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Médias de transmission: cuivre, fibre, radio

CCNA — Network Fundamentals

Médias de transmission: cuivre, fibre, radio

Définition

Le média de transmission est la couche 1 réelle: le support physique qui transporte les signaux. Trois familles se partagent les réseaux d'entreprise: le cuivre torsadé (Ethernet sur paires), la fibre optique (lumière dans du verre) et la radio (802.11). Le blueprint 200-301 1.3 demande de comparer single-mode, multimode et cuivre, et de distinguer média partagé et liaison point à point.

Le cuivre torsadé (UTP et STP)

Un câble RJ-45 standard contient 4 paires torsadées. La torsion annule une partie des interférences électromagnétiques; le blindage (F/UTP, S/FTP) fait le reste.

Catégorie Débit usable Distance 10 Gbit/s Remarques
Cat 5e 1 Gbit/s sur 100 m non prévu officiellement Le minimum honnête en poste de travail
Cat 6 1 Gbit/s sur 100 m 55 m Possible 10 G à 100 m si le cross-talk le permet
Cat 6a 1 Gbit/s sur 100 m 100 m Le standard pour un nouveau câblage 10 G
Cat 7 (ISO, non TIA) blindage pair par pair 100 m Connecteurs GG45/TERA, rare en entreprise

Les normes Ethernet correspondantes: 100BASE-TX utilise 2 paires sur 100 m, 1000BASE-T les 4 paires en transmission simultanée dans chaque sens (environ 250 Mbit/s par paire), 10GBASE-T (802.3an) exige Cat 6a pour les 100 m complets. La limite de 100 m est une contrainte de budget de canal: 90 m en permanent plus 2 fois 5 m de cordons, plus les connecteurs.

L'auto-MDIX (802.3ab) rend le choix câble droit contre croisé obsolète depuis les équipements gigabit: le port détecte le brochage et corrige.

La fibre optique

Le signal est un pulse lumineux. Deux familles, un critère: le diamètre du cœur.

Type Cœur Source Distance typique Usage
Multimode OM3 50 micromètres VCSEL 850 nm 300 m en 10GBASE-SR Interne bâtiment, datacenter
Multimode OM4 50 micromètres VCSEL 850 nm 400 m en 10GBASE-SR Datacenter récent
Monomode OS2 9 micromètres Laser 1310 ou 1550 nm 10 km (10GBASE-LR), 40 km (10GBASE-ER) Inter-bâtiments, WAN

La multimode laisse circuler plusieurs modes (plusieurs trajets de lumière): bon marché, lasers faibles, mais la dispersion modale limite la distance. La monomode force un trajet unique: lasers plus chers, distances kilometriques (10 km en 10GBASE-LR). Selon la norme de codage couleur TIA-598, l'orange désigne OM1/OM2, l'aqua OM3, le violet OM4, le jaune la monomode: lire la couleur du cordon évite les erreurs de parc.

Connecteurs courants: LC (petit, double sur les SFP), SC (rectangulaire à emboîtement), ST (baïonnette, vieux parcs), MPO/MTP (12 ou 24 fibres, 40 et 100 Gbit/s). Les transceivers SFP, SFP+ et QSFP portent le média: passer du cuivre à la fibre = changer de module, pas de châssis.

La radio 802.11

Trois bandes: 2,4 GHz (portée et pénétration, mais seulement 3 canaux non chevauchants en 20 MHz: 1, 6 et 11), 5 GHz (beaucoup plus de canaux, débit supérieur, portée plus courte), 6 GHz (Wi-Fi 6E et 7, canaux larges de 160 MHz). Les débits 802.11ac vont jusqu'à 6,9 Gbit/s théoriques en 8 flux, 802.11ax (Wi-Fi 6) ajoute l'OFDMA et le MU-MIMO montant. Le débit réel perçu est une fraction du débit théorique: le médium radio est partagé, contrairement au cuivre commuté.

Média partagé contre point à point (thème 1.3.b)

Modèle Exemples Conséquence
Partagé Hub Ethernet (CSMA/CD), cellule radio Wi-Fi Un seul émetteur à la fois; les collisions bornent le débit utile
Point à point Lien switch à switch, switch à poste en commuté Chaque paire émet et reçoit en même temps, full duplex réel

C'est la raison pour laquelle un réseau commuté moderne n'a plus de collisions: chaque lien est point à point et full duplex. Une cellule Wi-Fi reste un média partagé, d'où la dégradation quand 60 clients se partagent un AP.

Cas concret: relier deux bâtiments à 600 m

Un lien cuivre est impossible (100 m max). Options réalistes: multimode OM4 en 10GBASE-SR? 400 m maximum, non. Monomode 10GBASE-LR: 10 km, oui. Budget: 2 brins OS2, 2 transceivers SFP+ LR (1310 nm), connecteurs LC. Une liaison radio point à point 5 GHz est alternative si la fibre ne peut pas être enterrée, mais elle ajoute de la latence (1 à 5 ms) et dépend de la zone de Fresnel dégagée.