C’est un ensemble d’éléments spécifiques qui composent une infrastructure physique par laquelle il est possible de transférer des informations. On associe le plus souvent le câblage aux réseaux informatiques, c’est-à-dire au transfert de données informatisées. Néanmoins, celui-ci est plus général et doit permettre de faire véhiculer d’autres types d’informations, telles que la voix ou la vidéo.

On parle le plus souvent de câblage banalisé, à la fois pour les éléments qui le composent, qui doivent être identiques pour tous, mais aussi pour les informations véhiculées, on doit pouvoir sur une même prise connecter n’importe quel type d’équipement : un ordinateur, un téléphone…

Le mélange des types de flux dans un réseau est de plus en plus vrai aujourd’hui avec la téléphonie ou la vidéo sur IP, où les équipements peuvent communiquer via les mêmes équipements électroniques intermédiaires.

I Préambule :

On parle de câblage ou de pré câblage, le deuxième terme étant là pour appuyer le fait que lorsque l’on réalise une installation, on prend en compte d’éventuelles évolutions futures. On préférera par exemple installer trois prises dans un bureau où une seule est nécessaire, afin de prévenir le jour où l’on installera des équipements supplémentaires. Le coût d’installation d’un seul point supplémentaire est beaucoup plus élevé que le coût d’un point supplémentaire dans une offre plus globale.

Les systèmes de câblage sont conçus pour offrir une grande flexibilité vis-à-vis des évolutions des applicatifs, et de leur besoin. Ils doivent permettre d’évoluer sans avoir besoin de re-câbler l’ensemble des liaisons, et donc doivent prévoir le passage de flux plus importants dans le futur.

On parlera ici uniquement de câblage de réseaux locaux, c’est à dire à l’intérieur d’un même site. Pour définir la composition d’un câblage, il convient de séparer différentes zones à aménager :

- Le campus, qui correspond à la vue générale du site ;

- Le bâtiment, correspondant aux bâtiments à câbler sur le site ;

- La notion d’étage, ou de zone à l’intérieur des bâtiments ;

- la notion de bureaux.

I.1 Architecture d’un câblage :

On distingue donc trois grandes parties dans un câblage :

- le câblage primaire, entre les différents bâtiments d’un même site,

- le câblage secondaire, entre les différents points de concentration dans un même bâtiment (par exemple entre étage)

- le câblage capillaire, qui va jusqu’aux points de terminaison.

Les points de concentration où sont en général installés les équipements électroniques permettent la communication des éléments d’extrémités. Ils sont appelés le plus souvent Répartiteur. Il existe en général dans un bâtiment un Répartiteur Général et éventuellement des sous-répartiteurs.

Les répartiteurs comprennent les connectiques et cordons utilisées pour le raccordement des câbles sur les équipements électroniques.

Aux extrémités, on parlera de Poste de travail, constitué de une ou plusieurs prises. Chaque prise peut également être appelé point de terminaison. Ce dernier terme peut d’ailleurs être utiliser suivant les sociétés pour parler de la prise ou du poste de travail.

Il est prévu dans certains cas un point de raccordement intermédiaire entre les répartiteurs et les postes de travail.

Sur un site, on choisi un local qui fera office de répartiteur général pour l’ensemble du site. De ce local partiront les liaisons vers l’extérieur.

Ce local est connecté lui-même à l’ensemble des répartiteurs généraux, dans chaque bâtiment du site. La liaison entre ces répartiteurs est le plus souvent une liaison fibre optique. En effet, et nous le reverrons, la fibre optique est indispensable lorsque l’on veut transmettre à des débits élevés sur des distances élevées.

Dans chaque bâtiment, si celui-ci dispose d’un grand nombre de locaux à desservir, il sera nécessaire de prévoir des sous-répartiteurs, pour séparer les zones en fonction des étages. La aussi, entre le répartiteur général du bâtiment et les sous-répartiteurs, on utilisera la fibre optique lorsque les distances sont élevées, ou des câbles cuivre, à raison de un ou plusieurs suivant les débits voulus.

Comme pour les liaisons inter-répartiteurs, appelées rocades, les liaisons entre le câblage et les éléments électroniques peuvent être différenciées selon les flux véhiculés. On comprend plus aisément que les connexions à un équipement de réseau tel qu’un commutateur ou à un équipement téléphonique tel qu’un autocommutateur soient différents. Les équipements de répartition peuvent donc être séparés. Si la tendance est néanmoins aujourd’hui d’installer les mêmes types de connecteurs pour tous, on installait il y a peu des prises de type RJ45 pour les liaisons informatiques, et des modules dits à Contacts Auto Dénudant (CAD) pour les liaisons téléphoniques.

I.2 Historique

Le concept des réseaux s’est développé dans les années 1970, pour permettre la communication au sein d’ordinateurs. Les grands constructeurs informatiques proposaient lors de l’installation de leurs systèmes des solutions de raccordement propriétaires, pour permettre de connecter tous les équipements entre eux. C’était le cas par exemple d’I.B.M., qui préconisait un système basé sur un câblage twinax, ou un câblage dit type 1, permettant, déjà à l’époque, de faire véhiculer des flux informatiques et des flux téléphoniques. Ce dernier type de câble était composé de fils permettant l’interconnexion d’équipements informatiques, et d’autres fils pour les équipements téléphoniques. Le câble était ensuite ouvert et les fils étaient redirigés vers les équipements spécifiques.

D’autres sytèmes apparurent, comme la technologie Ethernet, qui se développa dans les années 80.

Devant la multitude de solutions, le client ne pouvait pas se permettre de changer régulièrement de systèmes , il était obligé de faire appel au même constructeur lors de son évolution informatique.

Dès 1985, aux Etats-Unis, les différents acteurs de l’informatique et des télécoms ont décidé de normaliser cela. La norme vit le jour en 1991, appelée TIA/EIA 568. Cette norme fut néanmoins conçue par les américains, et ne se basait que sur les standards de leur marché. Plusieurs types de câblage furent définis, et une classification fut donnée. On vit apparaître la notion de câblage catégorie 5.

Au niveau international, c’est début 1995 que fut mise en place la norme ISO/IEC 11801, reprenant également les standards existant dans le reste du monde. Cette norme reprenait la notion de catégorie décrite dans la norme américaine, en y ajoutant la notion de classe, que nous détaillerons par la suite. En parallèle de cette norme internationale fut établie la norme européenne EN 50173.

La norme américaine avait déjà connue quelques changements et en était à sa version TIA/EIA 568A.

Au fil du temps, de nombreuses transformations furent réalisées, en partie dues aux évolutions des besoins applicatifs. La notion de catégorie 5, qui fut longtemps le standard du marché, disparaît aujourd’hui pour laisser place à des évolutions sous le nom de catégorie 5e, 6, 7 ou encore 8.

II La Normalisation:

Comme nous l’avons vu précédemment, la normalisation est un passage obligatoire dans le domaine des câblages, pour éviter d’avoir un marché trop complexe de par sa diversité. Néanmoins, les applicatifs, et donc les besoins de performance des systèmes de câblages évoluent, et les normes doivent donc évoluer en même temps, ce qui donne le plus souvent lieu à des additifs ou des révisions de normes, voire à des normes supplémentaires.

Le nombre de normes est donc très conséquent, nous en donnons un aperçu ci-dessous en énumérant les principales normes : américaines (TIA), internationales (ISO) et européennes (EN). Les premières sont le plus souvent celles qui servent de base aux constructeurs américains, qui sont eux-mêmes très présents sur notre marché. Il est donc indispensable d’avoir un aperçu de celles-ci. Les normes européennes sont souvent soit à la base soit très proches des normes internationales, et sont donc les bases de notre marché. Enfin une dernier type de normes a été ajouté, il correspond aux normes définissant les pré-requis techniques des applicatifs utilisant le câblage.

TIA	ISO/IEC	CENELEC	APPLICATIFS
TIA-526-14	ISO/IEC 14763-1-1999	EN50173-1995	ATM Forum
TIA-526-7	ISO/IEC 14763-2-1999	EN50173 2^nd Edition	AF-PHY-0015.000
TIA-568A-1995	ISO/IEC 14763-3-1999	EN50174-1-1999	AF-PHY-0046.000
TIA-568A-A1	ISO/IEC 14763-4-1999	EN50174-2-1999	AF-PHY-0162.000
TIA-568A-A2	IEC 61935-1-1999	EN50174-3-1999	IEEE
TIA-568A-A3	IEC 61935-2-2000	EN50XXX-2000	IEEE 802.3i
TIA-568A-A4	ISO/IEC 11801-1995		IEEE 802.3j
TIA-568A-A5	ISO/IEC 11801 AM2-1999		IEEE 802.3u
TIA-568B.1	ISO/IEC 11801 2nd Edition		IEEE 802.3aa
TIA-568B.2			IEEE 802.3z
TIA-568B.2-1			IEEE 802.3ab
TIA-568B.3
TIA-568B.4
TIA-569A-1995
TIA-570
TIA-606-1994
TIA-854
TSB-67-1995
TSB-95-1999

II 1 Contenu des normes :

II 1.1 Les Standards TIA:

TIA 526-14A (Optical Power Loss Measurement of Installed Multimode Fiber Cable Plant)

Ce standard couvre les applications et utilisations des équipements de tests pour les câblage en fibres optiques multimodes.

TIA 526-7 (Optical Power Loss Measurement of Installed Single Mode Fiber Cable Plant)

Ce standard couvre les applications et utilisations des équipements de tests pour les câblage en fibres optiques mono modes.

TIA 568A - 1995 (Commercial Building Telecommunications Wiring Standard)

Comprend les pré-requis pour les systèmes de câblage en milieux professionnels. Il établie les critères techniques et de performance de ces systèmes. Il comprend les informations y faisant référence dans les normes TIA 568, TSB 36, TSB 40 et TSB 53. Il fut par la suite remplacé par le standard TIA 568B.

TIA 568A-A1 - 1998 (Delay and Delay Skew)

Définit et spécifie les exigences sur les temps de propagation et le « Delay skew » (cf. chapitre suivant), les composants, les liens et les chaînes de liaison. Remplacé également par le TIA 568B.

TIA 568A-A2 - 1998 (Miscellaneous Changes)

Mise à jour de la 568A-A1. Remplacée également par la 568B.

TIA 568A-A3-1998 (Bundled and Hybrid Cables)

Définit et spécifie les exigences pour les câbles hybrides et les câbles composés. Remplacée également par la 568B.

TIA 568A-A4 - 1999 (Patch Cords)

Définit et spécifie les exigences pour les mesures de NEXT et de « Return Loss » (cf chapitre suivant), pour les cordons. Remplacée également par la 568B.

TIA 568A-A5-1999 (Additional Transmission Performance Specifications for Enhanced Category 5 Cabling)

Précédemment SP-4195, ce standard spécifie les exigences pour les composants des systèmes de câblage Catégorie 5 Enhanced (cat 5e) : câble et chaîne de liaison. Il redéfinit les mesures limites définies dans les TSB 67 et TSB 95, mais de façon plus restrictive. Il inclut également les mesures de Powersun NEXT. Toutes ses valeurs sont définies pour des fréquences allant jusque 100 MHz. Remplacée également par la 568B.

TIA 568B.1-2000 (Commercial Building Telecommunications Wiring Standard)

C’est le principal nouveau standard, et il remplace tous les standards suivants :

TSB67,

TSB72,

TSB75,

TSB95,

TIA 568A et ses additifs (de 1 à 5),

TIA ScTP (PN-3193, standard intermédiaire en attente de validation)

Il comprend la validation des liens catégorie 5e, des liens composés de fibres optiques multimodes 50/125, et autorise l’utilisation de connecteurs autres que le SC. Le catégorie 5e devient la référence et le minimum requis avec ce standard.

TIA 568-B.2 (100 Ohm Twisted-Pair Cabling Standard)

Contenu technique sur le câble 100 Ohms en paires torsadées décrit dans le TIA 568B-1.

TIA 568-B.2-1 (Category 6)
En mars 2001, ce document en était à sa 7éme version. Il décrit les pré-requis pour les liaisons catégorie 6. C’est sur ce standard que se basent les plus importants fabricants pour valider la performance de leurs produits.

TIA 568-B.3 (Optical Fiber Cabling Standard)

Contenu technique sur le câblage fibre optique décrit dans le TIA 568B-1.

TIA 568-B.4 (Shielded Twisted-Pair Cabling Standard)

Contenu technique sur le câblage an paires torsadées écrantées décrit dans le TIA 568B-1.

TIA 569A-1995 (Commercial Building Standard for Telecommunications Pathways and Spaces)

Définit l’architecture pour les services télécoms dans et entre les bâtiments à usage professionnel.

TIA 570A-1998 (Residential and Light Commercial Telecommunications Wiring Standard)

Définit le câblage des bâtiments à usage privé.

TIA TSB-67-1995 (Transmission Performance Specifications for Field Testing of Unshielded Twisted-Pair Cabling Systems

Définit les limites techniques d’une chaîne de liaison ou d’un lien, en ce qui concerne le câblage des liens aux extrémités, la longueur des liens, le NEXT, l’atténuation. (cf chapitre suivant) Définit les procédures de test et les exigences quant aux appareils de mesure. Document remplacé par la TIA-568B.

TIA TSB-95-1999 (Additional Transmission Performance Specifications for UTP)

Précédemment SP-4195, ce standard spécifie les exigences pour les nouveaux tests nécessaires pour les nouveaux types de réseaux, tels que le Giga bit Ethernet, qui nécessite des performances spécifiques pour :

- return loss,

- ELFLEX,

- Powersum ELFLEX,

- Propagation delay,

- delay skew. (cf chapitre suivant)

Comme il s’agit d’un TSB, ce n’est pas un document normatif. Il donne les bases de ce que devrait être un câblage catégorie 5. Ce document n’a pas été souvent pris en compte, parce que non normatif. Le contenu n’a pas été repris dans le standard TIA-568B en développement. Les limites de la catégorie 5e sont plus performantes.

II 1.2 Les Standards ISO/IEC :

ISO/IEC 14763-1 (Administration, documentation, records)

Décrit les exigences sur les documentation concernant les passages de câbles, les séparations des types de câble, les câbles, les extrémités et la mise à la terre, en accord avec la norme ISO/IEC 11801. Ce document a reçu l’accord de publication en février 2000.

ISO/IEC 14763-2 (Planning and Installation practices)

Définit les exigences sur la planification, les spécifications, les assurances qualité et l’installation liés aux nouveaux câblage, en accord avec la norme ISO/IEC 11801. Ce document a reçu l’accord de publication en février 2000.

ISO/IEC 14763-3 (Testing of optical fibber cabling)

Configuration des procédures de tests à utiliser assurant qu’un câblage fibre optique, dessiné en accord avec ISO/IEC 11801 et installé en accord avec ISO/IEC 14763-2, est capable de délivrer le niveau de performance décrit dans la norme ISO/IEC 11801. Ce document a reçu l’accord de publication en février 2000.

IEC 61935-1: 1999 (Testing of copper cabling)

Spécifie les procédures de mesures pour les paramètres de câblage et les pré-requis spécifiés dans la norme ISO/IEC 11801,

IEC 61935-2 :2000 (Testing of copper cabling)

Spécifie les exigences pour les tests des cordons en laboratoire.

ISO/IEC IS11801 -1995 (Generic Cabling for Customer Premises)

Depuis 1995, ce document est la réference pour les exigences sur les systèmes de câblage, Néanmoins. Il est devenu obsolète pour les raisons suivantes :

- Il utilise des définitions de lien et de chaine de liaison obsolète.tel que le « cabling link ». remplacé par le « permanent link »,

- il ne spécifie pas les exigences en terme de « return loss ». « delay skew ». ELFEXT et de calculs Powersum,

- Il ne prend pas en compte les performance classe D demandée par le standard ATM,

ISO/IEC IS11801 AM2 -1999 (Generic Cabling for Customer Premises)

C’est la principale mise à jour de la norme ISO 11801-1995. Elle ajoute les nouveaux types de mesures. définie les caine de liaison et lien permanent et donne plus de détails, Elles se rapproche des exigences de la catégorie 5e définie dans la norme EIA/TIA.

ISO/IEC 11801 2nd Edition - 2002 (Generic Cabling for Customer Premises)

Cette seconde révision de l’ISO/IEC 11 801 prendra en charge les spécifications pour les catégorie 6 Classe E et Catégorie7 Classe F, tant pour les composants que pour la chaine complète.

II 1.3 ATM Forum Standards

AF-PHY-0015.000 -1994 (ATM Physical Medium Dependent Interface Specification for 155 Mbps over Twisted Pair Cable)

Donne les exigences pour faire fonctionner de l’ATM 155 Mbps sur de la paire torsadée. Ce sont en général les exigences de la chaine de liaison de la norme TIA 568A-1995.

AF-PHY-0046.000 - 1996 (622.08 Mbps Physical Layer Specification)

Donne les exigences pour faire fonctionner de l’ATM 622 Mbps sur des câbles à fibres optiques multimodes et monodes, Aucune spécification n’a été élaborée pour la paire torsadée.

AF-PHY-0162.000 - 2001(1000 Mbps Over Cat 6)

Approuvée en Janvier 2001, ce standard spécifie les exigences pour l’ATM à 1 Gbps sur catégorie 6, fibre multi et monomode.

II 1.4 IEEE Standards

IEEE 802.3i-1990 (Supplement to 802.3 - 10BASE-T)

Le standard 10BASE-T. Ce sont les exigences de câblage de la chaine de liaison catégorie 3 de la norme TIA 568A.

IEEE 802.3j-1993 (10BASE-F)

Le standard 10BASE-F. Le câblage pour le 10BASE-F doit avoir une atténuation de moins de 12.5 dB à 850 nm sur fibre multimode 62.5/125 nm.

IEEE 802.3u-1995 (100BASE-T)

Le standard 100BASE-T. Il reprend les exigences définies pour la chaine de laison de Classe D de l’ISO 11801-1995 Class D

IEEE 802.3z-1998 (CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications for 1000 Mbps)

Le standard Gigabit Ethernet. Il n’inclue pas de caractéristiques pour le fonctionnement sur paires torsadées. Ceux-ci sont établis dans l’IEEE 802.3ab.

IEEE 802.3ab (Physical Layer Parameters and Specifications for 1000 Mb/s Operation over 4 pair of Category 5 Balanced Copper Cabling, Type 1000BASE-T)

Définit les niveaux physiques et les spécifications pour les applicatifs à 1 Gbps sur le câble 4 paires 100 Ohms catégorie 5 défini dans l’EIA/TIA-568-Aet dans l’ISO/IEC 11801:1995.

II 1.5 CENELEC Standards

EN50173 -1995 (Generic Cabling for Customer Premises)

EN50173 spécifie les standards pour les câblages. Il est très similaire à l’IS0 11801. Un additif en 1999 défini la chaine de liaison et le lien permanent, ainsi que les nouveaux types de mesures. en analogie avec l’ISO 11801 PDAM3.

EN50173 2nd Edition - 2000 (Generic Cabling for Customer Premises)

La seconde édition de l’EN50173 est relative à l’ISO 11801 2nde édition et inclue les spécifications pour la catégorie 6 classe E et la catégorie 7 classe F.

EN50174-1 -1999 (Administration, documentation, records)

Définit les documentations sur les passages. les composants et la mise à la terre, en accord avec l’EN 50 173.Cette norme s’harmonise avec l’ISO/IEC 14763-1.

EN50174-2 -2000 (Planning and installation practices)

Donnent les exigences sur l’installation des composants relatifs à la norme EN50173.

EN50174-3-1999 (Installation, Planning and Practices External to Buildings)

Donnent les exigences sur l’installation des câblages cuivre et fibre optique, à l’extérieur des bâtiments. (rocades)

EN50346-2000 (Procedures for Testing Premise Cabling)

Spécifie les procèdures de mesures des performances requises pour les câblages. Ces procédures de tests servent de base aux opérations de validation. de vérification pour des applicatifs spécifiques. Ce document est plus contraignant que celui défini par l’IEC 61935 puisqu’il oblige les systèmes à supporter les spécifications génériques de câblage et les spécifications des applicatifs, et ce pour les câblage cuivre et fibre optique.

III Description des trois principales normes de câblage.

III 1 La norme EIA/TIA 568 :

Comme nous l’avons vu dans l’historique, c’est dès 1985 que la notion de câblage banalisé a vu le jour, lorsque les entreprises de télécommunication et les constructeurs d ’ordinateurs furent confrontés au manque de normalisation pour les systèmes de télécommunication à l ’intérieur des bâtiments.

L ’association de l ’industrie de communication en informatique (CCIA) demanda à l ’association des industries en électronique(EIA) de développer cette norme.

Après six ans de travail, en Juillet 1991, la norme EIA/TIA 568 sur le câblage dans les bâtiments à usage professionnel vit le jour.

Cette norme avait pour but de:

- normaliser un système de câblage générique pour les environnements multi-constructeurs, multi-produits;

- préciser la conception d ’un produit de télécommunication à usage professionnel;

- permettre la planification et l’ installation d’ un câblage avec une connaissance minimum sur les produits de télécommunication à installer;

- établir les critères technique/performance selon les différentes configurations du système de câblage.

Elle spécifie :

- les minimum requis pour les câblages de télécommunication dans un environnement de bureaux ;

- les topologies et les distances recommandées ;

- les paramètres qui déterminent la performance ;

- les types de connecteurs et leur câblage (agencement des fils) ;

- la pérennité des systèmes de câblage pour plus de dix ans.

Elle distingue six sous-systèmes dans le câblage :

- l’entrée du bâtiment : où se trouve le point de jonction du bâtiment avec le câblage extérieur. Les requis physiques de l’interface réseau sont définis dans la norme EIA/TIA 569.

- La salle informatique : la conception de cette salle est elle aussi spécifiée dans la norme EIA/TIA 569.

- Le câblage d’épine dorsale : il relie les locaux informatiques, les locaux de télécommunication (autocommutateur). Il peut être composé :

- De câble à paires torsadées UTP 100 Ohms, mais avec possibilité d’un blindage général du câble, distance de 800m maximum (pour la voix),

- De câble à paires torsadées STP, c’est-à-dire blindé par paire, distance de 700m maximum (pour la voix),

- De câble à fibres optiques multimodes 62,5/125 mm, distance de 2000m maximum,

- De câble à fibres optiques mono modes, distance de 3000m maximum.

- Le local de brassage, dont la conception est décrit dans la norme EIA/TIA 569, où se trouve les connexions et le brassage entre l’épine dorsale et le câblage horizontal.

- Le câblage horizontal, en topologie étoile, qui va de la prise terminale au local de brassage, et qui comprend :

- Le câblage horizontal, distance de 90m maximum, composé soit :

- De câble UTP 100 Ohms, composé de 4 paires torsadées;

- De câble blindés 150 Ohms, composé de 2 paires torsadées;

- De câble à deux fibres optiques multimodes 62,5/125 mm ;

- La prise terminale, de type RJ45, pouvant recevoir quatre paires, ou de type ST ou SC pour les liaisons fibres optiques ;

- Les cordons, entre câblage et équipements électroniques et entre prise terminale et poste de travail, dont la longueur totale cumulée ne doit pas dépasser 10m.

- Les adaptateurs, permettant le raccordement aux extrémités aux équipements, suivant leur connectique propre.

En ce qui concerne la prise terminale, la norme spécifie la façon de raccorder les paires. Deux types de câblage sont possibles :

EIA/TIA 568A :

EIA/TIA 568B :

L’EIA/TIA a mis en place également des catégories, définie suivant les caractéristiques propres de chacun des éléments:

La catégorie 1 : simple fil téléphonique.

La catégorie 2 : pour des transmissions de moins de 4 Mbps.

La catégorie 3 : pour des transmissions jusqu’à 16 MHz, (ex : Ethernet 10 base T)

La catégorie 4 : pour des transmissions jusqu’à 20 MHz, (ex : Token Ring 16 Mbps)

La catégorie 5 : pour des transmissions jusqu’à 100 MHz., (ex : Ethernet 100 base Tx)

Pour chaque catégorie, des valeurs limites ont été données pour l’atténuation et la para diaphonie mesurées sur les éléments constituant les liaisons. Les valeurs limites sont données pour des liaisons de 100m.

Pour l’ensemble des catégories, les câbles et cordons doivent avoir une impédance de 100 Ohms +/- 15% pour les fréquences allant de 1 MHz au maximum dans chaque catégorie.

Pour les liaisons optiques, la norme préconise l’utilisation de deux types de fibre :

- les fibres multimodes de 62,5/125 mm ;

- les fibres mono modes de 9 /125 mm.

Les caractéristiques requises pour les liaisons optiques sont :

Longueur d’onde (nm) Atténuation (dB/Km) Bande passante (dB/Km)

Maximum Minimum

850 3,75 160

1300 1,5 500

pour les liaisons multimodes, utilisées soit en épine dorsale, soit en câblage horizontal.

Longueur d’onde (nm) Atténuation maximum (dB/Km)

1310 0,5

1550 0,5

pour les liaisons mono modes, utilisées en épine dorsale uniquement.

Le comité EIA/TIA 568 a ensuite émis plusieurs bulletins techniques :

- TSB 36 pour les câbles 100 Ohms ;

- TSB 40 pour les connecteurs RJ45 ;

- TSB 53 pour les câbles 150 Ohms blindés et les connecteurs DATA d’I.B.M.

La norme évolua et spécifia un type de connecteur optique, le connecteur SC (T 568-SC), en y associant un code couleur :

- beige pour les connecteurs multimodes,

- bleu pour les connecteurs mono modes

Ce connecteur a été préconisé car il était spécifiée par l’IEC, et couramment utilisé en Europe.

Elle reconnaît néanmoins que les applications conçues à base de connecteur ST puissent évoluer en gardant celui-ci.

III 2 ISO/IEC IS 11801

L’ISO (International Standard organisation) / IEC (Commission Electrotechnique Internationale).

Basée sur les télécommunications actuelles et leurs développements futurs, cette norme inclue des notions de catégories. Elle impose une spécification des composants jusqu’à 100MHz, en attendant les futures normes pour des applications supérieures (200MHz et 600MHz). Par ailleurs, elle prend en compte les problèmes liés aux perturbations électromagnétiques en essayant de s’en affranchir.

Les notions de catégorie ont été repris de la norme TIA/EIA 568 (révision de TIA/EIA 568 datant de 1994). Les principales différences avec l’EIA/TIA sont :

- l’ajout de notion de classes pour les chaînes de liaison ;

- l’ajout des câbles de type écranté ;

- la mise à la terre des liaisons informatiques ;

- l’homologation du 120 Ohms ;

- l’ajout de la fibre optique de cœur 50/125 mm.

Définition des classes et correspondances avec les catégorie, et avec les fréquences minimum requises.

Classes	Applications
A	100 KHz
B	1 MHz
C	16 MHz
D	100 MHz

La classe optique supporte les liaisons où la largeur de bande n’est généralement pas un facteur de limite.

Catégorie	Classe A	Classe B	Classe C	Classe D	Classe optique
3	2 Km	200 m	100 m
4	3 Km	260 m	150 m
5	3 Km	260 m	160 m	100 m
STP 150W	3 Km	400 m	250 m	150 m
FO multi					2 Km
FO mono					3 Km

La distance de 100 mètres comprend jusqu’à 10 mètres de câble souple pour les cordons de ressource, de brassage et de poste de travail. Les caractéristiques techniques des liaisons sont constantes avec 90 mètres de câble horizontal.

3 Km pour la fibre mono mode est la limite définie par le champ de la norme et non une limite due au média.

Pour les distances de câble cuivre supérieures à 100 mètres, dans le système horizontal, il faut consulter les normes applicables aux réseaux locaux.

Types d’applications supportées selon les classes :

Ce tableau donne les valeurs limites de Paradiaphonie et d’Affaiblissement requises par la norme ISO 11801, classe D et pour une longueur de câble égale à 100 mètres maximum.

Les valeurs limites requises dans la norme pour le choix de liaison sont :

*Fréquence*	*Affaiblissement*	*Paradiaphonie*	*ACR*
1 MHz	2 ,5 dB	54 dB	-
4 MHz	4,8 dB	45 dB	40 dB
10 MHz	7,5 dB	39 dB	35 dB
16 MHz	9,4 dB	36 dB	30 dB
20 MHz	10,5 dB	34,5 dB	28 dB
31,25 MHz	13,1 dB	31,5 dB	23 dB
62,5 MHz	18,4 dB	27 dB	13 dB
100 MHz	23,2 dB	24 dB	4 dB

Impédance de 100, 120 ou 150 Ohms pour le câble cuivre.

III 3 EN 50 173 :

La principale norme européenne sur le câble est la norme EN 50173. Celle-ci est composée des mêmes éléments que la norme ISO/IEC 11801.

Les tableaux de mesures qui y sont requis sont :

IV Les évolutions récentes

Ces trois standards ont été à l’origine de la normalisation des câblages, et comme nous l’avons dit précédemment, ils ont évolué de nombreuses fois depuis leur première parution.

Le besoin d’une bande passante plus large ne cesse de croître. Les applications deviennent de plus en plus complexes et les fichiers de plus en plus volumineux. Les réseaux doivent acheminer de plus en plus d’informations. Il était donc nécessaire de concevoir des composants plus performants, et donc de revoir les limites existantes jusqu’alors dans les normes. Des nouveaux standards ont ou vont apparaître ces prochaines années. Il s’agit à chaque fois de repartir sur ce qui est existant et de le faire évoluer, tout en laissant les systèmes compatibles.

IV 1 TIA/EIA 568A-5

Pour pouvoir comprendre l’évolution de la catégorie 5 et sa transformation en catégorie 5e en novembre 1999 sous le standard TIA/EIA 568A-5 (toutes deux classe D), il convient de comprendre l’évolution technologique des flux, et en l’occurrence de comprendre le Giga Ethernet, qui a été à l’origine de cette « nouvelle norme ».

A l’origine, le Giga Ethernet était prévu pour fonctionner sur la fibre optique (1000 base Sx, 1000 base Lx), et sur des liaisons cuivre en câble STP 150 Ohms (1000 base Cx, abandonné aujourd’hui). Pour que ce réseau fonctionne sur le cuivre 100 Ohms, il fallait re-concevoir des limites au câblage. Deux types de Giga Ethernet sur paires torsadées ont été mis à l’étude.

Le Giga Ethernet bon marché 1000 base Tx est normalisé par le TIA depuis le 25 juillet 2001. (standard TIA/EIA-854, créée par le TIA TR-41.5). Le fonctionnement de cette application réseau est beaucoup plus simple que le 1000 base T de l’IEEE 802.3ab, et donc plus économique.

Pour atteindre les 1000 Mbps du Giga Ethernet, le comité I.E.E.E. 802.3ab a du créer un encodage PAM à 5 niveaux pour transmettre 250 Mbps sur chacune des quatre paires du câble simultanément.

L’une des principales différences entre la catégorie 5 et les nouveaux standards concerne la para diaphonie. Le NEXT en anglais est le signal d’une paire de conducteurs qui vient parasiter une autre paire (interférence).

La diaphonie intervient non seulement entre paires adjacentes (diaphonie entre paires) mais toutes les autres paires d’un câble peuvent elles aussi contribuer à la fois à la para diaphonie et à la télé diaphonie, car les effets de ces interférences se combinent sur une paire démission ou de réception donnée.

Comme les effets cumulés de ces interférences peuvent s’avérer particulièrement dommageables dans les réseaux à hauts débits, certains constructeurs de câbles ont commencé à indiquer les niveaux de para diaphonie cumulée (PS-NEXT) pour leurs câbles catégorie 5 améliorée. La PS-NEXT est une mesure de diaphonie bien plus rigoureuse qui inclut la somme totale de toutes les interférences potentielles entre une paire et toutes le autres paires adjacentes sous une même gaine de câble.

Notez que le PS-NEXT est le standard de mesure officiel du TIA pour mesurer la diaphonie dans les câbles de dorsales comprenant plus de quatre paires. C’est un facteur critique à considérer pour évaluer un câble destiné à des réseaux à hauts débits comme ATM à 622 Mbps ou Ethernet Giga bit.

Si le brassage 5e ne prend plus en compte la sucette et la pince à brasser, il faut faire preuve de plus de précaution pour le raccordement des connecteurs. Le mélange des marques est à proscrire, car il est susceptibles de générer des ruptures d’impédance

Les paramètres de test supplémentaires pour la perte en retour et ELFEXT sur 1000BASE-T sont spécifiés dans le bulletin ANSI/TIA/EIA-TSB- 95, "The Additional Transmission Performance Guidelines for 100 Ohm 4-Pair Category 5 Cabling (Directives supplémentaires sur les performances en transmission des câblages de Catégorie 5 à 4 paires, 100 Ohms).

IV 2 Catégorie 6

Le deuxième développement du Giga Ethernet sur paires torsadées nécessite un câblage plus performant, car il n’utilise que deux paires pour l’émission et la réception des données. Les câblages de catégorie 5 et 5e ne pourront plus satisfaire ces besoins.

Une norme de câblage de Catégorie 6 spécifiée pour 250 MHz, est donc en cours de développement par le Groupe de travail sur les systèmes de câble cuivre ANSI/TIA/EIA TR 42.7.1 et le Comité international de normalisation ISO/IEC/SC25/WG3. Les administrateurs réseau et les concepteurs de systèmes de câblage pourront utiliser une infrastructure de câblage offrant davantage de bande passante avec une marge de manœuvre pour s'adapter aux futures technologies haut débit.

1000BASE-T fonctionnera sur les câbles spécifiés dans la version préliminaire 5 actuelle d'ANSI/TIA/EIA-Category 6 et la version préliminaire actuelle des spécifications de la Catégorie 6 proposées pour la seconde édition d'ISO/IEC 11801:1995.

Pour le comité de normalisation TIA/EIA, la catégorie 6 est décomposée en deux parties, la 6a défendue par LUCENT, qui garantit une bande passante de 200 MHz pour des débits allant jusqu’à 2,4 Gbps ; et la 6b, soutenue par le canadien NORDX, qui stipule une bande passante de 300 Mhz et des débits de 4,8 Gbps.

IV 2.1 Compatibilité du câblage et des connecteurs de catégorie 6

Dans sa définition actuelle, la catégorie 6 constitue un progrès considérable pour la transmission de données à vitesses élevées sur des câbles en cuivre non blindés (UTP) ou blindés (STP). Elle porte la fréquence utile à 200 MHz et pousse les liaisons en cuivre à connecteur RJ-45 à la limite de leurs performances. Bien que certaines « combinaisons assorties » de connecteurs permettent de réaliser les performances stipulées par la catégorie 6/classe E, l''industrie craint de plus en plus que les installateurs ne puissent bientôt plus compter sur une compatibilité intégrale entre les connecteurs des différents fabricants.

Afin de garantir la compatibilité avec la technique actuelle, le projet de spécification de l''ISO/IEC préconise, pour le câblage selon la catégorie 6 et la classe E, le connecteur RJ-45 à 8 broches pour le raccordement à la prise de télécommunication. Le projet indique également que les câblages de catégorie 6 doivent avoir un rapport atténuation / paradiaphonie (ACR) positif au moins jusqu''à 200 MHz (test à 250 MHz). Globalement, les paramètres R.F. de test de terrain requis pour la certification de câblages de catégorie 6 jusqu''à 250 MHz exigent une amélioration de la précision de mesure allant jusqu''à 10 dB par rapport à la catégorie 5e. En réponse à ce renforcement des exigences, les fabricants ont développé une toute nouvelle génération de testeurs de terrain offrant une précision de mesure de niveau III encore jamais atteinte.

Actuellement, on dispose essentiellement de spécifications provisoires pour la catégorie 6 et la classe E, qui font l''objet d''une harmonisation à l''échelle mondiale avec l''industrie, et les fabricants de testeurs de terrain suivent de près les exigences du projet. Il existe par ailleurs des câbles qui remplissent clairement les objectifs de la catégorie 6 et de nombreux fabricants de connecteurs qui affirment avoir la solution idéale pour la catégorie 6. Le connecteur RJ-45 reste pourtant le talon d''Achille de la catégorie 6.

La catégorie 6 a visiblement pour objectif la spécification d''une solution 200 MHz dotée d''une compatibilité descendante intégrale avec les catégories existantes 5 et 5e. Toutefois, quand on essaie de forcer les connecteurs RJ-45, limités tant par leur forme que par leur fonction, à fournir des performances de catégorie 6, il faut mettre en œuvre des processus d’optimisation qui vont à l''encontre d''une telle compatibilité universelle. Le cahier des charges d’un nouveau connecteur idéal prévoirait vraisemblablement des dimensions, une symétrie et une forme complètement différentes afin d'’éviter que les paires de conducteurs ne s'’influencent mutuellement à 200 MHz. Les restrictions du connecteur RJ-45 dans sa forme actuelle ont eu pour résultat de ne laisser aux concepteurs que la compensation électrique comme issue possible.

Les paramètres de performances du connecteur RJ-45 sont spécifiés par une mesure effectuée sur un circuit ouvert terminé (TOC) avec des valeurs NEXT comprises entre 40 et 41,5 dB. Pour les câblages de catégorie 5, on a déjà intégré aux prises de télécommunication des circuits compensateurs spéciaux adaptés aux performances requises pour les connecteurs RJ-45. Pour la catégorie 6, il faudra vraisemblablement avoir au niveau du connecteur des valeurs NEXT d''environ 48 dB à 200 MHz. Alors qu''on pourrait être tenté d''améliorer simplement les performances TOC des nouveaux RJ-45, les analyses empiriques menées par un grand fabricant de câbles et de connecteurs ont démontré que la compensation électrique pour la catégorie 5 n''est optimisée que pour une plage limitée. Les « superconnecteurs » plus performants peuvent donc être à l''origine de problèmes bien réels de compatibilité descendante. Cela signifie que les combinaisons assorties de connecteurs TOC améliorés peuvent supporter de façon fiable la vitesse de transmission requise pour la catégorie 6. En revanche, si on raccorde un connecteur RJ-45 de plus de 44 dB de TOC à une prise de catégorie 5, cela peut entraîner un défaut d''adaptation de la compensation et une réduction des performances qui ne remplissent alors même plus les exigences de la catégorie 5. Bien entendu, la compatibilité NEXT n’est qu''un paramètre-clé pour les connecteurs dans un câblage structuré, paramètre qui peut être affecté par des adaptations électriques incorrectes entre le connecteur et la prise. Selon toute vraisemblance, l''utilisation combinée de composants de catégorie 6 et de raccords de catégorie 5 préexistants nuit également à d’autres paramètres importants comme la symétrie et la télédiaphonie (FEXT).

Les problèmes posés par l'absence de norme commune à l'ensemble de l'industrie pour la compensation électrique des nouveaux composants de catégorie 6 ne se limitent pas à la compatibilité descendante. Ils entraînent également un risque clair quand on essaie de combiner des connecteurs RJ-45 et des prises de différents fabricants. On est loin de la relative interchangeabilité des composants des différents fabricants à laquelle nous étions habitués pour le choix des câblages et des connecteurs jusqu'à la catégorie 5. Il est de plus en plus important pour l'installateur de procéder à un choix soigneux et à la vérification des compatibilités croisées entre les composants connectiques dans les câblages structurés qu'il installe. Cette incompatibilité peut aussi poser un problème si les installateurs et administrateurs de réseaux, comme c'est souvent le cas, utilisent sur le terrain des panneaux de brassage et de distribution. De plus, comme le matériel connectique du client peut être à l'origine d''une incompatibilité, l'introduction de la catégorie 6 peut, dans certaines circonstances, nécessiter un degré plus élevé de suivi et d'assistance du client, au-delà de la certification des câbles proprement dite.

IV 2.2 Caractéristiques techniques d’une liaison catégorie 6 :

Freq (MHz)	Atten (dB)	pr-pr NEXT (dB)	PS NEXT (dB)	pr-pr ELFEXT (dB)	PS ELFEXT (dB)	Return Loss (dB)	Prop. Delay (ns)	Delay Skew (ns)
1,0	2,2	72,7	70,3	63,2	60,2	19,0	580	30
4,0	4,2	63,0	60,6	51,2	48,2	19,0	562	30
8,0	5,8	58,2	55,6	45,2	42,2	19,0	557	30
10,0	6,5	56,6	54,0	43,2	40,2	19,0	555	30
16,0	8,3	53,2	50,6	39,1	36,1	19,0	553	30
20,0	9,3	51,6	49,0	37,2	34,2	19,0	552	30
25,0	10,4	50,0	47,4	35,3	32,3	18,0	551	30
31,25	11,7	48,4	45,7	33,3	30,3	17,1	550	30
62,5	16,9	43,4	40,6	27,3	24,3	14,1	549	30
100,0	21,7	39,9	37,1	23,2	20,2	12,0	548	30
125,0	24,5	38,3	35,4	21,3	18,3	11,0	547	30
155,5	27,6	36,7	33,8	19,4	16,4	10,1	547	30
175,0	29,5	35,8	32,9	18,4	15,4	9,6	547	30
200,0	31,7	34,8	31,9	17,2	14,2	9,0	547	30
250,0	36,0	33,1	30,2	15,3	12,3	8,0	546	30

IV 3 Catégorie 7 :

Une norme de câblage de Catégorie 7 / Classe F, spécifiée pour 600 MHz, est en cours de développement par le Comité international de normalisation ISO/IEC/SC25. Les câbles de Catégorie 7 sont constitués de paires blindées individuellement avec un blindage général supplémentaire. Les câbles de Catégorie 7 nécessitent une terminaison sur un connecteur blindé. La norme de la Catégorie 7 en est encore aux premiers stades de son développement. Il faut préciser que seule l’ISO travaille sur cette norme, les américains préférant rester sur la catégorie 6.

Il est déjà généralement admis que le connecteur RJ-45 ne peut plus être retenu pour les vitesses de transmission élevées, comme les applications conformes à la catégorie 7 en cours de discussion. On s'est aperçu depuis qu''avec les connecteurs disponibles et leurs restrictions mécaniques, on se heurte aux limites de ce qui est techniquement faisable. Cette évolution préoccupe de plus en plus les installateurs de câbles. Pour résumer, toutes les parties concernées, y compris les entreprises d'installation, les fabricants de câbles et de connecteurs et les fournisseurs de matériel de mesure doivent accorder une plus grande importance à la compatibilité générique.

Plusieurs constructeurs ont tenté de trouver des solutions pour remplacer le RJ45. Parmi eux, on trouve :

- le Connecteur NEXANS : GG45 pour la prise femelle, et GP45 pour la prise mâle. (GG pour GigaGate et GP pour GigaPatch) ;

- le connecteur d’I.B.M., le mini C, développé en 1995 ;

- Infra + avec I.B.M. et Thomas & Betts avec un système compatible mini C en 1999 ;

- Le constructeur SIEMON….

Parmi toutes ces solutions, deux seulement ont été retenues lors du comité de l’ISO en février 2001, le connecteur SIEMON et le connecteur NEXANS. Le désavantage du premier était qu’il n’avait pas de compatibilité descendante, c’est-à-dire qu’il fallait un adaptateur pour pouvoir l’utiliser avec un connecteur RJ45. Le connecteur de NEXANS permet quant à lui de recevoir des connecteurs RJ45 catégorie 5 ou 5e.

Au cours de la réunion de l’ISO/IEC qui a eu lieu à Munich (Allemagne), la proposition de connecteur - IEC 60603-7-7 - soumise par Nexans a été retenue et homologuée comme la norme d’interface de câblage de catégorie 7. Les experts en normalisation ont ainsi reconnu les avantages uniques liés à la solution Nexans, entièrement compatible avec les configurations déjà existantes. En effet, le "GG45" de Nexans garantit une compatibilité absolue avec les connecteurs RJ45 actuellement utilisés et permet une migration facile et homogène vers de futures classes de performance plus élevées (600 MHz et plus).

Le comité international de normalisation pour la fabrication des câblages dédiés à la communication, le SC25/WG3, a tenu sa réunion annuelle du 27 au 31 août 2001. Le sujet évoqué, à savoir le connecteur pour le câblage de classe F, a retenu l'attention de tous les experts puisqu’il s’agissait de l’une des toutes dernières questions importantes encore en suspens concernant ces systèmes de classe F.

Pour toutes les applications conformes à la norme ISO 11801, principalement les applications de téléphonie - transmission de données jusqu'à 600 MHz, la norme exige un connecteur compatible avec les configurations existantes. Un deuxième connecteur pourra être également utilisé, à titre exceptionnel, mais uniquement pour certaines applications spécifiques comme la hi-fi, la télévision en circuit fermé, la radio et la télévision, définies par la norme SOHO (IS15018) (confère la norme suivante)

Le plus grand gagnant de cette décision est l'utilisateur final des systèmes de câblage qui a besoin d’une compatibilité rétroactive pour protéger l’investissement que représente son infrastructure actuelle et pour garantir la future sécurité de ses installations à venir. La solution normalisée prévoit dorénavant un lien permanent « permanent link » pouvant être utilisée avec des cordons RJ45 ordinaires, comme les liaisons de Cat. 5 ou 6, mais aussi la mise à niveau vers une liaison de Cat. 7, et ce, en changeant simplement de cordon.

En 1998, les experts en normalisation des systèmes de câblage demandaient à l'industrie du câble et aux spécialistes de connecteurs (IEC 48B) de proposer de nouvelles interfaces pour les systèmes de câblage de 600 MHz. En 1999, leur choix s'était déjà porté sur la solution à compatibilité rétroactive proposée par Nexans, parmi un total de huit nouvelles propositions d'interface. Au cours des deux années suivantes, Nexans a proposé plusieurs échantillons en préfabrication ainsi que des rapports d’expertise émis par des instituts d’analyse indépendants, visant à prouver la faisabilité du concept. Ainsi, pour la première fois dans l'industrie du câble, un fabricant est en mesure de proposer un connecteur constitué d’un mécanisme spécial permettant de basculer entre plusieurs jeux de contacts différents, selon les différentes fréquences utilisées. En vue des réunions de normalisation de 2001, Nexans a, par conséquent, produit de nouveaux rapports, entre autres sur la durée de vie du mécanisme de commutation. Ces rapports garantissent à Nexans une performance en pleine conformité avec la catégorie 7, et ce jusqu'à plus de 2 500 cycles d’insertion. En conséquence, la proposition a été adoptée en février 2001 par le comité statuant sur les connecteurs et a reçu, en août 2001, une confirmation finale du comité statuant sur les systèmes de câblage.

Photo du connecteur NEXANS, remplaçant du RJ45, dans la catégorie 7 / Classe F :

IV 4 Catégorie 8 :

Cette dernière catégorie n’en est encore qu’à ses balbutiements. Pour le moment, le connecteur SIEMON, qui n’a pas été retenu pour la catégorie 7, au profit du GG45 de NEXANS, serait bien placé pour devenir le futur connecteur de la catégorie 8.

Ce nouveau standard devrait être le standard des SOHO (Small Office Home Office), voir des habitations. Il permettrait, sur des longueurs maximales de 50 mètres de faire véhiculer dans la même liaison des flux informatique, téléphonique, vidéo, télévisuel…

Pour ces flux, les essais devraient être effectués à des fréquences allant jusque 1,2 GHz. Aujourd’hui, le connecteur de SIEMON est le seul a avoir été testé à ces fréquences.

En parallèle des études pour le connecteur de SIEMON, une autre proposition est en développement chez un constructeur danois, la compagnie 3P THIRD PARTY.

En ce qui concerne les autres composants du système, un câble est déjà commercialisé par la société israélienne TELDOR. Les valeurs techniques de ce câble sont données ci-après :

V Les différentes caractéristiques des composants

Pour valider un câblage selon la norme choisie, il convient de réaliser des mesures sur ses composants. Chaque élément du câblage doit être valider dans les limites définies dans les normes. Néanmoins, les principales mesures sont effectuées sur un liaison complète, allant de l’extrémité du cordon reliant le poste de travail à l’extrémité du cordon reliant l’équipement électronique.

On utilise pour effectuer ces mesures un appareil de test spécifique, qui réalisera les mesures et validera ou non la liaison vis-à-vis des valeurs imites des normes. L’appareil de test est composé de deux parties, un injecteur, qui envoie des signaux et un récepteur placé à l’autre extrémité. L’échange de signaux permet de qualifier les liaisons.

Le principe est identique pour les liaisons fibres optiques et les liaisons en câbles cuivre, seules les mesures sont différentes, et donc les appareils de mesure (certains appareils évolués permettent aujourd’hui d’effectuer des mesures à la fois sur des câbles cuivre et optique).

Principe de raccordement pour la réalisation de mesures :

V 1 Les caractéristiques d’un câble :

V 1 1 Impédance :

L’impédance préconisée aujourd’hui pour un câble est de 100 Ohms . Les câbles de 120 Ohms (FRANCE TELECOM) et de 150 Ohms (I.B.M.) sont aujourd’hui abandonnés. Cette impédance dite impédance caractéristique représente la limite vers laquelle tend l’impédance d’entrée d’un circuit lorsque sa longueur devient très grande. Si on ferme une ligne de longueur quelconque, l’impédance d’entrée du circuit est égale à l’impédance caractéristique.

Les valeurs des tension et courant à l’entrée d’une liaison varie le long de cette liaison, et cette variation est fonction de l’impédance caractéristique. Si on ferme le circuit, le rapport entre la tension et le courant obtenus est constant et égal à cette impédance en tout point de la liaison.

En fait, cette valeur est importante car elle est liée à l’affaiblissement de la liaison et peut rendre une communication trop faible pour être traitée.

Les équipements électroniques sont conçus pour être utiliser avec une impédance de 100 Ohms +/- 15%, et donc il est nécessaire de respecter cette caractéristique.

L’impédance caractéristique décroît lorsque la fréquence augmente. A hautes fréquences (<20 Mhz), on considère la variation comme négligeable. Si on veut réduire l’affaiblissement pour un diamètre de cuivre donné, il faut augmenter l’impédance, ce qui explique que les câble L120 ont un diamètre de cuivre plus important (jauge 22 = 0,64mm) que les câbles américains 100 Ohms (jauge 24 = 0,51mm).

Il faut éviter les impédances différentes sur une liaison. Si cela arrivait, un partie du signal incident (à l’endroit du changement d’impédance) est réfléchie et perturbe le signal initial. C’est la raison pour laquelle si l’impédance d’un des éléments est supérieure de plus de 10% à l’impédance initiale de la liaison, il faut adapter l’impédance de cet élément : d’où l’utilisation de balun par exemple lors du fonctionnement d’un réseau type I.B.M. sur un câble 100 Ohms.

V 1 2 Taille des câbles :

La taille de la gaine extérieure du câble n’est pas influente sur les capacités de celui-ci. Elle devient importante lors de son installation, pour la place qu’il prendra dans les supports de câbles. La taille de l’âme cuivre de chaque fil est par contre importante. Les constructeurs américains préconisent des câbles avec un jauge 24, ce qui correspond environ à un diamètre de 0,5 mm. Dans d’autres pays tels que la France, les câbles sont plutôt de jauge 22, soit un diamètre environ de 0,64 mm.

Paul Kish, chef produit chez le constructeur canadien NORDX prétend que des fils de diamètre 0,6 mm permettrait de maintenir une meilleure propagation des signaux. En réponse, ANIXTER, distributeur du système de câblage AVAYA-LUCENT, annonce que ces diamètres sont en fait des palliatifs à une mauvaise maîtrise de fabrication des câbles, qu’ils rendent les câbles plus gros et donc moins maniables.

Pour ne pas prendre partie dans tel ou tel choix, il est nécessaire de préciser que le diamètre du fil n’est pas en soi une contrainte, mais qu’il faut prendre en compte principalement les mesures réalisés sur ceux-ci, décrits ci-après.

V 1 3 Nombre et disposition des fils :

Le câble utilisé pour la distribution capillaire est en général un câble composé de huit fils, soit en quatre paires ou en deux quartes. Là encore, l’utilisation de quartes était préconisée par FRANCE TELECOM dans ses dispositions COREL et celles-ci ne sont aujourd’hui plus très usitées.

Il y a soit les quartes combinables, constituées en tordant ensemble deux paires d’un pas de torsade différent, soit les quartes en étoile, les quatre fils sont disposés en carré et sont tordus ensemble, chaque diagonale formant un circuit réel ou d’une paire.

On utilise donc plutôt des câbles à quatre paires torsadées. Chaque fil est en effet enroulé autour du fil avec qui il compose une paire. Le pas de torsade est très serré, pour limiter les interactions entre les fils.

Le câble est donc en général composé de huit fils. Là encore, des câbles à huit paires, et donc seize fils, voire à trois fois quatre paires, soit vingt-quatre fils, ont été installés lors de mise en place de câblage catégorie 5. Ces câbles étaient utilisés pour connecter des postes de travail composés de deux ou trois prises terminales. Ils permettaient de réduire les coûts de main d’œuvre engendrés par la pose successives de trois câbles sur les mêmes parcours (versus la pose d’un seul câble plus gros).

Deux types existent, soit avec une seule et même gaine pour l’ensemble, et dans ce cas les contraintes étaient de rajouter des perturbations entre les paires à l’intérieur du câble et de donner des contraintes supplémentaires lors de leur raccordement ; soit il s’agit de câbles composés de plusieurs gaines collées (on parle d’assemblage par extrusion), et dans ce cas on a plutôt plusieurs câbles les uns à côté des autres et donc pas plus de perturbation.

Seul le deuxième cas semble être encore utilisé.

V 1 4 Blindage, écrantage :

Un écran est une mince couche d’aluminium déposée sur un film en matière synthétique, entourant la ou les paires, de manière à ne pas laisser d’ouverture, même lorsque le câble est plié. Il doit être raccordé à la terre, faute de quoi il serait sans effet réel. Il est réellement efficace aux hautes fréquences.

Une tresse de blindage se compose d’un fil de cuivre étamé, tressé de manière plus ou moins serré autour des paires. Elles doit être raccordée à la terre également. Efficace aux basses fréquences, en particulier contre tous les parasites et fréquences transitoires des tensions d’alimentation sur le secteur. Elle perd de son efficacité aux hautes fréquences, surtout si son taux de recouvrement est inférieur à 85% et si le pas de tresse est peu serré.

L’association écran tresse apporte une meilleure solution sur le spectre des fréquences.

Un écran autour de chaque paire permet de les isoler et de limiter ainsi la diaphonie.

Les câbles UTP correspondent bien au marché US, car là-bas, ils sont protégés dans des gaines métalliques, des conduits en acier, alors qu’en Europe, les câbles passent plutôt dans des tubes ou goulottes plastiques. En France, on préfèrera utiliser la norme ISO 11801.

V 1 5 L’atténuation

L’atténuation exprime l’affaiblissement du signal qui se propage le long du câble. Elle se mesure en dB également. Elle augmente en fonction de la longueur du câble et de la fréquence d’utilisation.

Appelée aussi affaiblissement linéique. Directement proportionnel à la longueur (pour une fréquence donnée) et à la racine carré de la fréquence (pour une longueur donnée) : il double lorsque la fréquence quadruple.

La transmission et l’affaiblissement. En anglais, Transmission channel and attenuation : dans un système passif, la transmission est toujours un rapport compris entre 0 et 1, car Rx_out (le numérateur) est toujours plus petit que Tx_in.

Ce rapport est communément défini en dB : Transmission, en dB = 10 log (Rx_out / Tx_in)

L’affaiblissement du signal (atténuation du signal due à la résistivité et aux effets capacitifs et selfique divers) est la valeur négative de la transmission :

Transmission, en dB = - Affaiblissement, en dB.

V 2 Perturbations

V 2 1 Near End Crosstalk (NEXT), Far End Crosstalk (FEXT)

La paradiaphonie, due au signal parasite proche (Near), est définie à l’extrémité proche de la liaison, côté émetteur :

Paradiaphonie, en dB = 10 log 10 (Near/Txin)

Near étant plus faible que Txin, la paradiaphonie est donc un nombre négatif. On retourne cette valeur en nombre positif avec le concept de perte de paradiaphonie (NEXT loss) :

Perte de paradiaphonie, en dB = 10 log (Near/Txin)

La paradiaphonie dépend de la longueur de détorsadage, de la régularité de la torsade, de la proximité des paires, des matériaux utilisés pour le câble et de la qualité de la fabrication (centrage du cuivre par rapport à la gaine, maintien de la torsade…)

Les câbles à conducteurs parallèles ne répondraient pas aux mesures des normes type la catégorie 5.

V 2 2ACR – Atténuation to Crosstalk Ratio

ACR = NEXT – Atténuation à la fréquence de X

Plus la valeur (en dB) est grande meilleur est le lien

L’ACR est la différence entre l’atténuation et la paradiaphonie.

L’ACR est également appelé rapport Signal/Bruit. C’est un rapport qui se transforme en différence, puisque l’on calcule en dB (et donc on utilise les logarithmes)

V 2 3 PowerSum NEXT ou PS NEXT

La capacité d’une paire à résister aux interférences émises par les trois autres paires simultanément. Contrairement à la catégorie 5 qui ne considérait que des combinaisons de deux paires, la paradiaphonie powersum (somme des puissances cumulées) prend en compte le fait que les paires puissent fonctionner en même temps.

V 2 4 Le PS-ELFLEX

ELFLEX = Equal Level Far End crosstalk

L’écart télédiaphonique est défini par rapport au signal de sortie Rx_out. C’est la différence entre la télédiaphonie et l’affaiblissement (ceci donne une idée de la dégradation du signal)

L’écart télédiaphonique est indépendant de la longueur de la liaison et correspond à un ACR distant.

Le ELFEXT, c’est l’écart télédiaphonique. Il est égal au FEXT moins l’affaiblissement linéique ramené à 100 mètres. On l’appelle aussi l’ACR distant. (info Infra +)

Le ELFLEX, c’est le rapport : ELFLEX = Far/Rxout. (infos J3E journal)

C’est l’écart télédiaphonique, indépendant de la longueur de la liaison. Il est égal au rapport entre l’affaiblissement linéique ramené à 100 mètres et l’affaiblissement paradiaphonique distant. Appelé aussi ACR distant.

V 2 5 Far-End Crosstalk (FEXT)

La télédiaphonie, due au signal parasite « lointain » (Far), est définie à l’extrémité « éloignée » de la liaison, côté récepteur :

Télédiaphonie = Far/Txin

Les deux signaux Rxout et Far sont fonction de la longueur de la liaison, donc la télédiaphonie est dépend de la longueur.

Emetteur

V 2 6 Return Loss

En Cuivre et en Optique

C’est un des paramètres les plus difficiles à maîtriser

Essentiellement dû à la connexion ou à une dé-adaptation des composants entre eux

Plus les points de coupure sont nombreux, plus la valeur est importante

La capacité du système de câblage à minimiser les phénomènes de réflexion lors de la transmission. A hauts débits, l’adéquation et l’adaptation des différents composants de la chaîne de laison deviennent primordiales. Une mauvaise compatibilité des produits entrainerait l’échec de la transmission.

Appelé aussi affaiblissement de réflexion, cette valeur détermine la régularité d’impédance de la chaîne de liaison. L’impédance dans un câble est déterminée par la distance entre les deux cœurs de l’âme cuivre des deux fils qui composent une paire. Les irrégularités de cette distance provoquent un retour de signal vers la source, ce phénomène assimilable à un écho est important à prendre en compte lorsque l’on parle de réseaux émettant et recevant sur une même paire.

V 2 7 Temps de propagation

C’est un paramètre physique (vitesse de déplacement des électrons dans la matière)

Il dépend des choix des constructeurs

Il est Important de le maîtriser pour les hauts débits

V 2 8 Delay Skew

En Cuivre

Écart entre la paire la plus courte et la plus longue

L’écart de temps d’arrivée entre le message de départ émis sur la paire la plus courte et celui émis sur la paire la plus longue. La transmission multipaires consiste à décomposer le signal sur plusieurs paires et à la récupérer à l’autre extrémité pour le recomposer. Pour que la restitution soit possible, il est nécessaire que la transmission soit rapide.

Retard de propagation ou Delay Skew : le temps de propagation du signal entre la source et la destination est fonction de la distance à parcourir, et cela ne pose pas de réel problème lorsqu’il y a transmission d’un signal sur une seule paire. En revanche, dans le cas du Gigabit Ethernet 1000 base T, où les signaux sont envoyés simultanément sur les quatre paires, il peut y avoir un problème délicat à résoudre.

En effet, si les distances des quatre paires du câble sont différentes, alors la composante circulant sur la paire la plus courte arrivera avant la composante qui circule que la paire la plus longue. C’est la différence de temps de propagation, ou retard de propagation.

LCL (Longitudinal Conversion loss), ou affaiblissement de symétrie:

Cette valeur est une mesure de la symétrie de la paire qui, si elle n’est pas très importante à bas débit le devient à hauts débits. En effet, les réseaux hauts débits utilisent en effet des codages complexes plus difficiles à reconnaître et plus facilement perturbés.

Traduit le désiquilibrage que peut provoquer un système de câblage non parfaitement symétrique au niveau de la paire. Cette symétrie doit être maintenue partout: câble, cordons et connectique. L’équilibrage parfait est le garant du fonctionnement d’une part. Dans le cas où le LCL et le SRL ne sont pas dominés par le constructeur du système de câblage, un recours au blindage devient obligatoire. Ce blindage peut, dans certaines condiotions, résoudre le problème de l’émision et de l’immunité du médium vis à vis de l’extérieur, mais en aucun cas ne résoud les problèmes internes au médium, ce qui se traduit par une augmentation du BER (taux d’erreur) dans le câblage.

Le SRL (Structural return Loss) représente la perte associée aux désadaptations d’impédances entre les composants du système de câblage.

V 3 Les mesures à prendre en plus :

Les séparations avec les courants forts :

L’UTE vient de publier son guide C15-900 qui traite de la mise en œuvre et de la cohabitation des réseaux de puissance et des réseaux de communication dans les installations d’habitation, du territoire et analogues.

La commission 15D de l’UTE s’est fondée essentiellement sur les travaux du comité TC 215 du CENELEC : Aspects électrotechniques des matériels de télécommunications, dont la mission est de préparer des normes harmonisées pour la gestion du câblage de communication. Deux projets de normes : pr EN 50174-1 : technologie de l’information, installation su système de câblage, planification de l’assurance de la qualité ; et pr EN 50174-2 : Mise en œuvre et méthodes pratiques. Ces projets de norme ont été publiés par l’UTE en mars 1998 sous les publications C90480-1 et C90480-2. En outre la norme NF EN 50173 : Systèmes génériques de câblage a été prise en compte.

Domaine d’application : réseau dont la fréquence est inférieure ou égale à 100 MHz pour réseaux à paires symétriques.

Ultérieurement, ce guide pourra être élargi.

Interconnexion de toutes les prises de terre.

En câblage vertical, les câbles de puissance et les câbles de communication devront cheminer sur des supports différents à une distance d’au moins 30cm.

Les câbles de communication doivent être de la catégorie 5, de préférence écrantés et l’utilisation de supports ferromagnétiques (chemins de câbles, goulottes) est recommandée.

En câblage horizontal, les distances à respecter sont de 5cm entre câbles de puissance et câbles de communication, si ceux-ci n’ont pas de support. S’ils ont un support du type goulotte, ou conduits profilée, il n’y a pas de distance mini, mais il faut des compartiments spécifiques dans les supports.

La mise à la terre :

Nous avons vu précédemment que la mise à la terre faisait partie des normes européennes et internationales. Elle est également reprise dans la norme française NF C 15-100, article 413.1.1.2 : « une mesure fondamentale de sécurité est d’assurer l’équipotentialité de toutes les masses électriques et de tous les éléments conducteurs d’un bâtiment qui doivent être reliés à une seule prise de terre. »

La « terre sans bruit » s’obtient en établissant un conducteur principal de protection affecté à la mise à la terre des seuls câblages informatiques, et un autre pour les autres équipements électriques du bâtiment. Les deux aboutissent sur une seule et unique prise de terre.

Cette séparation sert à écouler à la terre les courants de fuite éventuels des équipements électriques ordinaires sans perturber les systèmes informatiques de transmission de données. En parallèle, les constructeurs informatiques cherchent à se protéger des perturbations induites dans les câbles de transmission de données, d’où la préconisation chez certains de câbles écrantés, blindés ou les deux. L’écrantage ou le blindage met les conducteurs actifs des câble de transmission de données à l’abri des perturbations par induction électromagnétique qui peuvent apparaître.

Cet écran ou blindage est mi à la terre à une extrémité du câble. Il n’est pas conseillé de mettre les deux extrémités à la terre, cela offrirait un chemin à des courants « vagabonds » en recréant un maillage équipotentiel du bâtiment.

Un autre problème est l’interconnexion de bâtiments ayant des terres différentes. Trois solutions peuvent être adoptées :

- l’installation entre ces bâtiments de câbles à fibres optiques uniquement, câbles qui n’auront pas non plus de protection métallique ;

- la mise en place d’un conducteur d’interconnexion des prises de terre ;

- d’isoler les blindages des câbles (ne les raccorder que d’un seul côté), et d’installer des parafoudres sur les fils conducteurs du câble.

La première solution est en général celle qui est choisie, car elle apporte en plus de cet avantage, la possibilité en général de passer des débits élevés entre les bâtiments. La question se poserait plus pour des raisons financières si les bâtiments sont vraiment très proches.

L’efficacité de l’écran repose sur une isolation complète du réseau et sur une protection à 360°. Il est nécessaire de garder cette isolation au niveaux des prises ou des cordons de brassage.

En parallèle, le câblage doit également répondre aux normes sur la compatibilité électromagnétique CEM.

La CEM, c’est " l’aptitude d’un appareil ou d’un système à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante et sans provoquer lui-même des perturbations intolérables pour tout ce qui se trouve dans cet environnement " .

Ainsi, l’appareil de traitement d’information ne doit ni émettre, ni être perturbé par un rayonnement .

Le câble 100 Ohms FTP est compatible à la norme EN 55022 et sera préféré en environnement sensible ou perturbé .

Néanmoins, la norme CEM décrit principalement des restrictions au niveau des équipements électroniques, et ne prend pas en compte les éléments passifs d’un câblage. Il semblerait donc que les systèmes UTP ne soient pas lésés par cette norme.

Autres particularités à respecter pour les câbles :

On s’assurera que les rayons de courbure minimum autorisés sont respectés pendant et après la pose. Le rayon de courbure d’un câble doit au moins être égal à huit fois le diamètre du câble. Le câble cuivre de distribution horizontale proposé devra accepter un angle minimum de 90° sans modification des caractéristiques de la catégorie 5.

Avec ou sans halogène

Les normes européennes imposent le 0-halogène qui ne produit pas de fumées nocives. Les normes américaines sont moins restrictives à ce sujet.

Conclusion :

Nous avons vu dans ce dossier les différentes normes de câblage, les mesures à effectuer pour valider un câblage selon celles-ci. Aujourd’hui, il reste à savoir quel peut-être le meilleur système à installer.

Le graphique ci-dessous estime les coûts qu’engendrent l’installation d’un prise, suivant le câblage choisi, lors d’une installation globale d’un réseau. Ces informations proviennent du fabriquant AMP. On remarque que plus les systèmes sur paires torsadées sont performants et plus ils nécessitent des coûts importants en installation. Alors que la fibre devient de plus en plus bon marché et de plus en plus facile à installer, les systèmes sur paires torsadées évoluent dans l’autre sens.

Reste à savoir, pour compléter ce graphique, quels seront les coûts des équipements électroniques fonctionnant sur les futurs câblages cuivre. Si ceux-ci sont aussi élevés que pour un raccordement de lien optique, il sera nécessaire de se poser la question de l’intérêt de ces solutions, d’autant plus que les technologies de transmission évolue également sur les fibres optiques, avec le multiplexage d’ondes par exemple, qui semble permettre déjà aujourd’hui de véhiculer des débits allant jusque 10 Téra Bits par seconde sur de grandes longueurs.

Même si aujourd’hui ces débits sont réalisés dans le cadre d’offre longue distance, la technologie intéresse déjà les MAN, et pourraient arriver dans le LAN d’ici quelques années.

Reste le choix d’une solution entre les systèmes de câblage cuivre, la guerre entre les partisans de l’UTP et du blindé est loin d’être finie. Les deux systèmes se valent, même si en France on aura tendance à choisir des solutions blindées ou écrantées

Bibliographie :

Pour réaliser cette synthèse sur les systèmes de câblage, nous nous sommes inspirer d’informations fournis dans les documents commerciaux et sur les sites de constructeurs.

Nous avons également consulter les sites Internet des organismes de normalisation, et recueilli des informations sur les journaux spécialisés.

Les principales sources d’information furent les suivantes :

Constructeurs, câbliers :

NEXANS, www.nexans.fr

AVAYA (AT&T, LUCENT), www.avaya.fr

BICC BRAND-REX, www.brand-rex.com

TYCO (AMP), www.ampnetconnect.com/

Documents commerciaux ;

SILEC (groupe SAGEM), Catalogue Général, renseignements techniques ;

Fournisseurs :

ANIXTER, www.anixter.fr,

Documents commerciaux,