Le câble à paires torsadées est un projet de câblage complet qui constitue le moyen de transmission le plus couramment utilisé. Il est composé de deux fils de cuivre recouverts d’une couche protectrice isolante. Les deux fils de cuivre isolés sont torsadés l’un avec l’autre selon une certaine densité, et les ondes rayonnées par chaque fil lors de la transmission seront annulées par les ondes émises par l’autre fil, réduisant ainsi efficacement le degré d’interférence du signal.
Le câble à paires torsadées est généralement constitué de deux fils de cuivre isolés de 22 à 26, torsadés l’un dans l’autre, d’où le nom de « paires torsadées ». En pratique, les câbles à paires torsadées sont constitués de plusieurs paires de fils torsadés enveloppés dans une gaine isolée. Si une ou plusieurs paires de fils à paires torsadées sont placées dans une gaine isolée, on obtient un câble à paires torsadées, mais dans la vie quotidienne, on parle généralement de « câble à paires torsadées », c’est-à-dire de « fil à paires torsadées ».
Par rapport à d’autres supports de transmission, le câble à paires torsadées est soumis à certaines restrictions en ce qui concerne la distance de transmission, la largeur de canal et la vitesse de transmission des données, mais son prix est relativement bas.
Principe du câble à paires torsadées
Les fils à paires torsadées sont fabriqués en tordant une paire de fils métalliques isolés l’un de l’autre. Cette méthode permet non seulement de résister à une partie des interférences électromagnétiques provenant du monde extérieur, mais aussi de réduire les interférences mutuelles entre plusieurs paires de fils torsadés. Les deux fils isolés sont torsadés l’un avec l’autre, et le signal d’interférence agit sur ces deux fils mutuellement torsadés à l’unisson (ce signal d’interférence est appelé signal de mode commun), qui peut être éliminé dans le circuit différentiel du signal reçu, de sorte qu’un signal utile peut être extrait (signal de mode différentiel).
Le but de la paire torsadée est de rendre le bruit (dans le monde professionnel, le signal inutile est appelé bruit) généré par l’interférence externe sur les deux fils identique, de sorte que le signal utile puisse être extrait par le circuit différentiel suivant, qui est un circuit soustractif dans lequel les signaux dans la même phase aux deux entrées (signaux de mode commun) s’annulent mutuellement (m-n), et les signaux inversés, qui sont équivalents à x-(-y), sont augmentés. Théoriquement, m=n et x=y dans les circuits à paires torsadées et différentiels équivalent à l’élimination complète des signaux parasites et au doublement des signaux utiles, mais il y a quelques différences dans le fonctionnement réel.
Classification des câbles à paires torsadées
Classification par fréquence et rapport signal/bruit
Le câble à paires torsadées se décline généralement en catégorie 3, catégorie 5 et ultra-catégorie 5, ainsi qu’en catégorie 6, le diamètre du premier fil étant fin tandis que celui du second est épais :
Catégorie 1 (CAT1)
La largeur de bande maximale du câble est de 750kHZ, ce qui est utilisé pour les systèmes d’alarme ou pour la transmission de la voix uniquement (la norme de catégorie 1 est principalement utilisée pour les câbles téléphoniques avant le début des années 1980), et n’est pas utilisée pour la transmission de données.
Câble de catégorie 2 (CAT2)
La largeur de bande maximale du câble est de 1MHZ, utilisée pour la transmission de la voix et la transmission de données à un taux de transmission maximal de 4Mbps, que l’on trouve généralement dans les anciens réseaux à jetons utilisant le protocole de passage de jetons de la spécification 4MBPS.
Câble de catégorie 3 (CAT3)
Désigne le câble spécifié dans les normes ANSI et EIA/TIA568, qui a une fréquence de transmission de 16 MHz et un taux de transmission maximal de 10 Mbps (10Mbit/s), et qui est principalement utilisé pour la voix, l’Ethernet 10Mbit/s (10BASE-T), et l’anneau à jeton 4Mbit/s, avec une longueur de segment maximale de 100m, et un connecteur de la forme RJ, qui est en voie de disparition sur le marché. disparu du marché.
Câble de catégorie 4 (CAT4)
Cette catégorie de câble a une fréquence de transmission de 20 MHz et est utilisée pour la transmission de la voix et des données à un taux maximum de 16 Mbps (appelé 16 Mbit/s token ring), principalement pour les LAN à jeton et 10BASE-T/100BASE-T.
Câble de catégorie 5 (CAT5)
Ce type de câble augmente la densité de l’enroulement, recouvre un matériau isolant de haute qualité, la largeur de bande de fréquence maximale du câble est de 100 MHz, le taux de transmission maximal est de 100 Mbps, utilisé pour la transmission de la voix et la transmission de données à un taux de transmission maximal de 100 Mbps, principalement utilisé pour les réseaux 100BASE-T et 1000BASE-T, la longueur maximale du segment est de 100m, l’utilisation de la forme RJ du connecteur.
Câble de catégorie 5 (CAT5e)
La catégorie 5 présente une faible atténuation, une faible diaphonie, un rapport atténuation-diaphonie (ACR) et un rapport signal-bruit (SNR) plus élevés, une différence de temps de propagation plus faible et des performances grandement améliorées. Le câble Super Catégorie 5 est principalement utilisé pour le Gigabit Ethernet (1000Mbps).
Câble de catégorie 6 (CAT6)
Ce type de câble transmet de 1MHz à 250MHz. Les systèmes de câblage de la catégorie 6 doivent avoir une grande marge pour le rapport d’atténuation combinée de la diaphonie (PS-ACR) à 200MHz, qui fournit deux fois la largeur de bande de la super catégorie 5. Les performances de transmission du câblage de catégorie 6 sont beaucoup plus élevées que celles de la norme Ultra Catégorie 5 et conviennent mieux aux applications dont les taux de transmission sont supérieurs à 1Gbps.
Super catégorie 6 ou 6A (CAT6A)
Ce type de produit a une largeur de bande de transmission comprise entre la catégorie 6 et la catégorie 7, une fréquence de transmission de 500 MHz, une vitesse de transmission de 10 Gbps, un diamètre extérieur standard de 6 mm. En ce qui concerne les produits de la catégorie 7, le pays n’a pas encore introduit de normes d’essai formelles, seule l’industrie dispose de tels produits, chaque fabricant annonçant une valeur d’essai.
Câble de catégorie 7 (CAT7)
Fréquence de transmission de 600 MHz, vitesse de transmission de 10 Gbps, diamètre extérieur standard d’un fil simple de 8 mm, diamètre extérieur standard d’un fil multiconducteur de 6 mm.
Plus le numéro du type est élevé, plus la version est récente, plus la technologie est avancée, plus la bande passante est large et, bien sûr, plus le prix est élevé. Ces différents types de câbles à paires torsadées sont étiquetés de la manière suivante : si le type standard est étiqueté de la manière CATx, comme les câbles de catégorie 5 et de catégorie 6 couramment utilisés, il est étiqueté CAT 5, CAT 6 sur la gaine extérieure de la ligne.
Quel que soit le type de fil, l’atténuation augmente avec la fréquence. Lors de la conception du câblage, il faut tenir compte du fait que le signal atténué doit également avoir une amplitude suffisante pour être détecté correctement à l’extrémité réceptrice dans des conditions d’interférences bruyantes. La capacité des câbles à paires torsadées à transmettre des données à des débits élevés multiples (Mb/s) dépend aussi fortement de la méthode de codage du signal numérique.