L'utilisation de câbles en cuivre

4.2.1.1 Caractéristiques des supports en cuivre

Les supports en cuivre sont utilisés sur certains réseaux, car ils sont bon marché, faciles à installer et qu'ils présentent une faible résistance au courant électrique. Cependant, les supports en cuivre sont limités par la distance et les interférences du signal.

Les données sont transmises sur les câbles en cuivre sous forme d'impulsions électriques. Un détecteur dans l'interface réseau d'un périphérique de destination doit recevoir un signal pouvant être décodé correctement pour correspondre au signal envoyé. Toutefois, plus la distance de transmission du signal est longue, plus il se détériore selon un phénomène dit d'atténuation du signal. Pour cette raison, tous les supports en cuivre sont soumis à des restrictions de distance strictes spécifiées par les normes en la matière.

La durée et la tension des impulsions électriques sont également susceptibles de subir des interférences de deux sources :

 Interférences électromagnétiques (EMI) ou interférences radioélectriques (RFI) : les signaux électromagnétiques et radioélectriques peuvent déformer et détériorer les signaux de données transportés par les supports en cuivre. Les sources potentielles d'interférences EMI et RFI sont notamment les ondes radio et les appareils électromagnétiques tels que les éclairages fluorescents ou les moteurs électriques comme illustré sur la figure.

 Diaphonie : la diaphonie est une perturbation causée par les champs électriques ou magnétiques d'un signal dans un câble au signal traversant le câble adjacent. Dans les circuits téléphoniques, les interlocuteurs peuvent entendre une partie d'une autre conversation vocale provenant d'un circuit adjacent. Plus précisément, lorsque le courant électrique circule dans un câble, il crée un petit champ magnétique circulaire autour du câble qui peut être capté par le fil adjacent.

4.2.1.2 Supports en cuivre

Lancez l'animation de la figure pour voir l'effet des interférences sur la transmission de données.

Pour contrer les effets négatifs des perturbations électromagnétiques et radioélectriques, certains types de câbles en cuivre sont entourés d'un blindage métallique et nécessitent des connexions de mise à la terre appropriées.

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Pour contrer les effets négatifs de la diaphonie, certains types de câbles en cuivre utilisent des paires de fils opposés torsadés qui annulent la perturbation.

La sensibilité des câbles en cuivre aux parasites électroniques peut également être limitée : Il existe trois principaux types de supports en cuivre utilisés dans les réseaux :

 les câbles à paires torsadées non blindées (UTP)

 les câbles à paires torsadées blindées (STP)

 les câbles coaxiaux

Ces câbles sont utilisés pour interconnecter des nœuds d'un réseau local et des périphériques d'infrastructure tels que des commutateurs, des routeurs et des points d'accès sans fil. Chaque type de connexion et les périphériques associés possèdent des exigences de câblage stipulées par les normes de couche physique.

Diverses normes de couche physique spécifient l'utilisation de différents connecteurs. Ces normes définissent les dimensions mécaniques des connecteurs et les propriétés électriques acceptables de chaque type. Les supports réseau utilisent des connecteurs et des fiches modulaires qui facilitent la connexion et la déconnexion. De plus, un même type de connecteur physique peut servir à plusieurs types de connexions. Par exemple, le connecteur RJ-45 est largement employé dans les réseaux locaux avec un type de support et dans certains réseaux étendus avec un autre type de support.

4.2.1.3 Câble à paires torsadées non blindé

Le câblage à paires torsadées non blindées (UTP) est le support réseau le plus répandu. Ces câbles terminés par des connecteurs RJ-45 sont utilisés pour relier des hôtes réseau à des périphériques réseau intermédiaires, tels que des commutateurs et des routeurs.

Dans les réseaux locaux, chaque câble UTP se compose de quatre paires de fils à code- couleur qui ont été torsadés, puis placés dans une gaine en plastique souple qui les protège des dégâts matériels mineurs. Le fait de torsader les fils permet de limiter les interférences causées par les signaux d'autres fils.

Comme l'illustre la figure, les codes de couleur identifient les paires individuelles et les fils des paires afin de faciliter le raccordement des câbles.

4.2.1.4 Câble à paires torsadées blindées (STP)

Les câbles à paires torsadées blindées (STP) offrent une meilleure protection parasitaire que le câblage UTP. Toutefois, par rapport aux UTP, les câbles STP sont bien plus onéreux et plus difficiles à installer. Comme les câbles UTP, les câbles STP utilisent un connecteur RJ-45. Les câbles à paires torsadées blindées allient la technique de blindage pour contrer les interférences électromagnétiques et radioélectriques, et les torsades pour éviter la diaphonie. Pour tirer entièrement parti des avantages du blindage, les câbles STP sont terminés par des connecteurs de données STP blindés spécifiques. Si le câble n'est pas correctement mis à la terre, le blindage peut agir comme une antenne et capter des signaux parasites.

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Différents types de câbles STP sont disponibles, chacun avec des caractéristiques différentes. Il existe toutefois deux variantes principales de ces câbles :

 Le câble STP entoure de feuilles de blindage l'ensemble du faisceau de fils et élimine

ainsi presque toutes les interférences (version la plus répandue).

 Le câble STP entoure de feuilles de blindage l'ensemble du faisceau de fils ainsi que

chaque paire de fils, et élimine ainsi toute interférence.

Le câble STP représenté utilise quatre paires de fils, chacune enveloppée dans une feuille de blindage. Le tout est ensuite entouré dans une torsade ou une feuille métallique.

Pendant de nombreuses années, le câblage STP a constitué la structure de câblage spécifiée pour les installations réseau Token Ring. Les réseaux de type Token Ring étant de moins en moins employés, la demande de câblage à paires torsadées blindées a également décliné. Cependant, la nouvelle norme relative à 10 Gigabit Ethernet prévoit l'utilisation de câblage STP, ce qui crée un certain regain d'intérêt envers ce type de câble.

4.2.1.5 Câble coaxial

Le câble coaxial (parfois abrégé coax) tire son nom du fait qu'il contient deux conducteurs qui partagent le même axe. Comme l'illustre la figure, le câble coaxial est composé des éléments suivants :

 Un conducteur en cuivre utilisé pour transmettre les signaux électroniques.

 Le conducteur en cuivre est entouré d'une couche de matériau isolant souple en

plastique.

 Sur ce matériau isolant, une torsade de cuivre ou une feuille métallique constitue le

second fil du circuit et fait office de protection pour le conducteur intérieur. Cette seconde couche, ou blindage, réduit également les interférences électromagnétiques externes.

 Le câble dans son entier est ensuite entouré d'une gaine qui le protège contre les

dommages physiques mineurs.

Remarque : différents types de connecteurs sont utilisés avec les câbles coaxiaux.

Les câbles coaxiaux étaient traditionnellement utilisés pour la télévision par câble et permettaient la transmission dans une seule direction. Ils ont également été largement utilisés dans les premières installations Ethernet.

Bien que les câbles UTP aient pratiquement remplacé les câbles coaxiaux dans les installations Ethernet modernes, la conception du câble coaxial a été adaptée aux fins suivantes :

 Installations sans fil : les câbles coaxiaux relient les antennes aux périphériques sans fil. Le câble coaxial transporte de l'énergie en radiofréquence (RF) entre les antennes et le matériel radio.

 Installations Internet par le câble : les fournisseurs d'accès câblé convertissent actuellement leurs systèmes unidirectionnels en systèmes bidirectionnels afin de fournir une connectivité Internet à leurs clients. Afin de fournir ces services, des portions du câble coaxial et des éléments d'amplification associés sont remplacés par du câble à fibre optique. Cependant, la connexion finale avec le site du client et le

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câblage à l'intérieur de ses locaux restent coaxiaux. Cette utilisation mixte de fibre et de coaxial est appelée réseau hybride fibre et coaxial (HFC).

4.2.1.6 Sécurité des supports en cuivre

Les trois types de supports en cuivre présentent des risques d'incendie et des risques électriques.

L'isolation et les gaines du câble peuvent être inflammables ou dégager des émanations toxiques lorsqu'elles sont chauffées ou brûlées, d'où le risque d'incendie. Les organismes de construction peuvent stipuler des normes de sécurité pour le câblage et les installations matérielles.

Des risques électriques peuvent également exister puisque les fils de cuivre peuvent conduire l'électricité dans des directions non souhaitables. Personnel et matériel peuvent alors être exposés à une série de risques électriques. Par exemple, un périphérique réseau défectueux peut conduire le courant dans le châssis d'autres périphériques du réseau. De plus, le câblage réseau peut présenter des niveaux de tension indésirables lorsqu'il sert à connecter des périphériques dont les sources d'alimentation ont des mises à la terre différentes. De telles situations sont possibles lorsque le câblage en cuivre est utilisé pour connecter des réseaux dans des bâtiments ou à des étages de bâtiments différents, qui utilisent des installations d'alimentation différentes. Pour finir, le câblage en cuivre peut conduire des tensions causées par la foudre vers des périphériques réseau.

Les tensions et courants indésirables peuvent endommager les périphériques réseau et les ordinateurs connectés, ou encore blesser le personnel. Il est essentiel que le câblage en cuivre soit installé de manière appropriée, conformément aux spécifications et normes de construction, pour éviter des situations potentiellement dangereuses et dommageables.