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Beaucoup aide beaucoup ?

De nombreux câblages informatiques sont constitués de composants individuels de différents fabricants. Selon le principe "beaucoup aide beaucoup", les utilisateurs, les planificateurs et les installateurs spécialisés choisissent des composants avec des valeurs individuelles particulièrement élevées. Mais au lieu d'obtenir l'infrastructure performante espérée, ils obtiennent souvent de moins bons résultats avec de telles solutions Mix&Match qu'avec un câblage composé de composants système harmonisés d'une gamme de produits aux valeurs individuelles moins spectaculaires. Cela n'est pas surprenant si l'on s'interroge de manière critique sur la signification des valeurs individuelles.

Dans toute discussion sur le câblage informatique, la fréquence maximale et la valeur nvp ne manquent jamais. Soutenues par les services marketing ingénieux de certains fabricants, les fiches techniques des différents composants prennent parfois des valeurs presque inflationnistes. Les utilisateurs, les installateurs et les planificateurs aiment le sentiment de sécurité que suggèrent les grandes réserves par rapport aux valeurs normalisées. La protection de l'investissement et la sécurité pour l'avenir grâce à une durée d'utilisation prétendument plus longue sont volontiers citées comme arguments.

En réalité, les valeurs spécifiées dans les normes pertinentes ne sont que des exigences minimales sur lesquelles on s'est mis d'accord après de longues discussions. Les solutions de produits présentant des réserves appropriées par rapport à ces valeurs fonctionnent de manière fiable non seulement dans un laboratoire protégé, mais aussi dans des conditions pratiques difficiles.

Pourtant, dans la pratique, il arrive souvent que des composants individuels présentant d'excellentes valeurs techniques et d'énormes réserves fournissent un résultat décevant lorsqu'ils sont combinés.

La raison en est aussi simple qu'évidente : les composants ne sont pas adaptés les uns aux autres. La plupart du temps, ils appartiennent à des lignes de produits différentes et il n'est pas rare qu'ils proviennent même de fabricants différents. Si l'un des composants se situe à l'extrémité supérieure de la plage de tolérance autorisée et l'autre à l'extrémité inférieure, des problèmes de transmission peuvent survenir, et ce bien que chaque composant, considéré séparément, dispose de réserves importantes.

Il vaut donc la peine d'examiner de plus près ce qui se cache physiquement derrière les différentes valeurs.

Les caractéristiques

Fréquence maximale - la surexploitée

Aucune valeur du câblage n'est aussi surexploitée que la fréquence maximale. Les fiches techniques semblent vouloir faire de la surenchère dans les indications de mégahertz. On peut douter que beaucoup aide vraiment beaucoup.

Le débit maximal sur les lignes de données en cuivre à paires torsadées est actuellement de 10 Gbit/s, normalisé en tant que 10GBASE-T selon IEEE 802.3. La famille de normes DIN EN 50173 prévoit pour ce type de réseau une ligne de câblage de classe EA, composée de composants de catégorie 6A. Leur spectre de fréquences est spécifié pour une plage de 1 MHz à 500 MHz. Aucune variante Ethernet ne requiert de composants de catégorie 7 jusqu'à 600 MHz ou même de catégorie 7A jusqu'à 1 GHz (1 000 MHz). La plage de fréquences au-delà de 500 MHz n'est pratiquement pas utilisable pour la transmission de données jusqu'à 10 Gigabit Ethernet inclus.

Réserve système élevée des composants de raccordement Cat.6A de Telegärtner mesurée sur 90 m Permanent Link Class EA selon ISO/IEC 11801.

Qu'en est-il des réserves pour les futurs types de réseaux avec des débits de données plus élevés et donc des fréquences maximales plus élevées ? L'argument souvent avancé est que les composants avec une fréquence maximale plus élevée offrent une plus grande sécurité pour l'avenir et donc une meilleure protection des investissements.

En fait, les catégories 8.1 et 8.2 pour 40 Gigabit Ethernet sur paires torsadées sont actuellement en cours de consultation, et le projet de catégorie 8.1 inclut un connecteur compatible RJ45. Pour les deux variantes de catégorie 8, on s'est toutefois mis d'accord au niveau international sur une fréquence maximale de 1,6 GHz (1.600 MHz). Les lignes jusqu'à 1.000, 1.200 ou 1.500 MHz ne sont donc d'aucune aide.

Pour les réseaux performants jusqu'à 10 Gigabit Ethernet inclus, 500 MHz suffisent. Pour la variante quatre fois plus rapide, qui n'est pas encore normalisée, il faut déjà atteindre 1.600 MHz.

nvp - le plus souvent cité

Dans l'échelle de popularité, la valeur nvp se situe juste derrière la fréquence maximale. Nvp est l'abréviation de l'expression anglaise "normal velocity of propagation". Le terme technique allemand est "Signalausbreitungsgeschwindigkeit" (vitesse de propagation du signal). Cette grandeur indique la vitesse à laquelle un signal se déplace le long d'une ligne. Elle est exprimée en pourcentage de la vitesse de la lumière dans le vide, ou sous la forme d'un nombre décimal approprié.

Une nvp de 74 % (ou 0,74) signifie donc qu'un signal électrique se déplace le long de la ligne à 74 % de 300 000 km/s, soit environ 222 000 km/s. Pour une longueur de ligne de 100 mètres maximum, il arrive donc au récepteur après environ 0,45 µs.

Que le signal parvienne au récepteur un peu plus tôt ou un peu plus tard joue un rôle plutôt secondaire dans la pratique. Selon la ligne, on rencontre des valeurs nvp de 0,69 à 0,79, parfois même supérieures ou inférieures.

La valeur nvp joue un rôle beaucoup plus important lors de la détermination de la longueur des lignes par des appareils de mesure de terrain, en particulier lorsque ces mesures sont utilisées pour la facturation des lignes posées. Selon la formule simple "distance = vitesse x temps", un instrument de mesure de terrain calcule la longueur de la ligne en multipliant la vitesse introduite (nvp) par le temps mesuré jusqu'à ce que le signal arrive au récepteur. Si une valeur nvp erronée est introduite dans l'appareil de mesure de terrain, des erreurs considérables peuvent survenir dans le calcul de la longueur.

A cela s'ajoute l'effet que la longueur mécanique d'un câble n'est pas égale à sa longueur électrique. La longueur mécanique est la longueur que l'on peut mesurer de l'extérieur avec un mètre. La longueur électrique est la longueur d'un fil de cuivre ou d'une paire de fils, c'est-à-dire la longueur que parcourt effectivement un signal électrique. Si l'on avait deux fils rectilignes, la longueur mécanique et la longueur électrique seraient égales. Mais comme les paires de fils d'un câble à paires torsadées sont torsadées, elles sont plus longues que ce qui est mesuré de l'extérieur. La comparaison la plus simple est celle d'une échelle et d'un escalier en colimaçon : Pour monter de cinq mètres dans les airs, il suffit en fait de parcourir cinq mètres sur une échelle verticale. Sur un escalier en colimaçon, le chemin est toutefois nettement plus long, car il s'agit de spirales.

Si l'on veut donc être très précis en matière de longueur de câble, il ne reste plus qu'à équiper un câble d'une longueur mécanique précise (typiquement 50 m) de modules RJ45 et à l'utiliser comme référence de longueur. On modifie ensuite la valeur nvp sur l'appareil de mesure raccordé jusqu'à ce qu'il affiche également une longueur de câble de 50 mètres. Le fait que les quatre paires de fils d'un câble à paires torsadées soient torsadées différemment, et qu'elles aient donc des longueurs électriques différentes, complique encore les choses. C'est pourquoi certains planificateurs prescrivent de régler la valeur nvp de telle sorte que 50 mètres soient mesurés pour la paire de fils la plus courte, d'autres de telle sorte que 50 mètres soient mesurés pour une paire de fils prédéfinie (par exemple la paire orange et blanche) ou que la moyenne arithmétique des longueurs des quatre paires de fils donne 50 mètres. C'est une question d'accord.

Return Loss - le plus souvent négligé

Étonnamment, une valeur est souvent négligée dans la pratique : l'affaiblissement de retour, en anglais return loss, ou RL.

Partout où le trajet du signal change, il se produit ce que l'on appelle des points de choc pour les ondes électromagnétiques. Une telle modification peut être le passage de la ligne à une fiche ou à une prise, ou le passage entre la prise et la fiche. Il peut également s'agir d'une modification géométrique du câble, par exemple un coude ou une déformation due à un serre-câble trop serré.

Une partie de l'onde électromagnétique est réfléchie à de tels points d'impact. Dans le cas de l'Ethernet Gigabit et 10 Gigabit, où des signaux sont transmis dans les deux sens sur chaque paire de fils, les signaux réfléchis sont interprétés comme des signaux utiles entrants - c'est-à-dire comme des données "réelles" -, ce qui entraîne des taux d'erreurs binaires élevés.

Les points de jonction et les erreurs de bits qui en résultent peuvent être évités non seulement par une installation professionnelle, mais aussi et surtout par des systèmes de câblage dont les différents composants sont parfaitement adaptés les uns aux autres.

Des systèmes coordonnés offrent la sécurité

La qualité est indispensable pour des câblages informatiques performants. Cela implique que les composants utilisés disposent de réserves correspondantes par rapport aux valeurs minimales définies dans les normes applicables. Mais ce ne sont pas les composants individuels avec des valeurs aussi élevées que possible qui décident en fin de compte de la qualité et de la performance d'une infrastructure, mais leur interaction.

Des composants harmonisés entre eux offrent des avantages évidents par rapport à un câblage sauvage Mix&Match. Cela est confirmé par des garanties système correspondantes, valables jusqu'à 25 ans.

Les techniques de mesure les plus modernes du laboratoire de Telegärtner garantissent la qualité des produits