LYCÉE ST GATIEN MODULE TECHNIQUE

LA VDIUn câblage structuré

Système :Voix Données ImagesBTS

ÉLECTROTECHNIQUE

L'habitat résidentiel intègre de plus en plus, dans son infrastructure, les réseaux de communication (téléphone, Internet, multimédia), au même titre que le réseau électrique. Le terme VDI (Voix, Données, Images) est souvent utilisé pour qualifier ces réseaux de communicationLa norme NF C 15-100 et le guide UTE C 90-483 préconisent une infrastructure universelle de communication pour toutes les applications (téléphone, télévision et données) de façon à satisfaire avec une disponibilité des services en plusieurs points du logement:

la communication avec le monde extérieur la communication à l’intérieur de l’habitat

1. Les différents types de signaux1.1. Les familles de signaux

Les signaux analogiques (exemple : le son), varient de façon continue dans le temps.

Les signaux binaires ou numériques (exemple : les données informatiques), de type 0 ou 1 (tout ou rien), servent à transporter l’information entre machines équipées de processeurs capables de décrypter ces signaux.

Les signaux modulés (exemples : l’image hertzienne, système à courant porteur) utilisent des systèmes de modulation/démodulation pour mélanger/séparer le signal porteur du signal transporté.

1.2. Notion de débit binaireThéorème de Nyquist-Shannon : fréquence d’échantillonnage (nombre d’échantillons pris par seconde) au moins deux fois supérieure à la plus haute fréquence du signal analogique.Autrement dit, la bande passante sera de B < f/2 pour un signal transmis à la fréquence f.

Quelques exemples   : 8 KHz : téléphone bande passante entre 300Hz et 3500 Hz 32 KHz : radio FM bande passante de 16 kHz 44.1 KHz : 'audio professionnelle et les CD bande passante de 22 kHz 48 KHz : enregistreurs numériques (DAT, MiniDisc…). bande passante de 24 kHz.

En pratique, le débit binaire est réduit en raison du ‘’bruit’’ apporté par le support de transmission.

2. Topologies de réseauxIl existe trois principales topologies de réseaux : le BUS (ex : Ethernet 10 base 5) L’anneau (ex : Token Ring) L’Étoile (ex : Ethernet 10 base T)

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3. Architecture Ethernet

4. Hub, Switch et notion d’adresse IP (Internet Protocol)4.1. Différence entre un hub et un switch

Si plusieurs ordinateurs sont amenés à ‘communiquer ensemble’ (cela s’appelle un réseau informatique), il est nécessaire d’introduire des équipements entre ces ordinateurs

Un Hub (répétiteur) ne fait qu'amplifier le signal pour le retransmettre sur tous ses ports. Il est utilisé en Ethernet base 10 et base 100. Le réel problème de ce type de concentrateur, c'est justement le renvoi des données vers tous les équipements. Dès que le nombre d'ordinateurs connectés augmente, le taux de collision augmente en proportion, réduisant la vitesse effective du réseau.

Un Switch (commutateur) décode l'entête de trame pour ne l'envoyer que vers le port Ethernet associé, ce qui réduit le trafic sur l'ensemble du câblage réseau par rapport à un HUB .

4.2. Format d'une adresse IPUne adresse IP est un nombre codé sur 4 octets. Par habitude, cette adresse est représentée sous la forme décimale pointée w.x.y.z où w,x,y,z sont quatre chiffres décimaux allant de 0 à 255. Cette adresse peut être vue de 2 façons différentes: La machine d'adresse w.x.y.z . La machine d'adresse z du réseau w.x.y.0 La machine d'adresse y.z du réseau w.x.0.0 La machine d'adresse x.y.z du réseau w.0.0.0

Ces différentes façons de lire une adresse IP permettent d'optimiser la façon de calculer les routes (routing, ou routage ???). La décomposition d'une adresse IP en adresse de réseau plus une adresse de machine sur un réseau ne se fait pas au hasard.

4.3. Les différentes classes d'adresses.Pour voir si l'adresse du réseau d'une machine est codée sur 1,2 ou 3 octets, il suffit de regarder la valeur du premier. La valeur de l'octet x permet également de distinguer la classe du réseau.

Classe Valeur de w Lg Adresse Réseau Nb de réseaux nb max de machines

A 0 à 127 1 octet 127 16777216

B 128 à 191 2 octets 16384 65536

C 192 à 223 3 octets 2097152 255

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5. La VDI selon la norme NF C 15-100 et le guide UTE C 90-4835.1. Grades

Le guide UTE C 90-483 définit quatre grades de performances de l’installation en fonction des services supportés:

Grade 1 : infrastructure télécom “haut débit” 100 MHz + infrastructure coaxiale pour la télévision• applications à 100 Mhz pour une longueur de 60 m• structure en étoile à 4 paires torsadées• câblage coaxial pour la télévision UHF/VHF

Grade 2 : infrastructure télécom et réseau informatique 250 Mhz + infrastructure coaxiale pour la télévision• applications à 250 Mhz pour une longueur de 60 m• structure en étoile à 4 paires torsadées écranté• câblage coaxial pour la télévision UHF/VHF

Grade 3 et Grade 3S : infrastructure unique 900 MHz (permet la télévision non satellite)• applications à 900 Mhz pour une longueur de 60 m• structure en étoile câble à 4 paires torsadées et écrantées• Evolution de la norme vers le grade 3S

Grade 4 : infrastructure fibre optique plastique ou en silice• structure en étoile• câble à 2 fibres optiques en plastique ou en silice• téléphonie sur IP uniquement

5.2. Catégories et ClassesLa catégorie se rapporte individuellement aux câbles et aux connecteurs et définit principalement par la bande passanteLes classes caractérisent un lien composés de différents composants (prises, câbles, …). Elle est liée à la catégorie.

Rq   : pour les réseaux domestiques informatiques + télévision, la catégorie 5e est suffisante. Toutefois, le choix de la catégorie 6 est justifié par la très faible différence de coût avec la 5e et par l’assurance de passer proprement le signal TV grâce aux noyaux connecteurs blindés.

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6. Les composants de câblage en VDI6.1. Descriptif

6.2. Le tableau de communication  (TC)Aussi appelé BRU (Boîtier de Raccordement Usager), il est placé dans la GTL :

Aspects techniques   : • dimensions minimales 250x225x70 mm• au moins une barrette de terre

La liaison fonctionnelle entre les barrettes de terre du tableau de répartition et le tableau de communication doit être aussi courte que possible (de préférence inférieure à 50 cm) et de section 6 mm² minimum.

• au moins un rail (préconisations de la norme NF C 15-100 - partie 7-771)

Un Dispositif de Terminaison Intérieur (DTI) ou équivalent matérialise la limite de responsabilité entre le réseau de l’opérateur et les installations internes des utilisateurs.Il intègre également un répartiteur  permettant d’affecter par brassage, les ressources aux différentes prises de communication du logement.

Exemple de tableau de communication

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7.  Utiliser le bon type de câblage et connecteur associé7.1. Le câble à paires torsadées et la prise RJ45

7.1.1. Appellations, grades et catégories

Appellationsdu câble

Unshielded Twisted Pairs (UTP)

Foiled Twisted Pairs(FTP)

Shielded Foiled Twisted Pairs (SFTP)

Shielded Shielded Twisted Pairs (SSTP)

EN 50441-1 EN 50441-2 EN 50441-3

Descriptif câble de paires torsadées non blindées

câble de paires torsadées entourées dans leur ensemble par un écran d ’aluminium

câble de paires torsadées blindées dans leur ensemble

câble de paires torsadées blindées paire par paire

Utilisation utilisé pour la téléphonie de petites

installations

défini comme standard européen par Bruxelles

réservés aux locaux à forte perturbation CEM

Possibilité Grade 1 Grade 2 Grade 3

La catégorie définit la bande passante: • cat 5 100MHz• cat 5e 125MHz• cat 6 250MHz• cat 6a 500MHz• cat 7 600MHz

7.1.2. Les règles de câblage  Le câblage entre le tableau de communication et les différentes prises desservant les pièces du logement est réalisé selon une topologie en étoile : chaque prise est câblée individuellement jusqu'au coffret de communicationLes câbles de communication seront de préférence installés dans des conduits ou des goulottes(guides UTE C 90-483 et UTE C 15-900)

Pour les câbles de catégorie 5e et 6 : • lien permanent : L1 < 90m• cordons : L2+L3 < 10m• canal : L1+L2+L3 < 100m

La compatibilité électromagnétique  (CEM) implique une séparation des câbles « courant fort » et « courant faible »• La distance minimale de séparation est :

o 5 cm en circulation horizontaleo 30 cm en circulation verticale

• Les croisements de ces câbles doivent se faire à 90°

Détorsadage d'un câble

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7.2. Le connecteur RJ45 (EN60603-7-x)7.2.1. Choix du connecteur en fonction du type de service souhaité

Composant normalisé : connecteurs et prises à 8 contacts de la série EN 60603-7-X (RJ 45)

Il est impératif de choisir le connecteur adapté au type de service souhaité• Grade 1 : EN 60603-7-2 ou EN 60603-7-3 • Grade 2 : EN 60603-7-5• Grade 3 : EN 60603-7-7

7.2.2. Normes de câblage EIA 568Il existe 2 normes de câblage EIA 568 A et EIA 568 B (utilisée principalement en Europe)

• Le câblage du réseau Ethernet concerne les paires 1-2 et 3-6. Leurs couleurs sont inversées selon la norme utilisée.• La paire 4-5 concerne le téléphone• La paire 7-8 concerne la télévision

Rq : Il est conseillé de ne plus utiliser de conjoncteur téléphonique en T, ni de câble PTT 278

7.3. Le câblage coaxialIl est utilisé pour:• la télévision VHF-UHF (grade 1 et 2)• la télévision satellite (grades 1, 2, 3 et 4)

Composants normalisés

connecteurs coaxiaux de type Fou 9.52

7.4. La fibre optique Encore peu utilisée dans le domaine résidentiel, son emploi est impératif en grade 4

• Avantageso Affaiblissement très faibleo Bande passante importanteo Insensible aux rayonnements électromagnétiques

• Inconvéniento Mise en oeuvre plus contraignante et plus onéreuse

Composant normalisé : fibre optique IEC 60794

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8. Le brassage 8.1. Principe de fonctionnement

Il permet de distribuer les ressources vers les différentes prises de l'installation

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 Equipement Couleur Bornes RJ45

Télévision, audiovisuel ROUGE 7-8 / 4-5 Téléphonie, ADSL IVOIRE 4-5 / 7-8 Internet, Ethernet BLEU 1-2 / 3-6 Sonorisation Hi-Fi NOIR 1-2 / 3-6 / 4-5 / 7-8 Portier audio, vidéo JAUNE 4-5 / 7-8 Automatismes, télécommandes, alarmes VERT 1-2 / 3-6

Code des couleurs des cordons de brassage RJ45

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8.2. Exemples de brassage

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9. Ce que nous impose la norme et quelles sont les recommandations9.1.  Équipement minimal imposé par la norme NF C 15-100 :

• 1 prise de communication par pièce • 2 prises pour l’ensemble du logement

Chaque prise doit être desservie par une canalisation provenant du tableau de communication de la GTL• Pour la télévision (coaxial), la norme impose:

o 2 prises  pour une surface jusqu’à 100 m²o 3 prises  pour une surface supérieure à 100 m²

Équipement préconisé par le guide UTE C 90-483:• 3 prises de communication pour : cuisine, chambre, séjour, bureau, salon, bibliothèque, salle de jeux• 1 prise de communication pour : salle de bains, toilettes, garage, couloirs, dépendances• 1 prise de communication par cloison pleine• une distance entre deux prises inférieure à 5 m

9.2.  Appareillage de test Ces appareils mesurent :• l'affaiblissement (ou atténuation) du câblage qui correspond à une diminution de

l'amplitude du signal.Cette valeur (exprimé en dB) doit être la plus faible possible

• l'affaiblissement paradiaphonique (NEXT) qui caractérise un couplage parasite entre 2 paires.Cette valeur (exprimé en dB) doit être la plus élevée possible

• l'affaiblissement paradiaphonique paradiaphonique (ACR), calcul qui correspond à la différence entre le NEXT et l'atténuation : cette valeur (exprimé en dB) doit être la plus élevée possible

• …

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10. Mise en pratique10.1. Les deux schémas typiques

La plupart des constructeurs proposent deux types d’implantation pour une habitation :

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10.2. Résolution de configuration par brassage

Dans l’armoire de communication, des cordons de brassage affectent les lignes selon leurs usages.Si on décide de changer la place des applications, il suffit alors de réaliser le brassage en fonction des repères des prises dans le tableau de communication.Il n’est donc pas nécessaire de modifier l’installation, les coûts opérationnels sont nuls.

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10.3. Choix du coffret (exemple)Certains logiciels, comme l’aide à l’étude de Legrand, permettent de quantifier rapidement les besoins en matériels, et de choisir les dimensions du coffret d’équipement en conséquent.

Exemple   :

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Exemples de propositions commerciales appliquées au domaine habitat

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