Pourquoi les câbles 4 paires sont torsadés ? Physique de la réjection EMI
Torsader les deux conducteurs d'une paire (et utiliser 4 paires) est la **technique fondamentale pour annuler les interférences électromagnétiques (EMI)** dans les lignes de transmission symétriques — base de l'Ethernet (Cat5e/6/6A/8), Téléphonie, et Audio Pro.
La physique : Rejection mode commun
Sources bruit externes (moteurs, fluo, RF, câbles adjacents) se couplent **également** sur les deux fils d'une paire *serrée* comme **Tension Mode Commun** (Vcm sur les deux fils par rapport à la terre).
- Torsade assure exposition égale : Chaque fil passe même longueur près source bruit.
- Récepteur différentiel : Mesure Vdiff = VA - VB.
- Résultat : Vcm s'annule. Vdiff (signal) reste.
Pourquoi taux torsion (pas) différents par paire ?
Si toutes paires avaient même taux torsion, elles resteraient parallèles sur longues distances → **Diaxonie (Near-End Crosstalk - NEXT)** entre paires.
- **Ratios nombres premiers :** Taux torsion standard sont premiers entre eux (ex. Paire 1: 1/2", Paire 2: 3/8", Paire 3: 5/16", Paire 4: 1/4").
- Cela assure paires **se croisent angles variables**, minimisant longueur parallèle → **NEXT ↓, FEXT ↓**.
- Catégorie 6/6A/8 utilisent **séparateurs internes (cross-filler)** pour séparer physiquement paires + contrôler géométrie.
Avantages au-delà réjection EMI
| Avantage | Mécanisme |
|---|---|
| Intégrité signal | Impédance contrôlée (100Ω ±15%) → Réflexions, jitter réduits. |
| Débits plus élevés | Cat5e: 1Gbps @ 100MHz. Cat6A: 10Gbps @ 500MHz. Cat8: 40Gbps @ 2GHz. |
| Portée plus longue | Atténuation plus faible (meilleurs matériaux) + Diaxonie plus faible → Canal 100m (90m + 10m brassage). |
| Power over Ethernet (PoE) | Courant mode commun sur paires pour alimentation CC (IEEE 802.3af/at/bt) — courants équilibrés s'annulent magnétiquement. |
Couches blindage (Additives)
- UTP (Non blindé) : Repose *uniquement* sur torsion. Plus courant.
- F/UTP (Feuillard global) : Feuillard autour 4 paires. Meilleure immunité EMI.
- U/FTP (Feuillard par paire) : Feuillard autour *chaque* paire. Meilleure diaxonie (immunité diaxonie étrangère).
- S/FTP (Tresse + Feuillard paire) : Blindage max. Industriel/Mil/Aéro.
Règles installation préserver torsion
- Tension tirage max : 110 N (25 lbs) — surtirage détorse paires → Pic impédance, échec NEXT.
- Rayon courbure min : 4× Dia câble (UTP), 8× (Blindé). Courbures vives déforment torsion.
- Détorse prise : **< 13 mm (0,5")** Cat5e/6, **< 8 mm** Cat6A/8. Critique certification.
- Pas agrafes / Colliers serrant : Déforment géométrie → Discontinuité impédance.
Résumé
Torsade crée ligne transmission **symétrique**. Signalisation différentielle + Torsade = **Immunité Bruit Mode Commun**. Taux torsion variables = **Immunité Diaxonie**. Cette astuce télégraphe 140 ans (Heaviside) alimente internet moderne.