Les techniques de transmission

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1 Les techniques de transmission Principes Transmission en bande de base Transmission en large bande Multiplexage Les supports de transmission 1 Principes de transmission Un système de communication est composé de: L ETTD : Equipement Terminal de Traitement de Données : C est l ordinateur L 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. 2 1

2 Principes de transmission Transmission analogique Transmission numérique 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 d informations numériques : transmission de données informatiques sur des lignes téléphoniques, par satellite, etc. (modulation). Transmission numérique d informations numériques : transmission de données informatiques en bande de base sur fibres optiques, etc. (codage). Transmission numérique d informations analogiques : transmission de la parole, du son ou d images en bande de base, etc. (numérisation). 3 Détérioration de la transmission Détérioration Affaiblissement Distorsion Bruit Bruit 4 2

3 Affaiblissement Le décibel mesure les puissances relatives de deux signaux ou bien celles d un signal à deux points différents. db = 10 Log 10 (P2/P1) 5 Distorsion La distorsion est l altération du signal causée par la différence entre les vitesses de propagation de chaque fréquence du signal. Support de transmission Signal composite émis Composantes en phase Composantes en déphasage Signal composite reçu 6 3

4 Bruits Le bruit (parasites) est l énergie externe qui altère le signal. Ex: Thermique, interférence... Emis Bruit Reçu Support de transmission 7 Transmission en bande de base (le codage) Codage Codage Uni-polaire Polaire Polaire Bi-polaire 8 4

5 Codage uni-polaire (tout ou rien) 9 Types de codage polaire Polaire Polaire NRZ NRZ RZ RZ Manchester Manchester différentiel 10 5

6 NRZ-L et NRZ-I Transition car bit suivant est à 1 11 RZ Ces transitions sont utiles pour la synchronisation 12 6

7 Manchester Zéro Un 13 Manchester différentiel Présence d une transition au début du bit signifie zéro 14 7

8 Bi-polaire Les uns sont alternativement positifs et négatifs 15 Transmission en bande de base (le codage) 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 T m 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 R m, en bauds): ou Vitesse de modulation est le nombre de changements d'états par unité de temps R m = 1 / T m Débit binaire (notée D en bits/s) : ou Vitesse de transmission est le nombre de valeurs logiques transmises par unité de temp D = R m log 2 (V) 16 8

9 Transmission en bande de base (le codage) Exemple 1 Le code NRZ permet de transmettre 1 bit pour une tension données (n Volts ou n Volts) D = R m (Valence = 2) 17 Exemple 1 Un signal porte 4 bits dans chaque unité de signal. Si 1000 unités de signal sont envoyés par seconde, trouver la vitesse de modulation, ainsi que le débit binaire. Exemple 2 Le débit binaire d un signal est 3000 b/s. Si chaque unité de signal porte 6 bits, quel est la vitesse de modulation? 18 9

10 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) 19 Modulation ASK Amplitude Shift Keying 20 10

11 Modulation FSK - Frequency Shift Keying 21 Modulation PSK - Phase Shift Keying 22 11

12 Modulation 4-PSK 23 Modulation à quadrature - QAM 24 12

13 Modulation à quadrature 8-QAM 25 Exemple 1 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 2 - Calculer le débit binaire d un signal 16-QAM à 1000 bauds. - Calculer la rapidité de modulation d un signal 64-QAM à bps

14 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 : R mmax = 2W D max =?? D max = W log 2 (1+(S/B)) V = 1 + S B 27 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

15 Bande de base vs Large bande Avantages: Peu coûteux Moins susceptible aux bruits Lignes haut débit Haut niveau de multiplexage Inconvénients: Forte atténuation Les pulsations deviennent + petites et + arrondies perte d informations. 29 Modes de transmission Transmission Parallèle Série Série Synchrone Asynchrone 30 15

16 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 31 Transmission série Une seule ligne pour transmettre tous les bits de manière séquentielle. 8 bits transmis consécutivement 1 seule ligne utilisée Convertisseur parallèle/série Convertisseur série/parallèle 32 16

17 Transmission asynchrone Chaque octet (groupe de 8 bits) est mis en trame avec des bits de début et de fin. Direction du flux Bit de stop Bit de start 33 Transmission synchrone Les bits sont envoyés consécutivement sans bits de start/ stop. Il est de la responsabilité du récepteur de regrouper les bits. Direction du flux 34 17

18 Le multiplexage Multiplexage: partage d une même ligne de transmission entre plusieurs communications simultanées N lignes d entrée 1 liaison, N canaux N lignes de sortie 35 Catégories Multiplexage FDMA FDMA Analogique TDMA TDMA Numérique 36 18

19 FDMA Lignes d entrée Lignes de sortie Bande de garde de 10 khz 37 TDMA Flux de données 38 19

20 TDMA synchrone Trame 3 Trame 2 Trame 1 Chaque trame dure 3 slots. Chaque slot dure T/3 s. Les données sont capturées de chaque ligne toutes les T s. 39 TDMA synchrone/statistique TDMA synchrone TDMA statistique 40 20

21 + sur les signaux La vitesse de propagation mesure la distance qu un bit (ou signal) peut parcourir sur le support de transmission pendant une seconde. Le temps de propagation mesure le temps requis pour un signal pour voyager d un point du support vers un autre. Temps de propagation = t 2 t 1 = d/vitesse de propagation 41 Support de transmission Support de transmission La capacité est le nombre de bits passant à travers cette section pendant une seconde

22 Les supports de transmission Classes La paire torsadée Le câble coaxial La fibre optique La transmission non guidée 43 Support de transmission Emetteur Couche physique Couche physique Récepteur Support de transmission Cable ou air 44 22

23 Les supports physiques de transmission Les principaux critères à considérer quant au choix du support sont : Le débit, la bande passante Longueur maximale du réseau La connectique utilisable Les difficultés d installation Les sensibilités aux perturbations électromagnétiques Le prix du support 45 Classes des supports de transmission Transmission Guidée Guidée (filaire) (filaire) Non Non guidée guidée (sans (sans fil) fil) Paire Paire torsadée Cable Cablecoaxial Fibre Fibre optique optique Air Air 46 23

24 Les paires torsadées Gaines isolantes Fils conducteurs en cuivre 47 UTP et STP Blindage métallique Gaine en plastique Gaine en plastique 48 24

25 Connecteurs UTP Applications: Lignes téléphoniques DSL LANs: 10Base-T et 100 Base-T 49 Le câble coaxial (coax) Isolants Câble central Tresse métallique 50 25

26 Connecteurs BNC Applications: Lignes téléphoniques Câble TV Ethernet LANs: 10Base-2 et 10Base-5 51 La fibre optique Emetteur Gaine Noyau Gaine Récepteur 52 26

27 Modes de propagation (Mono-mode) (à saut d indice) (à gradient d indice) 53 Modes de propagation Multimode à saut d indice Multimode à gradient d indice Monomode 54 27

28 La FO est utilisée dans les réseaux de backbone, le câblage TV et les réseaux Fast Ethernet. Avantages: BP plus élevée Atténuation du signal plus faible Immunité contre les interférences électromagnétiques Poids faible Plus sécurisée Inconvénients: installation / maintenance Coût élevé 55 Transmission libre Les supports libres (air) transportent des ondes électromagnétiques sans l utilisation d un conducteur physique