Notes sur le module réseaux et protocoles - 3° partie , Notes de Fondements informatiques
Gabrielle89
Gabrielle899 January 2014

Notes sur le module réseaux et protocoles - 3° partie , Notes de Fondements informatiques

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Notes de fondements informatiques sur le module réseaux et protocoles - 3° partie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Application, Codes de longueur variable, numériquecodéeChaine de numérisation, Intervall...
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CI-3

QL-3-Réseaux et Protocoles

Application

1. Combien de bits sont nécessaires pour coder les lettres

de l‟alphabet ?

 2(n-1) <= P <= 2n avec P=26: 2(4) <= P <= 25

 5 bits sont alors nécessaires

2. Quelle est la quantité d‟information associée à la

transmission d‟une lettre (en supposant équiprobable

l‟apparition de chaque lettre) ?

 Q=log21/p; p=1/26

 Q = 4,66 shanon ou bits

QL-3-Réseaux et Protocoles

Codes de longueur variable

 Les états du système ne sont pas équiprobables

 La quantité d‟information apportée par un état est

d‟autant plus grande que cet état a une faible probabilité

de se réaliser

 La quantité moyenne d‟information apportée par la

connaissance d‟un état est dite entropie de la source

 L‟entropie de la source est la somme sur tous les états de

la quantité relative à un état :

– Hi=pilog2(1/pi)

• pi est la probabilité de réalisation du symbole de rang i

QL-3-Réseaux et Protocoles

Codes de longueur variable

 L‟entropie représente la longueur optimale du codage des

symboles du système

 Ex :

– Déterminer la longueur optimale du code LF et LV pour le

système suivant :

État Probabilité

E 0,48

A 0,21

S O,12

T 0,08

U 0,06

Y 0,05

QL-3-Réseaux et Protocoles

Codes de longueur variable

 La longueur optimale du mot code :

– H=-(0,48log20,48 + 0,21log20,21 + 0,12log20,12 + 0,08log20,08 +

0,06log20,06 + 0,05log20,05)

– H=1,92

 Le code optimal utile est de 1,92 bit alors que

l‟utilisation d‟un code LF nécessite 3 bits pour coder les

six états de ce système

QL-3-Réseaux et Protocoles

1 0 -9

6

Echan Quantification Codage Signal

Analogique Info

numérique

codée

Chaine de numérisation

Filtrage

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les moments

 Les signaux utilisés pour porter l‟information numérique sont composés d‟une

suite de signaux élémentaires dans le temps sont dits : Moments

 Le paramètre caractéristique (amplitude, fréquence, phase,..) de chacun

d‟entre eux reste constant pendant toute la durée TM

 Dans le cas général, chaque moment peut prendre m valeurs : transmission

m-aires

QL-3-Réseaux et Protocoles

Intervalle significatif et instant significatif

 Intervalle Significatif

– Temps pendant lequel les caractéristiques du signal à transmettre

ne sont pas modifiées

– L‟IS correspond généralement à l‟intervalle de temps compris

entre deux instants significatifs

 Instant Significatif

– Instant choisi pour l‟évaluation du signal transmis (correspond au

milieu de l‟intervalle significatif)

– Correspond à l‟instant d‟échantillonnage du signal transmis

 L‟intervalle de temps élémentaire TM est : la durée d‟un

état significatif

QL-3-Réseaux et Protocoles

Valence

 La valence v est : le nombre d‟états significatifs (nombre

des niveaux) nécessaires pour transmettre l‟information

binaire

– v = 2n : n est le nombre de bits

QL-3-Réseaux et Protocoles

Le débit et la rapidité de modulation

 La rapidité de modulation R :

– représente le nombre d‟instants élémentaires du signal par unité de

temps.

– Est l‟inverse de l‟intervalle significatif

– R = 1/TM

 Le débit binaire (vitesse de transmission) est D :

– D = R x Q  D = R x log2(1/p) (p = 1/v)

– D = R x log2(v)

• Rmax= 2 x Fmax (la fréquence de coupure du système)

• Dmax = 2 x Fmax x log2(v)

 Dans le cas d‟une transmission à deux niveaux : D=R

 R est une caractéristique physique de la ligne de transmission

 D dépend des techniques de transmission

QL-3-Réseaux et Protocoles

D et R

 Pour faire augmenter le débit binaire :

– Augmenter v : augmenter le nombre d‟états significatifs

– Augmenter Fmax : la bande passante du canal (valeur bornée par les

capacités du support)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission en présence de bruit

 Le bruit est une perturbation du signal due à la qualité du milieu de transport :

Bruit Thermique, bruit électrique, bruit électromagnétique,…

 Le rapport entre la puissance du signal transmis Pe et celle du bruit s‟exprime en

dB et elle est notée S/N

– S/N dB = 10 Log10S/N (en valeur)

 Les travaux de shanon et nyquist ont montré que

Source Destinataire

Impact bruit Pe

Pr

 

  

 

N

S 1lbBPlbVBP2D

N

S 1V maxmaxmax

QL-3-Réseaux et Protocoles

Numérisation de l’information

 Le récepteur, à partir des valeurs transmises, reconstitue le

signal d‟origine

 Pour une reconstitution fidèle :

– L‟intervalle d‟échantillonnage doit être une constante du système :

la fréquence d‟échantillonnage

– L‟amplitude de l‟échelle de quantification doit être suffisante pour

reproduire la dynamique du signal (différence d‟amplitude entre la

valeur la plus faible et la valeur la plus forte)

– Il faut que chaque valeur obtenue soit codée

QL-3-Réseaux et Protocoles

MODULE Réseaux et Protocoles

1ère Année du Cycle d‟ingénieur

Séance 04

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice

 A quoi correspondent en grandeurs réelles les rapports

suivants: 10 dB, 3 dB, 37 dB ?

 Quelles sont en dB les valeurs des rapports PS=PB : 500,

100000 ?

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice

 Le théorème de Shannon nous dit que pour échantillonner

un signal sans perte, il suffit de l'échantillonner au double

de sa fréquence. On désire transmettre un signal dont la

gamme de fréquence est 220Hz-22400Hz. A quelle

fréquence doit-on échantillonner le signal pour ne pas

perdre d'information ?

 Si les échantillons prennent 1 octet chacun, quel est le

débit nécessaire pour transmettre le signal numérique

obtenu? On désire augmenter la délité du signal

numérique en codant les échantillons sur 24 bits. Quel est

alors le débit nécessaire?

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice I

1. Quel est le débit binaire d‟une voie de transmission

émettant un signal binaire à chaque d‟horloge de période

T ? T= 10 ms ?

2. Si Δ représente l‟intervalle significatif d‟un support de

transmission, quelle est la rapidité de modulation R

disponible sur ce support ? Δ = 100 ms ?

3. Le signal transmis sur le support précédent a une valence

v. quel est le débit binaire D disponible ? Exprimer cette

grandeur en fonction de Δ et de v ? v = 16, Δ = 10ms ?

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice II

1. Quelle est la rapidité de modulation R nécessaire pour

que le canal de transmission ait un débit binaire de 2400

bps, sachant que les signaux transmis sont binaires ?

2. Quelle doit être la valeur minimale du rapport S/N si la

largeur de la bande passante de la liaison est de 1000 Hz

pour obtenir ce même débit binaire ?

3. Quel sera le résultat de la question 1 si au lieu d‟avoir un

signal binaire nous utilisons un signal quadrivaleur ?

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice III

 Soit un support de transmission caractérisé par ses

fréquences extrêmes : 60 kHz – 108 kHz et par un rapport

S/N de 37 db

1. Quel est le débit binaire théorique pouvant être obtenu sur ce

support

2. Même question avec un rapport S/N de 40 dB

3. Comparer les résultats précédents

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice IV

 Soit une ligne téléphonique dont les la bande passante

est de 300 à 3400 Hz, la rapidité de modulation est de

1200 bauds et les signaux transmis sont de valence 16

1. Quel est le débit binaire disponible sur une telle ligne

2. On suppose que la ligne téléphonique présente un rapport signal

sur bruit de 34 db, quelle est la capacité théorique de cette ligne

?

QL-3-Réseaux et Protocoles

Application au RTC

 La rapidité de modulation maximale de ce canal est :

– R = 2 x BP = 2 x (3400 – 300) = 6200 bauds

 La capacité de transmission est donnée par la relation de

shannon :

– C = BP x log2(1+S/N) = (3400 – 300) x log2(1 + 1000) = 30876 bit/s

– C correspond au débit maximal théorique d‟une ligne de

transmission téléphonique !!!

QL-3-Réseaux et Protocoles

MODULE Réseaux et Protocoles

1ère Année du Cycle d‟ingénieur

Séance 05

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les bases de la transmission de données

 Liaison Téléinformatique

 Définitions

 Structure générale des ETCD

 Codage des informations

 Relations ETCD et ETTD

 Classification des technique d‟échanges des données

 Principe d‟une liaison de données

QL-3-Réseaux et Protocoles

Liaison Téléinformatique

 Une liaison de transmission de données met en œuvre :

– Des systèmes d‟extrémité

– Des éléments d‟interconnexion

QL-3-Réseaux et Protocoles

SYNOPTIQUE d'une LIAISON TÉLÉINFORMATIQUE

LIAISON de DONNÉES

CIRCUIT de DONNÉES

MÉDIUM de

TRANSMISSION

E.T.T.D. E.T.C.D.

Jonction

E.T.C.D. E.T.T.D.

Jonction

STATION de DONNÉES STATION de DONNÉES

Source de

Données Données

Source de

Puits dePuits de

Données Données

ContrôleurContrôleur

de

commu-

de

Codage Modulation

Décodage Démodulation Modulation Codage

Démodulation Décodage

nication commu-

nication

Jonction Jonction

ETTD = Equipement Terminal de Traitement de Données ETCD = Equipement terminal de Circuit de Données

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définitions : ETTD

 ETTD = DTE

– Équipement Terminal de Transmission de Données

– Data Terminal Equipement

– Équipement gérant la mise en forme de la représentation interne desdonnées afin de les présenter sous la forme exigée pour les

télétransmissions à l ‟émission (mode série, bloc ou caractère, calculs

de parité ou CRC …), et réalisant l ‟opération inverse à la réception.

– Se sont les calculateurs d‟extrémité dotés de circuits particuliers pour

contrôler les communications.

– ETTD est l‟équipement qui prend en charge le contrôle du dialogue

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définitions : ETCD

 ETCD = DCE

– Équipement Terminal de Circuit de Données

– Data Communication Equipement

– Équipement adaptant les signaux issus de l‟ETTD pour les

transmettre sur un réseau donné.

– ETCD réalise l‟adaptation entre ETTD et le support de

transmission

– Il remplit essentiellement des fonctions électroniques

– Il assure par exemple la Compression, le codage, la

modulation,… et réalisant l ‟inverse en réception.

– ETCD modifie la nature du signal et non pas sa signification

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définitions : ETCD

 Les ETCDs sont caractérisés par plusieurs paramètres :

– Le codage utilisé

• Bande de base

• Modulation

– La rapidité de modulation en bauds

– Le débit en bit/s

– Le mode et le sens de transmission

– L‟interface avec le terminal ETTD

QL-3-Réseaux et Protocoles

Relation ETTD et ETCD

 Un ETTD est composé de blocs (pouvant être

physiquement dissociés ou non)

1. Un bloc traitant les données

– Émetteur

– Récepteur

2. Un bloc chargé des fonctions de communications

– Gestion de la liaison de données et l‟interfaçage avec l‟ETCD

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définitions : Jonction

 C‟est l‟interface entre les équipements ETTD et ETCD

 Elle permet à l‟ETTD de gérer l‟ETCD

– Elle assure le bon déroulement des communications

• Établissement du circuit de données

• Initialisation de la transmission

• Établissement de la liaison de données

• Échange des données

• Libération du circuit

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définitions : Circuit de données

 C‟est l‟ensemble constitué par le support de transmission

et les deux ETCD communicants

– Le support ou la ligne de transmission est un élément essentiel de

la liaison.

– Les possibilités de transmission (rapidité de modulation, débit,

taux d‟erreurs,…)dépendent essentiellement des caractéristiques

physiques et de l‟environnement du support

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définition : la liaison de données

 Une LD représente un ensemble de matériels et de

logiciels

 Cet ensemble fournissant les moyens fonctionnels

nécessaires pour acheminer des données avec un taux

d‟erreurs garantit

 La LD gère le circuit de données et s‟occupe :

– De la détection et la correction des erreurs générées par le Circuit

de données

QL-3-Réseaux et Protocoles

MODULE Réseaux et Protocoles

1ère Année du Cycle d‟ingénieur

Séance 06

QL-3-Réseaux et Protocoles

Catégories des liaisons de données

 Les LDs peuvent permettre selon trois modes

– Modes d‟échanges

• La transmission unidirectionnelle : Simplex

• La transmission bidirectionnelle à l‟alternat : half Duplex

• La transmission bidirectionnelle simultanée : Full duplex

Modes de liaison

Liaison point à point

Liaison Multipoints

Le mode maître – esclave

Le mode d’égal à égal

En fonction des paramètres physiques

Série

Parallèle

Mode de contrôle

Synchrone

Asynchrone

QL-3-Réseaux et Protocoles

Modes d’échanges ou de transmission

SIMPLEX :

– Unidirectionnel

Ex : Diffusion : Télévision, radio ...

SEMI DUPLEX :

– Half Duplex

– Bidirectionnel alterné

Pb’s : Temps de retournement

DUPLEX :

– Full Duplex

– Bidirectionnel simultané

QL-3-Réseaux et Protocoles

La transmission unidirectionnelle : Simplex

 Un seul sens de transmission est possible

 Les LUs sont utilisées pour des applications spécifiques

– Collecte des résultats de télémesure

– Contrôle des acquittement de données provenant d‟un banc de

mesure

 L‟émetteur des données comporte le minimum de

matériel

 Le récepteur se charge d‟assurer tous les contrôles relatifs

à la fiabilité des données

ETTD

Em

ETTD

RecLiaison Simplex

QL-3-Réseaux et Protocoles

La transmission bidirectionnelle à l’alternat :

half duplex

 La transmission de données est possible dans les deux sens

mais à tour de rôle

– À un instant données un des deux ETTDs est émetteur, l‟autre est

récepteur

– À cause des erreurs d‟initialisation : les deux ETTDs peuvent se

retrouver en position d‟émetteur ou de récepteur : Phénomène de

contention

Le soft de la ‘liaison de données’ ne peut pas éviter ce

phénomène : doit détecter ce phénomène et l’empêcher de se

reproduire

ETTD ETTD

Liaison half duplex

T

T’ E

R E

R

QL-3-Réseaux et Protocoles

La transmission bidirectionnelle simultanée :

full duplex

 La transmission de données est possible dans les deux sens

et à tout moment

– À un instant données les deux ETTDs peuvent émettre des données

vers leurs ETCDs respectifs

– Dans la pratique chaque ETTD est responsable d‟une voie de

transmission sur laquelle il émet des commandes et des

informations et reçoit des réponses et des informations

– L‟interaction entre les deux flots de données est gérée par des

logiciels de gestion de la LD à chaque extrémité

ETTD1 ETTD2

Commandes/données

Réponses/données

Voie de transmission gérée par ETTD1

Voie de transmission gérée par ETTD2

E

E

R

R

QL-3-Réseaux et Protocoles

Catégories des liaisons de données

Les LDs peuvent permettre selon trois modes

Modes d’échanges

La transmission unidirectionnelle : Simplex

La transmission bidirectionnelle à l’alternat : half Duplex

La transmission bidirectionnelle simultanée : Full duplex

– Modes de liaison

• Liaison point à point

• Liaison Multipoints

– Le mode maître – esclave

– Le mode d‟égal à égal

En fonction des paramètres physiques

Série

Parallèle

Mode de contrôle

Synchrone

Asynchrone

QL-3-Réseaux et Protocoles

Modes de liaison : Liaison point à point

– Chaque correspondant est relié par un lien dédié à un seul autre

correspondant

– Un ensemble de liaisons de données point à point constitue un

réseau en étoile autour du site principale

– Un ensemble de liaisons de données point à point constitue un

réseau full mesh

ETTD ETTD

Liaison point à point

ETTD

Réseau star (en étoile) Réseau full mesh

QL-3-Réseaux et Protocoles

Modes de liaison : Liaison Multipoints

 Un support de transmission est partagé par un ensemble

de nœuds.

– Les conflits d‟accès au support sont alors inévitables

– Nécessité d‟instaurer une politique d‟accès au support

– L‟ensemble des mécanismes utilisés pour gérer l‟utilisation du

support par l‟ensemble des nœuds est dit : politique d’accès au

canal

Le mode centralisé : maître - esclave

Le mode décentralisé : d’égal à égal

QL-3-Réseaux et Protocoles

Liaison Multipoints : Maître - Esclave

 Le Maitre ou „primaire‟ est un ordinateur Multipostes

 Le primaire est responsable de

• l‟initialisation du dialogue

• La récupération des erreurs

• L‟organisation des échanges

 Le transfert de données se fait selon la technique dite :

Polling : le maître invite le terminal (secondaire) à émettre

Selecting : le maître demande au terminal (secondaire) de passer en mode réception

Polling

Adressé

Selecting

AdresséMaître Esclave

Réponse

Polling

Maître Esclave

Réponse

Selecting

Émission

QL-3-Réseaux et Protocoles

Liaison Multipoints : Maître - Esclave

 Limitations :

– Pour faire le polling de toutes les stations

• Ça demande beaucoup de temps

• Ça génère un sur débit considérable de polling

 Utilisation du polling lent et polling rapide

– À l‟initialisation, toutes les stations sont interrogées

– Ensuite seules les stations ayant répondues sont interrogées (polling rapide)

– Périodiquement toutes les stations sont de nouveau interrogées

La politique d’accès est dite Centralisée

Maître

primaire

Terminal ou

Secondaire

Terminal ou

Secondaire Terminal ou

Secondaire

Scrutation Réponse

QL-3-Réseaux et Protocoles

Liaison Multipoints : Égal à Égal

 Tout nœud peut émettre en direction de n‟importe quel

autre nœud et ce à tout moment

– Naissance des collisions : accès simultané au support par plusieurs

nœuds

– Chaque nœud exécute son algorithme d‟accès au support

La politique d’accès est dite Décentralisée

Ex : Les réseaux locaux

QL-3-Réseaux et Protocoles

Catégories des liaisons de données

Les LDs peuvent permettre selon trois modes

Modes d’échanges

La transmission unidirectionnelle : Simplex

La transmission bidirectionnelle à l’alternat : half Duplex

La transmission bidirectionnelle simultanée : Full duplex

Modes de liaison

Liaison point à point

Liaison Multipoints

Le mode maître – esclave

Le mode d’égal à égal

– En fonction des paramètres physiques

• Série

• Parallèle

• Mode de contrôle

– Synchrone

– Asynchrone

QL-3-Réseaux et Protocoles

En fonction des paramètres physiques

 L‟information élémentaire à transmettre est un mot de n

bits

 En interne les nœuds transfèrent les données à travers un

ou plusieurs bus

 Le nombre de supports (bus) utilisés pour transférer les

données définit le type de Transmission

– Série

– Parallèle

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission Parallèle

 Dans ce type de transmission, les bits sont envoyés simultanément sur

des fils métalliques distincts pour arriver ensemble à destination

– par exemple pour transmettre un octet, on émet huit signaux sur huit fils

différents.

 La TP est parfois intéressante notamment lorsque ces équipements

sont séparés par une courte distance, cela aura pour effet

– de réduire le délai de transfert

– d‟avoir une grande vitesse de transmission (débit).

 Effets secondaires :

– Rayonnement inter-fils : diaphonie

– La différence des temps de propagation (vitesse de propagation) entre les

fils

– Coût élevé dû au grand nombre de support de transmission utilisés

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission Parallèle

I1

I2

I3 I4

I5

I6

I7

I8

I1

I2

I3 I4

I5

I6

I7

I8

Synchronisation

Masse Commune

b1

b2 b3 b4

b5

b6

b7

b8

Source Destination

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission Série

 Dans ce type de transmission, les bits sont envoyés successivement sur

le même support pour arriver un après un à destination

– Pour transmettre un octet, on émet bit après bit sur un fil.

 la transmission série, est en général utilisée pour les communications

à longue distance

– c‟est le cas des réseaux informatiques car elle est adaptée au support de

transmission usuel

 Vu que aux niveaux des nœuds les données sont traitées en parallèle,

la TS nécessite alors l‟utilisation d‟interfaces de conversion pour

– sérialiser les bits en émission (PS)

– désérialiser les bits en réception (SP)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission Série

I1

I2 I3 I4

I5 I6

I7

I8

I1

I2

I3 I4

I5 I6

I7

I8

Synchronisation

Masse Commune

b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1

Source Destination

PS SP

b1

b2 b3 b4

b5 b6

b7

b8

b1

b2 b3 b4

b5 b6

b7

b8

Sérialisation

QL-3-Réseaux et Protocoles

Mode de contrôle

 L'émetteur envoie des suites de bits à une certaine cadence en direction du

récepteur.

 La cadence est définie par une horloge dite d‟émission

 Pour décoder correctement les suites de bits transmis, le récepteur doit les

examiner à une cadence identique à celle de l‟émission

 Les horloges de l‟émetteur et du récepteur doivent battre en harmonie

 Il ne suffit pas que les deux horloges battent au même rythme, il faut que les

instants d‟analyse des niveaux électriques soient les mêmes pour les deux

parties : ils sont dits en phase

 L‟opération qui consiste à asservir les deux horloges (E/R) est dite : opération

de synchronisation

 Selon le mode de synchronisation utilisé, on distingue :

• Transmission synchrone : horloges en phase stricte

• Transmission asynchrone : horloges indépendantes

QL-3-Réseaux et Protocoles

Mode de contrôle : transmission asynchrone

 Les horloges émetteur et récepteur sont indépendantes.

 Les caractères (mot) émis sont précédés d'un signal de synchronisation :

– Le bit de start.

 Pour garantir la détection du bit de start entre chaque caractère, la

ligne est remise à l'état zéro.

– Ce temps de repos minimal varie de 1 à 2 temps bit : il constitue le ou les

bits de stop.

Données

Stop Start Stop Start Stop Start

n+2 n+1 n

t

QL-3-Réseaux et Protocoles

Mode de contrôle : transmission asynchrone

Asynchrone en mode caractères :

– la transmission a lieu caractère par caractère

– L‟intervalle de temps qui sépare deux caractères successifs peut être quelconque

(multiple de la fréquence de l‟horloge)

Asynchrone en mode blocs :

– la transmission a lieu bloc par bloc (ensemble de caractères)

– L‟intervalle de temps qui sépare l‟émission de deux blocs successifs peut être

quelconque (multiple de la fréquence de l‟horloge)

 Exemples de techniques de transmission asychrones

– XON-XOFF

– X-Modem

– Y-Modem

– Z-Modem

– SLIP

– PPP

QL-3-Réseaux et Protocoles

Mode de contrôle : Transmission synchrone

 Dans ce mode de transmission, les horloges émetteur et récepteur

sont en phase en permanence

– Utilisation d‟un signal de synchronisation

• transmis sur une ligne spéciale

• ou déduit de bits supplémentaires insérés entre chaque blocs et

comportant de nombreuses transitions de façon à identifier les bits et

les caractères.

• Ex : BSC, SDLC, HDLC

Données

n n+1 n+2n-1

t

QL-3-Réseaux et Protocoles

MODULE Réseaux et Protocoles

1ère Année du Cycle d‟ingénieur

Séance 07

QL-3-Réseaux et Protocoles

 Les techniques de transmission

– Bande de base

– Large bande

 Les supports de transmission

– Caractéristiques principales

– Paire torsadée

– Cable coaxial

– FH

– Fibre optique

QL-3-Réseaux et Protocoles

La transmission de données

 Le principe fondamental de la transmission de données est l'échange

d'information entre deux entités.

 L'information subit, tout au long du processus de communication, un

certain nombre de manipulations et de transformations avant d'être

délivrée à son destinataire.

 Les techniques de transmission dépendent du contexte et des

conditions d‟utilisation

– Transmission en bande de base

– Transmission large bande

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission en bande de base

 La transmission en bande de base (base band) typique de la plupart

des réseaux locaux, consiste à transmettre directement les signaux

numériques sur le support de transmission.

 Le signal en bande de base ne subit pas de transposition en fréquence

 L‟organe de transmission est un simple codeur : codeur bande de base

aussi dit par abus de langage modem bande de base

 Le Codeur bande de base, a essentiellement pour objet :

– De transformer le signal numérique en une suite de symboles pris dans un

alphabet finis de q symboles, à fin que le spectre du nouveau signal soit

mieux adapté aux caractéristiques du support de transmission (de bande

passante en particulier)

– De maintenir la synchronisation entre l‟émetteur et le récepteur.

– Un tel procédé est simple et non coûteux

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission en bande de base

 Exemple de code bande de base

– Le code NRZ (Non Retour à Zéro)

• Le mode de représentation le plus habituel de l‟information numérique est le signal binaire sans retour à zéro (NRZ, No Return to Zero).

• Un niveau de tension +a pendant une période complète est utilisé pour représenter un 1.

• Un autre niveau –a est utilisé pour le 0

– Le code RZ

• Le signal avec retour à zéro (RZ, Return to Zero) utilise le même principe mais la durée du niveau de tension est inférieure à la période.

– Le code biphase ou Manchester

– Le code BHD Code NRZ

QL-3-Réseaux et Protocoles

Le Codage bande de base

0 1 1 1 0 0 1 1 0 1Signal binaire 0 0

N.R.Z

Manchester

Différentiel

Miller

Bipolaire

Manchester

0 1 1 1 0 0 1 1 0 10 0

0 1 1 1 0 0 1 1 0 10 0

QL-3-Réseaux et Protocoles

Transmission en bande de base

 Le choix des codes dépend de :

– Leur adaptation au support

• Le support se comporte comme un filtre de fréquences

• Chaque code occupe une bande passante donnée

– Leur résistance aux bruits

• La sensibilité au bruit d‟un code dépend directement du

nombre de niveaux significatifs qu‟il utilise (valence)

– Les problèmes d‟horloge

• Les longues suites de bits identiques compliquent la tache aux

récepteurs lorsque l‟horloge qu‟il utilise est reconstituée à

partir des transitions du signal

QL-3-Réseaux et Protocoles

Limitations de la transmission en bande de base

 Les signaux en bande de base sont sujet à une atténuation

au fur et à mesure de la distance parcourue

– Si le signal n‟est pas régénéré très souvent, il prend une forme

quelconque, que le récepteur est incapable de comprendre

(puisque le niveau logique haut, peut être détecté comme niveau

bas si son amplitude devient inférieur à une tension de seuil).

 Cette méthode de transmission ne peut être utilisée que

sur de très courtes distances, la distance maximale

d‟utilisation dépend essentiellement de la qualité du

support utilise, elle est de l‟ordre de 5 Km.

QL-3-Réseaux et Protocoles

La transmission large bande

 La plupart des supports de transmission, les lignes téléphoniques en particulier, ne permettent pas la transmission directe d‟un signal numérique en bande de base.

– Ils aboutissent à des pertes de symboles au cours de la transmission.

 D‟autre part, il est nécessaire que le spectre de fréquence des signaux émis coïncide avec la bande passante du support, afin que ces derniers ne soient pas filtrés.

 On utilise alors la transmission par transposition de fréquence

– Moduler une onde, sinusoïdale, porteuse de fréquence convenable par le signal à transmettre

– L‟opération de modulation équivaut à une translation du spectre du signal dans le domaine des fréquences.

– Cette opération permet de centrer son énergie autour de la fréquence de la porteuse donc à l‟intérieur de la bande passante du support de transmission.

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La Modulation

PORTEUSE Signal+

TÉLÉTRANSMISSION

CARACTÉRISTIQUES FONDAMENTALES :

Largeur de bande

Débit

Distorsion

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 BANDE de BASE :

– Transmission numérique directe ou codée

- Monopolisation du support

- Courtes distances, ou répéteurs

- ETCD = CODeur / DÉCodeur = CODEC

 BANDE LARGE :

– Modulation d‟un signal analogique

- Longues distances

- Multiplexage possible

- ETCD = MODulateur / DÉModulateur = MODEM

La Modulation

QL-3-Réseaux et Protocoles

La modulation

 Un signal sinusoïdal est de la forme : U = A0 sin (ω0t+φ0)

 Sur un tel signal on peut faire varier :

– L‟amplitude A0 :

• C‟est la modulation d‟amplitude (ASK Amplitude Shift Keying) ;

– La fréquence f0 :

• C‟est la modulation de fréquence (FSK Frequency Shift Keying) ;

– La phase φ0 :

• C‟est la modulation de phase (PSK Phase Shift Keying).

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PORTEUSE :

Onde sinusoïdale de référence servant de support à la modulation. La plage

utilisable (*) pour un média donné est appelée la BANDE PASSANTE de ce média.

* nominalement à - 3 db d’affaiblissement

 MODULATION d‟AMPLITUDE (A.M.) :

– Variation significative de l‟amplitude du signal.

– Sensible au bruit

 MODULATION de FRÉQUENCE :

– F.S.K. = Frequency Shift Keying

Exemple : V21

 MODULATION de PHASE :

– P.S.K. = Phase Shift Keying

Exemple : V22

Les différents types de modulation

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les différents types de modulation

0 1 1 1 0 0 1 1 0 1Signal binaire 0 0

Porteuse

Modulation

Tout ou rien

Modulation

Amplitude

Modulation

Fréquence

Modulation

Phase

Modulation Phase

Différentielle

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Les supports de transmission

 Le médium de transport correspond aux éléments

capables de transporter des éléments binaires : suites de

0 et 1.

 Ces éléments sont soient

1. Matériels comme les fils métalliques ou les

fibres optiques

2. Immatériels comme les ondes hertziennes

QL-3-Réseaux et Protocoles

Historique des supports de transmission

 Les plus anciennes systèmes de transmissions d'information ont étés

mis en œuvre par voie optique.

 L'utilisation de l'électricité  les liaisons par conducteurs.

 La découverte de la propagation des ondes

– L'emploi des ondes courtes et de la réflexion ionosphérique on permit des

liaisons à grandes distances, mais limitées en débit et présentant un

caractère aléatoire.

 La mise sur orbite de satellites de télécommunications on donné des

liaisons fiables à très grande distance et à fort débit.

 Enfin, les systèmes de transmission à fibres optiques qui utilisent le

phénomène de propagation des ondes optiques

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les supports de transmission

 La qualité de service (Quality of Service) rendue aux applications

(téléphonie, transmission de données, Internet, …) dépend de la

nature du support utilisé pour la transmission

 La transmission utilise les propriétés

– De conductibilité des métaux : paires torsadées, câble coaxial

– Des ondes électromagnétiques : faisceaux hertziens, guides d‟ondes,

satellites

– Du spectre de lumière : la fibre optique

 La transmission utilise donc la propagation :

– Soit du courant électrique dans les conducteurs.

– Soit des ondes électromagnétiques guidées ou dans l'atmosphère.

– Soit d'une onde lumineuse dans les fibres optiques.

QL-3-Réseaux et Protocoles

Catégories de supports

 De nombreux supports sont utilisés en transmission de

données :

 Des supports avec guide physique :

les câbles électriques : supports de cuivre.

les fibres optiques : supports optiques.

 Des supports sans guide physique :

les ondes radioélectriques : faisceau hertzien, liaison satellite

les ondes lumineuses, etc ...:

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