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Chapitre 1 Introduction

Chapitre 2 Classification des réseaux

Chapitre 3 Modes et supports de transmission

PartiePartie IITransmissions et Transmissions et

supportssupports

Terminologies

Téléinformatique : Ensemble de techniques qui utilisent conjointement l’informatique et la transmission de données àdistance.

Télématique : Ensemble de services rendus possibles grâce à la téléinformatique

Réseau informatique : ensemble d'ordinateurs reliés entre eux grâce à des lignes physiques et échangeant des informations sous forme de données numériques (valeurs binaires).

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Le partage de fichiers et d'applicationsLa communication entre personnes (grâce au courrier électronique, la discussion en direct, etc.).La communication entre processus (entre des machines industrielles). La garantie de l'unicité de l'information (bases de données). Le jeu à plusieurs, etc. Diminution des coûts grâce aux partages des données et des périphériques.Standardisation des applications. Accès aux données en temps utile.Communication et organisation plus efficace.

Intérêts d’un réseau

Classification des réseaux informatiques selon leur taille

MANRéseau

métropolitainLAN

Réseau localbusPAN

Réseau personnel

WANRéseau étendu

1 m 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km

Le réseau personnel PAN (Personnal Area Network)

Le réseau local LAN (Local Area Network)

Le réseau métropolitain MAN (Metropolitan Area Network)

Le réseau étendu WAN (Wide Area Network)

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Réseaux LAN

LAN simple

Interconnexion de LAN

Réseaux WAN

Réseaux MAN

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Les catégories de connexion

Connexion Point à point

Seulement DEUX équipementssont connectés par un lien dédié.

Le lien est partagé par troiséquipements ou plus.

Connexion Multipoint

Maillage complet(pour cinq équipements)

Toplogie en étoileTopologie en bus

Topologie en anneau

Les topologies de réseaux

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Cable ou air

Support de transmission

Couche physique Couche physique

Emetteur Récepteur

Les supports de transmission

Les supports physiques de transmission

Les principaux critères à considérer quant au choix du support sont :

Le débit , la bande passanteLongueur maximale du réseau La connectique utilisable Les difficultés d’installation Les sensibilités aux perturbations électromagnétiques Le prix du support

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Classes des supports de transmission

TransmissionTransmission

Paire torsadéePaire torsadée Cable coaxialCable coaxial Fibre optiqueFibre optique AirAir

Guidée(filaire)Guidée(filaire)

Non guidée(sans fil)

Non guidée(sans fil)

Les paires torsadées

Gaines

isolantes

Fils conducteurs en cuivre

Gaine en plastique Gaine en plastique

Blindage métallique

Unshielded Twisted Pair Shielded Twisted Pair

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CatCatéégoriesgories de de câblescâbles UTPUTP

600 MHz

200 MHz

100 MHz

20 MHz

16 MHz

< 2 MHz

Très faible

Bandepassante

LANsNumérique600 Mbps7 (draft)

LANsNumérique200 Mbps6 (draft)

LANsNumérique100 Mbps5

LANsNumérique20 Mbps4

LANsNumérique10 Mbps3

Lignes T-1Analog/num2 Mbps2

TéléphoneAnalog< 100 kbps1

UtilisationNum/AnalogDébitCatégories

Applications:

• Lignes téléphoniques

• DSL

• LANs: 10Base-T et 100 Base-T

Connecteurs UTP

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Le câble coaxial (coax)

Isolants

Câble central

Tresse métallique

CatCatéégoriesgories de de câblescâbles coaxiauxcoaxiaux

50 Ω

50 Ω

75 Ω

Impédance

Thick EthernetRGRG--1111

Thin EthernetRGRG--5858

Câble TVRGRG--5959

UtilisationCatégorie

Gaine plastique

Applications:• Lignes téléphoniques

• Câble TV

• Ethernet LANs: 10Base-2 et 10Base-5

Connecteurs BNC

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La fibre optique

Emetteur Récepteur

Gaine

Gaine

Noyau

Avantages:

• BP plus élevée

• Atténuation du signal plus faible

• Immunité contre les interférences électromagnétiques

• Poids faible

• Plus sécurisée

Inconvénients:

• installation / maintenance

• Coût élevé

- Utilisée dans les réseaux de backbone, le câblage TV et les réseaux Fast Ethernet.

Modes de propagation

(Mono-mode)

Multimode à saut d’indice

Multimode à gradient d’indice

Monomode

ModeMode

MonoodeMonoode

À saut d’indiceÀ saut d’indice

À gradient D’indice

À gradient D’indice

MumtiodeMumtiode

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Les supports libres (air) transportent des ondes électromagnétiquessans l’utilisation d’un conducteur physique.

Transmission libre

Spectre électromagnétique pour les communications sans fil

• Les ondes radio sont omnidirectionnelles. • Elles sont sous réglementation gouvernementale.• Fréquences de transmission entre 3 KHz et 1 GHz.

Les ondes radio

(Antenne parabolique) (Antenne conique)

Les micro-ondes

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• Fréquences entre 300 GHz et 400 Thz.

• Ne peut passer outre les murs.

• Interférences avec la lumière (soleil) .

• Utilisée pour les courtes distances dans un milieu fermé.

Les ondes infrarouge

Les techniques de transmissionPrincipes

Transmission en bande de base

Transmission en large bande

Multiplexage

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Principes de transmission

Un système de communication est composé de:L’ETTD : Equipement Terminal de Traitement de Données : C’est

l’ordinateurL’ETCD : Equipement Terminal de Communication (ou circuit) de données :

C’est un équipement spécifique chargé d’adapter les données à transmettre au support de communication.

Le support de transmission.

Principes de transmission

Transmission numérique d’informations analogiques : transmission de la parole, du son ou d’images en bande de base, etc. (numérisation).

Transmission numérique d’informations numériques : transmission de données informatiques en bande de base sur fibres optiques, etc. (codage).

Transmission analogique d’informations numériques : transmission de données informatiques sur des lignes téléphoniques, par satellite, etc. (modulation).

Transmission analogique d’informations analogiques : émission de la parole sur le réseau téléphonique, du son sur les ondes radio, d’images de télévision sur le réseau de télédiffusion, etc.

Transmission analogique Transmission numérique

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Détérioration de la transmission

DétériorationDétérioration

AffaiblissementAffaiblissement DistorsionDistorsion BruitBruit

Le décibel mesure les puissances relatives de deux signaux ou bien celles d’un signal à deux points différents.

Affaiblissement

dB = 10 Log10 (P2/P1)

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Distorsion

La distorsion est l’altération du signal causée par la différence entre les vitesses de propagartion de chaque fréquence du signal.

Signal composite émis

Signal composite reçuComposantes en

phaseComposantes en

déphasage

Support de transmission

Bruits

Le bruit (parasites) est l’énergie externe qui altère le signal.

Ex: Thermique, interférence ...

Emis Bruit Reçu

Support de transmission

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CodageCodage

Uni-polaireUni-polaire PolairePolaire Bi-polaireBi-polaire

Transmission en bande de base (le codage)

Codage uni-polaire (tout ou rien)

PolairePolaire

NRZNRZ RZRZ ManchesterManchester

Types de codage polaire

Manchesterdifférentiel

Manchesterdifférentiel

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NRZ-L et NRZ-I

Transition car bit suivant est à 1

RZ

Ces transitions sont utiles pour la synchronisation

Manchester

Zéro Un

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Manchester différentiel

Présence d’une transition au début du bit signifie zéro

Bi-polaire

Les uns sont alternativement positifs et négatifs

Caractéristiques d’une transmission

Valence d'une voie (notée V) : Un codage associe une valeur physique (un signal électrique) à une valeur logique (une donnée binaire). La valence est le nombre de valeurs que peut prendre l'état physique à un instant t.

Moment élémentaire( notée Tm en sec) : C'est la durée minimale pendant laquelle il est nécessaire d'émettre un signal physique sur le câble électrique pour qu'il puisse être reconnu par le récepteur.

Rapidité de modulation (notée Rm, en bauds): ou Vitesse de modulation est le nombre de changements d'états par unité de temps

Débit binaire (notée D en bits/s) : ou Vitesse de transmission est le nombre de valeurs logiques transmises par unité de temp

Rm = 1 / Tm

D = Rm log2 (V)

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Le code NRZ permet de transmettre 1 bit pour une tension données (n Volts ou –n Volts)D = Rm (Valence = 2)

Exemple 1

Caractéristiques d’une transmission

Un signal porte 4 bits dans chaque unité de signal. Si 1000 unités de signal sontenvoyés par seconde, trouver la vitesse de modulation, ainsi que le débit binaire.

Exemple 1

Exemple 2

Le débit binaire d’un signal est 3000 b/s. Si chaque unité de signal porte 6 bits, quelest la vitesse de modulation?

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Transmission en large bande (la modulation)

Utiliser un signal sinusoïdal dont les caractéristiques (amplitude, fréquence, phase) sont modifiées en fonction de l'information à transmettre. C'est le codage par modulation.

Modulation d’amplitude (ASK)

Modulation de fréquence (FSK) : Norme V21

Modulation de phase (PSK) : Norme V22

Modulation combinée (ex. : d’amplitude et de phase : Norme V29)

Modulation ASK Amplitude Shift Keying

Modulation FSK - Frequency Shift Keying

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Modulation PSK - Phase Shift Keying

Modulation 4-PSK

Modulation à quadrature - QAM

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16-QAM

Comparaison entre la rapidité de modulation/ débit binaire

8N

7N

6N

5N

4N

3N

2N

N

Débit

N5Pentabit3232--QAMQAM

N6Hexabit6464--QAMQAM

N7Septabit128128--QAMQAM

N8Octabit256256--QAMQAM

N4Quadbit1616--QAMQAM

Tribit

Dibit

Bit

UnitUnitééss

N388--PSK, 8PSK, 8--QAMQAM

N244--PSK, 4PSK, 4--QAMQAM

N1ASK, FSK, 2ASK, FSK, 2--PSKPSK

RapiditRapiditéémodulationmodulationBits/BaudBits/BaudModulationModulation

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Exemple 1

Exemple 2

- Calculer le débit binaire d’un signal 16-QAM à 1000 bauds.- Calculer la rapidité de modulation d’un signal 64-QAM à 72000 bps.

Pour une BP de 5000 Hz pour un signal 8-PSK signal, quels sont le débitbinaire et la rapidité de modulation?

Limites d’une transmission

Loi de Nyquist : Si une ligne de transmission possède une largeur de bande passante W, alors sa rapidité de modulation maximale est :

Théorème de Shannon : Si une ligne de transmission possède une largeur de bande passante W, alors son débit binaire maximal est :

S/B est le rapport Signal / Bruit

La valence est égale à :

Rm max = 2W D max = ??

Dmax = W log2 (1+(S/B))

BSV += 1

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Exemple 1

Calculer le débit maximal d’une ligne de transmission à 1200 Hz, dont chaque pulsation peut encoder 16 niveaux.

Exemple 2

Calculer le débit maximal d’une ligne téléphonique à 3400 Hz, dont le rapport S/B est de 40 dB.

Un support physique de communication a une bande passante de 1 MHz. Quel est le débit maximum théorique d'information pouvant circuler sur ce support lorsqu’on utilise une modulation de valence 2 (bivalente) ?

Exemple 3

Bande de base vs Large bande

Avantages:Peu coûteuxMoins susceptible aux bruitsLignes haut débitHaut niveau de multiplexage

Inconvénients:Forte atténuation

Les pulsations deviennent + petites et + arrondies perted’informations.

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Transmission parallèle

Un groupe de bits est transmis simultanément, chaque bit sur une ligne séparée. Pour transmettre n bits on doit utiliser n fils.

8 bits transmis

8 lignes utilisées

Une seule ligne pour transmettre tous les bits de manière séquentielle.

Transmission série

8 bits transmis consécutivement

1 seule ligne utilisée

Convertisseur parallèle/série

Convertisseur série/parallèle

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Chaque octet (groupe de 8 bits) est mis en trame avec des bits de début et de fin.

Transmission asynchrone

Direction du flux

Bit de stop Bit de start

Direction du flux

Transmission synchroneLes bits sont envoyés consécutivement sans bits de start/ stop.

Il est de la responsabilité du récepteur de regrouper les bits.

Le multiplexage

Multiplexage: partage d’une même ligne de transmission entre plusieurs communications simultanées

N lignes d’entrée

N lignes de

sortie1 liaison, N canaux

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FDMA (Frequency Division Multiple Access)

Lignes d’entrée

Lignes de

sortie

Bande de garde de 10 kHz

TDMA (Time Division Multiple Access)

Flux de données

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TDMA synchrone

Les données sont capturées de chaque ligne

toutes les T s.

Trame 1Trame 2Trame 3

Chaque trame dure 3 slots.

Chaque slot dure T/3 s.

TDMA synchrone/statistique

TDMA synchrone

TDMA statistique