Les téléphones antidéflagrants utilisés dans les usines pétrochimiques, les raffineries, les installations pétrolières et gazières, les mines, les parcs de stockage, les sites de production d'énergie et autres environnements industriels dangereux sont généralement disponibles avec des interfaces analogiques ou SIP. De l'extérieur, les deux versions peuvent utiliser le même boîtier, le même combiné, le même clavier, les mêmes presse-étoupes et la même structure de montage, mais elles se connectent au système de communication de manières très différentes.

Un téléphone analogique antidéflagrant fonctionne comme un terminal d'abonné classique connecté à un autocommutateur PBX, PABX ou à une interface FXS via une paire téléphonique. La majeure partie du contrôle des appels est gérée par l'équipement de commutation. Un téléphone SIP antidéflagrant fonctionne comme un point d'extrémité IP : il se connecte à Ethernet, possède ses propres paramètres réseau et s'enregistre auprès d'un PBX IP ou d'un serveur SIP.

La différence n'affecte pas seulement le câble entrant dans le téléphone. Elle modifie la manière dont les points de terrain sont alimentés, comment les postes sont attribués, comment le réseau est planifié, comment de nouveaux points d'extrémité sont ajoutés et comment les multiples zones de production ou sites distants sont gérés.

Pour les projets industriels, SIP ne doit pas être simplement considéré comme le remplacement de l'analogique. Le câblage existant, la couverture réseau de l'usine, la puissance disponible, l'échelle du projet, l'expansion future et le coût de modification des zones opérationnelles influencent tous la question de savoir quelle interface est la plus appropriée.

1. Différences architecturales clés

Les deux architectures diffèrent principalement par la manière dont le contrôle de la communication est réparti entre le téléphone de terrain et le système central.

Un téléphone analogique est relativement simple au niveau du point d'extrémité. La numérotation des postes, la sonnerie, le routage des appels et la plupart des services téléphoniques sont gérés par l'équipement PBX ou FXS. Le téléphone de terrain est étroitement associé à la paire de câbles physique et au port d'abonné desservant cette ligne.

Un téléphone SIP embarque davantage de configuration au niveau du point d'extrémité. Il dispose d'une identité réseau, d'un compte SIP, d'informations sur le serveur, de paramètres de codec et d'autres paramètres nécessaires pour fonctionner sur le réseau IP. Au lieu d'utiliser un circuit vocal analogique dédié vers le PBX, la voix et la signalisation partagent l'infrastructure IP de l'usine.

SIP et analogique décrivent l'interface de communication, et non la capacité de protection antidéflagrante du téléphone. Un modèle SIP n'est pas intrinsèquement plus adapté à une zone dangereuse qu'un modèle analogique. Le type de protection antidéflagrante, le groupe d'équipement, la classe de température, la protection environnementale, la certification et les exigences d'installation doivent toujours correspondre aux conditions spécifiées pour l'emplacement de terrain.

2. Contrôle des appels et traitement de la voix

Pour l'opérateur, les deux versions peuvent offrir la même expérience de base : décrocher le combiné, composer un poste, parler avec la salle de contrôle et raccrocher. Le processus de communication derrière ce combiné est assez différent.

Contrôle des appels analogique

Un téléphone analogique se connecte normalement à une interface d'abonné FXS fournie par un PBX, un central téléphonique ou une passerelle analogique. Le côté FXS fournit l'interface téléphonique et détecte les changements sur la ligne lorsque le combiné est décroché ou raccroché.

Les chiffres composés sont envoyés sur la même paire téléphonique et interprétés par l'équipement de commutation. Le PBX détermine la destination, génère la sonnerie requise, applique les autorisations d'appel configurées et établit la connexion vocale.

La majeure partie de cette logique reste dans la salle d'équipement plutôt que dans le terminal de terrain. Le téléphone lui-même n'a normalement pas besoin d'adresse IP, de compte utilisateur, de mot de passe SIP ou de configuration de codec.

La boucle d'abonné physique est donc un élément important de la conception analogique. La section du conducteur du câble, la résistance de boucle, la qualité de la connexion, la distance, les caractéristiques du port FXS et les exigences du téléphone sélectionné doivent tous être pris en compte lors de la conception de longs circuits téléphoniques industriels.

Contrôle des appels SIP

Un téléphone SIP antidéflagrant est à la fois un téléphone et un point d'extrémité de réseau IP. Une fois connecté et alimenté, il enregistre normalement un poste ou un compte SIP auprès d'un PBX IP ou d'un serveur SIP.

SIP gère la signalisation de session. L'enregistrement indique à la plateforme où le point d'extrémité est disponible, tandis que l'établissement d'appel utilise des messages SIP tels que INVITE et les réponses correspondantes. Une fois l'appel établi, les flux vocaux sont généralement transportés séparément via RTP.

Cette séparation donne aux systèmes SIP plus de flexibilité, mais elle signifie également que le téléphone et la plateforme doivent avoir des paramètres compatibles. Selon le projet, les ingénieurs peuvent avoir besoin de confirmer le serveur SIP, le compte de poste, la méthode d'authentification, la liste des codecs, la méthode DTMF, le comportement d'enregistrement et les paramètres de transport.

Considérations relatives aux codecs et à la DTMF

Le choix du codec vocal est important lorsque des équipements SIP de différents fabricants partagent le même système. G.711 est largement utilisé sur les LAN industriels en raison de sa large compatibilité et de son traitement vocal simple, tandis que d'autres codecs peuvent être sélectionnés lorsque la bande passante ou les exigences du projet les rendent utiles.

Le codec final doit être pris en charge aux deux extrémités de l'appel. Le fait que deux appareils prennent tous deux en charge SIP ne signifie pas automatiquement que toutes les configurations vocales seront interopérables.

DTMF est un autre détail petit mais important. Les applications de ligne directe, les systèmes IVR, le contrôle d'accès ou d'autres services peuvent dépendre des tonalités du clavier. Selon l'équipement, DTMF peut être géré via RFC 4733, SIP INFO ou d'autres méthodes prises en charge. Ces paramètres sont normalement confirmés lors de l'intégration du système plutôt que traités comme faisant partie du classement de la zone dangereuse.

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3. Câblage, distance et alimentation

Sur les grands sites industriels, l'infrastructure de terrain peut avoir un impact plus important sur le coût du projet que la différence de prix entre les modèles de téléphones analogiques et SIP. Les points téléphoniques peuvent être répartis dans les unités de process, les salles de pompage, les sous-stations, les ateliers, les zones de stockage, les tunnels et les bâtiments d'exploitation à distance.

Câblage de terrain analogique

Les téléphones analogiques utilisent normalement des paires téléphoniques en cuivre. De nombreuses usines industrielles établies disposent déjà de répartiteurs téléphoniques, de câbles multiconducteurs, de boîtes de jonction, de chemins souterrains et de paires de réserve s'étendant à travers les zones de production.

Lorsque ces chemins de câbles restent adaptés, ils peuvent continuer à desservir des points téléphoniques fixes sans nécessiter de connexion Ethernet distincte à chaque emplacement. C'est l'une des raisons pour lesquelles les téléphones analogiques restent pertinents dans les projets industriels de rénovation (brownfield).

Les longues liaisons analogiques nécessitent toujours des vérifications techniques. La distance maximale utilisable n'est pas une valeur universelle unique ; elle dépend de la section du conducteur, de la résistance totale de boucle, de l'interface FXS, des caractéristiques électriques du téléphone, des connexions intermédiaires et des exigences définies par le fabricant de l'équipement.

Infrastructure réseau SIP

Les terminaux SIP utilisent Ethernet, les grandes usines ont donc normalement besoin d'une topologie de terrain différente. L'Ethernet sur cuivre sert aux connexions locales, tandis que la fibre est souvent utilisée pour les liaisons dorsales entre les bâtiments, les zones de process ou les armoires de communication à distance.

Les commutateurs industriels peuvent être installés plus près des groupes de points d'extrémité de communication, permettant aux téléphones SIP de partager l'infrastructure réseau plus large du site plutôt que de nécessiter des paires téléphoniques individuelles de retour vers la salle PBX centrale.

Cela fait de l'emplacement des commutateurs, des chemins de fibre, des armoires réseau, de la redondance des liaisons montantes et de l'alimentation de secours des éléments de la conception du système téléphonique. Un téléphone SIP doit donc être considéré avec le réseau industriel plutôt que spécifié comme un dispositif de terrain isolé.

Architecture d'alimentation

Les systèmes analogiques et SIP peuvent également placer les dépendances d'alimentation à différents endroits.

Selon la conception du téléphone et du PBX, une interface d'abonné analogique peut fournir les conditions de ligne requises à partir d'un équipement alimenté centralement. Lorsque le système PBX ou FXS est soutenu par une alimentation UPS, la disponibilité du téléphone de terrain peut être maintenue sans installer une source d'alimentation réseau individuelle à côté de chaque point d'extrémité.

Les modèles SIP peuvent utiliser PoE, CC ou une autre disposition d'alimentation approuvée selon le produit. Lorsque PoE est utilisé, le commutateur Ethernet fait partie du chemin d'alimentation du téléphone. Les sites critiques doivent donc envisager une alimentation de secours pour les commutateurs, les serveurs SIP, les passerelles et autres équipements réseau actifs.

Le seul type d'interface ne détermine pas la disponibilité du système. Ce qui compte, c'est que tous les composants requis dans le chemin de communication aient été conçus avec le niveau approprié de résilience en matière d'alimentation et de réseau.

4. Configuration et conception réseau

Les systèmes analogiques et les systèmes SIP créent également des charges de travail de mise en service et de gestion différentes.

Avec un système analogique conventionnel, les ingénieurs effectuent la majeure partie de la configuration sur le PBX. Les numéros de poste, les autorisations d'appel, l'accès aux liaisons, les règles de numérotation et les autres services téléphoniques sont associés aux ports d'abonné et au système de distribution physique.

Le terminal de terrain lui-même reste relativement simple. Cela peut être pratique dans les installations où les équipes de maintenance travaillent déjà avec des répartiteurs téléphoniques, des paires de cuivre et des systèmes de commutation conventionnels.

Un téléphone SIP nécessite à la fois une configuration réseau et une configuration téléphonique. Selon le terminal et la plateforme, les paramètres courants peuvent inclure :

• IP statique ou DHCP ;

• Masque de sous-réseau et passerelle par défaut ;

• Adresses des serveurs SIP primaire et secondaire ;

• Poste SIP et identifiants d'authentification ;

• Priorités des codecs ;

• Méthode DTMF ;

• Paramètres VLAN ;

• NTP ou synchronisation horaire ;

• Règles de numérotation ;

• Paramètres de ligne directe ou de réponse automatique ;

• Paramètres de provisionnement si pris en charge.

Lorsqu'un projet passe de quelques téléphones de terrain à des dizaines ou des centaines de points d'extrémité, la cohérence de la configuration devient importante. Lorsque les dispositifs et la plateforme sélectionnés le permettent, le provisionnement centralisé, les modèles de configuration, les inventaires des points d'extrémité et la gestion contrôlée du firmware peuvent réduire le travail de mise en service répétitif.

VLAN et QoS

L'Ethernet industriel transporte rarement uniquement le trafic téléphonique. Les flux de vidéosurveillance, les postes de travail d'ingénierie, les applications métier, le contrôle d'accès, l'infrastructure sans fil et d'autres services peuvent utiliser des parties du même réseau.

Un VLAN vocal dédié peut faciliter la gestion des dispositifs de communication et les séparer du trafic non lié. Les politiques QoS peuvent également donner à la voix en temps réel la priorité appropriée lorsque les liaisons partagées peuvent subir une utilisation plus élevée.

Par exemple, un réseau d'usine transportant plusieurs flux de caméras et de gros transferts de données d'ingénierie peut encore avoir une bande passante moyenne suffisante, mais une congestion temporaire peut affecter la voix en temps réel plus sensiblement que les transferts de fichiers ordinaires. La segmentation du réseau et la priorisation du trafic aident à maintenir des performances téléphoniques prévisibles sous des charges réseau variables.

Sécurité du réseau

Une fois qu'un téléphone devient un point d'extrémité IP, il fait également partie de l'architecture de sécurité réseau du site.

Les comptes SIP doivent utiliser des identifiants contrôlés, l'accès à la gestion doit être restreint aux segments réseau requis et les services inutilisés doivent être désactivés lorsque le produit le permet. Les réseaux vocaux peuvent également être séparés des autres services de l'usine par des VLAN, des politiques de routage, des pare-feu ou des règles de contrôle d'accès.

La gestion du firmware et de la configuration fait également partie du cycle de vie de l'équipement. Les fonctions de sécurité exactes varient d'un produit à l'autre, c'est pourquoi des exigences telles que l'accès de gestion sécurisé, le contrôle des comptes, la maintenance du firmware et la segmentation du réseau doivent être examinées lors de la sélection du produit.

5. Expansion et utilisation multisite

La différence entre analogique et SIP devient particulièrement notable lorsqu'une usine ajoute de nouveaux bâtiments, unités de process, sous-stations, entrepôts ou zones d'exploitation à distance.

Un poste analogique supplémentaire nécessite une paire de câbles disponible entre le point de terrain et une interface FXS. Lorsque des paires de réserve et des ports d'abonné inutilisés ont été réservés lors de la conception initiale, l'expansion peut être simple. Sinon, un nouveau câblage ou un équipement d'interface analogique supplémentaire peut être nécessaire.

Un point d'extrémité SIP dépend moins d'un câble vocal dédié de retour vers la salle de communication principale. Lorsqu'un réseau industriel et une alimentation adaptée existent déjà sur le nouvel emplacement, l'expansion implique principalement une connexion de commutateur disponible, une configuration réseau et une capacité sur la plateforme SIP.

Communication multisite

Cette différence devient plus utile lorsque la communication s'étend au-delà d'une seule usine.

Une organisation peut exploiter une raffinerie, un terminal de stockage, une station de compression, un entrepôt distant et un centre d'opérations central à différents endroits. Si ces sites sont déjà reliés par un réseau IP privé, les postes SIP peuvent fonctionner dans un environnement de numérotation et de communication commun sans avoir à construire un circuit téléphonique physique distinct entre chaque emplacement.

Les téléphones de terrain analogiques peuvent toujours participer. Leurs lignes d'abonné se terminent localement sur l'équipement PBX ou FXS, tandis que le réseau IP assure la communication entre les sites au-delà de ce point.

Numérotation et localisation des points d'extrémité

SIP modifie également la relation entre un numéro de poste et son emplacement physique.

Dans de nombreux systèmes SIP, un poste est associé à un compte plutôt que d'être définitivement lié à une paire d'abonné physique. Si un point d'extrémité est déplacé vers un autre emplacement réseau autorisé, le même poste peut souvent être conservé sans modifier la distribution cuivre centrale.

Les systèmes analogiques sont normalement plus étroitement liés aux ports physiques et aux paires de câbles. Pour les points téléphoniques industriels fixes, cela peut être parfaitement acceptable, mais SIP offre une flexibilité supplémentaire lorsque les ateliers, les centres d'opérations temporaires ou les sites distants évoluent au fil du temps.

6. Modernisation des usines existantes

Les mises à niveau des communications industrielles ne nécessitent pas toujours un remplacement complet du terrain. Avant de sélectionner une stratégie de migration, il est utile de séparer trois questions : si les téléphones existants restent adaptés, si le câblage de terrain est toujours utilisable et si le PBX existant répond aux exigences futures du système.

Conservation du système analogique existant

Lorsque le PBX, le câblage téléphonique et les terminaux de terrain antidéflagrants continuent de répondre aux exigences opérationnelles, il peut y avoir peu d'avantages à les remplacer uniquement pour modifier le protocole de communication.

Les points fixes avec une numérotation stable et des besoins d'expansion limités sont souvent bien adaptés à cette approche.

Mise à niveau du cœur tout en conservant le terrain

Une autre option consiste à conserver les téléphones de terrain analogiques tout en transférant la plateforme de communication centrale vers IP.

Les passerelles FXS fournissent les interfaces d'abonné requises par les téléphones analogiques standard et convertissent les appels en SIP sur le côté réseau. Cela permet à la salle d'équipement d'adopter un PBX IP ou une plateforme basée sur SIP sans nécessiter un remplacement immédiat de chaque point d'extrémité de terrain.

La distinction entre FXS et FXO est importante dans cette application. Un téléphone analogique standard se connecte normalement à un port FXS car cette interface fournit le service téléphonique côté abonné. Un port FXO est destiné à un rôle différent, comme la connexion d'un équipement à un central analogique ou à une ligne d'abonné.

Pour les projets de rénovation (brownfield), cette approche peut réduire les modifications dans les zones de production dangereuses, où l'installation de nouveaux câbles, des boîtes de jonction supplémentaires, les permis d'accès et la coordination des arrêts peuvent ajouter considérablement plus de travail que les modifications effectuées à l'intérieur de la salle de communication.

Migration hybride

De nombreuses usines sont agrandies par phases plutôt que reconstruites en une seule fois. Les unités plus anciennes peuvent continuer à utiliser des téléphones analogiques tandis que les nouvelles zones de production sont équipées de terminaux SIP dès le départ.

Un PBX IP combiné à des passerelles analogiques adaptées peut placer les deux types de points d'extrémité sous le même plan de numérotation global. De nouveaux points SIP peuvent ensuite être introduits à mesure que le réseau industriel s'étend, tandis que les terminaux analogiques existants ne sont remplacés que lorsque l'état de l'équipement ou les exigences du projet rendent le remplacement intéressant.

Ce modèle progressif permet également aux mises à niveau des communications de suivre les fenêtres de construction et de maintenance planifiées de l'usine, plutôt que de nécessiter une seule grande migration.

7. Choisir la bonne interface

Le choix pratique devient généralement plus clair lorsque l'équipe de projet évalue d'abord l'infrastructure, puis l'interface téléphonique.

Les projets en construction neuve (greenfield) favorisent souvent SIP lorsque le système de communication est conçu en même temps que la fibre, l'Ethernet industriel, les armoires réseau et les services IP centralisés. Les projets de rénovation (brownfield) nécessitent un calcul différent car les chemins de câbles existants, les fenêtres d'arrêt, les équipements installés, la construction de terrain et la disponibilité de l'alimentation peuvent avoir un impact plus important sur le coût total du projet.

Pour cette raison, la sélection doit être basée sur l'infrastructure de communication complète et les exigences du cycle de vie plutôt que sur le prix d'achat ou l'âge de l'une ou l'autre des technologies téléphoniques.

FAQ

Un téléphone SIP antidéflagrant a-t-il besoin d'un accès Internet ?

Non. Un téléphone SIP peut fonctionner entièrement au sein d'un LAN d'usine, d'un réseau Ethernet industriel, d'un WAN privé ou d'un autre environnement IP isolé. Il a seulement besoin d'un accès réseau au PBX IP ou au serveur SIP utilisé par le système de communication.

Un téléphone analogique antidéflagrant peut-il être utilisé avec un PBX IP ?

Oui. Une passerelle FXS peut fournir l'interface d'abonné analogique requise par le téléphone et connecter le poste à un PBX IP via SIP. C'est une option courante lorsque l'équipement de terrain reste utilisable mais que la plateforme de communication centrale est modernisée.

Quelle est la différence entre une passerelle FXS et FXO ?

FXS et FXO servent des côtés différents d'une interface téléphonique analogique. Un port FXS se connecte normalement à un téléphone analogique standard et fournit le service côté abonné. Un port FXO se connecte normalement à un central analogique ou à une ligne téléphonique. Les téléphones analogiques antidéflagrants nécessitent donc généralement des interfaces FXS.

Chaque téléphone SIP antidéflagrant prend-il en charge PoE ?

Non. SIP définit la méthode de communication, pas la méthode d'alimentation. Certains modèles prennent en charge PoE, tandis que d'autres utilisent CC ou une autre alimentation approuvée. La disposition d'alimentation requise doit être vérifiée par rapport au terminal spécifique et à ses conditions d'installation certifiées.

Le SIP est-il plus antidéflagrant que l'analogique ?

Non. L'interface de communication et la protection antidéflagrante sont des caractéristiques de conception distinctes. L'adéquation à la zone dangereuse dépend du concept de protection certifié, du groupe d'équipement, de la classe de température, du boîtier, des exigences d'installation et d'autres paramètres spécifiés pour le téléphone.

Les téléphones antidéflagrants SIP et analogiques peuvent-ils partager le même système de numérotation ?

Oui. Un PBX IP peut gérer directement les points d'extrémité SIP tandis que les téléphones analogiques se connectent via des passerelles FXS compatibles. Les deux peuvent alors utiliser des postes dans le même plan de numérotation global.

Le câble téléphonique analogique existant peut-il être réutilisé pour un téléphone SIP ?

Pas automatiquement. Un téléphone SIP standard nécessite une connexion réseau IP adaptée. La possibilité de réutiliser le câblage existant dépend du type de câble, de la topologie, de la distance et de la technologie réseau sélectionnée pour le projet. Les paires téléphoniques analogiques existantes ne doivent pas simplement être supposées compatibles avec Ethernet standard.

Les téléphones analogiques antidéflagrants sont-ils obsolètes ?

Non. Les téléphones analogiques restent pratiques lorsqu'une infrastructure téléphonique en cuivre fiable, des points de terrain fixes et un équipement PBX ou FXS adapté existent déjà. Dans de nombreux projets industriels, le remplacement d'un point d'extrémité analogique fonctionnel apporte peu d'avantages, à moins que l'architecture de communication plus large ne nécessite également un changement.

Les téléphones antidéflagrants SIP et analogiques sont deux manières différentes de connecter la communication de terrain en zone dangereuse au système de communication plus large de l'usine. Aucune interface n'est automatiquement adaptée à tous les projets.

Becke fournit des téléphones antidéflagrants et des équipements de communication industrielle associés pour les applications SIP et analogiques. Les déploiements SIP, analogiques et hybrides peuvent donc être adaptés à l'infrastructure de communication déjà disponible sur le site.