Informatique · cours PR14

Débits, distances, atténuation et impédance (PR14)

Théorie

PR14 — Objectifs et place dans l'épreuve

Ce que tu sauras faire, par écrit

L'épreuve pratique AMPCR se passe uniquement par écrit (consignes officielles 2026-2027/1, p. 3). Devant un dossier, on attend de toi des calculs justes, unités écrites, et un diagnostic justifié par les valeurs. Tu dois savoir :

  1. convertir bits et octets, b/s et ses multiples, préfixes décimaux et binaires ;
  2. calculer la durée d'une copie et distinguer débit nominal et débit utile ;
  3. citer et appliquer les débits et longueurs d'Ethernet cuivre (10 Mb/s à 10 Gb/s, canal de 100 m) et du coaxial historique (10BASE2, 10BASE5) ;
  4. calculer en décibels un affaiblissement, et lire un rapport de testeur (affaiblissement, NEXT) ;
  5. expliquer l'impédance (100 Ω, 50 Ω, 75 Ω) et les réflexions ;
  6. faire le bilan d'une liaison en fibre (monomode ou multimode, portée du module) ;
  7. diagnostiquer un problème de duplex, de négociation, et une liaison à 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/s.

Ce cours contient 3 procédures illustrées :

  1. Calculer la durée d'une copie (6 étapes)
  2. Diagnostiquer une liaison à 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/s (6 étapes)
  3. Faire le bilan d'une liaison optique (6 étapes)

Exigences travaillées dans ce cours

  • AP-19 (p. 6) — « Les débits binaires des câbles. »
  • AP-20 (p. 6) — « Les caractéristiques des câbles : atténuation, notion d’impédance, sensibilité aux parasites, blindage, précautions d’utilisation, les avantages, les inconvénients des uns par rapport aux autres, la longueur maximale d’un tronçon suivant le débit, les connecteurs, etc. »

Ce sont deux exigences officielles (consignes, p. 6). La fibre est traitée ici pour ses pertes et sa portée (exigence AP-21, approfondie par le cours PR17, à venir). Le choix et la pose des câbles sont étudiés en PR13, le brochage et les testeurs en PR15, le coaxial BNC et la réflectométrie en PR16.

Lien avec la théorie

Les notions de base sont présentées dans la théorie AMPCR : MC15 Câblage Ethernet et RJ45. Ce cours-ci est pratique : calculs à poser, relevés et rapports de mesure à lire, diagnostics à rédiger, comme dans un dossier d'examen.

Comment travailler ce cours

Lis les chapitres dans l'ordre : chacun donne ses objectifs, la théorie, la procédure professionnelle à rédiger, l'erreur fréquente, ce qu'on attend à l'écrit et un repère rapide, avec un renvoi vers les exercices liés. Étudie ensuite les cinq cas résolus, fais les 19 exercices corrigés (ici ou dans « S'entraîner », correction après envoi), puis passe le mini-examen noté sur 20 dans l'onglet « Examen blanc ».

Important — les relevés, rapports de testeur, sorties de commande et chantiers de ce cours sont des supports fictifs construits pour s'entraîner. Les valeurs citées viennent des normes nommées dans les sources (rédaction : octobre 2026) ; la fiche technique du fabricant et les normes en vigueur font foi. Aucun exercice n'est une question officielle ni une question déjà posée par le Jury.

Théorie

PR14 — 1. Bits, octets, b/s et multiples décimaux ou binaires

Objectifs : écrire sans erreur une taille et un débit, et passer de l'un à l'autre.

1.1 Bit et octet

Le bit (symbole b) vaut 0 ou 1. L'octet (symbole o, byte B en anglais) regroupe 8 bits. Un débit se compte en bits par seconde (b/s, parfois écrit bps) ; une taille (fichier, disque, mémoire) en octets. Majuscule ou minuscule changent tout : Mb = mégabit, MB ou Mo = mégaoctet, huit fois plus.

Bit, octet et préfixes décimaux ou binairesHuit cases de bit 1 0 1 1 0 0 1 0 forment un octet. Préfixes décimaux : k = 1 000, M = 1 000 000, G = 10 puissance 9, T = 10 puissance 12. Préfixes binaires : Ki = 1 024, Mi = 1 048 576, Gi = 2 puissance 30 soit environ 1,074 milliard, Ti = 2 puissance 40. Un débit s'écrit en bits par seconde, une taille en octets : multiplier ou diviser par 8.1 octet (o) = 8 bits (b)10110010Exemple : 1011 0010 (8 bits = 1 octet)Décimal (débits, disques)Binaire (systèmes)k = 1 000Ki = 1 024M = 1 000 000Mi = 1 048 576G = 10⁹Gi = 2³⁰ ≈ 1,074 × 10⁹T = 10¹²Ti = 2⁴⁰ ≈ 1,100 × 10¹²Un débit s'écrit en bits par seconde (b/s), une taille enoctets : × 8 ou ÷ 8 pour passer de l'un à l'autre.
b = bit, o = octet (B en anglais) ; les débits utilisent toujours les préfixes décimaux. (schéma non officiel)

1.2 Préfixes décimaux et binaires

Unité Valeur Emploi
b (bit) 0 ou 1, la plus petite information Débits : b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s
o (octet) — en anglais B (byte) 8 bits Tailles : fichiers, disques, mémoire
k, M, G, T (décimaux) 10³, 10⁶, 10⁹, 10¹² Débits toujours ; tailles des disques et des fabricants
Ki, Mi, Gi, Ti (binaires) 2¹⁰ = 1 024 ; 2²⁰ ; 2³⁰ ; 2⁴⁰ Tailles affichées par certains systèmes (Windows écrit « Go » pour Gio)

Les débits utilisent toujours les préfixes décimaux : 1 Gb/s = 1 000 000 000 b/s. Les fabricants de disques aussi : un disque de 1 To contient 10¹² octets. Certains systèmes comptent les tailles en préfixes binaires : 1 Gio = 1 073 741 824 octets, soit 7,4 % de plus qu'un Go ; Windows écrit alors « Go » pour des Gio. Un disque de 1 To y apparaît comme environ « 931 Go ».

1.3 Conversions

  • octets → bits : × 8 ; bits → octets : ÷ 8 ;
  • 100 Mb/s ÷ 8 = 12,5 Mo/s ; 1 Gb/s ÷ 8 = 125 Mo/s ;
  • on garde les puissances de 10 dans les calculs : 18 Go = 18 × 10⁹ o = 144 × 10⁹ b.

Procédure professionnelle (à rédiger) : écrire la valeur avec son unité → convertir vers bits et b/s → calculer → reconvertir dans l'unité demandée.

Erreur fréquente : comparer des Mb/s à des Mo/s ; oublier le × 8 ; confondre Go et Gio.

À l'écrit : « valeur + unité à chaque ligne du calcul ».

Repère rapide : b = bit · o = octet = 8 b · débits en décimal. Exercices liés : E10, E15 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 2. Durée d'une copie : débit nominal et débit utile

Objectifs : calculer la durée d'une copie et expliquer l'écart entre débit annoncé et débit obtenu.

2.1 La formule

Durée (s) = taille (bits) / débit utile (b/s). Le débit nominal est celui de la norme ou de la carte (100 Mb/s, 1 Gb/s) ; le débit utile est ce qui reste pour les données : débit utile = débit nominal × rendement.

Procédure 1 — Calculer la durée d'une copieSix étapes : 1. Taille en bits : Convertir la taille : octets × 8, préfixe décimal ou binaire. ; 2. Débit en b/s : Convertir le débit nominal : 1 Gb/s = 10⁹ b/s. ; 3. Débit utile : Appliquer le rendement (protocoles, disques) : nominal × rendement. ; 4. Diviser : Durée = taille en bits / débit utile en b/s. ; 5. Convertir : Secondes → minutes et heures, unité écrite. ; 6. Vérifier : Ordre de grandeur plausible ; comparer à une mesure réelle.1. Taille en bitsConvertir la taille : octets × 8,préfixe décimal ou binaire.2. Débit en b/sConvertir le débit nominal : 1 Gb/s =10⁹ b/s.3. Débit utileAppliquer le rendement (protocoles,disques) : nominal × rendement.4. DiviserDurée = taille en bits / débit utile enb/s.5. ConvertirSecondes → minutes et heures, unitéécrite.6. VérifierOrdre de grandeur plausible ; comparer àune mesure réelle.
Toujours écrire les unités : bits et b/s, puis secondes converties. (schéma non officiel)

2.2 Débit utile et débit nominal

Sur Ethernet, une partie du débit transporte autre chose que les données : chaque trame de 1500 octets de données occupe aussi le préambule et le délimiteur (8 octets), l'en-tête (14), le contrôle FCS (4) et l'intervalle entre trames (12), soit 1538 octets sur la ligne ; dans la trame, IPv4 (20) et TCP (20) laissent 1460 octets aux données. Rendement maximal d'une copie TCP : 1460 / 1538 ≈ 94,9 %. Sur un lien Gigabit, on obtient donc au mieux environ 119 Mo/s (et non 125).

En pratique, le débit utile est souvent plus bas : disques lents, processeur, nombreux petits fichiers, autres utilisateurs, Wi-Fi, antivirus, liaison en half duplex. Les exercices donnent le rendement mesuré quand il compte.

Procédure professionnelle (à rédiger) : taille en bits → débit utile en b/s → division → conversion → vérification de l'ordre de grandeur.

Erreur fréquente : diviser des octets par des bits par seconde ; prendre le débit nominal pour un débit garanti ; conclure à une panne pour un débit utile normal.

À l'écrit : « 144 × 10⁹ b / 900 × 10⁶ b/s = 160 s = 2 min 40 s ».

Repère rapide : durée = bits / (b/s utiles) · rendement ≤ 95 %. Exercices liés : E01, E09, E10, E15 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 3. Ethernet 10/100/1000/10G et coaxial : débits et longueurs

Objectifs : associer chaque norme Ethernet à son débit, à son câble et à sa longueur maximale, et vérifier un projet.

3.1 Ethernet en paire torsadée

Norme Débit Câble Paires utilisées Canal maximal Remarque
10BASE-T 10 Mb/s Cat3 au moins 2 100 m Paires 1-2 et 3-6 ; historique
100BASE-TX 100 Mb/s Cat5 au moins 2 100 m Paires 1-2 et 3-6 seulement ; « Fast Ethernet »
1000BASE-T 1 Gb/s Cat5e au moins 4 100 m Les 4 paires, dans les deux sens à la fois
10GBASE-T 10 Gb/s Cat6A au moins 4 100 m Cat6 : 55 m au plus (37 m si beaucoup de câbles voisins), à certifier

Quel que soit le débit, le canal cuivre est limité à 100 m : lien permanent de 90 m au plus (panneau → prise) + cordons de 10 m au plus en tout. Une catégorie supérieure convient toujours à un débit plus faible.

  • Cat5e : 1 Gb/s sur 100 m (un ancien câble Cat5 n'est pas garanti : on le certifie) ;
  • Cat6A : 10 Gb/s sur 100 m ;
  • Cat6 : 10 Gb/s seulement sur une distance conditionnelle : 55 m au plus, 37 m dans le pire cas, quand beaucoup de câbles voisins créent de la diaphonie entre câbles (TIA TSB-155) ; on certifie le lien avant de le promettre.

Les normes 2,5GBASE-T et 5GBASE-T (2016) visent 100 m sur Cat5e et Cat6 : complément, hors du programme officiel.

3.2 Ethernet coaxial (historique)

Norme Câble Segment maximal Remarque
10BASE5 Coaxial épais 50 Ω (≈ 10 mm) 500 m 10 Mb/s, bus, half-duplex, 100 transceivers au plus
10BASE2 Coaxial fin RG-58 50 Ω 185 m 10 Mb/s, bus, half-duplex, 30 stations au plus

Les deux coaxiaux ont une impédance de 50 Ω, des terminateurs 50 Ω à chaque bout et fonctionnent en half duplex sur un bus partagé. Leur longueur vient de l'affaiblissement : un segment ne doit pas perdre plus de 8,5 dB à 10 MHz. Le coaxial fin, plus atténuant, est donc limité à 185 m, l'épais à 500 m.

3.3 Portées comparées

Portée maximale des liaisons Ethernet selon le supportBarres sur une échelle logarithmique de 10 m à 10 km. 10BASE-T à 10GBASE-T (paire torsadée, canal) : 100 m. 10BASE2 (coaxial fin RG-58) : 185 m. 10BASE5 (coaxial épais) : 500 m. 10GBASE-SR (multimode OM3) : 300 m. 1000BASE-SX (multimode OM2) : 550 m. 1000BASE-LX (monomode) : 5000 m. 10GBASE-LR (monomode) : 10000 m. La portée de la fibre dépend du module optique et du type de fibre.Portée maximale (échelle logarithmique)10BASE-T à 10GBASE-T — paire torsadée, canal100 m10BASE2 — coaxial fin RG-58185 m10BASE5 — coaxial épais500 m10GBASE-SR — multimode OM3300 m1000BASE-SX — multimode OM2550 m1000BASE-LX — monomode5 km10GBASE-LR — monomode10 km10 m100 m1 km10 km
Cuivre : 100 m par canal quel que soit le débit ; coaxial historique : 185 ou 500 m ; fibre : selon le module et la fibre (IEEE 802.3). (schéma non officiel)

Procédure professionnelle (à rédiger) : débit voulu → norme → câble minimal → longueur mesurée ≤ maximum → verdict ; au-delà : fibre ou équipement actif intermédiaire.

Erreur fréquente : croire qu'un meilleur câble permet plus de 100 m ; promettre 10 Gb/s sur du Cat6 sans certification ; oublier la limite de 90 m du lien permanent.

À l'écrit : « débit → norme → catégorie ; longueur ≤ 100 m ».

Repère rapide : 100 m partout en cuivre · 1G = Cat5e · 10G = Cat6A (Cat6 ≤ 55 m) · 185 / 500 m en coaxial. Exercices liés : E04, E14, E17 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 4. Atténuation et décibels

Objectifs : calculer en décibels et lire l'affaiblissement d'une liaison.

4.1 L'affaiblissement en dB

Le long d'un câble, le signal perd de la puissance : c'est l'atténuation (ou affaiblissement). On l'exprime en décibels : affaiblissement (dB) = 10 × log10(P entrée / P sortie). Pour des tensions, on écrit 20 × log10(U entrée / U sortie) : le résultat en dB est le même.

Décibels : puissance restante après un affaiblissementBarres horizontales : 0 dB → 100 % de la puissance, 3 dB → 50,12 % de la puissance, 6 dB → 25,12 % de la puissance, 10 dB → 10 % de la puissance, 20 dB → 1 % de la puissance, 30 dB → 0,1 % de la puissance. 3 dB divisent environ par 2, 10 dB par 10.Puissance restante après un affaiblissement0 dB100 %3 dB50,1 %6 dB25,1 %10 dB10 %20 dB1 %30 dB0,1 %Chaque tranche de 3 dB divise environ la puissance par 2,chaque tranche de 10 dB par 10. Les dB s'additionnent lelong d'une liaison.
Affaiblissement (dB) = 10 × log10(Pentrée / Psortie) ; les dB d'une liaison s'additionnent. (schéma non officiel)
  • 3 dB ≈ puissance divisée par 2 ; 10 dB = divisée par 10 ; 20 dB = par 100 ;
  • les dB s'additionnent le long d'une liaison : câble + connecteurs + cordons ;
  • une puissance absolue s'écrit en dBm : 0 dBm = 1 mW, 10 dBm = 10 mW, −20 dBm = 0,01 mW.

4.2 Ce qui fait varier l'atténuation

L'affaiblissement d'un câble est proportionnel à sa longueur (en dB) et augmente avec la fréquence et la température. Valeurs maximales du câble seul, à 100 MHz et 20 °C (TIA-568) :

Câble Affaiblissement max. sur 100 m Sur 50 m Puissance restante après 100 m
Cat5e 22 dB 11 dB 0,6 %
Cat6 19,8 dB 9,9 dB 1 %
Cat6A 19,1 dB 9,6 dB 1,2 %

Le récepteur est prévu pour un signal affaibli ; au-delà des longueurs de la norme, il ne distingue plus le signal du bruit : erreurs, débit réduit, pas de lien.

Procédure professionnelle (à rédiger) : dB/100 m × longueur / 100 → total en dB (on ajoute les connecteurs) → comparer à la limite → verdict.

Erreur fréquente : additionner des pourcentages au lieu des dB ; croire que 6 dB = 6 % de perte.

À l'écrit : « 19,8 dB/100 m × 60 m = 11,88 dB ».

Repère rapide : 3 dB = ÷ 2 · 10 dB = ÷ 10 · les dB s'additionnent. Exercices liés : E05, E12, E14 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 5. Bruit, diaphonie NEXT et blindage

Objectifs : expliquer bruit et diaphonie et lire un NEXT sur un rapport de testeur.

5.1 Bruit et rapport signal sur bruit

Le bruit est tout signal indésirable qui s'ajoute au signal utile : parasites électromagnétiques (moteurs, néons, câbles d'énergie), diaphonie. Le récepteur fonctionne tant que le signal reste nettement au-dessus du bruit : c'est le rapport signal sur bruit, en dB. Une liaison longue (signal affaibli) dans un milieu perturbé (bruit fort) devient instable.

5.2 Diaphonie : NEXT et FEXT

La diaphonie est le signal d'une paire qui passe sur une autre. La paradiaphonie (NEXT, near-end crosstalk) se mesure du côté de l'émetteur, la télédiaphonie (FEXT) à l'autre extrémité. Le testeur exprime le NEXT comme l'affaiblissement du signal parasite : plus la valeur en dB est grande, moins il y a de diaphonie. Le NEXT se dégrade surtout près des raccordements : paires détorsadées sur plus de 13 mm, prise mal poinçonnée, câble écrasé.

Diaphonie : NEXT et FEXTDeux paires parallèles d'un même câble. La paire 1 porte le signal de l'émetteur, à gauche. Une partie du signal passe sur la paire 2 : mesurée du côté de l'émetteur, c'est la paradiaphonie (NEXT) ; mesurée à l'autre extrémité, la télédiaphonie (FEXT). La valeur en dB est l'affaiblissement du signal parasite : plus elle est grande, mieux c'est.Diaphonie entre deux paires d'un même câblePaire 1 : émetteurPaire 2 : voisineÉmet.ReçoitNEXTFEXTNEXT (paradiaphonie) : mesurée du côté de l'émetteur.FEXT (télédiaphonie) : mesurée à l'autre extrémité.Valeur en dB d'affaiblissement du signal parasite :plus elle est grande, meilleur est le câble.
Le testeur mesure le NEXT aux deux extrémités ; détorsadage et écrasement le dégradent. (schéma non officiel)

L'ACR (rapport atténuation/diaphonie) = NEXT − affaiblissement, en dB : il doit rester positif, et plus il est grand, plus le signal se distingue de la diaphonie. À 10 Gb/s, la diaphonie entre câbles voisins (exogène) compte aussi : c'est ce qui limite le Cat6.

5.3 Blindage

Un écran (feuille ou tresse) relié à la terre protège des parasites extérieurs et de la diaphonie entre câbles ; un écran par paire (U/FTP, S/FTP) réduit aussi la diaphonie entre paires. Il n'est efficace que continu et relié à la terre (voir PR13).

Procédure professionnelle (à rédiger) : valeur mesurée face à la limite (NEXT ≥ limite) → extrémité concernée → cause au raccordement → reprise → nouveau test.

Erreur fréquente : croire qu'un petit NEXT est bon ; chercher le défaut au milieu du câble alors que le NEXT mauvais est mesuré à une extrémité.

À l'écrit : « NEXT 29,8 dB < 35,3 dB côté bureau → détorsadage à la prise → refaire ».

Repère rapide : NEXT grand = bon · ACR = NEXT − affaiblissement · raccordement d'abord. Exercices liés : E12, E18 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 6. Impédance et réflexions : 100 Ω, 50 Ω, 75 Ω

Objectifs : expliquer l'impédance caractéristique et prévoir une réflexion.

6.1 Impédance caractéristique

Chaque câble a une impédance caractéristique, fixée par sa géométrie (écart et diamètre des conducteurs, isolant) et indépendante de sa longueur : 100 Ω (± 15 Ω) pour la paire torsadée Ethernet, 50 Ω pour le coaxial Ethernet (10BASE2, 10BASE5), la radio et la mesure, 75 Ω pour la vidéo et la télévision. L'ancien câble IBM type 1 (STP) faisait 150 Ω. Ce n'est pas une résistance mesurable à l'ohmmètre.

6.2 Réflexions

Quand le signal rencontre une impédance différente (autre câble, connecteur, extrémité ouverte, câble écrasé), une partie revient vers l'émetteur. Le coefficient de réflexion vaut Γ = (Zcharge − Zligne) / (Zcharge + Zligne) ; la part de puissance réfléchie vaut Γ², l'affaiblissement de réflexion (return loss) −20 × log10 |Γ| (plus il est grand, mieux c'est).

Impédance et réflexionsCinq liaisons : Coaxial 50 Ω terminé par 50 Ω : coefficient de réflexion 0, 0 % de la puissance réfléchie. Coaxial 75 Ω vers une entrée 50 Ω : coefficient de réflexion -0,2, 4 % de la puissance réfléchie. Coaxial 50 Ω vers une caméra 75 Ω : coefficient de réflexion 0,2, 4 % de la puissance réfléchie. Coaxial 50 Ω sans terminateur : coefficient de réflexion 1, 100 % de la puissance réfléchie. Coaxial 50 Ω court-circuité : coefficient de réflexion -1, 100 % de la puissance réfléchie.Réflexion à l'extrémité d'une ligneCoaxial 50 Ω terminé par 50 ΩΓ = 0 ; puissance réfléchie : 0 %Coaxial 75 Ω vers une entrée 50 ΩΓ = -0,2 ; puissance réfléchie : 4 %Coaxial 50 Ω vers une caméra 75 ΩΓ = +0,2 ; puissance réfléchie : 4 %Coaxial 50 Ω sans terminateurΓ = +1 ; puissance réfléchie : 100 %Coaxial 50 Ω court-circuitéΓ = -1 ; puissance réfléchie : 100 %Γ = (Zcharge − Zligne) / (Zcharge + Zligne). Ouverte : Γ =+1 ; court-circuit : Γ = −1 ; adaptée : Γ = 0.
Toute rupture d'impédance réfléchit une partie du signal ; une ligne adaptée n'en réfléchit pas. (schéma non officiel)
Liaison Γ Puissance réfléchie Affaiblissement de réflexion
Coaxial 50 Ω terminé par 50 Ω 0 0 % aucune réflexion
Coaxial 75 Ω vers une entrée 50 Ω -0,2 4 % 14 dB
Coaxial 50 Ω vers une caméra 75 Ω 0,2 4 % 14 dB
Coaxial 50 Ω sans terminateur 1 100 % -0 dB
Coaxial 50 Ω court-circuité -1 100 % -0 dB

D'où les règles : une seule impédance sur toute la liaison (câble et connecteurs), terminateurs à l'impédance du câble aux extrémités d'un bus coaxial, câble jamais écrasé ni plié trop serré. Un réflectomètre (TDR) utilise justement ces réflexions pour localiser un défaut : voir PR16.

Procédure professionnelle (à rédiger) : relever les impédances de chaque maillon → calculer Γ → expliquer le symptôme (image doublée, erreurs) → rétablir une impédance unique.

Erreur fréquente : mélanger 50 et 75 Ω « parce que les fiches BNC se ressemblent » ; mesurer l'impédance à l'ohmmètre.

À l'écrit : « Γ = (75 − 50) / (75 + 50) = 0,2 → 4 % réfléchis ».

Repère rapide : 100 Ω paire · 50 Ω réseau coaxial · 75 Ω vidéo · ouvert +1 · court-circuit −1. Exercices liés : E08, E14 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 7. Fibre monomode ou multimode : pertes et portée

Objectifs : choisir monomode ou multimode et faire le bilan d'une liaison optique.

7.1 Monomode et multimode

La fibre transporte de la lumière : elle est insensible aux parasites électriques et isole électriquement deux bâtiments. Le multimode (cœur de 50 ou 62,5 µm) est utilisé à 850 nm avec des émetteurs bon marché, sur quelques centaines de mètres ; le monomode (cœur d'environ 9 µm) avec des lasers à 1 310 ou 1 550 nm, sur des kilomètres.

Fibre Type Cœur Usage
OM1 multimode 62,5 µm Ancienne ; portée courte
OM2 multimode 50 µm Ancienne ; 1 Gb/s jusqu'à 550 m
OM3 multimode 50 µm Optimisée laser ; 10 Gb/s jusqu'à 300 m
OM4 multimode 50 µm Optimisée laser ; 10 Gb/s jusqu'à 400 m
OS1 / OS2 monomode ≈ 9 µm Cœur fin, laser ; kilomètres

7.2 Pertes

Fibre Longueur d'onde Affaiblissement maximal
Multimode (OM1 à OM4) 850 nm 3,5 dB/km
Multimode (OM1 à OM4) 1300 nm 1,5 dB/km
Monomode OS1 (intérieur) 1310 nm 1 dB/km
Monomode OS2 1310 nm 0,4 dB/km
Monomode OS2 1550 nm 0,4 dB/km

Chaque paire de connecteurs raccordée perd au plus 0,75 dB, chaque épissure 0,3 dB (TIA-568). Un connecteur sale perd bien davantage : on le nettoie et on l'inspecte avant de le brancher.

7.3 La portée dépend du module optique

La portée n'est pas une propriété de la fibre seule : elle dépend du module optique (émetteur-récepteur) et du type de fibre. En multimode, la dispersion modale limite la longueur même quand les pertes sont faibles.

Module optique Fibre Longueur d'onde Portée maximale
1000BASE-SX OM1 850 nm 275 m
1000BASE-SX OM2 850 nm 550 m
1000BASE-LX OS2 1310 nm 5 km
10GBASE-SR OM1 850 nm 33 m
10GBASE-SR OM2 850 nm 82 m
10GBASE-SR OM3 850 nm 300 m
10GBASE-SR OM4 850 nm 400 m
10GBASE-LR OS2 1310 nm 10 km

Le budget du module (puissance émise minimale − sensibilité du récepteur, ou budget de canal de la fiche) doit couvrir la perte de la liaison ; la marge est la différence. Un module longue portée sur une liaison très courte peut au contraire saturer le récepteur : on suit la fiche (atténuateur si demandé).

Bilan d'une liaison en fibre optiqueBarre empilée : fibre OM3 de 220 m à 3,5 dB/km = 0,77 dB, deux connecteurs à 0,75 dB = 1,5 dB, aucune épissure ; perte totale 2,27 dB. Budget du module 10GBASE-SR : 2,6 dB ; marge 0,33 dB.Bilan : baie A → baie B, OM3, 850 nmFibre 0,22 km : 0,77 dB2 connecteurs : 1,5 dB0 épissures : 0 dBPerte totale : 2,27 dBBudget du module (10GBASE-SR) : 2,6 dB (trait vertical)Marge : 0,33 dB
Perte = fibre (km × dB/km) + connecteurs + épissures ; elle doit rester sous le budget du module. (schéma non officiel)
Procédure 3 — Bilan d'une liaison optiqueSix étapes : 1. Relever : Longueur, type de fibre, longueur d'onde, connecteurs, épissures. ; 2. Valeurs : dB/km de la fibre, 0,75 dB par connecteur, 0,3 dB par épissure. ; 3. Calculer la perte : Fibre (km × dB/km) + connecteurs + épissures. ; 4. Portée et budget : Portée du module sur cette fibre ; budget de sa fiche technique. ; 5. Marge : Budget − perte ; comparer à la marge exigée par le client. ; 6. Conclure et mesurer : Verdict justifié, puis mesure au photomètre ou réflectomètre.1. ReleverLongueur, type de fibre, longueurd'onde, connecteurs, épissures.2. ValeursdB/km de la fibre, 0,75 dB parconnecteur, 0,3 dB par épissure.3. Calculer la perteFibre (km × dB/km) + connecteurs +épissures.4. Portée et budgetPortée du module sur cette fibre ;budget de sa fiche technique.5. MargeBudget − perte ; comparer à la margeexigée par le client.6. Conclure et mesurerVerdict justifié, puis mesure auphotomètre ou réflectomètre.
La portée du module et le budget de pertes se vérifient tous les deux. (schéma non officiel)

Le raccordement, les connecteurs et la pose de la fibre sont l'objet du cours PR17 (à venir).

Procédure professionnelle (à rédiger) : relever → valeurs → perte → portée et budget → marge → verdict et mesure.

Erreur fréquente : vérifier le budget en oubliant la portée (10GBASE-SR à 450 m sur OM3) ; oublier les connecteurs ; mélanger multimode et monomode.

À l'écrit : « 0,22 km × 3,5 + 2 × 0,75 = 2,27 dB ≤ 2,6 dB ; 220 m ≤ 300 m → conforme ».

Repère rapide : multimode 850 nm, centaines de m · monomode 1 310 nm, km · 0,75 dB par connecteur · portée ET budget. Exercices liés : E03, E07, E13 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 8. Duplex, auto-négociation et collisions

Objectifs : expliquer half et full duplex, l'auto-négociation et les collisions, et reconnaître un désaccord de duplex.

8.1 Half duplex, full duplex, collisions

  • Half duplex : on émet ou on reçoit, chacun son tour. C'était le cas des bus coaxiaux et des hubs : tous les postes partageaient le support. Deux émissions simultanées provoquaient une collision ; la méthode CSMA/CD consistait à écouter avant d'émettre, détecter la collision, attendre un délai aléatoire et réémettre. Plus il y avait de postes actifs, plus le débit utile chutait.
  • Full duplex : on émet et on reçoit en même temps, sur des paires séparées (ou les 4 paires en Gigabit), avec un switch : plus de collision, chaque port a son débit.

8.2 Auto-négociation

À la connexion, deux ports en auto-négociation s'annoncent leurs capacités et choisissent la meilleure vitesse commune, en full duplex. Le Gigabit (1000BASE-T) exige l'auto-négociation. Si un seul côté est forcé, l'autre détecte la vitesse mais pas le duplex : il se met en half duplex. C'est le désaccord de duplex : collisions tardives côté half, erreurs CRC côté full, lenteurs et coupures.

Carte du PC Port du switch Vitesse Duplex PC / switch Résultat
Auto Auto 1000 Mb/s full / full cohérent
Auto Forcé 100 Mb/s full 100 Mb/s half / full désaccord de duplex
Forcé 100 Mb/s full Forcé 100 Mb/s full 100 Mb/s full / full cohérent
Auto Forcé 100 Mb/s half 100 Mb/s half / half cohérent

Règle : laisser les deux côtés en auto ; si un équipement impose un réglage fixe, forcer les deux côtés à l'identique.

Procédure professionnelle (à rédiger) : relever vitesse et duplex des deux côtés → repérer un réglage forcé d'un seul côté → corriger → vérifier les compteurs d'erreurs.

Erreur fréquente : forcer « 100 full » sur un seul côté pour « stabiliser » ; remplacer un hub par un autre hub.

À l'écrit : « auto face à forcé → half / full → désaccord → remettre les deux en auto ».

Repère rapide : auto + auto = OK · auto + forcé = half · hub = collisions · switch = full duplex. Exercices liés : E06, E16, E19 (séquence « Exercices corrigés »).

Théorie

PR14 — 9. Diagnostic : liaison à 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/s

Objectifs : diagnostiquer par écrit une liaison établie à 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/s.

9.1 Les causes possibles

  1. Un équipement limité : switch, carte, prise de téléphone IP ou ancien switch intermédiaire à 100 Mb/s ;
  2. Un réglage forcé à 100 Mb/s (carte ou port), parfois avec un désaccord de duplex ;
  3. Le câble : le Gigabit utilise les 4 paires, le 100 Mb/s seulement 1-2 et 3-6. Une paire 4-5 ou 7-8 coupée ou mal sertie, un cordon à 2 paires, un câble trop long ou de mauvaise qualité : la carte rétrograde à 100 Mb/s (downshift) au lieu de couper le lien.

9.2 Lire l'état de la liaison

  • Linux : ethtool enp3s0 affiche Speed, Duplex, Auto-negotiation et, souvent, les modes annoncés par l'autre côté (Link partner advertised link modes) ;
  • Windows : Get-NetAdapter (colonne LinkSpeed) ou l'état de la carte réseau ;
  • Switch : l'état du port (vitesse, duplex) et ses compteurs d'erreurs.

Si les deux côtés annoncent 1000BASE-T en auto mais que le lien est à 100 Mb/s, ce n'est ni un réglage ni un équipement : on cherche dans le câble.

Procédure 2 — Liaison à 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/sSix étapes : 1. Relever : Vitesse et duplex des deux côtés (carte et port du switch), compteurs d'erreurs. ; 2. Configuration : Auto-négociation des deux côtés ; rien de forcé d'un seul côté. ; 3. Capacités : Carte, switch, prise murale ou téléphone intermédiaire : tous à 1 Gb/s ? ; 4. Câble : Testeur : 8 conducteurs (paires 4-5 et 7-8), longueur, catégorie. ; 5. Isoler : Changer le cordon, puis le port, pour localiser le maillon fautif. ; 6. Contrôler et consigner : 1 Gb/s full duplex des deux côtés, compteurs stables, rapport.1. ReleverVitesse et duplex des deux côtés (carteet port du switch), compteurs d'erreurs.2. ConfigurationAuto-négociation des deux côtés ; riende forcé d'un seul côté.3. CapacitésCarte, switch, prise murale ou téléphoneintermédiaire : tous à 1 Gb/s ?4. CâbleTesteur : 8 conducteurs (paires 4-5 et7-8), longueur, catégorie.5. IsolerChanger le cordon, puis le port, pourlocaliser le maillon fautif.6. Contrôler et consigner1 Gb/s full duplex des deux côtés,compteurs stables, rapport.
Du plus simple (lire l'état) au plus long (tester le câble), en isolant chaque maillon. (schéma non officiel)

Procédure professionnelle (à rédiger) : relever → configuration → capacités → câble (8 conducteurs) → isoler (cordon, port) → contrôler et consigner.

Erreur fréquente : remplacer la carte réseau avant de tester le câble ; tester seulement la continuité de 4 conducteurs.

À l'écrit : « annonces 1000/Full des deux côtés, Speed 100 → paire 7-8 ouverte → reprise → Speed 1000 ».

Repère rapide : Gigabit = 4 paires · 100 Mb/s = 2 paires · annonces OK + 100 Mb/s = câble. Exercices liés : E02, E06, E11 (séquence « Exercices corrigés »).

Exemple

PR14 — Exemples : cinq cas chiffrés résolus

Cinq dossiers chiffrés, résolus pas à pas avec les règles du cours. Chaque nombre est calculé, avec son unité, comme dans les exercices.

Cas 1 — Durée d'une sauvegarde

Situation. Une PME sauvegarde 50 Go (taille décimale) chaque nuit vers un NAS. Le rendement mesuré est de 94 %. Combien de temps dure la copie à 1 Gb/s ? Et si le lien tombe à 100 Mb/s ?

Résolution.

  1. Taille en bits : 50 Go = 50 × 10⁹ octets × 8 = 400 × 10⁹ bits.
  2. Débit utile : 1 Gb/s × 0,94 = 940 × 10⁶ b/s ; 100 Mb/s × 0,94 = 94 × 10⁶ b/s.
  3. Durées : 400 × 10⁹ / 940 × 10⁶ ≈ 425,5 s ; à 100 Mb/s, dix fois plus : ≈ 4255 s.

Conclusion rédigée. « La sauvegarde dure environ 7 min 6 s à 1 Gb/s, et 1 h 10 min 55 s si le lien tombe à 100 Mb/s : un lien rétrogradé se voit tout de suite dans la durée des sauvegardes. »

Cas 2 — 10 Gb/s sur un câblage Cat6 existant

Situation. Un bureau d'études veut passer son serveur à 10 Gb/s. Le lien Cat6 existant mesure 48 m de canal, au milieu d'un faisceau de 24 câbles.

Résolution.

  1. Règle : 10GBASE-T demande du Cat6A sur 100 m ; en Cat6, 55 m au plus, 37 m dans le pire cas de diaphonie entre câbles voisins.
  2. Situation : 48 m est entre 37 et 55 m, dans un gros faisceau : la diaphonie exogène (entre câbles) peut empêcher le 10 Gb/s.
  3. Décision : certifier le lien à 10 Gb/s (diaphonie exogène comprise) ; s'il échoue, tirer un câble Cat6A.

Conclusion rédigée. « Possible sous conditions : on ne promet 10 Gb/s sur ce Cat6 qu'après une certification réussie ; sinon, câble Cat6A. »

Cas 3 — Affaiblissement d'un lien Cat6

Situation. Un lien Cat6 de 60 m. La norme fixe à 19,8 dB pour 100 m, à 100 MHz, l'affaiblissement maximal du câble. Quelle part de la puissance arrive au bout, au pire ?

Résolution.

  1. Proportionnalité : en dB, l'affaiblissement suit la longueur : 19,8 × 60 / 100 = 11,88 dB.
  2. Conversion : 10^(−11,88 / 10) ≈ 0,065, soit 6,5 % de la puissance.
  3. Repère de tête : 10 dB → un dixième, 2 dB de plus → un peu moins des deux tiers de ce dixième : environ 6 %.

Conclusion rédigée. « Au pire, il reste environ 6,5 % de la puissance émise après 60 m à 100 MHz : c'est normal, le récepteur est prévu pour ; plus long ou plus haut en fréquence, il resterait encore moins. »

Cas 4 — Bilan d'une liaison multimode à 10 Gb/s

Situation. Deux baies d'un même bâtiment sont reliées par 220 m de fibre OM3, avec deux connecteurs et aucune épissure. Modules 10GBASE-SR ; budget de la fiche du module : 2,6 dB.

Résolution.

  1. Portée : 10GBASE-SR tient 300 m sur OM3 ; 220 m conviennent.
  2. Perte : fibre 0,22 km × 3,5 dB/km = 0,77 dB ; connecteurs 2 × 0,75 = 1,5 dB ; total 2,27 dB.
  3. Marge : 2,6 − 2,27 = 0,33 dB.

Conclusion rédigée. « La liaison respecte la portée et le budget, avec une marge faible (0,33 dB) calculée sur des valeurs maximales : on nettoie les connecteurs et on mesure la perte réelle à la réception. »

Cas 5 — Un PC à 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/s

Situation. Un poste Gigabit affiche 100 Mb/s full duplex. La carte et le switch sont en auto-négociation et annoncent tous deux 1000BASE-T. Le testeur montre la paire 7-8 ouverte dans la prise murale.

Résolution.

  1. Configuration : rien n'est forcé et les deux côtés savent faire 1 Gb/s : ce n'est ni un réglage ni un équipement limité.
  2. Câble : 1000BASE-T utilise les quatre paires ; 100BASE-TX seulement 1-2 et 3-6. Avec une paire coupée, la carte rétrograde à 100 Mb/s.
  3. Correction : refaire le poinçonnage de la prise, retester les huit conducteurs.

Conclusion rédigée. « Cause : paire 7-8 ouverte à la prise. Après reprise du raccordement, le lien remonte à 1 Gb/s full duplex ; on le vérifie des deux côtés et on consigne. »

Attention

PR14 — Pièges et erreurs fréquentes

Confondre Mb/s et Mo/s : 1 Gb/s ÷ 8 = 125 Mo/s au maximum.

Confondre Go et Gio : 1 Gio = 1 073 741 824 octets ; Windows écrit « Go ».

Prendre le débit nominal pour le débit utile : au mieux 95 % en TCP sur Ethernet, souvent moins.

Croire qu'un meilleur câble dépasse 100 m : la limite vaut pour toutes les catégories.

Promettre 10 Gb/s sur du Cat6 au-delà de 55 m, ou sans certification.

Additionner des pourcentages de perte au lieu des dB.

Lire un NEXT à l'envers : une grande valeur en dB est bonne.

Mélanger 50 Ω et 75 Ω, ou laisser un bus coaxial sans terminateur.

Oublier la portée du module dans un bilan optique, ou oublier les connecteurs.

Forcer vitesse et duplex d'un seul côté : désaccord de duplex.

Accuser la carte réseau d'un lien à 100 Mb/s sans tester les 8 conducteurs.

Exercice

PR14 — Exercices corrigés (19) et leurs corrigés

19 exercices corrigés : remises en ordre (durée d'une copie, liaison à 100 Mb/s, bilan optique), classements (norme et longueur, décibels, auto-négociation, support à 10 Gb/s, réflexions), documents chiffrés (durée d'une sauvegarde, débit mesuré, sortie d'ethtool, rapport de testeur, bilan monomode, segments coaxiaux) et rédactions (1 Gb/s et Mo/s, désaccord de duplex, Cat6 à 10 Gb/s, NEXT, hub). Rédige ta réponse sur papier avant d'ouvrir le corrigé, calculs et unités compris ; toute réponse équivalente et justifiée est acceptée. Ces mêmes exercices sont proposés dans S'entraîner, avec correction après envoi.

Remettre dans l'ordre le calcul d'une durée de copie

E01 · ordonnancement · exigences AP-19 · 3 points

Une cliente veut savoir combien de temps prendra la copie de ses photos vers le NAS du bureau. Ton collègue a noté les six étapes du calcul sur un post-it, mais dans le désordre, et il a oublié d'écrire les unités à chaque étape.

Étapes à remettre en ordre :

  • Diviser — Durée = taille en bits / débit utile en b/s.
  • Taille en bits — Convertir la taille : octets × 8, préfixe décimal ou binaire.
  • Vérifier — Ordre de grandeur plausible ; comparer à une mesure réelle.
  • Débit utile — Appliquer le rendement (protocoles, disques) : nominal × rendement.
  • Convertir — Secondes → minutes et heures, unité écrite.
  • Débit en b/s — Convertir le débit nominal : 1 Gb/s = 10⁹ b/s.
  1. Remets les six étapes du calcul dans l'ordre.
Voir le corrigé et le barème

1. On convertit la taille en bits (octets × 8, en tenant compte du préfixe décimal ou binaire). 2. On convertit le débit nominal en bits par seconde (1 Gb/s = 10⁹ b/s). 3. On applique le rendement : le débit utile est plus bas que le nominal (en-têtes, disques).

4. Durée = taille en bits / débit utile en b/s. 5. On convertit les secondes en minutes et heures, avec l'unité écrite. 6. On vérifie l'ordre de grandeur et, si possible, on compare à une copie réelle.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Ordre3Taille en bits → débit en b/s → débit utile → diviser → convertir → vérifier (0,5 pt par étape).

Remettre dans l'ordre le diagnostic d'une liaison à 100 Mb/s

E02 · ordonnancement · exigences AP-19, AP-20 · 3 points

Dans une agence de voyages, le PC du comptable affiche une connexion à 100 Mb/s alors que sa carte et le switch sont Gigabit. La fiche de diagnostic de l'atelier a ses six étapes mélangées ; tu dois la remettre en ordre avant de l'envoyer au stagiaire.

Étapes à remettre en ordre :

  • Capacités — Carte, switch, prise murale ou téléphone intermédiaire : tous à 1 Gb/s ?
  • Contrôler et consigner — 1 Gb/s full duplex des deux côtés, compteurs stables, rapport.
  • Relever — Vitesse et duplex des deux côtés (carte et port du switch), compteurs d'erreurs.
  • Câble — Testeur : 8 conducteurs (paires 4-5 et 7-8), longueur, catégorie.
  • Configuration — Auto-négociation des deux côtés ; rien de forcé d'un seul côté.
  • Isoler — Changer le cordon, puis le port, pour localiser le maillon fautif.
  1. Remets les six étapes du diagnostic dans l'ordre, de la plus simple à la plus longue.
Voir le corrigé et le barème

1. On relève la vitesse et le duplex des deux côtés (carte et port du switch) et les compteurs d'erreurs. 2. On vérifie la configuration : auto-négociation des deux côtés, rien de forcé d'un seul côté. 3. On vérifie les capacités de chaque maillon : carte, switch, et tout appareil intermédiaire (téléphone IP, ancien switch).

4. On teste le câble : les 8 conducteurs (le Gigabit utilise les 4 paires), la longueur, la catégorie. 5. On isole le maillon fautif en changeant le cordon, puis le port. 6. On contrôle 1 Gb/s full duplex des deux côtés, des compteurs stables, et on consigne.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Ordre3Relever → configuration → capacités → câble → isoler → contrôler et consigner (0,5 pt par étape).

Remettre dans l'ordre le bilan d'une liaison optique

E03 · ordonnancement · exigences AP-20, AP-21 · 3 points

Une commune veut relier la bibliothèque à la maison communale par une fibre. Avant de commander les modules optiques, ton responsable te demande un bilan écrit. Les six étapes du modèle de bilan ont été recopiées dans le désordre.

Étapes à remettre en ordre :

  • Marge — Budget − perte ; comparer à la marge exigée par le client.
  • Valeurs — dB/km de la fibre, 0,75 dB par connecteur, 0,3 dB par épissure.
  • Portée et budget — Portée du module sur cette fibre ; budget de sa fiche technique.
  • Relever — Longueur, type de fibre, longueur d'onde, connecteurs, épissures.
  • Conclure et mesurer — Verdict justifié, puis mesure au photomètre ou réflectomètre.
  • Calculer la perte — Fibre (km × dB/km) + connecteurs + épissures.
  1. Remets les six étapes du bilan dans l'ordre.
Voir le corrigé et le barème

1. On relève la longueur, le type de fibre, la longueur d'onde, le nombre de connecteurs et d'épissures. 2. On prend les valeurs d'affaiblissement : dB/km de la fibre, 0,75 dB par paire de connecteurs, 0,3 dB par épissure. 3. On calcule la perte : fibre + connecteurs + épissures.

4. On vérifie la portée du module sur ce type de fibre et on relève son budget sur la fiche technique. 5. Marge = budget − perte, comparée à la marge demandée. 6. On conclut par écrit, puis on mesure la liaison réelle (photomètre ou réflectomètre).

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Ordre3Relever → valeurs → calculer la perte → portée et budget → marge → conclure et mesurer (0,5 pt par étape).

Huit liaisons cuivre : la catégorie et la longueur conviennent-elles ?

E04 · normes et distances · exigences AP-19, AP-20 · 4 points

Tu relis les devis de câblage préparés par un collègue. Pour chaque liaison, il a noté le débit voulu, la catégorie de câble prévue et la longueur du canal (cordons compris). Règles : canal de 100 m au plus ; 1 Gb/s demande au moins du Cat5e ; 10 Gb/s du Cat6A, ou du Cat6 jusqu'à 55 m après certification.

Catégories : Conforme · Catégorie insuffisante · Trop long pour la paire torsadée · Possible sous conditions (10 Gb/s en Cat6 ≤ 55 m, à certifier)

  1. 1 Gb/s (1000BASE-T), câble Cat5e, canal de 85 m
  2. 10 Gb/s (10GBASE-T), câble Cat6A, canal de 95 m
  3. 10 Gb/s (10GBASE-T), câble Cat6, canal de 45 m
  4. 10 Gb/s (10GBASE-T), câble Cat6, canal de 80 m
  5. 10 Gb/s (10GBASE-T), câble Cat5e, canal de 30 m
  6. 1 Gb/s (1000BASE-T), câble Cat6A, canal de 120 m
  7. 100 Mb/s (100BASE-TX), câble Cat5e, canal de 98 m
  8. 1 Gb/s (1000BASE-T), câble Cat3, canal de 40 m
  1. Range chaque liaison selon le verdict qui convient.
Voir le corrigé et le barème

On regarde d'abord la longueur : au-delà de 100 m de canal, aucune catégorie ne convient (120 m → fibre ou équipement intermédiaire). Ensuite la catégorie : Cat5e pour 1 Gb/s sur 100 m, Cat6A pour 10 Gb/s sur 100 m ; une catégorie supérieure convient toujours (Cat5e pour 100 Mb/s).

Le Cat6 ne tient 10 Gb/s que sur une longueur réduite : 55 m au plus, 37 m s'il y a beaucoup de câbles voisins ; à 45 m, c'est possible après certification du lien ; à 80 m, il faut du Cat6A. Le Cat5e n'est pas prévu pour 10 Gb/s, et un ancien câblage téléphonique Cat3 ne tient que 10 Mb/s.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Classement485 m Cat5e 1 Gb/s, 95 m Cat6A 10 Gb/s, 98 m Cat5e 100 Mb/s → conformes ; Cat6 45 m 10 Gb/s → sous conditions ; Cat6 80 m et Cat5e à 10 Gb/s, Cat3 à 1 Gb/s → catégorie insuffisante ; 120 m → trop long (0,5 pt par élément).

Décibels : quelle part de la puissance reste-t-il ?

E05 · atténuation, bruit, impédance · exigences AP-20 · 3.5 points

Pour préparer un stagiaire aux rapports de testeur, tu lui fais estimer de tête la puissance qui reste après un affaiblissement. Règles à utiliser : 3 dB divisent la puissance par 2, 10 dB la divisent par 10, et les dB de tronçons successifs s'additionnent.

Catégories : La moitié · Le quart · Un dixième · Un centième · Un millième

  1. Affaiblissement de 10 dB
  2. Affaiblissement de 3 dB
  3. Affaiblissement de 20 dB
  4. Affaiblissement de 6 dB
  5. Affaiblissement de 30 dB
  6. Deux tronçons de 10 dB chacun, l'un après l'autre
  7. Un connecteur de 3 dB puis un câble de 7 dB
  1. Range chaque affaiblissement selon la part de la puissance d'entrée qui arrive au bout.
Voir le corrigé et le barème

Affaiblissement en dB = 10 × log10(Pentrée / Psortie). 10 dB = rapport 10, 20 dB = 100, 30 dB = 1 000 : il reste un dixième, un centième, un millième. 3 dB ≈ rapport 2 (10^0,3 ≈ 2) : il reste la moitié ; 6 dB = 3 + 3 dB : la moitié de la moitié, le quart.

Les dB s'additionnent : deux tronçons de 10 dB font 20 dB (un centième) ; un connecteur de 3 dB suivi d'un câble de 7 dB font 10 dB (un dixième). On n'additionne jamais des pourcentages ni des milliwatts perdus.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Classement3.53 dB → la moitié ; 6 dB → le quart ; 10 dB et 3 + 7 dB → un dixième ; 20 dB et 10 + 10 dB → un centième ; 30 dB → un millième (0,5 pt par élément).

Auto-négociation : quel résultat pour chaque liaison ?

E06 · duplex et négociation · exigences AP-19, AP-20 · 3.5 points

Un client se plaint de lenteurs sur plusieurs postes. Tu as relevé, pour sept liaisons, le réglage de la carte du PC et du port du switch, et l'état du câble. Rappel : un port en auto-négociation face à un port forcé détecte la vitesse, mais se met en half duplex.

Catégories : 1 Gb/s full duplex · 100 Mb/s full duplex · 100 Mb/s avec désaccord de duplex · Pas de lien

  1. PC et switch Gigabit en auto-négociation, câble Cat6 testé conforme
  2. PC et switch Gigabit en auto-négociation, paire 7-8 coupée dans la prise murale
  3. PC en auto-négociation, port du switch forcé à 100 Mb/s full duplex
  4. PC et port du switch tous deux forcés à 100 Mb/s full duplex
  5. PC Gigabit en auto-négociation sur un ancien switch 100 Mb/s en auto-négociation
  6. PC forcé à 10 Mb/s half duplex, port du switch forcé à 100 Mb/s full duplex
  7. PC forcé à 100 Mb/s full duplex, port du switch forcé à 100 Mb/s half duplex
  1. Range chaque liaison selon l'état qu'elle obtiendra.
Voir le corrigé et le barème

Deux ports en auto-négociation choisissent la meilleure vitesse commune en full duplex : 1 Gb/s si les quatre paires sont bonnes et si les deux équipements sont Gigabit, sinon 100 Mb/s (un ancien switch 100 Mb/s, ou une paire 4-5 ou 7-8 coupée : la carte rétrograde). Deux ports forcés de la même façon fonctionnent aussi.

Un port en auto face à un port forcé détecte la vitesse mais pas le duplex : il passe en half duplex, l'autre reste en full : désaccord de duplex (collisions tardives, erreurs CRC, lenteurs). Deux ports forcés à des duplex différents donnent le même désaccord ; à des vitesses différentes (10 et 100 Mb/s), il n'y a pas de lien.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Classement3.5Auto/auto conforme → 1 Gb/s full ; paire 7-8 coupée, forcés 100 full des deux côtés, ancien switch 100 Mb/s → 100 Mb/s full ; auto face à forcé 100 full, forcé full face à forcé half → désaccord de duplex ; 10 face à 100 forcés → pas de lien (0,5 pt par élément).

Liaisons à 10 Gb/s : quel support et quel module ?

E07 · fibre optique · exigences AP-19, AP-21 · 3.5 points

Une intercommunale prépare sept liaisons à 10 Gb/s. La règle de l'atelier : la solution la plus simple qui tient la distance, jamais de cuivre entre deux bâtiments. Portées : 10GBASE-T 100 m sur Cat6A ; 10GBASE-SR 300 m sur OM3 et 400 m sur OM4 ; 10GBASE-LR 10 km sur monomode OS2.

Catégories : 10GBASE-T sur Cat6A · 10GBASE-SR sur OM3 · 10GBASE-SR sur OM4 · 10GBASE-LR sur monomode OS2

  1. Serveur vers le switch de la même salle, 70 m de chemin de câbles
  2. Switch du bâtiment A vers celui du bâtiment B, 90 m en gaine enterrée
  3. Baie du rez-de-chaussée vers celle du 4e étage, 140 m
  4. Atelier vers bureaux du même site, 250 m
  5. Entrepôt vers bureaux du même site, 360 m
  6. Siège vers un dépôt à 1,8 km, fibre noire louée
  7. Deux sites d'une commune reliés par une fibre de 8 km
  1. Range chaque liaison selon le support et le module à prévoir.
Voir le corrigé et le barème

Jusqu'à 100 m dans un même bâtiment, le cuivre Cat6A suffit. Entre deux bâtiments, même à 90 m, on passe à la fibre : elle ne conduit pas l'électricité (terres différentes, foudre). En multimode, la portée dépend du module et de la fibre : 10GBASE-SR tient 300 m sur OM3 (140 m et 250 m) et 400 m sur OM4 (360 m).

Au-delà, il faut du monomode avec un module longue portée : 10GBASE-LR tient 10 km sur OS2 (1,8 km et 8 km). Le choix se justifie toujours par la portée du module sur la fibre réellement posée, puis par un bilan de pertes.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Classement3.570 m même salle → Cat6A ; 90 m entre bâtiments, 140 m et 250 m → SR sur OM3 ; 360 m → SR sur OM4 ; 1,8 km et 8 km → LR sur OS2 (0,5 pt par élément).

Impédance : réflexion ou pas ?

E08 · atténuation, bruit, impédance · exigences AP-20 · 3.5 points

Dans le laboratoire de formation, sept montages coaxiaux et cuivre sont étiquetés. Avant de les présenter aux élèves, tu dois dire pour chacun ce qui arrive au signal au bout de la ligne, avec Γ = (Zcharge − Zligne) / (Zcharge + Zligne).

Catégories : Adaptée : pas de réflexion · Réflexion partielle · Réflexion totale, même signe (extrémité ouverte) · Réflexion totale inversée (court-circuit)

  1. Bus 10BASE2 en RG-58 fermé par un terminateur 50 Ω
  2. Bus RG-58 dont le terminateur a été retiré
  3. Câble RG-59 (75 Ω) fermé par un terminateur 50 Ω récupéré
  4. RG-59 vers l'entrée vidéo 75 Ω d'un enregistreur
  5. Coaxial 50 Ω dont l'âme touche la tresse au bout du câble
  6. Paire torsadée 100 Ω prolongée par un ancien câble IBM 150 Ω
  7. RG-58 (50 Ω) branché sur une caméra 75 Ω
  1. Range chaque montage selon le type de réflexion à l'extrémité.
Voir le corrigé et le barème

Une ligne fermée sur sa propre impédance (50 Ω sur 50 Ω, 75 Ω sur 75 Ω) ne réfléchit rien : Γ = 0. Sans terminateur, l'extrémité est ouverte : Γ = +1, tout revient avec le même signe ; si l'âme touche la tresse, c'est un court-circuit : Γ = −1, tout revient inversé. Sur un bus 10BASE2, ces deux défauts bloquent tout le segment.

Entre deux impédances différentes, une partie revient : 75 Ω sur 50 Ω donne Γ = -0,2, 50 Ω sur 75 Ω Γ = +0,2 (4 % de la puissance), 100 Ω sur 150 Ω Γ = +0,2. D'où la règle : une seule impédance par liaison, câble et connecteurs compris.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Classement3.550 sur 50 Ω et 75 sur 75 Ω → adaptée ; terminateur retiré → totale, même signe ; âme sur tresse → totale inversée ; 75 Ω sur 50 Ω, 50 Ω sur 75 Ω, 100 Ω sur 150 Ω → partielle (0,5 pt par élément).

Durée de copie d'une image disque

E09 · débits et durées · exigences AP-19 · 3 points

Un garage veut faire chaque soir une image disque de son serveur vers un NAS. Le document 1 donne la taille de l'image et le rendement mesuré lors d'un essai. Le gérant hésite entre garder son ancien switch 100 Mb/s et acheter un switch Gigabit ; la sauvegarde doit tenir dans la fenêtre de nuit d'une heure.

Document 1 — Données de la sauvegarde

ÉlémentValeur
Taille de l'image disque18 Go (décimal, indiqué par le logiciel)
Rendement mesuré (débit utile / nominal)90 %
Débits possibles100 Mb/s (switch actuel) ou 1 Gb/s (switch Gigabit)
Fenêtre de sauvegarde1 h
  1. Calcule la durée de la copie à 100 Mb/s et à 1 Gb/s, unités écrites à chaque étape.
  2. Dis si chaque solution tient dans la fenêtre d'une heure et conseille le gérant.
Voir le corrigé et le barème

Taille : 18 Go = 18 × 10⁹ octets × 8 = 144 × 10⁹ bits. Débit utile = nominal × 90 % : 90 Mb/s = 90 × 10⁶ b/s sur le switch actuel, 900 Mb/s sur un switch Gigabit.

À 100 Mb/s : 144 × 10⁹ / 90 × 10⁶ = 1600 s, soit 26 min 40 s : la sauvegarde tient dans l'heure, mais la marge fondra si l'image grossit. À 1 Gb/s : 160 s, soit 2 min 40 s. Conseil : le switch Gigabit, en vérifiant que la carte du serveur, le NAS et ses disques suivent ce débit (sinon le gain sera moindre).

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Conversion118 Go × 10⁹ × 8 = 144 × 10⁹ bits ; débits utiles : 90 Mb/s et 900 Mb/s.
Durées1100 Mb/s : 1600 s = 26 min 40 s ; 1 Gb/s : 160 s = 2 min 40 s.
Conseil1100 Mb/s : 26 min 40 s, tient dans 1 h mais sans marge pour une image qui grossit ; 1 Gb/s : moins de 3 min ; vérifier que le NAS et les disques suivent ; conseil justifié.

Débit mesuré d'une copie : Gio ou Go ?

E10 · débits et durées · exigences AP-19 · 3 points

Un graphiste se plaint : « mon PC est en Gigabit, mais la copie de mon dossier vers le serveur est très lente ». Le document 1 reprend ce que Windows affiche et le temps chronométré. Windows écrit « Go » mais compte en gibioctets (1 Gio = 2³⁰ octets).

Document 1 — Relevé de la copie

ÉlémentValeur relevée
Taille affichée par Windows4,5 Go (en réalité 4,5 Gio)
Durée chronométrée7 min 30 s
Carte réseau du PCGigabit (10/100/1000)
  1. Calcule le débit utile réellement obtenu, en Mb/s.
  2. Compare-le au débit utile maximal d'un lien Gigabit et d'un lien à 100 Mb/s, puis propose ce qu'il faut vérifier.
Voir le corrigé et le barème

Taille : 4,5 Gio = 4,5 × 1 073 741 824 octets ≈ 4,832 × 10⁹ octets, soit 38,65 × 10⁹ bits. Durée : 7 min 30 s = 450 s. Débit utile : 38,65 × 10⁹ / 450 = 85,9 Mb/s. En prenant 4,5 × 10⁹ octets, on trouverait 80 Mb/s : l'écart vient du préfixe binaire.

Sur un lien Gigabit, une copie TCP peut atteindre environ 95 % du nominal, soit près de 949 Mb/s si les disques suivent. 85,9 Mb/s, c'est près du maximum d'un lien à 100 Mb/s : le lien a probablement été établi à 100 Mb/s. On vérifie la vitesse affichée sur la carte et sur le port du switch, puis le câble (les 4 paires) et les équipements intermédiaires.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Calcul1.54,5 × 2³⁰ × 8 = 38,65 × 10⁹ bits ; / 450 s = 85,9 Mb/s (et non 80 Mb/s en oubliant le préfixe binaire).
Interprétation et contrôles1.5Lien Gigabit : environ 949 Mb/s utiles au mieux ; 85,9 Mb/s ≈ 86 % de 100 Mb/s : le lien est sans doute à 100 Mb/s ; vérifier la vitesse affichée des deux côtés, le câble (4 paires), le port, l'équipement intermédiaire.

Lire une sortie ethtool et un test de câble

E11 · duplex et négociation · exigences AP-19, AP-20 · 3 points

Un poste Linux d'un bureau d'études plafonne à 100 Mb/s depuis le déménagement des bureaux. Le document 1 est la sortie de la commande ethtool sur ce poste ; le document 2 le résultat du testeur de câblage sur le lien entre la prise murale et le panneau de brassage.

Document 1 — Sortie de « ethtool enp3s0 » (extrait, capture fictive)

Settings for enp3s0:
        Advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
                                100baseT/Half 100baseT/Full
                                1000baseT/Full
        Link partner advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
                                             100baseT/Half 100baseT/Full
                                             1000baseT/Full
        Speed: 100Mb/s
        Duplex: Full
        Auto-negotiation: on
        Link detected: yes

Document 2 — Testeur de câblage, lien bureau 14

PaireRésultat
1-2OK, 38 m
3-6OK, 38 m
4-5OK, 38 m
7-8Ouvert à 37 m (conducteur 8)
  1. Explique ce que montre chaque document.
  2. Donne la cause probable du 100 Mb/s, la correction et le contrôle final.
Voir le corrigé et le barème

Document 1 : la carte et le switch (« Link partner ») annoncent tous deux 1000baseT/Full et l'auto-négociation est active ; pourtant le lien est établi à 100 Mb/s en full duplex. Ce n'est donc ni un réglage forcé, ni un équipement limité à 100 Mb/s. Document 2 : la paire 7-8 est ouverte à 37 m, c'est-à-dire près du panneau (le lien mesure 38 m).

Cause : 1000BASE-T utilise les quatre paires ; 100BASE-TX n'utilise que 1-2 et 3-6. Avec une paire coupée, les cartes rétrogradent à 100 Mb/s. Correction : refaire le poinçonnage du conducteur 8 sur le panneau (ou le keystone), retester les 8 conducteurs, puis vérifier « Speed: 1000Mb/s » dans ethtool et consigner le résultat.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Lecture1.5Les deux côtés annoncent 1000baseT/Full, auto-négociation active, mais lien à 100 Mb/s full : ce n'est ni un réglage forcé ni un équipement limité ; le testeur montre la paire 7-8 ouverte près du panneau.
Cause, correction, contrôle1.5Le Gigabit exige les 4 paires ; avec une paire coupée, la carte rétrograde à 100 Mb/s (2 paires) ; refaire le raccordement côté panneau (poinçonnage du conducteur 8), retester les 8 conducteurs, vérifier Speed: 1000Mb/s, consigner.

Rapport de testeur : affaiblissement et NEXT

E12 · atténuation, bruit, impédance · exigences AP-20 · 3 points

Tu réceptionnes quatre liens permanents Cat6 posés par un sous-traitant dans une école. Le document 1 est l'extrait du rapport du testeur : longueur, affaiblissement et paradiaphonie (NEXT) de la pire paire, avec les limites affichées par le testeur pour un lien permanent Cat6. Le lien permanent ne dépasse pas 90 m.

Document 1 — Extrait du rapport (lien permanent Cat6, 250 MHz)

LienLongueur (m)Affaiblissement (dB)NEXT pire paire (dB)
B1-P1-014213,641
B1-P1-028828,437,2
B1-P1-036119,830,9
B1-P1-049731,636
Limites du testeur≤ 90≤ 31,1≥ 35,3
  1. Pour chaque lien, dis s'il est accepté et, sinon, la ou les valeurs hors limites.
  2. Pour chaque lien refusé, propose la cause probable et la correction ; calcule l'ACR du lien 02.
Voir le corrigé et le barème

Un affaiblissement doit rester sous sa limite (moins de signal perdu), un NEXT au-dessus de la sienne (plus de dB = moins de diaphonie). 01 (42 m, 13,6 dB, 41,0 dB) et 02 (88 m, 28,4 dB, 37,2 dB) sont acceptés. 03 a un affaiblissement correct mais un NEXT de 30,9 dB, sous 35,3 dB : refusé. 04 mesure 97 m (plus de 90 m) et perd 31,6 dB (plus de 31,1 dB) : refusé.

03 : un NEXT mauvais sur un lien court vient presque toujours du raccordement (paires détorsadées sur plus de 13 mm, mauvais poinçonnage, câble écrasé près de la prise) : on refait la terminaison et on reteste. 04 : il est trop long, l'affaiblissement suit la longueur ; on raccourcit le parcours ou l'on rapproche l'équipement. ACR du lien 02 : 37,2 − 28,4 = 8,8 dB.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Verdicts1.501 et 02 acceptés ; 03 refusé : NEXT 30,9 < 35,3 dB ; 04 refusé : 97 m > 90 m et affaiblissement 31,6 > 31,1 dB.
Causes et corrections103 : diaphonie au raccordement (détorsadage, prise mal poinçonnée ou écrasée) : refaire la terminaison et retester ; 04 : trop long, raccourcir le chemin ou déplacer la prise / l'équipement.
ACR0.5ACR = NEXT − affaiblissement = 37,2 − 28,4 = 8,8 dB, positif : le signal reste au-dessus de la diaphonie.

Bilan d'une liaison monomode et marge exigée

E13 · fibre optique · exigences AP-20, AP-21 · 3 points

Une entreprise de transport relie son siège à un dépôt par une fibre monomode louée. Le document 1 décrit la liaison et le module optique prévu. Le cahier des charges du client exige une marge d'au moins 3 dB pour couvrir les réparations futures.

Document 1 — Liaison et module prévu

ÉlémentValeur
FibreMonomode OS2, 0,4 dB/km à 1 310 nm
Longueur6 km
Connecteurs (paires raccordées)2, 0,75 dB chacun au plus
Épissures3, 0,3 dB chacune au plus
Module optique10GBASE-LR (portée 10 km), budget de la fiche : 6,2 dB
Marge exigée3 dB
  1. Calcule la perte de la liaison et la marge.
  2. Dis si la liaison fonctionnera et si elle respecte le cahier des charges ; propose une suite.
Voir le corrigé et le barème

Perte : fibre 6 km × 0,4 dB/km = 2,4 dB ; connecteurs 2 × 0,75 = 1,5 dB ; épissures 3 × 0,3 = 0,9 dB ; total 4,8 dB. Marge : 6,2 − 4,8 = 1,4 dB. La longueur (6 km) reste sous la portée du module (10 km) et la perte sous son budget : la liaison fonctionnera.

Mais la marge calculée (1,4 dB) est inférieure aux 3 dB exigés. Comme le calcul utilise les valeurs maximales, on mesure la perte réelle au photomètre (des épissures par fusion perdent souvent bien moins de 0,3 dB). Si la mesure ne suffit pas, on réduit le nombre de connecteurs et d'épissures, ou l'on choisit un module de budget plus grand, en contrôlant que la puissance reçue ne sature pas le récepteur.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Calcul1.56 × 0,4 = 2,4 dB ; 2 × 0,75 = 1,5 dB ; 3 × 0,3 = 0,9 dB ; total 4,8 dB ; marge 6,2 − 4,8 = 1,4 dB.
Verdict et suite1.56 km < 10 km et perte < budget : la liaison fonctionnera ; marge 1,4 dB < 3 dB : cahier des charges non respecté sur le calcul ; mesurer la perte réelle (valeurs du calcul = maximums), ou réduire connecteurs et épissures, ou module de budget plus grand, en vérifiant la puissance reçue.

Segments coaxiaux du laboratoire : longueur et affaiblissement

E14 · normes et distances · exigences AP-19, AP-20 · 3 points

Un centre de formation conserve un réseau coaxial historique pour ses élèves. Le document 1 décrit ses deux segments. Règle IEEE 802.3 : l'affaiblissement d'un segment ne doit pas dépasser 8,5 dB à 10 MHz ; segments de 185 m (10BASE2) et 500 m (10BASE5) au plus.

Document 1 — Segments relevés

SegmentCâbleLongueurAffaiblissement à 10 MHz (fiche)
Salle 1RG-58, 10BASE2210 m4,6 dB/100 m
CouloirCoaxial épais, 10BASE5480 m1,7 dB/100 m
  1. Calcule l'affaiblissement de chaque segment et compare-le à la règle.
  2. Dis quel segment est non conforme et comment le corriger.
Voir le corrigé et le barème

Salle 1 : 210 m = 2,1 × 100 m, donc 2,1 × 4,6 = 9,66 dB, plus que les 8,5 dB admis ; le segment dépasse aussi les 185 m du 10BASE2. Couloir : 4,8 × 1,7 = 8,16 dB, sous 8,5 dB, et 480 m restent sous les 500 m du 10BASE5 : conforme.

La longueur maximale d'un segment coaxial vient justement de cette limite d'affaiblissement : le câble fin, plus atténuant, doit être plus court. Correction de la salle 1 : raccourcir le bus sous 185 m, ou le couper en deux segments reliés par un répéteur, chacun fermé par ses deux terminateurs 50 Ω.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Calculs1.5Salle 1 : 2,1 × 4,6 = 9,66 dB > 8,5 dB ; couloir : 4,8 × 1,7 = 8,16 dB ≤ 8,5 dB.
Verdict et correction1.5Salle 1 non conforme (210 m > 185 m, affaiblissement trop fort) : raccourcir le bus sous 185 m ou le couper en deux segments reliés par un répéteur, chaque segment avec ses deux terminateurs 50 Ω ; couloir conforme (480 m ≤ 500 m).

Expliquer pourquoi 1 Gb/s ne donne pas 1 Go/s

E15 · débits et durées · exigences AP-19 · 4 points

Le patron d'une petite imprimerie a acheté un switch « 1 Gb/s » et s'attendait à copier un gigaoctet par seconde. Il voit plutôt une centaine de « Mo/s » dans l'explorateur de Windows et pense que le matériel est défectueux. Il te demande une explication écrite, simple et chiffrée.

  1. Rédige l'explication : unités, débit utile maximal, et ce qui peut encore le réduire.
Voir le corrigé et le barème

Les débits se comptent en bits par seconde, les fichiers en octets ; un octet vaut 8 bits. 1 Gb/s = 1 000 000 000 bits par seconde, soit au plus 125 millions d'octets par seconde (125 Mo/s).

Une partie de ce débit transporte les en-têtes (Ethernet, IP, TCP) et les intervalles entre trames : pour une copie, il reste au mieux environ 95 %, soit près de 119 Mo/s. Windows compte en Mio (1 048 576 octets) mais écrit « Mo » : il affiche environ 113 « Mo/s ». Les disques, le processeur, les petits fichiers ou d'autres copies en même temps réduisent encore ce chiffre. Une centaine de Mo/s est donc normale : le matériel fonctionne.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Unités1b = bit, o = octet = 8 bits ; 1 Gb/s = 10⁹ b/s ÷ 8 = 125 Mo/s au maximum.
Débit utile1.5En-têtes Ethernet, IP, TCP et intervalle entre trames : environ 95 % au mieux, soit ≈ 119 Mo/s ≈ 113 Mio/s, ce que Windows affiche comme « Mo/s ».
Autres limites et conclusion1.5Disques, processeur, petits fichiers, autres utilisateurs, antivirus ; une centaine de Mo/s est normal : matériel en bon état.

Rédiger le diagnostic d'un désaccord de duplex

E16 · duplex et négociation · exigences AP-19, AP-20 · 4 points

Dans un cabinet d'architectes, un seul PC est très lent sur le réseau : les pages s'ouvrent par à-coups et les copies échouent parfois. Un ancien technicien a forcé le port 12 du switch à 100 Mb/s full duplex ; le PC est resté en auto-négociation. Le switch compte de nombreuses erreurs CRC sur ce port, le PC des collisions tardives.

  1. Rédige le diagnostic : ce que chaque côté a négocié, pourquoi c'est lent, la correction et le contrôle.
Voir le corrigé et le barème

Le PC en auto-négociation ne reçoit pas d'annonce du port forcé : il détecte la vitesse (100 Mb/s) par le signal, mais ne peut pas connaître le duplex et se met en half duplex. Le switch, forcé, reste en full duplex : c'est un désaccord de duplex.

En half duplex, le PC arrête d'émettre quand il reçoit : il voit des collisions tardives. Le switch, en full duplex, émet sans attendre et reçoit des trames coupées : erreurs CRC. Les trames perdues sont retransmises : lenteur et copies qui échouent. Correction : remettre le port 12 en auto-négociation (ou, si un appareil l'impose, forcer les deux côtés à l'identique) ; contrôle : même vitesse et full duplex des deux côtés, compteurs remis à zéro qui restent stables pendant une copie, intervention consignée.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Négociation1.5Le PC en auto face à un port forcé détecte 100 Mb/s mais pas le duplex : il passe en half duplex ; le switch reste en full : désaccord de duplex.
Symptômes expliqués1Le PC (half) attend que la ligne soit libre et voit des collisions tardives ; le switch (full) émet en même temps et reçoit des trames abîmées : erreurs CRC ; retransmissions, lenteurs.
Correction et contrôle1.5Remettre le port en auto-négociation (ou forcer les deux côtés à l'identique si un équipement l'exige) ; vérifier 1 Gb/s ou 100 Mb/s full des deux côtés, compteurs remis à zéro qui restent stables ; consigner.

Réutiliser un câblage Cat6 pour du 10 Gb/s ?

E17 · normes et distances · exigences AP-19, AP-20 · 3 points

Un studio de montage vidéo veut passer ses trois stations de travail à 10 Gb/s. Le câblage existant est en Cat6 U/UTP ; les liens mesurent 32 m, 48 m et 70 m de canal, dans un faisceau de vingt câbles. Le gérant voudrait seulement changer les cartes et le switch.

  1. Dis, pour chaque lien, si le Cat6 peut convenir à 10 Gb/s, et ce que tu proposes.
Voir le corrigé et le barème

La norme 10GBASE-T est prévue sur 100 m en Cat6A. En Cat6, elle ne tient que sur une longueur réduite : 55 m au plus, et seulement 37 m dans le pire cas, quand beaucoup de câbles voisins créent de la diaphonie entre câbles (diaphonie exogène).

32 m : sous 37 m, c'est possible. 48 m : entre 37 et 55 m dans un faisceau de vingt câbles, seulement si une certification à 10 Gb/s le confirme. 70 m : non, il faut un câble Cat6A (ou de la fibre). Proposition : certifier les liens de 32 et 48 m, recâbler celui de 70 m en Cat6A, puis changer cartes et switch.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Règle110GBASE-T : Cat6A sur 100 m ; Cat6 seulement jusqu'à 55 m, 37 m dans le pire cas de diaphonie entre câbles voisins (faisceau).
Verdicts et proposition232 m : possible ; 48 m : seulement après certification (faisceau de 20 câbles, diaphonie exogène) ; 70 m : non, recâbler en Cat6A ; certifier tous les liens à 10 Gb/s avant de conclure.

Corriger une idée fausse sur le NEXT

E18 · atténuation, bruit, impédance · exigences AP-20 · 3 points

En lisant un rapport de testeur, un stagiaire affirme : « le lien A a un NEXT de 32 dB et le lien B de 44 dB ; plus le NEXT est petit, moins il y a de diaphonie, donc A est meilleur ». Les deux liens ont le même affaiblissement, 20 dB, à la fréquence du test.

  1. Corrige l'affirmation et compare les deux liens avec l'ACR.
Voir le corrigé et le barème

Le NEXT (paradiaphonie) mesure de combien le signal qui fuit d'une paire vers sa voisine est affaibli, du côté de l'émetteur. Une grande valeur en dB veut dire que peu de signal fuit : 44 dB est meilleur que 32 dB. L'affirmation du stagiaire est donc inversée : le lien B est meilleur.

L'ACR (NEXT − affaiblissement) compare le signal utile à la diaphonie : A = 32 − 20 = 12 dB, B = 44 − 20 = 24 dB. Plus l'ACR est grand, plus le récepteur distingue facilement le signal de la diaphonie.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Correction1.5Le NEXT est l'affaiblissement du signal parasite passé d'une paire à l'autre, mesuré du côté de l'émetteur : plus il est grand, moins de diaphonie ; B (44 dB) est meilleur.
ACR1.5ACR = NEXT − affaiblissement : A = 12 dB, B = 24 dB ; B garde plus d'écart entre signal et diaphonie.

Collisions sur un ancien hub

E19 · duplex et négociation · exigences AP-19, AP-20 · 4 points

Une association utilise encore un hub 10BASE-T à 16 ports pour douze PC. Le réseau devient très lent quand plusieurs bénévoles impriment ou copient en même temps ; les voyants « collision » du hub clignotent sans cesse. Le trésorier demande pourquoi, et s'il suffit d'acheter un hub plus récent.

  1. Explique le fonctionnement du hub, l'origine des collisions et ta proposition.
Voir le corrigé et le barème

Un hub répète chaque trame reçue sur tous ses ports : les douze PC partagent le même support, à 10 Mb/s, en half duplex. Ils suivent la méthode CSMA/CD : écouter avant d'émettre ; si deux PC émettent en même temps, il y a collision, chacun attend un délai aléatoire et réémet. Plus il y a de PC actifs, plus les collisions et les attentes se multiplient : le débit utile chute bien en dessous de 10 Mb/s.

Un hub plus récent ne changerait rien (et ne se vend plus) : il faut un switch. Il envoie chaque trame seulement vers le port du destinataire ; chaque liaison fonctionne en full duplex, sans collision, à 100 Mb/s ou 1 Gb/s selon les cartes et les câbles. On laisse l'auto-négociation, on vérifie la vitesse obtenue sur chaque port et l'on consigne.

CritèrePointsAttendu (toute formulation juste est acceptée)
Fonctionnement1.5Le hub répète chaque trame sur tous les ports : un seul domaine de collision ; tous les PC partagent 10 Mb/s en half duplex ; méthode CSMA/CD : écouter, émettre, détecter la collision, attendre un délai aléatoire, réémettre.
Explication1Plus de PC actifs → plus de collisions et d'attentes → débit utile bien inférieur à 10 Mb/s.
Proposition1.5Remplacer par un switch (le hub n'est plus vendu) : chaque port est son propre domaine de collision, full duplex, sans collision, à 100 Mb/s ou 1 Gb/s ; vérifier câbles et cartes, auto-négociation ; contrôle.
Mini-test

PR14 — Mini-examen noté sur 20 : mode d'emploi

Le mini-examen se passe dans l'onglet Examen blanc : 10 questions à réponse libre, chacune notée sur 2 points, soit une note sur 20. Les questions ne figurent pas dans ce cours.

N° Thème Type Points
1 Durée de la sauvegarde d'un cabinet réponse courte 2
2 Un abonnement à 500 Mb/s réponse courte 2
3 10 Gb/s sur un lien Cat6 de 75 m réponse courte 2
4 Allonger un bus 10BASE2 de formation réponse courte 2
5 Puissance en sortie d'une liaison de 13 dB réponse courte 2
6 Bilan d'une liaison entre deux bâtiments analyse de document 2
7 Un poste bloqué à 100 Mb/s analyse de document 2
8 Collisions tardives sur un port du switch réponse courte 2
9 Une caméra 75 Ω sur du RG-58 réponse courte 2
10 Un lien refusé pour le NEXT analyse de document 2

Déroulement. Chaque question est une situation complète : toutes les données nécessaires sont dans l'énoncé et ses documents (relevés et sorties de commande fictifs). Une calculatrice n'est pas nécessaire. Aucune correction n'est visible pendant la passation ; tes réponses sont enregistrées au fur et à mesure. Après l'envoi, chaque réponse est corrigée selon le barème analytique de la question (critères et points), puis tu vois ta note sur 20, le corrigé et le barème.

Ce que valorise le barème. Le calcul posé avec ses unités, la règle appliquée, le diagnostic justifié par les valeurs et la correction proposée — pas la récitation de sigles. Un résultat arrondi raisonnablement ou une autre formulation juste est accepté.

Nature de la correction. Les réponses rédigées reçoivent une proposition de correction automatique (assistée par IA) appuyée sur le barème : c'est un repère d'entraînement, pas une note officielle ; en cas de doute, compare ta réponse au corrigé.

À retenir

PR14 — Fiche mémo et glossaire

Mémo

  • Unités : b = bit, o = octet = 8 b ; débits en b/s et préfixes décimaux ; Gio = 2³⁰ o.
  • Durée = taille en bits / débit utile ; débit utile = nominal × rendement (≤ 95 % en TCP sur Ethernet).
  • Cuivre : canal ≤ 100 m = lien permanent ≤ 90 m + cordons ≤ 10 m ; 10/100 Mb/s : 2 paires ; 1 Gb/s : 4 paires, Cat5e ; 10 Gb/s : Cat6A (Cat6 ≤ 55 m, 37 m au pire, certifié).
  • Coaxial : 10BASE2 RG-58 185 m, 10BASE5 500 m ; 50 Ω, terminateurs ; ≤ 8,5 dB à 10 MHz.
  • dB : 10 × log10(Pe/Ps) ; 3 dB = ÷ 2, 10 dB = ÷ 10 ; on additionne ; 0 dBm = 1 mW.
  • Diaphonie : NEXT côté émetteur, FEXT à l'autre bout ; grand NEXT = bon ; ACR = NEXT − affaiblissement ; détorsadage ≤ 13 mm.
  • Impédance : 100 Ω paire, 50 Ω coaxial réseau, 75 Ω vidéo ; Γ = (Zc − Z0)/(Zc + Z0) ; ouvert +1, court-circuit −1, adapté 0.
  • Fibre : multimode 3,5 dB/km à 850 nm, monomode OS2 0,4 dB/km ; 0,75 dB par connecteur, 0,3 dB par épissure ; vérifier portée du module et budget.
  • Duplex : auto + auto ; auto face à forcé = half → désaccord ; hub = collisions (CSMA/CD).
  • 100 Mb/s au lieu de 1 Gb/s : équipement limité, réglage forcé, ou paire 4-5 / 7-8 en défaut.

Glossaire des termes employés

  • ACR : NEXT − affaiblissement, en dB ; écart entre signal utile et diaphonie.
  • Affaiblissement (atténuation) : perte de puissance le long d'une liaison, en dB.
  • Auto-négociation : échange des capacités entre deux ports pour choisir vitesse et duplex.
  • Budget optique : perte maximale qu'un module optique accepte entre émetteur et récepteur.
  • CSMA/CD : méthode d'accès des réseaux Ethernet partagés (écoute, détection de collision, réémission).
  • Débit nominal / utile : débit de la norme / débit réellement disponible pour les données.
  • Décibel (dB) : unité logarithmique d'un rapport de puissances ; dBm : puissance rapportée à 1 mW.
  • Diaphonie (NEXT, FEXT) : signal d'une paire passé sur une autre, mesuré du côté de l'émetteur (NEXT) ou à l'autre bout (FEXT).
  • Duplex (half, full) : émission et réception à tour de rôle (half) ou simultanées (full).
  • Impédance caractéristique : propriété d'un câble fixée par sa géométrie (100, 50, 75 Ω).
  • Réflexion : partie du signal renvoyée par un changement d'impédance.
Ressources

PR14 — Sources et compléments pédagogiques

Sources utilisées

  • Consignes officielles de l'épreuve pratique AMPCR, cycle 2026-2027/1 (Jurys de la Fédération Wallonie-Bruxelles), p. 6 : « Les débits binaires des câbles » (AP-19) et « Les caractéristiques des câbles : atténuation, notion d'impédance, sensibilité aux parasites, blindage, précautions d'utilisation, avantages, inconvénients…, longueur maximale d'un tronçon suivant le débit, connecteurs » (AP-20) ; la fibre et ses caractéristiques (AP-21). Copie versionnée : docs/references-officielles/ampcr/2026-2027-1. Programme officiel n° 345/2007/249 (option AMPCR).
  • IEEE 802.3 : 10BASE5 et 10BASE2 (clauses 8 et 10 : 500 et 185 m, 8,5 dB à 10 MHz), 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-T ; 1000BASE-SX/LX, 10GBASE-SR/LR (portées par type de fibre) ; auto-négociation (clause 28) et détection parallèle ; format de trame.
  • TIA-568 et TIA TSB-155 : canal de 100 m, lien permanent de 90 m ; affaiblissement maximal du câble à 100 MHz (Cat5e 22,0 dB, Cat6 19,8 dB, Cat6A 19,1 dB pour 100 m) ; 10GBASE-T sur Cat6 limité à 55 m (37 m dans le pire cas) ; impédance 100 Ω ± 15 Ω ; fibre : 3,5 et 1,5 dB/km en multimode, 0,75 dB par connecteur, 0,3 dB par épissure.
  • ISO/IEC 11801 : fibres OM1 à OM4, OS1 (1,0 dB/km) et OS2 (0,4 dB/km).

Les valeurs sont celles de octobre 2026 ; les normes évoluent et les fabricants précisent leurs propres valeurs : la fiche technique et les normes en vigueur font foi. Les tableaux, barres, coefficients, bilans et procédures du cours sont produits par programme depuis des données vérifiées par des tests automatiques ; aucun schéma n'est tiré d'une image générée ni d'une photographie.

Compléments pédagogiques (non imposés par la liste officielle)

La p. 6 cite les débits et les caractéristiques des câbles. Sont des compléments, signalés comme tels, utiles pour traiter un dossier écrit :

  • le calcul du rendement d'une copie TCP et les préfixes binaires ;
  • l'ACR, la diaphonie exogène, le coefficient de réflexion et l'affaiblissement de réflexion ;
  • le bilan optique et la règle de choix d'un support à 10 Gb/s (cuivre jusqu'à 100 m dans un bâtiment, puis OM3, OM4, monomode) : convention du cours ;
  • 2,5GBASE-T et 5GBASE-T, et les commandes ethtool et Get-NetAdapter.

Supports fictifs

Les relevés, rapports de testeur, sorties de commande, budgets de modules et entreprises de ce cours sont fictifs et reconstitués pour l'entraînement ; ils ne décrivent aucun client réel. Aucune n'est une question officielle ou déjà posée par le Jury. Pour un cas réel, on utilise la fiche du fabricant et un appareil de mesure.