Cat 6A : le dossier d’information
Cat 6A : déjà deux décennies et toujours en croissance
Bien que la catégorie 6A soit apparue pour la première fois en 2004 sous la forme du SYSTIMAX® GigaSPEED® X10D de CommScope, elle n’a pas été officiellement publiée en tant que norme avant 2009. Cependant, à l’époque, elle était connue dans l’ensemble du secteur comme la catégorie de câblage du futur qui permettrait la prochaine vague de connectivité cuivre haut débit. C’est pourquoi les fabricants de câblage ont rapidement essayé de la reproduire et les organismes de normalisation ont été contraints de publier une norme agréée.
Rétrospectivement, nous constatons qu’elle a permis le développement et le déploiement de nombreuses applications gourmandes en bande passante dont les entreprises d’aujourd’hui ne peuvent se passer. Et ce n’est pas encore terminé, elle reste l’infrastructure recommandéei pour les nouveaux bâtiments modernes et promet de rester pertinente pour de nombreuses années à venir. On peut voir la preuve de son succès dans le volume des ventes qui continue de croître, près de deux décennies après l’ébauche initiale de la norme.
Dans cet article, nous explorons également pourquoi la Cat 6A a pris le pas sur les catégories précédentes (Cat 5, Cat 5e, Cat 6) et pourquoi c’est une meilleure option que les types de câblage cuivre, théoriquement supérieurs, tels que la Cat 7, la Cat 7A et même la Cat 8.
Aperçu de la technologie du câblage SYSTIMAX
Voulez-vous lire hors ligne ?
Téléchargez une version PDF de cet article pour le relire ultérieurement.
Restez informé !
Abonnez-vous à The Enterprise Source et obtenez des mises à jour lorsque de nouveaux articles sont publiés.
Nous avons toujours su que les réseaux d’entreprise devaient évoluer rapidement pour répondre à la demande croissante d’applications gourmandes en bande passante. Les utilisateurs finaux tirent parti de ces applications pour échanger plus d’informations de manière innovante, et les entreprises trouvent généralement des moyens de consommer très rapidement toute la bande passante qui leur est offerte.
Avec cela à l’esprit, le secteur s’est rendu compte en 2004 qu’il avait besoin d’échapper aux limites des catégories de câblage Cat5 et Cat6 de 1 000 Mbit/s. L’étape suivante dans l’évolution du réseau était évidente : le monde avait besoin du 10 Gigabit Ethernet et le groupe de travail IEEE 802.3an 10GBASE-T s’est vu confier la tâche de développer la norme.
En raison de la complexité attendue des composants électroniques pour prendre en charge le 10GBASE-T, un objectif initial visant à soutenir la catégorie 5e a été abandonné, et la distance maximale exacte sur un câblage de catégorie 6 minimalement conforme était encore incertaine. L’objectif final obligatoire pour le projet IEEE 802.3an était « d’au moins 55 m à 100 m » par rapport à la catégorie 6 ou un meilleur câblage. Beaucoup s’attendaient à ce que, au fur et à mesure que les concepteurs de puces intelligentes se plongeraient dans ce projet, de nouvelles techniques soient mises au point, qui permettraient d’augmenter la distance minimale garantie par rapport au câblage générique de catégorie 6.
En termes simples, il y avait trois façons de transmettre des débits binaires plus élevés sur le câblage. L’une d’elles consistait à améliorer les performances de câblage, la deuxième à améliorer la technologie dans l’électronique, et la troisième nécessitait un mélange des deux. Ce dernier point était vrai pour le 10 gigabit sur cuivre. Transmettre 2,5 Gbit/s sur chacune des quatre paires n’était pas une tâche facile : cela nécessitait un codage à plusieurs niveaux qui transmettait plusieurs bits par hertz, et une bande passante de canal supérieure à celle spécifiée dans les normes de catégorie 6 existantes. Des techniques sophistiquées de traitement numérique du signal (Digital Signal Processing, DSP) ont également été nécessaires pour réduire les effets des détériorations intra-canal telles que la perte de retour et la paradiaphonie (NEXT et FEXT). Cependant, il y avait également un paramètre qui ne pouvait pas être compensé dans l’électronique : la paradiaphonie étrangère (bruit provenant des canaux de câblage adjacents).
Le groupe de travail IEEE 802.3an a commencé à explorer activement ces problèmes, et à s’interfacer avec les normes de câblage ISO et TIA pour converger sur ses exigences en matière de canaux de câblage. Le résultat de ces développements a conduit le groupe de travail IEEE 802.3an à adopter les spécifications minimales pour les canaux de câblage de 10GBASE-T, et à reconnaître officiellement ce qui est devenu connu sous le nom de Model 1 Alien NEXT et la perte d’insertion comme modèle applicable à la catégorie 6 « augmentée » ou « nouvelle » Classe E (Classe EA). En outre, le groupe de travail a accepté de définir la fréquence de canal maximale requise à 500 MHz.
Ainsi, avec la publication du projet de norme en octobre 2004, la catégorie 6A est née. Elle était en avance sur son temps, et a été délibérément conçue pour assurer une pérennité maximale. Un aspect clé de son adéquation en tant qu’infrastructure pour une nouvelle génération d’applications et d’utilisations a été qu’elle a rendu possible la technologie PoE (Power over Ethernet). Non seulement la catégorie 6A pouvait prendre en charge des vitesses de 10 Gbit/s, mais elle étendait également considérablement la capacité des fabricants de périphériques à fournir une puissance et une bande passante plus élevées partout, sans limitation de distance, autre que la longueur de canal maximale de 100 m, car les périphériques peuvent être situés n’importe où à portée d’un commutateur PoE et non pas d’une prise secteur.
Près de deux décennies plus tard, la catégorie 6A est la catégorie de paires torsadées en cuivre dominante et est toujours recommandée pour toutes les nouvelles applications de constructionii. Poursuivez votre lecture pour découvrir comment cela fonctionne, comment l’implémenter et comment il s’agit d’une base de réseautage sur laquelle seront construits les futurs services et applications multi-gigabits.
Quelles applications sont idéalement adaptées à la catégorie 6A ?
Les grandes entreprises sont confrontées à un besoin croissant de s’adapter à des applications toujours plus sophistiquées. Toute implémentation de câblage structuré doit être indépendante de ces considérations, fournissant une infrastructure stable, à haut débit qui est indépendante de la technologie.
Applications de bureau standard horizontales : La plupart des téléphones et ordinateurs portables ne nécessitent pas encore la bande passante 10 Gbit/s, mais l’utilisation de la catégorie 6A comme infrastructure de câblage par défaut fournit une infrastructure à l’épreuve du temps. Il faudra peut-être attendre des années avant que les applications quotidiennes ne nécessitent une telle bande passante, mais elle sera là en cas de besoin.
IdO : Alors que les appareils IdO commencent à proliférer, la catégorie 6A fournit à la fois la bande passante et, potentiellement, les besoins en alimentation. Découvrez comment l’IdO change le tissu économique et la vie quotidienne.
PoE/éclairage : Comme mentionné, les appareils IdO tels que les capteurs ou les caméras ont une source d’alimentation prête à l’emploi dans la catégorie 6A, et ils sont également de plus en plus utilisés pour alimenter les systèmes d’éclairage, rendus possibles par le développement de LED à basse tension. Le câblage de catégorie 6 active la PoE, mais peut être sujet à des problèmes de chaleuriii.
Wi-Fi 6/6E : La catégorie 6A est nécessaire pour fournir la liaison multi-gigabit requise par la nouvelle génération de Wi-Fi. Découvrez comment le Wi-Fi 6 et 6e fournissent les performances et la capacité nécessaires aux utilisateurs mobiles, aux appareils IdO et aux applications sensibles à la latence.
Cellulaire intégré : Une liaison multi-gigabit est également requise pour les installations DAS, rendue nécessaire par une dépendance accrue aux réseaux cellulaires parallèlement au Wi-Fi.
Réseaux de stockage (SAN)/ Stockage en réseau (NAS) : Le Gigabit Ethernet 10 permet d’obtenir une infrastructure rentable et à haut débit pour le stockage en réseau (NAS) et les réseaux de stockage (SAN). Le Gigabit Ethernet 10 peut offrir une capacité de transmission de données équivalente ou supérieure à des latences similaires à de nombreuses autres technologies de réseau de stockage, y compris Fiber Channel, ATM OC-3, OC-12 et OC-192 et InfiniBand. Le développement du Gigabit 10 sur cuivre offrira une solution très rentable pour la connexion à moins de 100 mètres par rapport à ces technologies traditionnelles basées sur la fibre optique.
Calcul haute performance : Un certain nombre de secteurs industriels utilisent des plateformes informatiques haute performance pour prendre en charge des applications à forte consommation de bande passante telles que la vidéo en continu, l’imagerie médicale, les applications centralisées, les graphiques haut de gamme, les technologies de visualisation et le clustering de données.
Collaboration multi-sites : Des outils de collaboration sont en train d’émerger et permettent aux participants à la conférence d’écrire ou de dessiner sur une diapositive vierge, de se connecter à un site Web et de communiquer de manière privée avec l’hôte de la conférence ou tout autre participant. Pour garantir leur efficacité, ces outils collaboratifs nécessiteront de plus en plus de bande passante, et les connexions Ethernet 10 constitueront la liaison principale pour permettre une collaboration multi-sites au sein d’une entreprise.
Médias en streaming, systèmes audiovisuels et signalisation numérique : les médias en streaming améliorent les communications internes et externes d’une entreprise. Ils peuvent jouer un rôle dans l’organisation de réunions, la tenue de conférences de presse, la démonstration de nouveaux produits, la prise en charge d’activités de marketing/publicité, la formation des employés, l’assistance à l’utilisateur ainsi que les divertissements, comme la télévision haute définition, la vidéo à la demande ou les jeux sur Internet extrêmes. Étant donné que les données transmises pour les médias en streaming nécessitent un chemin ininterrompu entre la source et l’utilisateur, la bande passante sera le principal facilitateur et accélérateur de l’adoption des médias en streaming.
Informatique en réseau : L’informatique en réseau rend disponible la puissance « de réserve » du processeur d’un ordinateur de bureau sur l’ensemble du réseau pour les tâches importantes qui en ont besoin. Il existe de nombreuses applications scientifiques qui ont besoin de la puissance informatique des matrices, mais jusqu’à présent le coût d’un superordinateur ou d’un réseau massivement parallèle était prohibitif. L’informatique en réseau est une technique qui fournit efficacement la puissance sur « l’ensemble du réseau » pour prendre en charge ces types d’applications. L’informatique en réseau dépend fortement des interconnexions très rapides entre toutes les plateformes informatiques participantes. Aujourd’hui, l’informatique en réseau est utilisée pour amasser les cycles de calcul de réserve dans les datacenters afin d’alimenter la modélisation et les simulations complexes dans des applications telles que la recherche pharmaceutique, l’analyse des risques de portefeuille financier, l’automatisation de la conception électronique et d’autres applications informatiques intensives. Pour que les réseaux soient la base d’une infrastructure d’entreprise, davantage de types d’applications pouvant tirer parti du réseau seront développés, mais en attendant, les technologies de réseau peuvent et sont utilisées pour faciliter le partage des ressources, l’utilisation et la collaboration pour un nombre croissant d’applications et de secteurs.
10. La catégorie 6A est recommandée pour les nouvelles installations dans les établissements de santé.
Publiée en 2010, la TIA-1179 recommande la catégorie 6A pour toutes les nouvelles installations dans les établissements de santé et a été la première norme à recommander la catégorie 6A pour les nouvelles installations en dehors du data center.
9. La catégorie 6A est recommandée pour les nouvelles installations dans les établissements éducatifs.
Publiée en 2014, la TIA-4966 recommande la catégorie 6A pour les nouveaux établissements d’enseignement, en se basant sur la nécessité d’une infrastructure haute performance pour la connectivité câblée et wireless.
8. La catégorie 6A prend en charge le 10GBASE-T jusqu’à 100 mètres.
La prise en charge par la catégorie 6A de 10GBASE-T jusqu’à 100 mètres garantit qu’elle peut prendre en charge les applications Ethernet les plus rapides du marché sur des supports à paires torsadées sur toute la longueur de canal spécifiée dans les normes (TIA-568 et ISO/IEC 11801 pour n’en citer que quelques-unes). Cela arrive à un moment où les postes de travail haute performance commencent aussi à exiger des performances de 10 gigabits.
7. Le 10GBASE-T offre des performances de prix améliorées et une consommation d’énergie réduite.
Les améliorations spectaculaires apportées au 10GBASE-T au cours des dernières années entraînent une baisse significative du prix global et de l’efficacité énergétique par gigabit par rapport au 1000BASE-T. Il semblerait que le vieux dicton industriel : « Le serveur d’aujourd’hui est le bureau de demain » soit applicable au 10GBASE-T.
6. La catégorie 6A prend en charge l’interface utilisateur RJ45 familière et rétrocompatible.
La catégorie 6A prend en charge l’interface RJ45 éprouvée et authentique, familière et rétrocompatible. Le RJ45 a démontré la puissance de la standardisation, a permis la croissance mondiale de l’Ethernet que nous connaissons, et est devenu une interface universelle pour un large éventail d’applications.
5. La catégorie 6A prend en charge les nouveaux systèmes In-Building Wireless qui s’appuient sur la technologie 10G.
Contrairement à la croyance populaire, le wireless a besoin de fils. Les nouveaux systèmes In-Building Wireless qui s’appuient sur la technologie 10GBASE-T LAN et l’alimentation à distance de catégorie 6A prenant en charge la couverture multi-opérateurs et multi-technologies et les solutions de capacité dans les bâtiments sont déjà sur le marché.
4. La catégorie 6A prend en charge les technologies Wi-Fi qui dépassent déjà 1 Gbit/s.
Les points d’accès 802.11ax d’aujourd’hui (ou Wi-Fi 6) peuvent avoir une vitesse maximale de 6,77 Gbit/s, qui nécessiterait une connexion 10GBASE-T pour fonctionner au débit de données le plus élevé dont ils sont capables. Les directives sur le câblage des télécommunications des points d’accès wireless, TSB-162-A, recommandent également d’exécuter au moins un câblage de catégorie 6A ou supérieure vers tous les points d’accès wireless.
3. La catégorie 6A est disponible dans le monde entier en versions non blindées et blindées.
Le débat sur les vertus des solutions non blindées et blindées est loin d'être clos. La catégorie 6A (et CommScope) prend en charge les deux, tandis que les clients continuent d’afficher une préférence pour les solutions non blindées plus familières et plus faciles à installer.
2. La catégorie 6A offre des performances supérieures pour les applications PoE (Power over Ethernet).
À un moment où les normes PoE sont mises à jour pour doubler la puissance fournie aux appareils utilisant les quatre paires du câble, la catégorie 6A offre des performances de dissipation thermique améliorées par rapport à ses prédécesseurs de catégorie 5e et de catégorie 6. Lisez-en plus dans ce livre blanc sur les avantages de la catégorie 6A pour PoE.
1. La catégorie 6A offre un approvisionnement simple et rentable pour prendre en charge les applications actuelles et émergentes.
La catégorie 6A offre l’approvisionnement le plus rentable et le plus simple pour préparer les bâtiments d’aujourd’hui aux applications actuelles et futures. Alors que les applications 10 gigabit commencent à émerger, il est temps d’envisager d’approvisionner le bâtiment avec l’infrastructure de câblage cuivre appropriée basée sur la connectivité à paire torsadée de catégorie 6A.
Le coût le plus faible par gigabit transmis !
10 raisons de choisir la catégorie 6A
10 reasons to choose CAT6A
Préoccupations initiales
Lorsque les premiers câbles de catégorie 6A sont apparus, certains ont commenté le fait qu’ils étaient significativement plus grands et plus lourds que le câble moyen de catégorie 6. Cependant, au cours des dix dernières années, des améliorations ont été apportées pour répondre à ces préoccupations, rendant les câbles plus fins et plus légers. Il y avait également d’autres différences initiales, comme le fait d’être disponible uniquement sur les bobines au lieu de boîtes pratiques, mais la plupart des fournisseurs ont résolu cela (par exemple, l’utilisation des boîtes WeTote par CommScope).
Spécifications manquantes ?
En outre, compte tenu de la complexité et de la sophistication relatives de la Cat 6A, il est important de procéder à des tests. Pourtant, de nombreux fournisseurs n’ont pas fourni de document garantissant les performances ou les spécifications. Le résultat est que de nombreux déploiements de Cat 6A ont été mis en service sans avoir été testés de manière adéquate. Les spécifications complètes de SYSTIMAX GigaSPEED X10D, cependant, se trouvent dans ce guide.
Le poids en vaut la peine
Alors que la Cat 6A reste un câble plus conséquent que son prédécesseur, sa capacité à transporter 10 Gbit/s sur de plus longues distances et à réduire la paradiaphonie dépasse largement ces considérations. L’équivalent de 10 câbles de Cat 6 qui serait nécessaire pour correspondre aux performances de la Cat 6A serait ingérable !
Jusqu’à l’avènement des systèmes de catégorie 5 et des normes de câblage, les performances LAN étaient principalement limitées par le câblage du bâtiment et la capacité de l’équipement LAN à décoder correctement les signaux déformés par le câble. L’amélioration des performances observée avec la catégorie 5 à l’époque a permis d’atténuer ce problème. Cependant, à mesure que les vitesses LAN ont continué d’augmenter, un problème similaire est apparu lorsque les concepteurs d’équipements ont dû faire face à la nécessité de prendre en charge des vitesses de type gigabit sur l’infrastructure, d’où le passage aux spécifications des catégories 5e et 6. À mesure que les vitesses LAN ont augmenté jusqu’à 10 Gbit/s et que la technologie de câble et de connecteur s’est inévitablement améliorée, le concepteur LAN a dû tenir compte de l’impact de tous les composants de canal et de leur installation sur les performances.
La solution GigaSPEED X10D a été spécialement conçue avec des performances améliorées de câble et de connecteur destinées à prendre en charge les exigences Ethernet 10 Gbit/s émergentes. Grâce à une technologie brevetée et aux capacités scientifiques de SYSTIMAX Labs, la solution GigaSPEED X10D présente des performances de canal bien supérieures pour les solutions héritées, et des techniques d’ingénierie innovantes pour répondre aux demandes spécifiques que le 10 Gbit/s apporte à la couche physique.
L’architecture de câblage utilisée pour fournir un canal de communication est basée sur un canal à 4 connecteurs. Cette partie du système de câblage appelée sous-système horizontal (entre le distributeur au sol et la zone de travail) est le domaine donnant lieu à la plupart des débats sur les performances du LAN et du câblage.
La capacité de transport des données d’un système de câblage structuré est affectée par un certain nombre de défaillances introduites dans le canal par les composants du système et leur environnement immédiat. Plusieurs des défaillances qui ont un impact négatif sur le débit d’un système de câblage structuré sont énumérées ci-dessous.
- Bruit externe
- Délai et asymétrie du délai
- Perte d’insertion/Atténuation
- Incohérence d’impédance/Perte de retour
- Paradiaphonie
Ces dysfonctionnements potentiels peuvent provoquer des erreurs de bits, pouvant réduire le débit global d’un canal de système de câblage structuré. Le taux d’erreur binaire (BER) est le rapport entre le nombre de bits reçus incorrectement et le nombre de bits transmis. La nécessité de minimiser les erreurs de bits afin d’optimiser le débit est essentielle à mesure que des applications à haut débit et à forte consommation de bande passante émergent. Dans les applications de données, un BER (Bit Error Rate, « taux d’erreur sur les bits ») plus élevé entraîne des performances réseau plus lentes en raison des retransmissions de signal. Dans les applications vidéo, un BER plus élevé entraîne des affichages saccadés, des trames manquées et la création de taches blanches (neige). Dans chaque domaine d’application, un BER plus élevé entraîne des performances insatisfaisantes.
Les principaux paramètres de câblage sont l’impédance, la perte de retour de canal, la perte d’insertion et la paradiaphonie. Une compréhension de ces paramètres est essentielle pour évaluer le plein potentiel de ce système de câblage.
Le bruit est couplé au canal via des champs électriques et magnétiques externes situés à proximité du canal. Une décharge non directe de décharge électrostatique (DES) ou un événement de transitoire électrique rapide (TER) est un exemple de source de bruit externe. Avec le système de câblage GigaSPEED X10D, ce problème est surmonté grâce à l'excellent équilibre des produits.
L’équilibre est le degré auquel le signal sur un fil d’une paire est égal en amplitude, mais opposé en phase par rapport à l’autre fil de cette même paire. Chaque signal est mesuré par rapport à la terre. En supposant que le signal est appliqué de manière parfaitement équilibrée, la tension moyenne est nulle. Cependant, l’équilibre peut être perturbé. Les principales causes de cette perturbation de l’équilibre sont les connecteurs de la liaison.
Lorsque le canal n’est pas bien équilibré (par exemple, si le blindage des câbles dégrade l’équilibre), il existe une tension entre les paires qui sera ajoutée au signal transmis en tant que bruit de mode commun, augmentant ainsi l’occurrence d’erreurs de bits. Le système dépendra alors du taux de rejection de mode commun (CMR) du récepteur pour éliminer tous les effets. En outre, le déséquilibre augmente les émissions et dégrade l’immunité.
Dans les environnements LAN, l’utilisation d’une transmission équilibrée avec des composants électroniques et des câbles bien équilibrés élimine le besoin de blindage des paires comme mesure contre les interférences externes et les émissions rayonnées, et élimine la nécessiter de se soucier en plus de la mise à la terre et de la liaison. Étant donné que les exigences de mise à la terre diffèrent d’un pays à l’autre, le seul système de câblage véritablement « portable » et « ouvert » est le système de câblage UTP.
Un signal passant d’une extrémité à l’autre d’un canal de câblage est retardé dans le temps d’une quantité égale à la longueur du câble divisée par la vitesse de propagation pour ce support de transmission. Ce délai est appelé « délai de propagation ». Pour les câbles pratiques, la vitesse de propagation dépend des propriétés des matériaux diélectriques autour des conducteurs. Le délai de propagation du câble est caractérisé par la paire la plus défavorable.
L’asymétrie du délai est la différence dans le délai de propagation entre deux paires quelconques dans la même gaine de câble. Ce paramètre dépend de la longueur et il est possible pour une longueur plus courte de passer alors qu’elle échoue à 100 mètres. Les variations des taux de torsion, couplées à la composition diélectrique des paires, déterminent l’asymétrie, qui est exprimée en secondes. La réduction de l’asymétrie du délai est critique pour les applications qui nécessitent la transmission de signaux sur plusieurs paires torsadées et qui arrivent en même temps à l’extrémité réceptrice d’un canal.
Les canaux SYSTIMAX GigaSPEED X10D ont une excellente marge pour le délai de propagation et l’asymétrie du délai.
La perte d’insertion, également appelée atténuation, est la perte ou la diminution d’un signal lorsqu’il traverse un support de transmission. La perte se produit dans tout type de support de transmission. L’effet de la perte d’insertion est important car il détermine principalement la distance maximale à laquelle deux dispositifs peuvent être séparés.
La perte d’insertion dans le fil de cuivre est causée par deux facteurs :
- La perte de cuivre qui est inévitable et similaire pour toutes les paires torsadées de 100 Ohm. Elle ne peut pas augmenter de manière significative en raison des limitations de taille du fil isolé à insérer dans un connecteur RJ45. Par conséquent, des augmentations spectaculaires de l’atténuation ne seraient réalisables qu’avec l’adoption d’un nouveau connecteur, ce qui n’est pas souhaité par la plupart des utilisateurs.
- La perte diélectrique, ou dissipation, due à l’isolation et aux matériaux de gainage utilisés sur les conducteurs et le câble. Il est important de limiter la perte de dissipation des matériaux isolants et des gaines afin de minimiser l’atténuation du câble. Le facteur de dissipation est une mesure relative de la perte d’un matériau.
La perte d’insertion est généralement exprimée en dB par unité de longueur (par exemple, dB/1 000 pieds). Elle est une mesure de l’ampleur de l’affaiblissement ou de la réduction de l’amplitude d’un signal lorsqu’il traverse un câble.
La perte d’insertion est un paramètre clé pour décider de la bande passante disponible utilisée pour la 10GBaseT.
L’impédance caractéristique correspond à l’impédance d’entrée d’une ligne de transmission uniforme d’une longueur infinie :
Elle correspond également à l’impédance d’entrée d’une ligne de transmission de longueur finie qui est terminée dans sa propre impédance caractéristique. Elle est fonction de la construction du câble et de la fréquence du signal appliqué, et n’est pas liée à la longueur. À très hautes fréquences, l’impédance caractéristique a tendance à avoir une valeur fixe qui est résistive. Par exemple, les câbles téléphoniques à paire torsadée ont une impédance de 100 ohms au-dessus de 1 MHz.
La puissance maximale est transférée de la source à la charge lorsque l’impédance de charge ZL est égale à l’impédance caractéristique de la ligne de transmission ZO. En d’autres termes, toute l’énergie est transmise et aucune énergie n’est réfléchie à la terminaison du câble. Lorsque l’impédance de charge ou de terminaison est différente de l’impédance caractéristique, le signal qui se déplace jusqu’au câble est partiellement réfléchi à la jonction câble/charge. La puissance du signal réfléchi est appelée perte de retour (RL) en dB.
Lorsque la géométrie du câble varie le long de la longueur, son impédance varie également. Cette fluctuation de l’impédance provoque également des réflexions.
La perte de retour de canal (RL) est une mesure de la cohérence de l’impédance sur la longueur du câble, mais également des connexions et des câbles de raccordement. Les paramètres qui affectent l’uniformité du canal comprennent la distance de séparation moyenne entre les deux conducteurs d’une paire, l’uniformité de torsion de la paire et l’uniformité transversale des noyaux isolés eux-mêmes. Ces paramètres sont des mesures très importantes de la qualité de fabrication des câbles, des connecteurs et des cordons de raccordement. Même de petites variations dans ces paramètres dégraderont significativement les performances RL.
La raison pour laquelle le RL peut poser problème est que la variation de l’impédance dans le canal provoque une forme de bruit au niveau du récepteur. Il est donc important de contrôler les non-uniformités admissibles pour s’assurer que leur effet est faible par rapport à d’autres sources de bruit, telles que la paradiaphonie. La perte de retour est importante pour les schémas de transmission bidirectionnelle (double duplex) où une paire est utilisée pour transmettre et recevoir en même temps. Notez qu’un schéma de transmission peut être duplex intégral sans être duplex double (par ex. transmission sur une paire, réception sur une autre paire).
Minimiser la discordance d’impédance au sein d’un canal devient important lorsque l’on tente de prendre en charge une application telle que 1000BASE-TX or 10GBASE-T qui utilise une fonction hybride dans les circuits d’interface. La fonction hybride est utilisée pour obtenir une transmission duplex intégrale (bidirectionnelle) des informations de données. Le circuit hybride présente quatre paires de terminaux disposées de telle sorte qu’un signal entrant sur une paire de bornes se divise et émerge des deux paires adjacentes, mais ne peut pas atteindre la paire de terminaux opposée. Il est essentiel que l’impédance de l’hybride et celle du canal correspondent, sinon des échos, représentant l’énergie transmise qui est réfléchie, seront générés et apparaîtront sous forme de bruit au niveau des circuits de réception. Le circuit d’annulation d’écho est incorporé dans les circuits d’interface 1000BASE-TX and 10GBASE-T afin de réduire considérablement les échos résultant de la fonction hybride.
Un canal composé d’un câble et de connecteurs avec une impédance différente ou non appariée va avoir une faible perte de retour, causée par toutes les réflexions provenant de la connexion.
Dans la solution SYSTIMAX GigaSPEED X10D, tout le matériel de terminaison, l’équipement et les cordons de la zone de travail sont conçus pour s’adapter à l’impédance du câble, fournissant un canal réglé qui garantit des performances optimales.
La perte de retour de canal est dominée par les éléments suivants :
- très basses fréquences : impédance du câble > 100 Ohms
- fréquences de bande moyenne : discordances d’impédance câble/cordon
- hautes fréquences : perte de retour de connecteur (câble SRL négligeable)
La paradiaphonie est probablement la caractéristique la plus importante du câblage pour les applications de données haut débit. C’est l’énergie indésirable qui apparait dans un chemin de signal suite au couplage à partir d’autres chemins de signal. Les signaux induits peuvent être suffisamment significatifs pour corrompre les données et provoquer des erreurs.
Méthodologie de mesure de la paradiaphonie
Deux méthodes de référence à la paradiaphonie sont courantes sur le marché aujourd’hui : les méthodes paire à paire et cumulée.
La méthode paire à paire nécessite que la paradiaphonie soit mesurée pour chaque combinaison de paires dans un câble. Plus précisément, pour un câble à 4 paires, la paradiaphonie est mesurée pour un total de six combinaisons de paires. La « pire paradiaphonie paire à paire » est la valeur de paradiaphonie pour la plus mauvaise des six mesures. La raison pour laquelle la méthode paire à paire a été sélectionnée pour les câbles à 4 paires est que, pour les applications LAN à l’époque, généralement, seules deux paires (combinaison de paire unique) étaient utilisées pour la transmission des données.
Dans les situations où les applications partagent la même gaine de câble ou lorsqu’un schéma de transmission parallèle est utilisé, comme pour la 10GBaseT, il utilise la structure de paire complète dans le même câble. Par exemple, pour gérer un réseau gigabit sur ses 4 paires de canaux de câblage, une simple spécification de la diaphonie sur une base paire à paire ne serait pas adéquate. Bien que le couplage de diaphonie pour chaque combinaison de paires pourrait répondre aux spécifications de la catégorie pertinente sur une base paire par paire, le couplage de diaphonie TOTALE sur une paire à partir de toutes les autres paires pourrait être excessif et entraîner une perte d’intégrité des données. En modifiant la méthode de mesure en méthode cumulée, on est assuré que la diaphonie totale dans un câble avec toutes les paires utilisées ne dépasse pas la diaphonie trouvée dans un câble avec seulement deux paires utilisées. Ceci est important pour s’assurer que les performances ne sont pas compromises.
Le calcul de la diaphonie cumulée d’un câble est habituellement de 3 à 6 dB inférieur à ses performances en matière de diaphonie entre paires. Il faut cependant noter qu'il s'agit d'une méthode de mesure différente, et que les utilisateurs devraient s’assurer que le fournisseur de câblage spécifie les deux, car la conformité à l’une ne présume pas la conformité à l’autre.
Mentionnons aussi ici qu’effectuer des tests à partir des deux extrémités du câble est nécessaire pour bien comprendre les performances de tous les canaux, parce que la plupart des systèmes disposent d’un transmetteur et d’un récepteur à chaque extrémité. Les résultats de la diaphonie à une extrémité du câble peuvent être différents des résultats à l’autre extrémité.
Dans la mesure de la diaphonie, une valeur numérique plus élevée (mesurée en dB/s) est préférée à des valeurs plus faibles. La valeur plus élevée implique qu’un niveau de bruit plus faible est transféré dans la paire adjacente. La diaphonie dépend de la fréquence, ce qui signifie que la diaphonie diminue (c.-à-d. plus de bruit est transféré) lorsque la fréquence augmente.
Paradiaphonie, télédiaphonie et diaphonie exogène
Lorsque les réseaux LAN ont commencé à utiliser les systèmes de câblage UTP comme moyen de transmission, le bruit qui limitait leur utilisation provenait de sources externes au système de câblage, ainsi que de signaux sur d’autres paires du même câble. Les sources de bruit externe ont été considérablement réduites grâce à une meilleure conception des câbles et des équipements, au respect des normes d’émission gouvernementales et à l’amélioration des procédures d’installation des câbles. Une forme de bruit externe à laquelle on fait référence est la diaphonie exogène. Il s’agit du bruit capté par d’autres signaux circulant dans des câbles adjacents, ce qui génère une diaphonie exogène. La manière et le soin avec lesquels le câblage est mis en œuvre sont des facteurs importants pour les performances des systèmes de câblage installés. Les précautions prises en matière d’installation et de gestion des câbles doivent inclure l’élimination des contraintes sur les câbles causées par la tension, les courbes prononcées et les câbles serrés.
Du point de vue des normes, les mesures de diaphonie exogène sur le terrain ne sont pas simples. La configuration de test réaliste consiste à effectuer un calcul de la somme des puissances du bruit de la diaphonie exogène de 24 paires de 6 câbles qui entourent une paire dans le câble à tester ; cette configuration est connue sous le nom de configuration « 6-around-1 ».
Un des avantages principaux de la solution GigaSPEED X10D est la réduction substantielle de la diaphonie exogène, ce qui permet d’atteindre la capacité potentielle des canaux requise pour la norme 10GBaseT. En utilisant la configuration de test « 6-around-1 », les graphiques de test suivants pour PSANEXT et PSAELFEXT montrent les excellentes performances des solutions GigaSPEED X10D.
D’autres formes de diaphonie sont également présentes dans le câble et le matériel de connexion.
Animation Paires de filage CTAT
Near End Crosstalk (NEXT) désigne le couplage indésirable des signaux de la paire d’émission sur la paire de réception à la même extrémité (= proche). L’isolation NEXT est exprimée en dB. Il s’agit d’une mesure du degré d’isolation des paires d’un câble les unes par rapport aux autres.
Paire à paire NEXT
La méthode paire à paire convient aux câbles à faible nombre de paires (c.-à-d. 4 paires ou moins). Elle est habituellement utilisée pour mesurer la paradiaphonie (NEXT). La mesure suppose une paire perturbatrice et détermine la quantité de signal couplé dans les autres paires du câble.
Power Sum NEXT (PSNEXT) désigne le couplage indésirable des signaux de toutes les autres paires dans une seule paire. En fait, Power Sum est une spécification plus stricte.
Far End Crosstalk (FNEXT) désigne le couplage indésirable des signaux de la paire d’émission sur la paire de réception à l’autre extrémité (= loin). L’isolation FEXT est également exprimée en dB. Ce paramètre est maintenant important pour les nouvelles applications haut de gamme.
Equal Level Far End Crosstalk (ELFEXT) est identique à FEXT, sauf que le signal couplé à l’extrémité distante est relatif au signal atténué à l’extrémité distante sur la paire à laquelle le signal a été appliqué à l’extrémité locale.
Power Sum Equal Level Far End Crosstalk (PSELFEXT) est la somme de la puissance ELFEXT de toutes les autres paires du câble. Cette mesure est applicable aux schémas de transmission parallèle lorsque plus de deux paires de câbles sont utilisées pour transmettre dans chaque direction (par ex. 1000BASE-T).
Historiquement, la diaphonie était principalement attribuée aux câbles, mais à mesure que les vitesses des réseaux locaux ont augmenté et que les câbles se sont améliorés, d’autres composants du canal ont commencé à contribuer à la diaphonie. L’effet cumulatif est connu sous le nom de diaphonie composite, et les principaux composants du canal qui y contribuent sont les cordons, le matériel de connexion et le câble. Les valeurs de diaphonie peuvent également être affectées par les pratiques d’installation, notamment la longueur des câbles d’équipement, de brassage et de zone de travail, ainsi que le degré de détorsion des paires dans les câbles. La diaphonie des connecteurs peut être un problème, à moins qu’elle ne soit compensée dans la conception du connecteur. La diaphonie peut également augmenter en raison d’une inadéquation entre les cordons de raccordement, les connecteurs et le câble horizontal. Ce phénomène est le plus visible sur les liens courts. Encore une fois, si cela n’est pas pris en compte dans la conception de tous les composants qui forment le canal, un canal contenant des composants apparemment conformes aux normes peut échouer aux tests une fois installé.
Amélioration de la suppression de la diaphonie dans les fiches et les prises
Afin d’atteindre les performances de la catégorie 6A lors de l’accouplement de prises et de fiches modules, les prises doivent être conçues avec des techniques d’annulation de la diaphonie pour compenser la diaphonie présentée par la fiche. Alors comment améliorer les performances de ce « maillon faible » ?
La réponse se trouve dans la « correspondance parfaite » des fiches et des prises rétrocompatibles. En surmontant les obstacles liés à l’accouplement des fiches et des prises, on peut obtenir des performances constantes pour les connexions de la catégorie 6A. Le premier obstacle consiste à surmonter la variabilité des performances des prises. Comme la principale difficulté réside dans la terminaison des paires de câbles à l’intérieur de la fiche, les laboratoires SYSTIMAX ont introduit dans le GS10E des fiches GigaSPEED X10D, une conception de terminaison qui réduit la variabilité à un niveau négligeable. Dès que le cordage pénètre dans la fiche par l’arrière, les paires sont contrôlées et la détorsion des paires et l’emboîtement des conducteurs requis dans les fiches conventionnelles sont ainsi évités. Le deuxième obstacle consiste à améliorer les performances d’accouplement de la prise. Pour porter les performances de la prise à de nouveaux niveaux tout en maintenant la rétrocompatibilité avec les fiches existantes, les laboratoires SYSTIMAX ont incorporé dans leurs fiches GigaSPEED X10D des techniques supplémentaires d’annulation de la diaphonie uniques dans le secteur.
Modélisation du champ électrique
Modélisation du champ magnétique
Le résultat final de l’amélioration des performances en matière de diaphonie dans le câble et le matériel de connexion est la performance optimale d’un canal installé.
Démystification des fréquences au-delà des spécifications de Cat. 6A
Le 8 juin 2006, l’IEEE a approuvé la norme IEEE 802.3an-2006, qui concerne une nouvelle interface de sous-couche de codage physique et une nouvelle interface de sous-couche de fixation de support physique pour Ethernet 10 Gb/s. Ler 10GBASE-T spécifie une interconnexion LAN pour jusqu’à 100 mètres de systèmes de câblage structuré à paires torsadées équilibrées. Une fois ces spécifications données, les organisations de normalisation telles que TIA, EN et ISO/IEC ont confirmé les spécifications des composants pour le câblage de Cat. 6A qui prenait en charge les applications 10GBASE-T. Chacun de ces corps de normalisation définit la fréquence maximale pour un composant de Cat. 6A jusqu’à 500 MHz. Les fréquences supérieures à 500 MHz n’ont pas été définies car elles ne seront pas utilisées au regard des spécifications IEEE.
Certaines entreprises choisissent de faire la publicité d’un câblage de Cat. 6A en revendiquant des performances allant jusqu’à 650 MHz ou plus. Cependant, bien que certaines sociétés de câblage (y compris CommScope) collectent régulièrement des données à des fréquences supérieures à 500 MHz pour assurer un processus de fabrication stable, elles ne favorisent pas la performance au-delà de la fréquence maximale de 500 MHz pour un composant de Cat. 6A. CommScope ne tient pas compte des fonctionnalités qui, selon elle, n’ont aucune incidence pratique sur les performances 10GBASE-T ou Cat 6A et se concentre sur les fonctionnalités qui, à son avis, présentent un avantage pratique pour les clients souhaitant exploiter des applications 10GBASE-T.
Alors que les vitesses des réseaux LAN continuent d’augmenter, la capacité de transmission d’un système de câblage dépend des performances supérieures non seulement du câble, mais aussi de tous les composants du canal LAN.
Les fabricants de systèmes de câblage de bout en bout (plutôt que les fabricants de composants individuels) ont un avantage significatif en ce qui concerne les performances des canaux de bout en bout. Il devrait être clair dans ce cas qu’une meilleure fiabilité et des niveaux de performance plus élevés sont obtenus par des conceptions complémentaires des câbles, des prises et des connecteurs. Des considérations similaires s’appliquent à l’interrelation des autres composants du système de câblage, et seule une évaluation minutieuse des forces et faiblesses relatives de chaque composant du canal de câblage permet d’effectuer les ajustements nécessaires.
L’amélioration de la perte d’insertion et la réduction spectaculaire de tous les types de diaphonie présentés par la solution GigaSPEED X10D dépasse les exigences de l’IEEE pour la norme 10GBASE-T sur UTP et les spécifications extrapolées de performance des canaux de la norme TIA/EIA Catégorie 6A et de la norme ISO Class EA jusqu’à 500 MHz.
D’abord proposée aux clients en 2004, la solution SYSTIMAX GigaSPEED 10D est la mise en œuvre de la Cat 6A propre à CommScope, combinant toute la compatibilité et la fonctionnalité de la Cat 6A avec l’expertise et la fiabilité de CommScope.
- Par les inventeurs de la Cat 6A
- Premier fournisseur de Cat 6A au monde
- Solution suivie disponible dans plus de 150 pays
- Installation de production dans le monde entier
- Performances garanties (assurance des applications et garantie de 25 ans)
- Prend en charge la HD, l’A/V, le Wi-Fi 6 et 6E, le PoE, l’IB cellular, l’IdO et bien plus
- Réseau unique pour prendre en charge les applications convergentes
- Alimentation et données sur le même support
- Solution de bout en bout d’une seule source
- Facilité de conception, facilité de déploiement
- Une réputation de fiabilité éprouvée
- Des performances supérieures aux normes
- Soutenu par un réseau mondial de fournisseurs de solutions et par les ingénieurs de CommScope
- Prend en charge les systèmes IT et OT
- Plusieurs empreintes (panneaux)
- Option prédéterminée
- Système de gestion automatisée des infrastructures
Ressources supplémentaires :
Fiche d’information : Pourquoi la catégorie 6A de CommScope ?
Guides de commande des systèmes de câblage structuré
Téléchargez le guide de commande pour votre région :
SYSTIMAX : Amérique du Nord | Europe, Moyen-Orient et Afrique | Asie Pacifique | Caraïbes et Amérique latine
NETCONNECT : Europe, Moyen-Orient et Afrique | Asie Pacifique | Caraïbes et Amérique latine
Uniprise : Amérique du Nord
Calculateurs de câblage
Calculateur de chemins de câblage
Cet outil web vous permet d'estimer aisément le nombre de câbles pouvant tenir dans un chemin ou dans un conduit, en fonction d'un pourcentage de remplissage. Les utilisateurs peuvent sélectionner des câbles, trunks, chemins et conduits dans des listes prédéfinies ou définir les leurs.
CommScope fournit des supports de formation en ligne afin d’aider les utilisateurs à développer une compréhension approfondie de la conception basée sur les normes à l’aide de SYSTIMAX, et de la manière dont elle peut être mise en œuvre dans un contexte de « développement intelligent ».
i Publiée en 2010, la TIA-1179 recommande la catégorie 6A pour toutes les nouvelles installations dans les établissements de santé et a été la première norme à recommander la catégorie 6A pour les nouvelles installations en dehors du data center. De même, publiée en 2014, la TIA-4966 recommande la catégorie 6A pour les nouveaux établissements d’enseignement, en fonction de la nécessité d’une infrastructure haute performance requise pour la connectivité câblée et wireless.
Pourquoi votre Cat 6A a résisté à l’épreuve du temps, contrairement à votre téléphone portable.
Toujours en pleine forme à 16 ans : nous découvrons ce qui fait de la Cat 6A une technologie si durable.