Petites cellules

Guide d'application

Solutions sans fil intégrées

Petites cellules d'intérieur : résumé

Un réseau cellulaire est composé de nombreuses macrocellules abritant de l’équipement électronique et des antennes-relais servant à fournir une connectivité d’appareil mobile dans le spectre sous licence. Une macrocellule peut connecter plus de 1 000 appareils sur une grande surface (jusqu’à 35 km). De nombreux facteurs déterminent la portée et la quantité de périphériques que ces macrocellules peuvent prendre en charge.

Dans les zones où la densité de population est plus élevée, et où la couverture est entravée (par exemple par les bâtiments, le paysage géographique, etc.), des nœuds de réseau cellulaire plus petits et de moindre puissance peuvent être déployés pour améliorer la couverture et la capacité. Ces nœuds de réseau cellulaire peuvent être décrits comme suit :


  • Microcellules, qui fournissent 500 nœuds sur un rayon de 2 km
  • Picocells, qui fournissent 250 nœuds sur un rayon de 250 m
  • Femtocells, qui fournissent 10 à 50 nœuds sur un rayon de 20 m

Une petite cellule peut prendre la forme de n'importe lequel de ces nœuds de réseau cellulaire plus petits et de moindre puissance. Ce guide d’application se concentre sur les petites cellules d'intérieur, qui sont généralement considérées comme des picocellules ou des femtocellules.




Petites cellules d'intérieur - IllustrationLes réseaux cellulaires ont été mis en œuvre pour la première fois au Japon en 1979, puis aux États-Unis en 1983. Cette première génération de réseaux cellulaires impliquait des systèmes analogiques dans la région inférieure à 1 GHz fournissant uniquement la voix.

En 1991, le premier système mondial de communications mobiles (GSM) est déployé en Finlande. Cette deuxième génération de réseaux cellulaires fournit un moyen d’itinérance entre différents opérateurs, améliore la couverture et introduit la messagerie texte.

En 2001, le Japon déploie la troisième génération de réseaux cellulaires, qui normalise le protocole réseau pour permettre l’itinérance internationale. D’autres améliorations, notamment l’augmentation de la vitesse et de la bande passante, permettent d'optimiser les fonctionnalités de vidéoconférence, de streaming et de voix sur IP (VoIP). C’est à cette époque que de nouveaux appareils, tels que BlackBerry et iPhone, sont introduits pour connecter pleinement les individus à Internet via le réseau cellulaire. C’est aussi à cette époque que les Petites cellules sont inventées.

3GPP, ou Projet de partenariat de 3e génération, réunit plusieurs organismes de standardisation sous une seule spécification de réseau cellulaire. En 2008, les Petites cellules sont ajoutées à la version 9 du 3GPP et utilisées principalement comme technique de déchargement.

En 2009, la Suède et la Norvège déploient la technologie d’évolution à long terme (LTE). Ce réseau cellulaire de quatrième génération apporte une amélioration notoire aux technologies précédentes et offre aux utilisateurs une meilleure qualité en terme de vidéo, de streaming, de couverture et de communications internationales. Les petites cellules ne sont plus seulement destinées au déchargement, mais jouent également un rôle dans les réseaux hétérogènes (HetNets). Les réseaux hétérogènes offre une transition transparente entre les différentes couches et les différentes interfaces radio du réseau cellulaire, offrant ainsi une expérience utilisateur fluide sur les appareils mobiles.

Aujourd’hui, les réseaux cellulaires évoluent pour prendre en charge la 5G. Contrairement aux précédentes mises à niveau « à format unique », la 5G offre une pléthore d’options en fonction du service requis. La 5G fournit une prise en charge optimisée pour une variété de services, de charges de trafic et de communautés d’utilisateurs finaux. Elle combine les dernières technologies LTE avec les nouvelles technologies 5G Radio pour rendre possible la prise en charge du haut débit mobile amélioré, les communications massives de type machine ou les communications ultra-fiables à faible latence. En fonction des besoins de l’application, les différents niveaux de paramètres seront personnalisés pour s'adapter aux réseaux clients. La 5G est une ÉVOLUTION, pas une RÉVOLUTION.

Pour offrir tous les avantages de la 5G, de nouveaux spectres sont mis à disposition. Le CBRS (Citizens Broadband Radio Service , un système de partage dynamique dans la bande 3,5 GHz) augmentera la couverture sans fil, en particulier à l’intérieur. Le spectre abondant disponible dans les bandes d’ondes millimétriques de 38 GHz permettra de grandement accélerer la circulation des données à courte portée de l’antenne. Les petites cellules continueront d’être utilisées pour le déchargement, les réseaux hétérogènes et la couverture afin de promouvoir davantage l’utilisation des technologies 5G.
Point de démarcationIl s’agit du point physique où la connexion de liaison terrestre (interface S1) du fournisseur de services de communication sans fil pénètre dans le bâtiment. C’est là que le contrôle opérationnel se transforme pour devenir un réseau privé à l’intérieur du bâtiment.
Unité distribuéePour faciliter le déploiement d’un câblage structuré dans le plafond, des boîtiers de zones peuvent être utilisés pour le raccordement des câbles. Le raccordement des câbles en plafond se compose de câblages horizontaux étirés vers des boîtiers de zone. Dans ces boîtiers de zone se trouvent des panneaux avec des prises REVConnect remplies ou des coupleurs.

Les assemblages sont déployés à partir des panneaux des boîtiers de zone vers les points d’accès sans fil. Le déploiement initial peut être rendu encore plus rapide à l’aide de câbles pré-connectorisés. Un Smart Building requiert souvent des modifications, des déplacements et des ajouts. Dans ce cas de figure, seul l’assemblage allant du boîtier de zone vers le nouvel emplacement WAP devrait être modifié.
L’infrastructure de câblage réseau en plafond peut être prise en charge par une méthodologie traditionnelle, avec une prise de bureau contenant une jack connectée au WAP grâce une fiche de connexion. Une méthodologie plus récente est possible, impliquant un câblage horizontal (à partir de la Zone Box ou IDF) terminé par une fiche (ou Flex-Plug) et directement connecté au WAP. Les deux méthodes sont reconnues selon les normes et le choix de la méthode la mieux adaptée dépend entièrement du concepteur du système.

Dans les bâtiments intelligents, le câblage servant à connecter les données et l’alimentation au WAP se trouve à présent dans les plafonds. L'espace d'air situé dans le plafond est généralement rattaché à l'espace d'air du bâtiment. C'est pour cette raison qu'il est nécessaire de s'assurer que le câblage et les composants connectés au WAP sont adaptés à une utilisation en plénum. Le câblage doit être classé CMP et les composants doivent être classés UL 2043.
Il n’existe pas de réseau « entièrement sans fil ». L’infrastructure Wi-Fi doit se reconnecter à un réseau câblé haute performance et sécurisé. Le sans-fil n'est rien d'autre qu'un système câblé amélioré. Derrière tout système sans fil se trouve en réalité une infrastructure câblée devant prendre en charge la technologie sans fil émergente et les points d’accès sans fil, les petites cellules et les périphériques qui s’y connectent. La performance d'un réseau sans fil d’entreprise dépend de la qualité de son infrastructure de câblage (couche 0). À mesure que l’installation de points d’accès et de petites cellules augmentera pour améliorer la couverture sans fil, la quantité de câblage de voie nécessaire pour prendre en charge une capacité réseau accrue augmentera également.

Lorsque l'on souhaite s'épargner les préoccupations liées au temps d’arrêt, aux connexions inégales ou aux services sans fil peu fiables, comment choisir le bon type de système de câblage capable de prendre en charge les technologies sans fil émergentes ?

Considérez ce qui suit :

Ce système prendra-t-il en charge les technologies sans fil émergentes et les points d’accès sans fil (en particulier les appareils 802.11ac Wave 2 et Wi-Fi 6)?

Les points d’accès sans fil de nouvelle génération ont des demandes Ethernet supérieures à 1000BASE-T, nécessitant un système Cat 6A.

Le système dispose-t-il plusieurs liaisons à connecteurs modulaires (MPTL) ?

La fiabilité et la simplicité du système de bout en bout sont essentielles pour connecter les périphériques au réseau.

Que se passera-t-il si votre réseau sans fil tombe en panne en raison d’un problème de câble ou de connectivité? Ou si un système de sécurité connecté au réseau tombe en panne ?

La plupart des applications sans fil ne peuvent se permettre que très peu, voire pas du tout, de temps d’arrêt et nécesssitent un câble et une connectivité garantissant une fiabilité 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.

L’alimentation électrique par câble Ethernet (PoE) est-elle impliquée dans cette application ? (Le système prendra-t-il en charge les terminaux très énergivores tels que les caméras de sécurité, le contrôle d’accès et les capteurs de bâtiment?)

L'alimentation électrique par câble Ethernet (Power over Ethernet) s’appuie sur un câblage Cat 6A équilibré à 4 paires et à paires torsadées et permet de meilleures performances en raison de sa capacité à réduire la résistance et le gaspillage d’énergie.
Illustration du défi des petites cellulesLe déploiement sans fil est confronté à plusieurs défis. Les interférences peuvent entraîner des ralentissements et des temps d’arrêt susceptibles d'impacter les performances des appareils connectés. Bien que les interférences soient parfois dues à des facteurs externes, elles peuvent également être causées par une infrastructure de câblage mal pensée ou défectueuse. Le Wi-Fi est une technologie sans fil, mais l’infrastructure câblée joue un rôle crucial dans le déploiement réussi du réseau. Si l’infrastructure de câblage ne fonctionne pas correctement, le Wi-Fi peut être inégal, se connecter et se déconnecter de manière inattendue ou tomber en panne. Les applications Wi-Fi sont également confrontées à d’autres défis.

Le interférences RF
Le « bruit »est présent dans de nombreux environnements, qu’il s’agisse d’une installation industrielle (machines ou équipements à proximité) ou d’un environnement de bureau (éclairage fluorescent, câbles d’alimentation, nombreux câbles à proximité fonctionnant à des vitesses différentes, etc.) Ce bruit peut avoir un impact sur les performances des câbles et de la connectivité sans fil, la transmission de données et le trafic réseau. Les niveaux inférieurs de catégorie de câblage ne sont pas conçus pour minimiser ce bruit externe (par exemple, Cat 5e). Le câblage Cat 6A est le seul conçu pour réduire le bruit externe sans utiliser de techniques d’atténuation. Il prend en charge la mise en œuvre complète (canaux de 100 m dans les applications haute densité) de liaisons montantes Wi-Fi et Ethernet multi-Gigabit de 1G à 10G.

Le système REVConnect 10GXW de Belden offre un équilibre exceptionnel avec des niveaux TCL et ELTCTL supérieurs, ce qui se traduit par une immunité au bruit supérieure qui est essentielle à l’optimisation des performances du réseau sans fil dans le bâtiment. En d'autres termes, les signaux de données atteindront les terminaux sans rencontrer de problèmes de fiabilité tels que des ralentissements ou des temps d'arrêt.


De nombreux appareils sans fil, en particulier les appareils IoT tels que les caméras et les points d’accès sans fil, nécessitent une transmission de données et une alimentation efficace. Bon nombre de ces appareils doivent être placés à des endroits où l’alimentation n’est pas facilement accessible (plafonds, sommet du mur, plénums).

L'alimentation PoE transmet les données et l’alimentation via un câble Ethernet standard. Il s’agit d’une technologie de câblage qui vous permet de déployer des appareils n'importe où, même loin des prises électriques. Cette technologie assigne également à chaque appareil connecté une adresse IP dédiée pour la gestion et le contrôle individuels.

Au regard des autres choix de câblage de catégorie pour les applications Wi-Fi, le câble Cat 6A est la meilleure option. Il fonctionne à des fréquences allant jusqu’à 500 MHz, soit deux fois celle du Cat 6, et fournit la puissance la plus efficace pour réduire au minimum le gaspillage d’énergie.

Génération de chaleur
Étant donné que l’énergie est transportée via un câble Ethernet dans la plupart des applications Wi-Fi, il est possible que de la chaleur supplémentaire soit générée. Lorsque les câbles sont groupés, la chaleur peut s’accumuler davantage et avoir un impact négatif sur les performances des câbles. Certains câbles de catégorie 6A ont une marge de perte d’insertion suffisante pour gérer la chaleur supplémentaire générée par la fourniture d’une puissance élevée dans des câbles serrés sans affecter les performances.

Par exemple, le câble Belden 10GXS peut gérer la chaleur supplémentaire tout en maintenant ses performances maximales de 100 m. C’est le seul câble de catégorie 6A qui en est capable. (Certains câbles passent rapidement à 85 m si l’augmentation de température est trop élevée.)

Direct Connect (MPTL)
De nombreux appareils sans fil et IoT sont aujourd'hui installés au-dessus du plafond ou sur les murs à des fins pratiques et esthétiques. Cela signifie que les méthodes traditionnelles de connexion réseau doivent changer. Une nouvelle topologie dite à « liaison à connecteurs modulaires » (MPTL, pour modular plug terminated link), aussi appelée à « connexion directe », permet d'avoir une prise RJ45 capable de se connecter directement à un périphique à l'une des extrémités du câble horizontal. Cette technologie simplifie le temps et les coûts d’installation, offre une meilleure sécurité ainsi qu'un aspect plus épuré, et prend en charge les applications plénum.

La ligne de connectivité REVConnect, qui prend en charge la topologie MPTL, utilise un processus de terminaison unique pour chaque application. Il offre une solution de connectivité complète pour les câbles cat 5e, 6 et 6A blindés et non blindés, vous permettant de passer de jack à plug (ou vice versa) sans avoir à poser une nouvelle terminaison.

Connectivité à conformité plénum
Étant donné que bon nombre d'appareils se connectent au-dessus du plafond, les prises et les cordons de raccordement utilisés dans ces applications doivent maintenant être adaptés à une utilisation en plénum. Les systèmes de connectivité REVConnect de Belden sont classés UL 2043 pour les espaces plénum afin de vous offrir la tranquillité d'une connectivité sécurisée, quel que soit l’emplacement de l’appareil.
Standards & Codes

Belden's continuously-evolving portfolio meets or exceeds for maximum safety & quality assurance.