Les catégories de câbles Ethernet expliquées : Bref historique

24 février 2022 / Généralités, normes et certification, réseaux industriels

Les membres de la génération Y qui sont entrés dans le monde du travail entre 2003 et 2016 sont familiers de l’ère numérique : l’accès internet haut débit, les smartphones, le fait que tout se passe en ligne. Et bien qu’ils aient sans aucun doute fait l’expérience d’avancées technologiques au cours de leur vie, ils ne savent peut-être pas exactement dans quelle mesure l’évolution du câblage Ethernet en cuivre a rendu tout cela possible. C’est pourquoi nous avons pensé débuter l'année 2022 par une petite leçon d’histoire de l’Ethernet destinée à la jeune génération, qui constituera un retour en arrière sur le sentier de la mémoire pour ceux d’entre nous qui travaillent dans le secteur depuis un peu plus longtemps que nous ne voudrions l’admettre.

Un câble bleu marqué d’étiquettes jaunes illustre l’évolution du câble Ethernet de la Cat 3 à la Cat. 6A

^{Le câble Ethernet a parcouru un long chemin, depuis la Cat 3 jusqu’à la Cat 6A.}

Les différentes catégories de câbles Ethernet

Ethernet a été développé en 1973 par Bob Metcalfe au centre de recherche Xerox Palo Alto et pris en charge par des câbles coaxiaux en cuivre épais. La première version, 10BASE5, présentait un câble extrêmement rigide d’un diamètre de près d’un demi-pouce, et elle a ensuite été rejointe par la 10BASE2, qui utilisait un câble plus épais d’environ la moitié et beaucoup plus flexible. À la fin des années 1980, le développement du hub Ethernet, et plus tard du commutateur, a permis aux câbles en cuivre à paires torsadées de devenir le support principal pour la prise en charge d’Ethernet.

Catégories 3, 4 et 5

En 1989, Anixter, un distributeur de produits de câblage, a introduit son programme de « niveaux », la première spécification de performance écrite pour les systèmes de câblage de données. Il est devenu la base du premier câble officiel de catégorie basée sur des normes, ratifié en 1991 par la Telecommunications Industry Association (TIA) en tant que catégorie 3. Il a pris en charge des débits de 10 Mbits/s (plus de deux des quatre paires d’un câble de catégorie 3) et a ouvert la voie à l’évolution des câbles de catégorie à paires torsadées au cours des 30 années suivantes. Bien que la Catégorie 3 ne soit plus recommandée par les normes de l’industrie, certaines installations de bâtiments commerciaux l’utilisent toujours pour la voix. (Dans certaines de ces anciennes installations, vous constaterez que deux paires sont utilisées pour les données et que les autres paires sont utilisées pour une autre connexion, ou qu’il y a une paire vocale.) Après la Catégorie 3, la Catégorie 4 a été la norme pendant un bon moment, puis a été rapidement remplacée par la catégorie 5, lesquelles sont toutes deux désormais obsolètes et ne sont plus reconnues comme normes de câblage.

Catégories 5e et 6

En 2001, la catégorie 5e a offert de meilleures performances de diaphonie pour prendre en charge des vitesses en gigabits. Puis est arrivée la Catégorie 6 un peu plus performante, qui permettait de prendre en charge des débits de 10 Gbits/s, mais seulement jusqu’à 35 mètres. Avec les tests de qualification, certaines bases installées de câbles de Catégorie 5e et de Catégorie 6 peuvent prendre en charge 2,5 et/ou 5 Gbits/s jusqu’à 100 mètres pour les déploiements Wi-Fi 6, et offrent potentiellement une prise en charge de débits de 10 Gbits/s jusqu’à 55 mètres ou moins.

Catégorie 6A

La catégorie 6A, capable de prendre en charge 10 Gbits/s jusqu’à 100 mètres, a été ratifiéee en 2009. Elle reste le support recommandé pour tous les nouveaux déploiements LAN horizontaux. Bien qu’elle existe actuellement depuis plus d’une décennie, la catégorie 6A était peut-être un peu en avance sur son temps ; ce n’est qu’au cours des cinq dernières années que toutes les applications LAN courantes ont exigé des vitesses de 10 Gbits/s jusqu’à l’appareil final, et il en existe encore beaucoup qui fonctionnent avec des débits de 1000 Mbits/s ou inférieurs.

Catégories 7, 7A et 8

Vous avez peut-être également envie d’en savoir plus sur la Catégorie 7 et la Catégorie 7A, ratifiées par l’ISO et l’IEC respectivement en 2002 et en 2010. Bien qu’elle n’ait jamais été officiellement reconnue par la TIA, la catégorie 7A reste un support de câblage populaire de choix pour prendre en charge des débits de 10 Gbits/s dans certaines régions d’Europe. Vient ensuite la Catégorie 8, qui a fait beaucoup parlé d’elle en tant que solution de prise en charge des débits de 25 et 40 Gbits/s dans des liaisons commutateur-serveur de centre de données de 30 mètres, mais qui n’a pas eu beaucoup de succès, la consommation d’énergie restant problématique pour les équipements 25/40GBASE-T actifs. Les progrès de la technologie des émetteurs-récepteurs permettent également désormais aux centres de données de prendre facilement en charge les liaisons commutateur-serveur de 25 et 50 Gbits/s en utilisant des câbles à connexion directe SFP28 ou SFP56 dans des configurations ToR (top-of-rack) à courte portée ou des assemblages optiques actifs et un câblage structuré en fibre optique dans des liaisons plus longues. Cela ne signifie pas nécessairement que la Catégorie 8 est morte. Elle (ou une version de celle-ci) peut éventuellement prendre en charge des liaisons horizontales de 30 mètres dans le LAN pour les applications qui nécessitent des vitesses de transmission supérieures à celles que la catégorie 6A peut prendre en charge.

Comparaison des catégories de câble Ethernet

Catégorie	Année de ratification	Fréquence supérieure	Vitesse de transmission
Catégorie 3	1991	16 MHz	10 Mbits/s
Catégorie 4	1992	20 MHz	16 Mbits/s
Catégorie 5	1995	100 MHz	100 Mbits/s
Catégorie 5e	2001	100 MHz	1000 Mbits/s¹
Catégorie 6	2002	250 MHz	1000 Mbits/s²
Catégorie 6A	2009	500 MHz	10 Gbits/s
Catégorie 7	2010	600 MHz	10 Gbits/s
Catégorie 7A	2013	1 GHz	10 Gbits/s
Catégorie 8	2016	2 GH	40 Gbits/s

^{¹jusqu’à 2,5 ou 5 Gbits/s dans certains cas}
^{²jusqu’à 2,5, 5 ou 10 Gbits/s dans certains cas}

Pourquoi utilisons-nous toujours des câbles en cuivre ?

Alors que le prix de la fibre optique a considérablement baissé au cours des deux dernières décennies, réduisant le coût global des systèmes à fibres optiques, les systèmes de câblage en cuivre sont toujours moins chers pour l’intégration des équipements actifs. Les outils d’installation en cuivre sont plus abordables et les techniques d’installation sont plus simples. Par conséquent, le câblage en cuivre reste le choix de facto pour la majorité des déploiements LAN horizontaux. La technologie PoE (Power over Ethernet) qui a évolué parallèlement au câblage en cuivre est largement responsable de cette situation.

Ratifiée en 2003, la norme PoE IEEE 802.3af de type 1 a fourni un maximum de 15,4 W sur deux paires de câblage cuivre de catégorie. Celle-ci a été suivie de la norme 802.3at (Type 2) en 2009 pour délivrer jusqu’à 30 W. Puis en 2018, a été ratifiée la norme PoE à quatre paires 802.3bt de Type 3 et de Type 4 respectivement à 60 et 90 W. Il semble maintenant que presque tous les appareils connectés sont alimentés par PoE. La combinaison du câblage de catégorie cuivre et de l’alimentation PoE est ce qui prend en charge la majeure partie des technologies de construction intelligente avancées actuelles à la périphérie du réseau, depuis le Wi-Fi haut débit, l’audio-vidéo sur IP et la signalisation numérique jusqu’aux systèmes d’antennes distribuées, la vidéosurveillance et l’éclairage numérique.

L’avenir du câblage en cuivre

Alors que la technologie IoT émergente place encore plus d’appareils sur le réseau, des avancées supplémentaires permettront de maintenir la position du câblage en cuivre. L’une des technologies pour lesquelles l’entreprise se prépare est l’Ethernet à paire unique. Idéale pour les dispositifs de technologie opérationnelle (OT) à faible vitesse et à faible consommation dans le LAN, tels que les capteurs et les contrôleurs utilisés dans les systèmes d’automatisation des bâtiments, l’Ethernet à paire unique devrait prendre en charge jusqu’à 10 Mbits/s jusqu’à 1000 mètres sur un câble torsadé à paire unique et délivrer entre 7 et 52 W d’alimentation PoE à paire unique (SPoE), selon la longueur du câble.

Fluke Networks a toujours su s’adapter

La bonne nouvelle, c’est qu’à mesure que les câbles en cuivre ont progressé au fil des années, les tests ont suivi le rythme. Tandis que le DTX CableAnalyzer de Fluke Networks (introduit en 2004) a élevé la certification des câble en cuivre de catégorie à un tout nouveau niveau, les certificateurs de câble cuivre de la série DSX CableAnalyzer™ (2013) combinés à la plate-forme VersivT™ offrent des tests de certification beaucoup plus rapides, ainsi qu’une configuration plus rapide et une réduction des erreurs, et facilitent la génération de rapports. Avec les mises à niveau continues du micrologiciel Versiv, le DSX CableAnalyzer peut certifier toutes les catégories actuelles de câblage en cuivre, ainsi que qualifier les Catégories 5e et 5 pour 2.5/5GBASE-T.

Fluke Networks a également suivi l’évolution de la technologie des câbles en cuivre avec des solutions telles que l’appareil de test câble + réseau LinkIQ™, qui peut qualifier une installation de câbles en cuivre et effectuer des tests de charge PoE en direct. Et nous avons le regard tourné vers les technologies émergentes comme l’Ethernet à paire unique pour garantir la prise en charge des tests lorsqu’elles se concrétiseront.

Mais nous n’avons pas uniquement suivi l’évolution des câbles et des applications. Au cours de la dernière décennie, Fluke Networks a facilité la documentation et la création de rapports avec LinkWare Live, le service basé dans le cloud qui permet de télécharger les résultats de test depuis n’importe quel endroit, et a permis le téléchargement de plus de soixante millions de tests à ce jour. Nous avons même ajouté des fonctionnalités à LinkWare Live comme la connectivité sans fil, le suivi GPS, l’étalonnage et l’état du micrologiciel.

Seul le temps nous dira si le câble Ethernet en cuivre va évoluer davantage, mais vous pouvez être sûrs que Fluke Networks sera prêt à prendre en charge toutes les futures applications et technologies et à fournir les capacités de test nécessaires.