Single Pair Ethernet, le câblage du futur

Ethernet bouleverse notre monde et s’impose de plus en plus, non seulement dans les domaines d’application connus aujourd’hui, mais aussi dans des domaines nouveaux comme la construction automobile ou aéronautique et bien entendu l’industrie et l’automatisation. Les nouvelles voitures, par exemple, seront pilotées à l’avenir via Ethernet. Cette évolution dynamique de la transmission de données via le protocole Ethernet au moyen de câblage en cuivre se poursuit. Malgré la forte concurrence que leur opposent depuis des années le WLAN ou la fibre optique dans le domaine du câblage, les câbles en cuivre restent les solutions les plus fréquemment utilisées. Ethernet a débuté à l’époque avec ses câbles coaxiaux. Ces solutions ont été peu à peu évincées au début des années 1990 par la technique actuelle des câbles à paires torsadées.
Aux applications 10Base-T et plus tard 100Base-T avec 2 paires de conducteurs ont succédé les nouvelles générations 1GBase-T et désormais 10Gbase-T avec 4 paires de conducteurs. Avec les catégories 8.1 et 8.2, les comités de normalisation
ont défini des câblages pour centres de calcul pour les normes 25GBase-T et 40GBase-T. D’autres étapesdevraient suivre pour augmenter encore les largeurs de bande. On constate cependant que les fabricants de machines aussi bien que les utilisateurs lorgnent vers des horizons nouveaux. Et ces domaines d’application nouveaux recherchent des solutions aussi miniaturisées, sécurisées, mais aussi bon marché que possible.
Pour l’utilisateur, l’avantage réside avant tout dans la miniaturisation des composantes de connecteurs et la réduction des longueurs de câbles en cuivre à poser.
Dans les infrastructures liées aux bâtiments, surtout, le besoin d’espace est toujours un thème important. Les sous-répartiteurs, les répartiteurs et les tracés prennent beaucoup de place et ne sont pas bon marché à réaliser.
La sécurité dans les bâtiments occupe par ailleurs une place toujours plus grande, ce qui se reflète dans les nouvelles normes de protection incendie. Une réduction des charges calorifiques sera à l’avenir l’une des préoccupations principales
au niveau des bâtiments.
Au vu de l’élargissement des domaines d’application et des exigences par conséquent toujours plus grandes au niveau des bâtiments, de nouvelles solutions s’avèrent indispensables.
Les comités de normalisation travaillent intensivement depuis plusieurs années sur des solutions qui répondent à ces nouvelles exigences. On voit maintenant que le «Single Pair Ethernet», soit la transmission de données via une seule paire de conducteurs, sera certainement l’une des solutions du futur. En conséquence, les appareils, les câbles et la connectique doivent devenir plus puissants, plus petits et plus robustes. De plus, ces systèmes doivent être compatibles et interchangeables. Seules des approches entièrement nouvelles et une normalisation internationale peuvent permettre de répondre à ces exigences.
Les installations SPE (Single Pair Ethernet) offrent de multiples avantages. Le nombre de câbles, de répartiteurs et de tracés installés est massivement réduit. Il en résulte une forte diminution des charges calorifiques des bâtiments et donc un accroissement de la sécurité des personnes. La norme IEEE 802.3bp décrit la transmission du signal Ethernet de 1GbE via SPE (Single Pair Ethernet). Des solutions 10GbE sont en préparation et des débits de données encore plus élevés sont envisageables à l’avenir. L’industrie du câble travaille intensivement dans les groupes de normes CEI 61156-9 à la normalisation des câbles à 1 paire qui conviennent particulièrement pour le PoDL (Power over Data Line).
Pour le pur transfert de données sans PoDL, les câbles de données actuels à 4 paires des catégories 7 et 7A pourront continuer à être utilisés. Ces câbles à 4 paires permettent, à condition d’utiliser le bon type de prises de courant, d’utiliser 4 canaux de transmission à 1 paire, de 1000Base-T1 chacun (protocole Ethernet pour câblage à 1 paire).

Le comité de normalisation PT-63171 (équipe de projet de SC48 WG3) se charge de normaliser les systèmes de raccordement nécessaires pour les applications SPE. À l’heure actuelle, PT-63171 envisage la transmission sur une fréquence de 600MHz. Lors de la dernière séance des comités internationaux à Milan, il a toutefois été décidé de définir deux classes distinctes, à savoir la solution prévue à 600MHz et une deuxième catégorie pour les solutions à 2000MHz. Les solutions 2GHz permettent de répondre aux exigences bien plus élevées que poseront les futurs protocoles de données. Le PoDL (Power over Data Line) sera défini dans le même temps. On prévoit actuellement 1,5 ampère pour 48 volts. Mais les discussions portent déjà sur une approche de 4 ampères pour 24 volts. Le PoDL fonctionnera exclusivement via des câbles de données à 1 paire. La possibilité de transférer des Gigabit Ethernet via une seule paire de conducteur tout en alimentant les appareils en courant ouvre une multitude de nouvelles possibilités d’utilisation.
Les câbles de données multipaires ne conviennent pas pour le PoDL, ils servent uniquement à la transmission des données. BKS, en tant que membre du comité de normalisation SC48 et donc aussi du PT-63171, a déjà déposé depuis longtemps
un projet de norme dans ce sens auprès de l’IEC. La solution BKS, désormais conforme aux normes ISO/CEI, pour une transmission de données symétrique à 1 paire avec des fréquences jusqu’à 2000MHz, porte le numéro de norme CEI
63171-4. Les premiers composants actifs basés sur SPE seront disponibles sur le marché d’ici 1 à 2 ans. Indépendamment des raccordements intégrés à ces appareils, une adaptation à l’interface BKS 63171-4 (MMC 1P) aux normes ISO/CEI sera
toujours nécessaire. Et maintenant, une bonne nouvelle pour tous les utilisateurs des systèmes de raccordement BKS NewLine MMC : en optant pour la technique des compartiments de BKS, sur le marché depuis 1996, vous avez, il y a peut-être plusieurs années déjà, fait le bon choix pour l’avenir ! Toutes les anciennes prises MMC sont entièrement compatibles avec les nouveaux produits CEI 63171-4 pour Single Pair Ethernet.