boîtier MAX Zone Unit 24 ports accepte jusqu’à 24 ports à l’aide de prises MAX en cuivre ou en fibre optique, Z-MAX® des prises de catégorie 6A ou TERA® des prises de catégorie 7A. Il est doté d’un joint en mousse pour minimiser les vibrations et empêcher la pénétration de la poussière, d’un couvercle entièrement amovible pour améliorer l’accès aux connexions et de débouchures faciles à retirer pour faciliter l’acheminement des câbles à l’intérieur et à l’extérieur de l’armoire. L’armoire est également conçue pour répondre aux exigences UL en matière de plenum, ce qui a permis à l’armoire MAX 24 ports d’être montée au-dessus du plafond dans l’espace de traitement de l’air de l’école Clark-Shaw Magnet School.

L’infrastructure de câblage utilisée pour connecter les nœuds d’éclairage PoE est composée de systèmes blindés Z-MAX Catégorie 6A de Siemon, y compris le câble blindé Z-MAX Catégorie 6A terminé par des prises blindées Z-MAX logées dans les boîtiers MAX 24-Port Zone Unit et des cordons de raccordement blindés solides utilisés pour effectuer la connexion finale.

Le système blindé Z-MAX de catégorie 6A est conçu pour atteindre des performances de transmission supérieures et fournir une fiabilité maximale pour les applications d’alimentation à distance telles que l’UPOE. Le débranchement d’une connexion jack-plug sous une charge UPOE produit un arc qui érode les surfaces de contact jack-plug plaquées or à l’endroit de l’arc. Lorsque cette érosion se produit dans la zone de la position complètement accouplée, il en résulte une connexion peu fiable. SiemonLes jacks Z-MAX de M. K. S. sont conçus avec une géométrie de contact courbée ou « couronnée » brevetée qui éloigne les dommages causés par l’arc électrique aux contacts de la fiche et du jack de la position d’emboîtement finale pour une fiabilité supérieure du PoE. La conception des prises Z-MAX élimine également le risque de déformation permanente des contacts due au stress mécanique. En fait, le matériel de connexion Z-MAX de Siemona été indépendamment certifié conforme à la norme IEC-60512-99-001, qui a été spécifiquement développée pour garantir des connexions fiables pour les applications d’alimentation à distance déployées sur un câblage à paires torsadées équilibrées.

Outre la géométrie brevetée des contacts des prises, le système Z-MAX Catégorie 6A de Siemoncomprend un câble F/UTP blindé de meilleure qualité qui est qualifié pour une fiabilité mécanique jusqu’à 75°C (167°F). Ceci est important car les applications d’alimentation à distance telles que l’UPOE peuvent provoquer une accumulation de chaleur à l’intérieur des faisceaux de câbles, ce qui augmente la perte d’insertion (c.-à-d. l’atténuation du signal). La TIA et l’ISO/CEI spécifient toutes deux un facteur de déclassement de la perte d’insertion à utiliser pour déterminer la longueur maximale du canal à des températures supérieures à 20°C (68°F). L’utilisation de câbles blindés de catégorie 6A de meilleure qualité, comme le système Z-MAX Catégorie 6A de Siemon, peut aider à surmonter cet obstacle, en réduisant tout facteur de déclassement de la longueur et en offrant la flexibilité nécessaire pour prendre en charge des longueurs de canal plus importantes lorsque cela est nécessaire. En fait, le câble blindé Z-MAX Catégorie 6A de Siemonnécessite moins d’un cinquième du déclassement de longueur que les câbles UTP Catégorie 6A minimalement conformes.