Pour transmettre des informations d'un appareil à un autre, un réseau informatique utilise un support de transmission. Ce support transporte les signaux qui représentent les données numériques. Les deux grandes familles de supports filaires utilisées dans les réseaux sont les câbles en cuivre et la fibre optique.

Les câbles Ethernet

Dans les réseaux locaux, les appareils sont très souvent reliés par des câbles Ethernet. Ces câbles contiennent généralement plusieurs paires de fils de cuivre torsadés. La torsade réduit les perturbations électriques entre les différents fils.

Les données numériques sont transformées en signaux électriques qui circulent dans les conducteurs en cuivre. La carte réseau de l'appareil transforme les données en signaux lors de l'émission et effectue l'opération inverse lors de la réception.

Un câble Ethernet possède généralement un connecteur RJ45 à chaque extrémité. Il permet par exemple de relier un ordinateur à un routeur ou à un switch.

Un câble Ethernet peut donc suivre un trajet très simple : l'ordinateur transforme les données en signaux électriques, les transmet dans le câble jusqu'au switch ou au routeur, puis l'équipement réseau les transmet vers leur destination.

Les catégories de câbles Ethernet

Les câbles Ethernet sont classés en différentes catégories. Les plus courantes sont notamment Cat 5e, Cat 6 et Cat 6a. Chaque catégorie définit notamment des caractéristiques électriques et des performances de transmission.

Par exemple, un câble Cat 5e peut généralement transporter jusqu'à 1 Gbit/s sur une longueur maximale de 100 mètres dans une installation adaptée. Un câble Cat 6a peut atteindre 10 Gbit/s jusqu'à 100 mètres dans les conditions prévues par la norme.

Le choix du câble dépend donc du débit nécessaire, de la longueur de la liaison et de l'environnement électrique. Une catégorie supérieure ne rend pas automatiquement une connexion plus rapide si les autres équipements du réseau ne peuvent pas exploiter ce débit.

Les limites du cuivre

Les signaux électriques circulant dans le cuivre s'affaiblissent avec la distance. Le câble est également sensible aux perturbations électromagnétiques produites par certains équipements électriques.

C'est pourquoi les liaisons Ethernet classiques sont généralement limitées à environ 100 mètres par segment. Pour couvrir une distance plus importante, plusieurs équipements réseau peuvent être utilisés ou une autre technologie de transmission peut être choisie.

La fibre optique

La fibre optique transmet les données sous forme de signaux lumineux au lieu de signaux électriques. Une fibre contient une partie centrale extrêmement fine appelée cœur, entourée d'une couche appelée gaine optique.

Le cœur est constitué de verre ou, dans certaines fibres, de plastique. La lumière reste guidée à l'intérieur de la fibre grâce aux propriétés optiques du cœur et de la gaine.

Un émetteur transforme les données électriques en impulsions lumineuses. Ces impulsions sont produites notamment par des lasers ou des diodes électroluminescentes. À l'autre extrémité, un récepteur détecte la lumière et la transforme à nouveau en signal électrique.

Les données peuvent ainsi être représentées par une succession de variations du signal lumineux. Le récepteur interprète ces variations pour reconstruire les données originales.

Les avantages de la fibre optique

La fibre optique permet de transporter des quantités considérables de données sur de grandes distances. Les pertes du signal sont faibles et les performances restent élevées sur des distances beaucoup plus importantes que celles permises par les câbles Ethernet en cuivre.

La fibre est également insensible aux perturbations électromagnétiques. Un champ électrique ou magnétique extérieur ne perturbe pas directement la lumière qui circule dans la fibre.

Elle permet ainsi de réaliser des liaisons très longues et très rapides entre des équipements réseau, des bâtiments, des villes ou des pays.

Les câbles sous-marins

La fibre optique joue un rôle essentiel dans les communications internationales. Des câbles sous-marins sont installés au fond des océans pour relier les différents continents.

Ces câbles contiennent plusieurs fibres optiques protégées par différentes couches destinées à résister à la pression, à l'eau et aux contraintes mécaniques. Des équipements placés le long des câbles permettent également de maintenir le signal sur de très longues distances.

Lorsqu'une personne située en France consulte un serveur situé aux États-Unis, les données peuvent notamment traverser l'océan Atlantique par un câble sous-marin en fibre optique. Les informations envoyées dans un sens et les réponses reçues dans l'autre empruntent ces infrastructures.

Les longues distances

Les réseaux informatiques utilisent donc différents supports selon la distance à parcourir. Dans un bâtiment, un câble Ethernet peut relier un ordinateur à un switch. Entre deux bâtiments éloignés, une liaison en fibre optique peut être utilisée. À l'échelle d'un pays ou d'un continent, de grandes infrastructures en fibre transportent les données entre les principaux réseaux.

La fibre optique est également utilisée dans les réseaux d'accès à Internet. Dans une connexion en fibre jusqu'au domicile, appelée FTTH (Fiber To The Home), la fibre arrive directement dans le logement et permet à la box de communiquer avec le réseau de l'opérateur à très haut débit.

Cuivre et fibre optique

Le cuivre et la fibre ne s'opposent donc pas nécessairement. Ils sont souvent utilisés à différents endroits d'un même réseau.

Par exemple, dans une entreprise, les serveurs et les ordinateurs peuvent être reliés aux switches par Ethernet en cuivre, tandis que les switches de plusieurs étages ou de plusieurs bâtiments sont reliés entre eux par fibre optique.

Le cuivre est particulièrement pratique pour les connexions courtes et peu coûteuses. La fibre est privilégiée lorsque la distance, le débit ou l'immunité aux perturbations électromagnétiques deviennent importants.