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SIGNALISATIONS & RESEAUX SIGNALISATIONS & RESEAUX PUBLIQUES PUBLIQUES
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SIGNALISATIONS & RESEAUX PUBLIQUESSIGNALISATIONS & RESEAUX PUBLIQUES
Plan : • Réseau téléphonique commuté (RTC)Réseau téléphonique commuté (RTC)• Réseau de transmission Réseau de transmission • Réseau de signalisationRéseau de signalisation • Réseau ATMRéseau ATM • Convergence des réseaux
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Chap1 Réseau téléphonique commuté (RTC)Réseau téléphonique commuté (RTC)
Plan : • Introduction • Structure du réseau RTC • Fonction de commutationFonction de commutation
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I.I. IntroductionIntroduction
- Le Réseau RTC met en relation deux postes d’abonné.BUT DU RTCBUT DU RTC
HistoriqueHistorique- Télégraphe de Chappe en 1790 → RTC actuelle, - Ingéniosité de certains et aux progrès technologique et électronique,- Quelques grandes dates tel que :
1837 : Télégraphe électrique inventé par Samuel Morse,1844 : Liaison Baltimore à Washington,
Contacteur Récepteur
Pile
Origine de l’ère des réseaux
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I.I. IntroductionIntroductionHistoriqueHistorique
14/02/1876 : Brevet déposer par Alexander Graham Bell,
10/03/1876 : la première communication téléphonique,
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I.I. IntroductionIntroductionHistoriqueHistorique
1889 : Almon B. Strowger invente le premier « sélecteur » automatique,
1938 : Alec Reeves dépose le brevet des futurs systèmes à modulation par impulsion et codage (MIC),
1962 : 1ier systèmes de transmission multiplex de type MIC apparaissent 24 voies (USA) et 32 voies (France),
1970 : 1iers centraux téléphoniques publics en commutation électronique temporelle,
1990 : De nouveaux concepts apparaissent tel que la commutation temporelle asynchrone (ATM) et la hiérarchie numérique synchrone SDH
…
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC Eléments constitutifs du réseauEléments constitutifs du réseau
1. La distribution :• Le réseau de distribution requiert une part très importante des investissement Télécoms (40%)• Il est important d’y utiliser des matériels fiables (coût d’entretien ) et bon marché (coût d’investissement).• Le rôle réseau de distribution est de relier tout abonné à son centre de commutation de rattachement avec une qualité suffisante sur les plans :
De la transmission: bande passante (300-3400 Hz), affaiblissement, résistance de boucle (C.A de 30 mA)De l’écoulement de trafic: la probabilité d’atteindre le
commutateur doit être suffisante
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC 1. La distribution
1.1 le poste téléphonique :• Le pose téléphonique possède un écouteur et un microphone. Qui est alimenté en -48V par le central téléphonique.• Le poste raccroché se comporte comme un interrupteur ouvert.• Le poste décroché se comporte comme un interrupteur fermé.• Lors d ’un appel entrant, le poste reçoit une tension alternative de 75 V à 50 Hz pour le faire sonner.• Lors d ’un appel sortant, le poste téléphonique utilise la signalisation dans la bande par fréquence décimale ou fréquence vocale.
Zref
d h
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1. La distribution 1.1 le poste téléphonique :
• Le principe de numérotation par fréquence décimale est d ’ouvrit/fermer la ligne téléphonique (boucle) toutes les 100 ms (10 Hz) avec un rapport cyclique de 2/3 suivant le codage des chiffres :
– 1 : 100 ms.– 2 : 200 ms.– …– 0 : 1000 ms.
• Ce système ancien est lent !• Le principe de numérotation par fréquence vocale est d’émettre 2 signaux de fréquence différente en même temps (dans la BP 300-3400 Hz) suivant le codage des chiffres :
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1. La distribution 1.1 le poste téléphonique :
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1. La distribution 1.1 le poste téléphonique :
• Ce système est rapide ! Il permet aussi de coder les touches *, #… utilisés par les services de confort. Des circuits intégrés bon marché réalisent ce codage…• Ce codage est le codage DTMF (Dual Tone Multi Frequency) (norme UIT-T Q.23):
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1. La distribution 1.1 le poste téléphonique :
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1. La distribution 1.2 le câble de branchement :
• Le câble de branchement va du poste d’abonné au point de concentration (PC)• Les câbles de branchement comporte en général une paire de fils de cuivre (0,9 mm ou 1,2 mm) un positif – un négatif pour transmettre voix et les données sous forme fréquences.
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1. La distribution 1.3 le point de concentration :
• Les câble de branchement arrivent au point de concentration sur des réglettes. Des connections amovibles les relient à d’autres réglettes sur lesquelles sont branchés les câbles de distribution.• Le PC est aussi un mini répartiteur.
• Les de distribution vont des réglette du PC à celles de la sous- répartition. • Leur capacité en nombre de paires sont normalisés (14, 28, 56, 112, 24 4 ou 448 paires , calibre 0.4, 0.6 ou 0.8 mm
1.4 le câble de distribution :
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1. La distribution
• Les câbles de distribution peuvent avoir 3 mode de pose différents:- en canalisations Souterraines,- pose en pleine terre- en artères aériennes
1.4 le câble de distribution :
1.5 la sous répartition:• La sous répartition a pour rôle de regrouper les câbles de distribution et de les relier aux câbles de transport. Une sous répartition peut rassembler de 100 à 1500 abonnés.• La sous répartition est implémentée en un endroit sûr
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1. La distribution
• Les câbles de transport ont des caractéristiques analogues aux câbles de distribution, mais leur capacité est plus élevée (112 à 2688 paires)• Ils sont en général posés en conduite prés de l’autocommutateur.
1.6 le câble de transport :
• le répartiteur d’entrée est point d’accès à l’autocommutateur.• Les câbles de transport sont amenées sur des tête dites « verticales », alors que les équipements d’abonné du commutateur sont raccordés sur des réglettes « horizontale », et la liaison entre V et H se fait par jarretière
1.7 le répartiteur d’entrée :
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1. La distribution
• Dans certain cas, la liaison entre le répartiteur et le poste d’abonné se fait rigidement sans les points de coupure des sous répartiteurs et PC.
1.8 L’adduction directe :
1.9 le cas des abonnés dispersés :• Dans les zones rurales, il est coûteux d’affecter une paire de fils de cuivre à un abonnée qui n’utilise sa ligne que 5 à 7% du temps.
- Concentrateurs- Lignes partagées
Dring
Liaison partagéeLe concentrateur
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1. La distribution Résumé : la Boucle locale d’abonné
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC Eléments constitutifs du réseauEléments constitutifs du réseau
2. La commutation :
2.1 Définition :
• A l’origine les «demoiselles du téléphone » connectaient manuellement la ligne de l’appelant à celle de l’appelé.•Passant de l’électrotechnique aux technologies électronique puis maintenant informatique.
Un commutateur est un appareil qui, à la demande d’un terminal appelant, raccorde de manière temporaire a ce terminal appelant et au terminal appelé une ressource de transmission banalisée, a la fois pour la communication entre les usagers des terminaux et pour la communication des signaux d’appels, tout en en assurant le secret des ces communications par rapport aux autres terminaux du système.
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2. La commutation
2.1 Fonction d’un commutateur :• Fonction de connexion, de recherche de chemin et de marquage,• Fonction de traitement d’appel et de signalisation• Fonction d’administration
Fonction de connexion :La fonction de connexion est la fonction de raccordement de la ligne du terminal à la liaison commuté
Matrice temporelle
11
22
LJ
Panneau de jacks
1
1
2
2 J
L
Matrice de portes L×J
1
2
L
1 2 J
Différents réalisation de la fonction de connexion
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2. La commutation
Recherche de chemin :L’opération consistant à déterminer quelles mailles doivent être prise dans un réseau de connexion pour réaliser la connexion requise par un l’appel
Marquage :L’opération consistant à activer ou désactiver la fonction de connexion entre entrée et sortie du réseau de connexion ainsi qu’a maintenir une image de l’état de toutes le portes du réseau de connexion
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2. La commutation
Traitement d’appel :L’ensemble des logiques permettant, appel par appel, de recevoir les demandes des terminaux, de recevoir les demandes des terminaux, d’interpréter ces demandes, de rechercher les ressources nécessaires à leur exécution puis de les exécuter.Les logiciels de traitement d’appel sont parmi les logiciels temps réel les plus complexes jamais réalisés (5000 homme/ans)
signalisation :Les dialogues destinés aux fonction de traitement d’appel nécessaires à l’établissement ou au relâchement des appels
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2. La commutation
Fonction d’administration :De manière générale, on appelle « données d’administration » toutes les données qui particularisent un commutateur par apport à un autre.ITU-T à normalisé 5 type de données d’administration:
• Configuration• Les mesures• La maintenance• QOS• Sécurité
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2. La commutation
2.2 Structure générique d’un commutateur:
JL
JL
JL
JL
JL
JL
J
J
J
JL :Joncteur de ligne J :Joncteur
Jonction
Signalisation d’usager
marquage Signalisation intercommutateurs
Traitement d’appelAdministration
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC Eléments constitutifs du réseauEléments constitutifs du réseau
3. La Transmission :• La transmission est l’ensemble des moyen technique qui permettent de transmettre le signal téléphonique (+signalisation) entre les autocommutateur.• La transmission utilise des support variées (Paires coaxiales, FH, guides d’ondes, FO,…• On peut mettre en œuvre plusieurs système de transmission, différent par les modes de modulation, type de multiplexage, Hiérarchie et capacité.
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC Plan d’acheminementPlan d’acheminement
1. Hiérarchisation des centres
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC Plan d’acheminementPlan d’acheminement
2. Règles D’acheminementLe réseau étant partiellement maillé, plusieurs itinéraires sont généralement possibles pour atteindre un abonné.Pour un numéro donné, le faisceau de premier choix est choisi de telle manière qu’il conduise l’appel vers le commutateur le plus proche de l’abonné appelé en empruntant les faisceaux de plus faible hiérarchie.
Plan de numérotationPlan de numérotationLe numéro d’abonné suivant le plan de numérotation E.164 est l’identification du point d ’accès au réseau c ’est à dire le Sub Network Point of Attachement (SNPA).
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTC Plan de numérotationPlan de numérotation
1. structure d ’un numéroPréfixe international
00indicatif du pays
212Numéro national demandé
EZ ABPQ MCDUE : Exploitant, Z : Zone géographique, ABPQ : commutateur de rattachement donc identification de la ville, MCDU : identificateur de l ’abonné.
2. Appel de départ , appel d’arrivée, appel localCommutateur 03931
Dring
039393744
Appel de départ
Commutateur 03939
Appel d’arrivée
3744
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II. II. Structure du réseau RTCStructure du réseau RTCPlan de numérotationPlan de numérotation
2. Appel départ , appel d’arrivée, appel local
Commutateur 03931
Dring
039393744Jonction local
3744
Dring
Commutateur 02929Commutateur 03931
029293744
Appel de transit
JDJA
0292
9374
4
3744
Commutateur de transit
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutationPLAN USAGER ET PLAN DE CONTRPLAN USAGER ET PLAN DE CONTRÔÔLELE
Plan Contrôle
Plan Usager
Traitement d’appel
ligneligne
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutationPLAN USAGER ET PLAN DE CONTRPLAN USAGER ET PLAN DE CONTRÔÔLELE
Plan Usager
ligneligne
Plan de Contrôle
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutationTRAITEMANT D’APPELTRAITEMANT D’APPEL
2 Principes sont possible pour automatiser la commutation :- La commutation pas à pas - Le contrôle commun
1. Commutation pas à pas
SortiesSignal vocal
Entrée
ReposSignal vocalPlan usager
Plan de contrôle Moteur pas à pasCommande
Reset
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation1. Commutation pas à pas
Dans la commutation pas à pas, c’est l’usager lui-même qui, par les impulsions de son cadran, commande le mouvement des sélecteur dans réseau. 2. Contrôle commun
Plan u
sager
Plan d
e con
trôle
039393744 Enregistreur
998877
Plan d
e con
trôle
Plan u
sager
Dans la commutation à CC, une « unité de contrôle » (UC) enregistre le numéro composé par l’usager demandeur, puis commande les sélections dans le réseau après « traduction du numéro composé ». Le résultat de la traduction peut varier selon les encombrements dans réseau ou selon des plans d’adressage décorrelés de l’adressage physique
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation3. Déroulement général d’un appel
REPOS
ENREGISTREMENT
* Prise ou décrochage# Présélection
* Chiffre# Traduction
SUPERVISION
* Résultat d’analyse# Sélection
* Raccrochage du demandeur# Libération
* Fin de Temporisation# Libération
* Raccrochage du demandé# Temporisation
Graphe d’états du traitement d’appel
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation3. Déroulement général d’un appel
RelâchementIgnoreIgnoreFin de Temporisation
TemporisationIgnoreIgnoreRaccrochage du demandé
RelâchementRelâchementIgnoreRaccrochage du demandeur
IgnoreSélectionIgnoreRésultat d’analyse
IgnoreTraductionIgnoreChiffre
IgnoreIgnorePrésélectionDécrochage
SupervisionEnregistrementReposEvènement
Etats
Enregistrement Enregistrement Supervision
Repos Enregistrement Supervision
Repos
Repos
Repos
Repos
Supervision Supervision
Repos Repos
Enregistrement
Enregistrement
Supervision
Repos
ENSA Tanger – A.Bourkane 3636
III.III. Fonction de commutationFonction de commutation4. La présélection
RXAJL
Jonction d’accès
Concentrateur
RCX
La présélection en appel local ou départ
La présélection est la séquence d’actions mise en œuvre pour que le commutateur soit en état de recevoir une numérotation de l’usager demandeur. Elle est composé des actions suivantes:
• Détection de l’appel,• Prise et raccordement des ressources d’enregistrement,• Accueil de l’usager (appel local ou départ ) ou traitement d’appel du commutateur de départ (appel d’arrivée ou transit)
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation4. La présélection
Détection de l’appel:Décrochage → B.L fermée →changement d’état du JL(S)→l’ordinateur instancie le programme de Traitement d’appel →Zone d’enregistrement Prise et raccordement des ressources d’enregistrement:Le traitement d’appel → jonction d’accès libre, RXA, chemin de connexion ? → réservation + ordre du marquage. Accueil de l’usagerActivation de la fonction DT d’envoi de la « tonalité d’invitation à transmettre » (3 à 440 Hz).N.B: La présélection est un processus à attente
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation5. Enregistrement & traduction
RXAJL
RCX
L’enregistrement des chiffres
UNITE DE CONTROLEZone Enregistrement
456
456 456456
456
Le traitement d’appel scrute le RXA raccordé au demandeur pour déduire les chiffres reçus. Ces derniers sont mémorisés dans la zone d’enregistreur,ainsi que l’heure et le numéro appelant.
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation5. Enregistrement & traduction
On appelle « traduction » l’opération d’analyse du numéro demandé pour déterminer quel est le faisceau de jonction apte à acheminer l’appel
RXAJL
La traduction chiffre par chiffre
UNITE DE CONTROLE 4
4 4
Zone EnregistrementTraduction
Résultat d’analyse
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III.III. Fonction de commutationFonction de commutation5. Enregistrement & traduction
Un résultat d’analyse est constitué:• D’un « acheminement » (Route Index) (N° faisceau sortant, de débordement, La méthode de signalisation, ..)• D’un palier de taxation (Charge Index)
RXAJL
Résultat d’analyse
UNITE DE CONTROLE 4581
4581 4581
Zone Enregistrement Traduction
Résultat d’analyseRICI
ENSA Tanger – A.Bourkane 4141
III.III. Fonction de commutationFonction de commutation6. La sélection de groupe
La sélection consiste à mettre en œuvre toutes les ressources pour raccorder l’usager demandé à partir du moment ou sa localisation est acquise. Elle est composée des actions suivantes:
• Le choix de la ressource appelée,• La signalisation sur la ressource appelée,• La connexion à la ressource appelée.
Choix de la ressource appelée:La sélection de groupe consiste à rechercher une jonction libre dans le faisceau correspondant au résultat d’analyse
JL
Tétouan
SMF
Elément à choisirOn appelle une « sélection conjuguée » une sélection de groupe ou la condition d’existence de chemins de raccordement disponibles est bien vérifiée préalablement au choix de la jonction
ENSA Tanger – A.Bourkane 4242
III.III. Fonction de commutationFonction de commutation6. La sélection de groupe
Signalisation sur la ressource appelé:
JL
SMF
JD
RCX
JL
SMF
JA
RCX
Passage en conversation:
JL JD
RCX
JLJA
RCX
ENSA Tanger – A.Bourkane 4343
III.III. Fonction de commutationFonction de commutation6. La sélection de groupe
Encapsulation de la sélection terminale dans la sélection d’origine :
N.B: La sélection est un processus à perte
ENSA Tanger – A.Bourkane 4444
III.III. Fonction de commutationFonction de commutation7. Libération
ENSA Tanger – A.Bourkane 4545
Chap2 Réseau de transmissionRéseau de transmission
Plan : • Transmission analogique• Transmission numérique Transmission numérique • Hiérarchie numérique synchrone (SDH)Hiérarchie numérique synchrone (SDH)
ENSA Tanger – A.Bourkane 4646
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogique
L’information en provenance d’une source continue (information analogique) est représentée par les variation continues d’un paramètre
des signaux transmis
PrincipePrincipe
Structure de la chaîne de transmissionStructure de la chaîne de transmission
m’(t)m(t) s(t)
Modulateur
s(t)
DémodulateurCanal
Perturbation Distorsions
ENSA Tanger – A.Bourkane 4747
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogiquem(t), est aléatoire est caractérisé par:
•La largeur de bande B occupé par sa densité spectrale de puissance фm(f)
•La puissance Pm ou son niveau LmE
Caractéristiques des signaux transmisCaractéristiques des signaux transmis
Caractéristiques du canal de transmissionCaractéristiques du canal de transmissionLe canal est défini par :
•Sa fonction de transfert H(f) qui exprime les distorsions linéaires (affaiblissement et phase) du canal et dont découle sa largeur de bande •La densité spectrale d puissance des perturbations фn(f) qui l’affectent
•La statistique de ces perturbations•La linéarité de la caractéristique entrée-sortie du système. Les
distorsions non linéaires sont en effet la cause de produit d’intermodulation
ENSA Tanger – A.Bourkane 4848
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogiqueModulations analogiquesModulations analogiques
m(t)
p(t)
s(t)
p(t)= P cos (ω0t +φ)=P cosф
M d’amplitude M de fréquence M de phase
DBSP, DBAP, BLU MF MфCritère de comparaison de modulationCritère de comparaison de modulation
•Complexité de réalisation,•Largeur de Bande occupée par le signal modulé / signal modulant,
•Qualité de transmission ( sensibilité aux bruits)
ENSA Tanger – A.Bourkane 4949
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogiqueCritère de qualité de transmission analogiqueCritère de qualité de transmission analogique
•Le niveau absolu de réception LSR du signal de sortie,•Le rapport signal sur bruit ,
•Le taux de distorsion harmonique
NRSRR LL −=ξlg10
eff
nneff
nneff
nneff
U
U
U
Ud
1
2
2
1
2
2
2 ∑
∑
∑∞
=
∞
=
∞
= ≅=
Multiplex téléphoniques à répartition en fréquence Multiplex téléphoniques à répartition en fréquence (MRF)- Hiérarchie analogique (MRF)- Hiérarchie analogique
Opération qui consiste à grouper plusieurs voies de façon à les transmettre simultanément sur le même support physique (câble,
fréquence porteuse…) sans qu’elles se mélangent ou se perturbent mutuellement.
1. Multiplexage
ENSA Tanger – A.Bourkane 5050
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogiqueCoût par voie Cl
1/z CMux
Distance l
Sans multip
lexage
Avec multiplexage Cl=1/zCmux +cl/z
Cl=c.l
Consiste à partager la bande passante du support disponible en un nombre de canaux de fréquence qui seront alloué aux différent
utilisateurs
Diaphonie
2. Multiplexage fréquentiel (FDM ou MRF)
Voie no 1 2 3…
zf
ENSA Tanger – A.Bourkane 5151
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogique3. Hiérarchie des groupes de voies
MUX1
MUX1
… MUX2
MUX2
MUX3…
MUX3
MUX4
G. Primaire G. Secondaire
G. Tertiaire 12
12
5
5
5
5
3
60
300
90
0
Voies
G. Q
uate
rnai
re
ENSA Tanger – A.Bourkane 5252
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogique3. Exemple: formation de groupe primaire de base
GPB 24
Fréquence Pilote
84.104 Khz
60f
24 28 88
116112
92 96 132
156 160
108112
ENSA Tanger – A.Bourkane 5353
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogique4. GSB, GTB et GQB
312 Khz
Porteuse
de GSB :
1 5
420Khz GP1468Khz GP2516Khz GP3564Khz GP4612Khz GP5
Porteuse
pilote :411,860 Khz
552 Khz
812 Khz
Porteuse
de GTB :
51
1364Khz GS1 Porteuse
pilote : 1552 Khz
2044 Khz
1516 Khz
Porteuse
de GQB :
1 3
10560 GT1 Porteuse
pilote : 11096 Khz
12388 Khz
1612Khz GS21860Khz GS32108Khz GS42356Khz GS5
11880 GT213200 GT2
ENSA Tanger – A.Bourkane 5454
I.I. Transmission analogiqueTransmission analogique4. Formation des groupes généraux
Un groupe général est une juxtaposition de groupe de Base :