Module T1: Signaux et systèmes

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1 TELECOMMUNICATION

2 Module T1: Signaux et systèmes Objectifs : L objectif de ce module est d introduire les systèmes de télécommunications et les signaux de type Voix-Données-Images. Compétences minimales : L étudiant doit être capable de caractériser, mesurer les signaux en temps et en fréquence et utiliser les instruments de mesure associés. Pré-Requis : Bac Contenu : 1- Organisation générale d un système de transmission 2- Description, propriétés et unités de mesure des signaux 3- Représentation temporelle et fréquentielle des signaux, analyse spectrale 4- Modulations et démodulations analogiques 5- Caractérisation des systèmes : fonction de transfert, bilan de liaison, exemples de milieux de propagation : cuivre, fibre, hertzien. 6- Les techniques de multiplexage.

3 Module T2: Transmissions Numériques Objectifs : Connaître les techniques de transmission numériques Compétences minimales : L étudiant sera justifier un codage pour un canal de transmission(jonction, modem, codeur bande de base), qualifier et tester des systèmes de transmission numérique. Pré-Requis : module T1 Contenu : 1- Synoptique d une chaîne de transmission numérique 2- Numérisation (échantillonnage, quantification, codage) 3- Caractérisation d une transmission (mode synchrone, débit, valence, taux d erreur) 4- Transcodage information-signal (étude des principaux codes) 5- Influence du canal sur la transmission (en bande de base et en bande transposée).

4 Module T3: Téléphonie Objectifs : Comprendre les principes de la téléphonie. Mettre en œuvre un réseau de téléphonie privé. Compétences minimales : L étudiant sera capable de dimensionner, installer, configurer, et maintenir un réseau téléphonique privé. Il saura également câbler, configurer et activer un PABX. Pré-Requis : Bac Contenu : 1- Principes généraux de la téléphonie 2- Architectures des réseaux publics et privés. 3- Réseaux privés (commutation, signalisation, services, normes de câblage) 4- Évolution de la téléphonie

5 T1: Signaux et systèmes (Semestre 1) T2: Systèmes Numériques (Semestre 2) T3 Téléphonie (Semestre 2)

6 Introduction aux Télécommunications Signaux et Systèmes

7 Rappels Historiques Le premier réseau était un système de télégraphe optique installé en 1794 entre Paris et Lille par Claude CHAPPE. Télégraphe : a partir de 1840 par Samuel Morse. Téléphone : a partir de 1876 par Graham Bell. Radio : première moitié du XXème siècle Télévision : a partir de Informatique : a partir de 1980.

8 Rappels Historiques L évolution actuelle tends vers la fédération de tous ces applications sous la forme d un réseau numérique mondial à très haut débit.

9 Caractérisation d un signal

10 Qu'est ce qu'un Définition signal? On appel signal l'évolution temporelle d'une grandeur physique Tension (V), courant (I)... C 220n R2 -VCC 33k Ve R1 15k VCC 5 U1 6 TL081 Vs Temps

11 Cette grandeur peut être électrique, optique, acoustique, électromagnétique... I V Φ Ps E Λ H

12 Exemples Signal video 1v Signal cardiaque 1 64µs t 1s t Signal vocale 1 Signal informatique 1 10ms t 10 ns t Bruit 1µv t Signal thermique x 3 jours t

13 Expression mathématique Parfois, sa représentation mathématique peut se faire au moyen d'une fonction s(t). s s(t)=cos(2πfot) Temps 1 s s(t)=1 pour 0<t<a 0 a Temps

14 La transmission du signal en télécommunication Fréquences porteuses (Xdsl, FM, Wifi,TV..) Temps A B Temps Bande de base (Rnis, Ethernet,..)

15 Classification des Déterministe / Aléatoire signaux Un signal déterministe est un signal où le hasard n'intervient pas. L'évolution temporelle est prédictive. Un signal aléatoire est un signal dont le comportement temporel est imprévisible. On ne peut décrire ces signaux que de manière probabiliste

16 Amplitude continu / discrète Un signal à amplitude continue peut prendre des valeurs quelconques dans un intervalle donné. Un signal à amplitude discrète ne peut prendre qu'un nombre fini de valeurs distinctes

17 Exemples Refroidissement d un système t - Déterministe - amplitude continue Signal vocal échantillonné t - Aléatoire - amplitude continue Signal de type ethernet t - Aléatoire - amplitude discrète

18 Différence entre «Analogique» et «numérique» Analogique = déterministe ou aléatoire, amplitude continue. Numérique =déterministe ou aléatoire, amplitude discrète

19 Temps continu / discret Lorsque l on transforme un signal «analogique» en signal «numérique», on a besoin de découper le signal «analogique» en «échantillons». Chacun de ces «échantillons», serons ensuite transformé en un nombre fini «n». On distingue alors les signaux à «temps continu», des signaux à «temps discret» x(t) echantillonneur x(nt) Un signal à temps continu. est défini pour tout instant t. Un signal à temps discret n'est défini qu'à des instants T précis.

20 La mesure en télécommunication

21 La Puissance d un signal Courant I Emetteur Tension V Récepteur La Puissance du signal est exprimée en WATT : P = V. I Sur une charge R : I V 2 V P = V. I = = R. I R 2

22 Le Décibel P =10log( P ) db w Les avantages de la fonction LOG ( P1) + log( P2) log( P1.P2) log = log P1 P2 P1 ( ) ( ) P1 log P2 = log log ( 2 P1 ) = 2.log( )

23 Le Décibel relatif Le décibel relatif pour mesurer les niveaux de puissance d un signal. P db(r) = 10log P P w référence P db relatif = 10log ( P ) 10 log( Référence) w

24 en Téléphonie, on utilise souvent le milliwatt comme puissance de référence. La puissance est alors exprimée en dbm P dbm = 10log P w 0.001

25 Exemple : Watt dbm 100mw 20 10mw 10 2 mw 3 1mw mw -3 1µw

26 En Radiocommunication ou Télédiffusion, on utilise souvent le volt ou le microvolt comme tension de référence. Comment exprimer la puissance a partir des Volts? = = = = ref 2 ref 2 2 ref 2 référence w db(r) V V 20log V V 10log / V / V 10log P P 10log P R R

27 En Radiocommunication ou Télédiffusion, on utilise souvent le volt ou le microvolt comme tension de référence. La Puissance s exprime en dbv ou dbµv P dbv P db µ.v = 20log V 1 eff V 20log eff 1.10 = -6

28 Exemple : volt dbµv dbv 10 v v mv µv µv ,1 µv

29 Amplification et atténuation A Pi (dbm) Po (dbm) = = = Pi Po dbm i dbm o log Pi 10log 1.10 Po 10log P P A ) ( ) ( db = Vi Vo Pi Po 20log 10log

30 Le décibel pour le gain/atténuation Pi A Po - Si Po > Pi Le gain A est >0. Amplification - Si Po < Pi Le gain A est <0, Mais l atténuation est >0 - Si Po = Pi Le gain = l atténuation = 0dB

31 Exemple : Gain en db Rapport de Puissance -infinie 0-6 0,25-3 0,

32 Exemple : Antenne Ampli 30m de câble Récepteur 1mv 10 mv 5mv

33 Antenne Ampli 30m de câble Récepteur 60dBµv 80dBµv 74dBµv Gain de l amplificateur : 20 db Atténuation dans le câble : 6 db Atténuation par mètre : 0.2 db/m

34 Autre exemple : Bilan de puissance Gain antenne A : 40dB Distance 10Km = 140dB de pertes À 23 GHz Gain antenne B : 40dB Pertes de branchement = 1dB Pertes de branchement = 1dB Pe=15 dbm Pr=?

35 Autre exemple : Bilan de puissance Puissance Pe=15 dbm +40 Antenne -140 liaison -1 branchement -1 branchement +40 Antenne Pr=-47 dbm En Watt : Pe = ( 10 ) = 31mW Pr = (10 ).0,001 = 20nW 47

36 Exercice 1 : Un mobile GSM capte une puissance de -80dBm. Exprimer cette puissance en Watt en dbµv et en dbv. (On note que l'impédance caractéristique de l antenne est de 50Ω) Exercice 2 :On mesure aux bornes d une antenne de télévision (Za=75Ω) une puissance P= 80 dbµv. Exprimer cette mesure en dbm, en volt éfficace, en Watt.

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