Normes de câblage Ethernet

Le câblage Ethernet est un élément essentiel de votre réseau local (LAN) et joue un rôle important pour assurer une transmission de données transparente. En tant qu'utilisateur, vous connaissez peut-être déjà son objectif principal, qui est de connecter des appareils tels que des ordinateurs, des routeurs et des commutateurs pour permettre la communication et l'échange de données. Dans cet article, nous aborderons les différents types de câbles Ethernet et leurs normes correspondantes, afin que vous puissiez être mieux informé sur le choix le plus adapté à vos besoins réseau.

Tout ce que vous devez savoir sur le câble Ethernet

Différents types de câbles

Il existe plusieurs types de câbles Ethernet disponibles, chacun avec son propre ensemble de caractéristiques et de spécifications de performances. Voici un bref aperçu :

• Paire torsadée : Le type de câble Ethernet le plus courant, les câbles à paires torsadées, se déclinent en deux variétés : blindé (STP) et non blindé (UTP). Les câbles à paires torsadées sont constitués de plusieurs paires de fils de cuivre torsadés ensemble pour réduire la diaphonie et augmenter la fiabilité.
• Cuivre: Le cuivre est le matériau le plus utilisé dans les câbles Ethernet, offrant un équilibre entre abordabilité, performances et facilité d'utilisation. Les câbles en cuivre prennent en charge diverses normes Ethernet, telles que les très populaires Cat 5e, Cat 6 et Cat 6a.

Termes relatifs aux câbles Ethernet

• Bande passante : Mesurée en MHz, la bande passante détermine la gamme de fréquences que le câble peut gérer.
• Débit de transfert de données : Mesuré en Gbps, il fait référence à la vitesse à laquelle les données peuvent être transmises sur le câble.
• Blindage et isolation : les câbles de qualité supérieure ont généralement un meilleur blindage pour protéger contre les interférences et la dégradation du signal.
• Rétrocompatibilité : la plupart des câbles Ethernet sont rétrocompatibles, ce qui permet de connecter des appareils plus anciens à une infrastructure plus récente.

Interférences et diaphonie

Les interférences provenant d'autres appareils électroniques peuvent entraîner de mauvaises performances du réseau et une dégradation du signal. Les types d'interférences incluent la diaphonie exogène (AXT), les interférences électromagnétiques (EMI) et les interférences radioélectriques (RFI). Les câbles Ethernet de qualité supérieure ont souvent un meilleur blindage pour réduire l'impact des interférences.

Normes Ethernet par IEEE et TIA

La série de normes IEEE 802.3 définit divers aspects des réseaux Ethernet, notamment les débits de données, les formats de trame et les spécifications de la couche physique. La Telecommunications Industry Association (TIA) a également des normes, telles que l'ANSI/TIA-568, qui couvre les systèmes de câblage structuré pour les bâtiments commerciaux.

Normes de câblage Ethernet

Les normes de câblage Ethernet sont essentielles pour garantir que les périphériques réseau puissent communiquer efficacement. L'Organisation internationale de normalisation (ISO) et la Commission électrotechnique internationale (CEI) gèrent conjointement la norme ISO/CEI 11801, qui définit les spécifications des différentes catégories de câbles Ethernet. 

Les câbles Ethernet sont classés en catégories numérotées (« cat ») en fonction de diverses spécifications techniques. Parfois, ces catégories sont mises à jour avec des normes de test supplémentaires, telles que 5e ou 6a. Ces catégories nous aident à déterminer rapidement le type de câble approprié pour une application particulière.

Voici quelques-unes des normes les plus courantes

Ces normes garantissent la compatibilité et le bon fonctionnement des différents composants réseau. Ainsi, lorsque vous choisissez des câbles Ethernet pour vos installations, veillez à garder ces normes à l'esprit pour trouver celui qui répond le mieux à vos besoins.

Répartition des différentes catégories de câbles

Cat1 est un câble téléphonique à paire torsadée non blindée (UTP) couramment utilisé pour les systèmes téléphoniques vocaux, mais qui ne convient pas aux réseaux modernes.

Catégorie 2 Le câble était utilisé pour les communications vocales et de données dans les réseaux IBM Token Ring dans les années 1980, avec un débit de transmission de données de 4 Mbps.

Chat 3 Il a pris en charge les réseaux Ethernet 10BaseT et les communications vocales numériques avec quatre paires torsadées au début des années 1990. Il a un débit de données de 10 Mbps, considéré comme trop lent pour les réseaux modernes. 

Catégorie 4 Le câble était utilisé pour les réseaux IBM Token Ring et avait un débit de données de 16 Mbps.

Câble Cat 5 a un débit de données allant jusqu'à 100 Mbps et est utilisé pour les réseaux standard 10BaseT et 100BaseT (Fast Ethernet). Il s'agit désormais du câble minimum reconnu pour mise en réseau de données applications et peut distribuer des données, des vidéos et des signaux téléphoniques jusqu'à 100 mètres (328 pieds). 

Cat 5e est une version améliorée du câble Cat5. Il est utilisé dans les réseaux fonctionnant et peut atteindre une vitesse de 1000 Mbps grâce à sa résistance améliorée à la diaphonie et peut transmettre des données à des vitesses allant jusqu'à 100 Mbps. Le câble de catégorie 5 a de meilleures spécifications de bruit. Pour le câblage réseau Gigabit Ethernet, il convient d'utiliser un câble Cat 5e ou un type de câble supérieur.

Câble Cat6 Norme pour Gigabit Ethernet et autres protocoles réseau. Il est rétrocompatible avec les normes de câbles de catégorie 5/5e et de catégorie 3 et convient aux normes 10BASE-T/100BASE-TX et 1000BASE-T/1000BASE-TX (Gigabit Ethernet). Ce câble offre une bande passante et des taux de transfert de données supérieurs jusqu'à 1 Gbit/s sur 100 m. Cependant, il peut atteindre des vitesses de 10 Gbit/s sur des distances plus courtes allant jusqu'à 37 m (121 pi) grâce à son blindage amélioré et à sa bande passante plus élevée. Il comprend un séparateur physique appelé « spline » et un blindage en feuille pour réduire la diaphonie et les interférences électromagnétiques.

Câble Cat6a est un câble de catégorie 6 « augmenté » avec une bande passante allant jusqu'à 500 MHz.

Catégorie 7 a été créé pour permettre le passage de 10 Gigabit Ethernet sur 100 m de câbles en cuivre. Il est rétrocompatible avec les câbles Ethernet Cat5 et Cat6 traditionnels, offre des spécifications plus strictes en matière de diaphonie et de bruit système que le Cat6 et inclut un blindage pour les paires de fils individuelles. La spécification Cat7 est une norme propriétaire développée par un consortium d'entreprises et comprend des connecteurs GG45 propriétaires et un blindage robuste.

Cat7a Il s'agit d'une version améliorée du Cat7, capable d'atteindre des vitesses de 40 Gigabit sur 50 mètres et de 100 Gbps jusqu'à 15 mètres. Ces normes ont une base installée relativement réduite par rapport aux autres catégories.

Cat8  Les câbles utilisent la bande passante la plus élevée, qui prend en charge un débit de données maximal de 40 Gbit/s avec une bande passante allant jusqu'à 2000 MHz. Ils utilisent un blindage pour minimiser les interférences et conviennent aux réseaux hautes performances.

Ils sont couramment utilisés dans les centres de données et les réseaux d'entreprise pour le streaming 4K/8K et la réalité virtuelle. Ce câble a une bande passante allant jusqu'à 2 GHz (2000 MHz) sur 30 mètres et un débit de données allant jusqu'à 40 Gbit/s. Ses conducteurs sont enveloppés dans une feuille pour éliminer la diaphonie et permettre des débits de données plus élevés virtuellement.

Longueurs maximales pour différentes catégories de câbles Ethernet

Les catégories de câbles Ethernet ont des longueurs maximales différentes déterminées par le type de câble et le débit de transmission. La longueur maximale pour chaque catégorie de câble Ethernet est la suivante :

• Cat5 : 100 mètres (328 pieds)
• Cat5e : 100 mètres (328 pieds)
• Cat6 : 100 mètres (328 pieds)
• Cat6a : 100 mètres (328 pieds)
• Cat7 : 100 mètres (328 pieds)
• Cat8 : 30 mètres (98 pieds)

Pour étendre la portée d'un réseau Ethernet au-delà de ces limites, des répéteurs, des commutateurs ou d'autres périphériques réseau peuvent amplifier ou régénérer le signal.

Les câbles à fibre optique constituent également une solution alternative pour les longs trajets de câbles, car ils ont une capacité de bande passante plus élevée et peuvent transmettre des données sur de plus longues distances sans atténuation du signal.

Connecteurs de câbles Ethernet, brochage et Ethercon

Connecteurs de câbles Ethernet standard

• RJ45:Le connecteur RJ45, utilisé avec des câbles à paires torsadées, possède huit broches disposées selon une forme rectangulaire et est compatible avec plusieurs normes Ethernet.

• MTRJ:Il s'agit d'un connecteur pour câbles Ethernet à fibre optique, qui combine l'émetteur et le récepteur en un seul appareil et utilise une virole en plastique pour les connexions à fibre multimode.
• LC:Il s'agit d'un connecteur à fibre optique de petit format, qui utilise une virole de 1,25 mm pour aligner les brins de fibre et qui est utilisé pour les connexions monomodes et multimodes dans les centres de données et les réseaux d'entreprise.
• ST: Le connecteur ST est destiné aux câbles Ethernet à fibre optique multimode et utilise un mécanisme de couplage de type baïonnette couramment utilisé dans les anciens réseaux à fibre optique.
• SC: Il s'agit d'un connecteur à fibre optique doté d'un mécanisme de couplage push-pull, disponible en versions monomode et multimode, et couramment utilisé dans les réseaux d'entreprise et les centres de données.
• Carte GBIC/SFP:Il s'agit de connecteurs pour commutateurs et routeurs Ethernet permettant de fournir une connectivité aux réseaux à fibre optique, des modules échangeables à chaud qui se branchent dans un emplacement de l'appareil, disponibles en versions monomode et multimode.
• USB: Les adaptateurs Ethernet ajoutent une connectivité Ethernet aux appareils sans port intégré et convertissent le port USB en port Ethernet, disponibles en différentes vitesses pour les câbles à paires torsadées et à fibre optique.

Connecteurs Ethercon

Les connecteurs Ethercon sont un type de connecteur RJ45 renforcé conçu pour les applications audio, vidéo et d'éclairage professionnelles. Ils sont conçus pour résister aux environnements difficiles et fournir une connexion sécurisée et fiable. Les connecteurs Ethercon sont disponibles en deux types :

• Connecteurs Ethercon Cat5, qui sont compatibles avec les câbles Ethernet Cat5 et conçus pour être utilisés avec les réseaux 10/100 Mbps.
• Connecteurs Ethercon Cat6, sont adaptés aux câbles Ethernet Cat6 et conçus pour être utilisés avec les réseaux Gigabit Ethernet.

Les deux types de connecteurs Ethercon sont dotés d'un mécanisme de verrouillage qui maintient solidement le connecteur en place, empêchant ainsi toute déconnexion accidentelle. Le boîtier du connecteur est fabriqué dans un matériau durable et robuste, tel que le zinc moulé sous pression, qui offre une protection contre les dommages physiques.

Les connecteurs Ethercon sont couramment utilisés dans les événements en direct, la diffusion et d'autres applications audio, vidéo et d'éclairage professionnelles où une connexion Ethernet sécurisée et fiable est essentielle.

Vous pouvez également utiliser un panneau de brassage comme emplacement centralisé pour la connexion et la déconnexion des câbles réseau, ce qui permet de simplifier la gestion des câbles et de réduire le risque d'endommagement ou de défaillance des câbles.

Un panneau de brassage est un périphérique matériel utilisé dans les réseaux informatiques qui permet de raccorder les câbles réseau aux commutateurs, routeurs ou autres périphériques réseau. Le panneau de brassage se compose généralement d'un cadre métallique qui abrite un ensemble de ports dans lesquels les câbles réseau peuvent être insérés et connectés aux ports correspondants des périphériques réseau.

Brochage du câble Ethernet

Le brochage des câbles Ethernet fait référence à la disposition des fils et à leur connexion aux broches d'un connecteur Ethernet. En plus des brochages standard, il existe également des brochages de câbles Ethernet spécialisés utilisés pour des applications spécifiques, telles que les câbles Power over Ethernet (PoE) et les câbles croisés Ethernet.

Les brochages PoE permettent de transmettre l'alimentation via le câble Ethernet, tandis que les brochages croisés permettent de connecter directement deux appareils l'un à l'autre sans avoir besoin d'un commutateur ou d'un concentrateur.

Le brochage détermine la manière dont les signaux sont transmis et reçus entre les appareils connectés au câble. Les câbles Ethernet utilisent généralement un schéma de câblage à quatre paires torsadées, chaque paire de fils ayant un code couleur différent. Voici les types de brochage des câbles Ethernet :

• Brochage direct: Il s'agit du brochage de câble Ethernet le plus courant pour connecter des périphériques réseau tels que des ordinateurs, des commutateurs et des routeurs. Dans un brochage direct, la configuration des broches à une extrémité du câble est la même que celle de l'autre.
• Brochage du croisement:Le brochage d'un câble Ethernet permet de connecter deux appareils similaires, tels que deux ordinateurs ou deux commutateurs, sans nécessiter de concentrateur ou de commutateur. Dans un brochage croisé, la configuration des broches à une extrémité du câble est inversée par rapport à la configuration des broches à l'autre extrémité.

• Brochage T1/E1 : Ce brochage de câble Ethernet relie les lignes T1 et E1, des lignes de transmission numérique utilisées dans les télécommunications. Le brochage des lignes T1 et E1 diffère de celui utilisé pour les câbles Ethernet standard.
• Brochage de retournement: Également connu sous le nom de câble de console, ce brochage de câble Ethernet connecte un ordinateur ou un terminal au port de console d'un routeur ou d'un commutateur. Dans un brochage inversé, l'ordre des fils à une extrémité est inversé à l'autre extrémité.
• Brochage de l'adaptateur Ethernet USB:Ce brochage de câble Ethernet est utilisé avec les adaptateurs Ethernet USB, qui permettent d'ajouter une connectivité Ethernet aux appareils qui ne disposent pas d'un port Ethernet intégré, tels que les ordinateurs portables et les tablettes. La configuration des broches des adaptateurs Ethernet USB varie en fonction de l'adaptateur spécifique.

Les caractéristiques des câbles Ethernet dépendent du type de connecteur utilisé. Le connecteur de câble Ethernet le plus courant est le RJ45, qui possède huit broches.

Le câble Ethernet standard est généralement constitué d'un câble à paires torsadées de catégorie 5 (Cat 5) ou de catégorie 6 (Cat 6) d'une longueur maximale de 100 mètres. Cependant, d'autres types de câbles Ethernet, tels que les câbles à fibre optique et coaxiaux, ont des dimensions et des brochages différents.

Blindage et types de câbles Ethernet

Importance du blindage des câbles

Le blindage des câbles est l'utilisation de matériaux et de techniques pour protéger les conducteurs transportant des signaux contre les interférences électromagnétiques et radiofréquences. Il empêche les interférences qui peuvent entraîner des erreurs, des pertes de données et une réduction des performances du réseau local.

Le blindage peut prendre différentes formes et est couramment utilisé dans les environnements de transmission de données à haut débit. Il constitue également une barrière entre les conducteurs et les sources EMI/RFI externes, empêchant les conducteurs d'agir comme des antennes et de capter des signaux indésirables.

Blindage du conducteur

Le blindage des conducteurs est une technique utilisée pour protéger les conducteurs porteurs de signaux d'un câble contre les interférences électromagnétiques externes (EMI) et les interférences radiofréquences (RFI). Le blindage est placé autour de chaque conducteur pour créer une barrière qui empêche les interférences de pénétrer dans le câble.

Le blindage des conducteurs est un aspect important de la conception des câbles car il protège les conducteurs porteurs de signaux des interférences électromagnétiques, ce qui garantit une transmission fiable des données. Le type de blindage utilisé dépend de l'application spécifique et du niveau d'interférence attendu.

Types de blindage des câbles

Blindage tressé:Un blindage tressé est constitué d'un maillage de fils fins qui sont tissés autour de l'âme du câble. Le blindage tressé offre un haut degré de flexibilité et réduit efficacement les interférences électromagnétiques à haute fréquence (EMI).

Blindage par feuille:Un blindage par feuille est constitué d'une fine couche de feuille d'aluminium ou de cuivre enroulée autour de l'âme du câble. Le blindage par feuille réduit efficacement les interférences électromagnétiques hautes et basses fréquences, mais est moins flexible que le blindage tressé.

Blindage combiné:Le blindage combiné utilise un blindage tressé et un blindage par feuille dans un seul câble. Ce type de blindage offre un degré élevé de protection contre les interférences électromagnétiques hautes et basses fréquences et est couramment utilisé dans les applications de transmission de données à haut débit.

Blindage des câbles coaxiaux:Le câble coaxial est composé d'un conducteur intérieur et d'un conducteur extérieur séparés par un matériau diélectrique. Le conducteur extérieur agit comme un blindage, protégeant contre les interférences électromagnétiques. Le câble coaxial est couramment utilisé dans des applications telles que la télévision par câble, Internet et les communications par radiofréquence.

Blindage des câbles à paires torsadées:Un câble à paire torsadée est constitué de deux fils isolés torsadés ensemble pour réduire la diaphonie et les interférences électromagnétiques. Le câble à paire torsadée blindée (STP) possède une couche de blindage supplémentaire, généralement une feuille ou un blindage tressé, pour fournir une protection supplémentaire contre les interférences électromagnétiques.

Boucliers en spirale:Les blindages spiralés sont constitués d'un enroulement hélicoïdal d'un fil fin autour des conducteurs internes. Ce type de blindage offre une bonne couverture aux hautes fréquences et est relativement flexible.

Boucliers de service:Les blindages de service sont constitués d'une série de fils torsadés internes autour des conducteurs. Ce type de blindage offre une bonne couverture aux hautes fréquences et est également relativement flexible.

Questions fréquemment posées

En quoi les normes de câblage T568A et T568B diffèrent-elles ?

Les schémas de câblage T568A et T568B sont tous deux des schémas de câblage standard pour les câbles de raccordement Ethernet. La principale différence entre eux réside dans l'ordre des fils colorés dans le connecteur. Les paires vertes et oranges changent de position entre les deux normes, mais les deux peuvent être utilisées dans la plupart des applications. Il est important d'utiliser la même norme de câblage aux deux extrémités d'un câble pour un fonctionnement correct.

Quels sont les principaux types de blindage utilisés dans les câbles Ethernet ?

Les câbles Ethernet peuvent être blindés pour réduire les interférences électromagnétiques (EMI). Les câbles à paires torsadées non blindées (UTP) n'ont pas de blindage et s'appuient uniquement sur la torsion des paires de fils pour éliminer la diaphonie. Les câbles à paires torsadées blindées (STP) ont une couche de blindage supplémentaire autour des paires individuelles ou de l'ensemble du câble, offrant une protection supplémentaire contre les interférences électromagnétiques.

Comment les niveaux de tension du signal Ethernet affectent-ils les performances du câble ?

Les niveaux de tension du signal Ethernet ont un impact sur le rapport signal/bruit et les performances globales du câble. Des niveaux de tension plus élevés peuvent aider à minimiser l'impact du bruit et des interférences, ce qui conduit à une meilleure qualité de transmission des données. La plupart des périphériques Ethernet utilisent une signalisation différentielle, qui permet de rejeter le bruit en mode commun et d'augmenter les performances globales du système de câblage.

Quelles sont les meilleures pratiques pour l’installation du câblage réseau ?

Assurer une installation de câblage réseau réussie implique plusieurs bonnes pratiques :

• Planifiez votre disposition en tenant compte des longueurs de câbles, des besoins en énergie et des extensions futures.
• Utilisez le type de câble et la catégorie de performance appropriés à votre application spécifique.
• Suivez systématiquement la norme de câblage T568A ou T568B tout au long de votre installation.
• Installez des systèmes de gestion des câbles appropriés, tels que des chemins de câbles ou des racks, pour garder les câbles organisés et protégés.
• Testez et étiquetez chaque connexion pour simplifier le dépannage et la maintenance.
• Évitez de faire passer des câbles Ethernet à proximité de sources d’interférences électriques, telles que des conduits électriques ou des tuyaux d’arrosage.