Transmission de données. A) Principaux éléments intervenant dans la transmission

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1 Page 1 / 7 A) Principaux éléments intervenant dans la transmission A.1 Equipement voisins Ordinateur ou terminal Ordinateur ou terminal Canal de transmission ETTD ETTD ETTD : Equipement Terminal de Traitement de Données. Il assure la création et le traitement des données transmises (ordinateur). Canal de transmission : Il s agit de la connectique permettant de transporter des données. Cette connectique n effectue pas de traitement sur les données transmises, elle sera donc constituée de câbles, de paires torsadées, de fibre optique mais aussi d appareils tels que des HUBs ou des répéteurs. A.2 Equipement distants ETCD : Equipement Terminal de Circuit de Données Il assure la transformation des données, mais ne modifie par leur contenu. Un modem est à la fois un ETCD et un ETTD pourquoi? ETCD car il rajoute aux données crées par l ordinateur des adresses IP et MAC pour assurer leur transport sur internet. ETTD car il transforme l aspect le signal en un signal plus facile à véhiculer. L interface ETTD / ETCD est normalisée ainsi que la communication entre ETCD/ETCD. La normalisation permet de concevoir des appareils fonctionnant selon le même principe

2 Page 2 / 7 A.3 Transformation de signal pour l ETTD Il y a deux types de transformation le codage et la modulation. le codage : Les bits sont transformés en symboles (bits) ce qui donne le signal électrique binaire. La modulation : Les symboles (signal binaire) est transformé en signal sinusoïdal analogique pour faciliter son transport. A.4 Emission d un signal {dk} : C est la valeur binaire à transmettre. a(t) : Signal binaire, c est le signal électrique représentant la valeur binaire, par exemple le signal numérique binaire (signal de la liaison RS232). s(t) : Signal modulé, le signal binaire à été transformé en signal analogique pour faciliter son transport sur de longues distances. Codeur : transforme la valeur binaire en signal binaire pour le transporter sur de courtes distances. Modulateur : transforme le signal binaire en signal analogique (pourvu d une porteuse), pour faciliter son transport sur de longues distances. Remarque : La liaison série RS232 d un ordinateur véhicule un signal binaire. Cette liaison série ne peut excéder une certaine distance car le signal binaire s atténue sur la distance. Si l on voulais transporter ce signal sur de longues distances il faudrait le moduler en signal analogique avec une porteuse. A.5 Réception d un signal S(t) : signal reçu ; il s agit du signal modulé. A(t) : le signal modulé est transformé en signal binaire grâce à un démodulateur. A(t) est un signal binaire. {dk} : du signal binaire on décode la valeur binaire pour l exploiter, cela se fait grâce au décodeur. Le démodulateur : transforme le signal modulé en signal binaire. Le décodeur : décode le signal binaire pour extraire sa valeur

3 Page 3 / 7 A.6 Phénomènes perturbateurs La valeur transportée par un signal électrique peut être altérée par les phénomènes suivants : Le Bruit blanc : due à l agitation thermique, de faible puissance, généré sur une large plage de fréquences. Le Bruit impulsif : due à des organes électromagnétiques, il s agit de coupures du signal, de forte puissance, de durée courte. La Diaphonie : due au couplage parasite entre lignes voisines, du aux influence électromagnétique, peut être évité grâce au placement des câbles, blindage, fibre optique. L Echo : due à la réflexion du signal en raison d une désadaptation d impédance, peut être évité grâce à une adaptation correcte d impédances. B) Les décibels (db) Durant sa transmission, un signal subit différentes déformations dues aux caractéristiques du support physique et de l environnement. B.1 L affaiblissement et l amplification L affaiblissement d un signal est du à des caractéristiques du support physique ( résistance, dispersion de l onde hertzienne ). L atténuation (perte) et l amplification (gain) s expriment en décibels ( db ) : L atténuation ou l amplification entre deux tensions U1 et U2 s exprime par la relation : * log : logarithmes décimaux ( base 10 ). Dans le cas de l Atténuation N < 0 Dans le cas de Gain N > 0 NdB = 20 log (u2 / u1) B.2 L affaiblissement et l amplification en puissance B.3 Addition de décibels NdB = 10 log P2 / P1 GtdB = G1dB + G2dB

4 Page 4 / 7 B.4 Rapport signal sur bruit (S/NdB) C est la comparaison entre un signal et un bruit parasite qui s est ajouté à ce signal. Le rapport signal sur bruit s exprime en décibel, d après la relation : S / NdB = 10 log S/N Avec : S/NdB : rapport signal sur bruit en décibels. S : valeur du signal sinusoïdal. N : valeur du bruit. Pour qu un signal soit utilisable correctement, il faut que la valeur du signal soit suffisamment élevée par rapport à la valeur du bruit. B.5 Bande passante C est la bande de fréquences dans laquelle les signaux sont correctement reçus (en Hz) : W = fmaxi fmini Soit un quadripôle Q avec u e en signal d entrée et u s en signal de sortie : u e Q u s La bande passante du quadripôle est la bande de fréquences pour laquelle : G Gmax -3 db Us >= Ue / 2 Soit un atténuation de 3 db f mini f mini et f maxi sont appelées fréquences de coupure. f maxi f(hz) De part et d autre des fréquences mini et maxi la tension chute. Il y a atténuation du signal. On considère que la transmission du signal au delà de ces fréquences ne correspond pas à une transmission correcte

5 Page 5 / 7 B.6 Débit théorique maximum d un support soumis au bruit (Capacité d un canal) A db 3dB F mini F maxi Hz Formule de Shannon (1948) : S log X 10 D = W log 2 (1 + ) log 2 X = N avec log 2 Ce qui donne : log 10 (1 + S) D = W N log 2 Avec : D : débit en bps. S : puissance du signal sinusoïdal. N : puissance du bruit

6 Page 6 / 7 C) Traitement dans le binaire Amplitu de Intervalle significatif 0 0 t Horloge t Intervalle significatif T : Période de l horloge, durée pendant laquelle le signal à transmettre ne varie pas. Etat significatif : Valeur de la grandeur. Instant significatif : Instant où l on passe d un état significatif à un autre. Transition : Durée de passage d un état significatif à un autre. Valence V : C est le nombre d états significatifs du signal. Rapidité de modulation R : C est le nombre d états significatifs par unité de temps (s). L unité est le Baud. R = 1 / T Débit d un signal numérique D : C est la quantité d informations émise par unité de temps par une source. L unité est le bit par seconde (bps).il dépend des caractéristiques physiques des supports et des techniques de transmission utilisées. Avec : D = R x log2 ( V ) log X 10 log 2 X = log 2-6 -

7 Page 7 / 7 C.1 Durée de transmission On peut évaluer un débit si l on connaît la quantité de bits à émettre et la durée de l émission à partir d une source : Noctetsx8 D = t N octets : Nombre d octets à émettre t transm : Temps nécessaire pour émettre ces octets. transm D) Numérisation des informations C est le passage d un signal analogique à un signal numérique 1 ère opération : échantillonnage : Découpage du signal analogique en un certains nombres de tranches. Chaque tranche correspond à une grandeur analogique. La fréquence de ce découpage apporte un signal final d autant plus précis qu elle est élevée. L échantillonnage s effectue avec OFFSET ( le signal minimum correspond au 0V et il n y a pas de tension négative ). Fréquence d échantillonnage : Il faut prendre un nombre suffisant d échantillons pour ne pas perdre une partie de l information que transporte le signal BF. Soit Fe la fréquence d échantillonnage d un signal il faut que : Fe > 2 fmaxi ( Théorème de Shannon ) La fréquence d échantillonnage doit être le double de la plus haute fréquence du signal à échantillonner. 2 ème opération : quantification : Décomposition de l amplitude maximum du signal en un certain nombre d escaliers : ex de 0 V à 7 V ( 8 niveaux ), donc 3 bits de codages ( 0 V = 000 et 7 V = 111 ). Action de remplacer les valeurs réelles des échantillons d une même plage de quantification par une valeur correspondant au minimum, milieu ou maximum de la plage de quantification. Le nombre de bits dépend de la quantification. L erreur de quantification ( ou bruit ), est la différence entre la valeur réelle et la valeur quantifiée. 3 ème opération : codage par conversion analogique-digitale : Passage d une valeur analogique ( Ex : 3V ) à sa valeur binaire ( 011 ). La transformation analogique / numérique par échantillonnage s appelle Modulation par Impulsion Codée (MIC), l opération est effectuée par un codeur / décodeur (CODEC). Le nombre d échantillons à prélever, pour reconstituer un signal est donné par la formule de Shannon

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