Cours Réseaux Informatiques Couche physique

Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Cours R´eseaux Informatiques
Couche physique
Couche
physique
Modes de
transmission
Dr A. DJEFFAL
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
3e`me ann´
ee LMD
2014-2015
Codage de
l’information
Multiplexage
1 / 73
www.abdelhamid-djeffal.net
Couche physique
Rˆ
ole de la couche physique
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Transformer une suite de bits en signaux (et inversement)
Modes de
transmission
D´eterminer la fa¸con selon laquelle les bits sont transport´es
sur le support physique.
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
2 / 73
Introduire les bits 0 et 1 sur le support sous une forme
sp´ecifique, reconnaissable par le r´ecepteur.
Couche physique
Composants utilis´es
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
3 / 73
Cˆables, fibres, ...
Prises, connecteurs, ...
Cartes r´eseau
R´ep´eteurs, multiplexeurs, ...
Modems, concentrateurs, ...
Couche physique
Objectif du chapitre
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
4 / 73
´
Etude
des supports de transmission et leurs
caract´eristiques,
´
Etude
des m´ethodes utilis´ees pour la transmission des
informations
Modes de transmission
Transmission en parall`ele
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Bits envoy´es sur fils distincts
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
5 / 73
Probl`emes de synchronisation ! !
Convient pour les courtes distances
Modes de transmission
Transmission en s´erie
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
6 / 73
Bits envoy´es les uns apr`es les autres
Utilis´e dans la r´eseaux informatiques
Asynchrone ou synchrone.
Modes de transmission
Transmission en s´erie asynchrone
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
7 / 73
Transmettre n’importe quand
Ne d´epend pas d’intervalles de temps pr´ecis
Bit START et bit STOP
Modes de transmission
Transmission en s´erie synchrone
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
8 / 73
Convention sur un intervalle de temps ´el´ementaire
constant
Transmettre en d´ebut d’intervalle pour une dur´ee d’un
intervalle par information
Hauts d´ebits
Modes de transmission
Transmission en simplexe
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
9 / 73
Une partie est toujours ´emettrice et l’autre est toujours
r´eceptrice
Donn´ees circulent toujours dans le mˆeme sens
Modes de transmission
Transmission en half duplex
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
10 / 73
Canal exploit´e `a l’alternat pour l’´emission
´
Emetteur
et r´ecepteur ´emettent mais pas en mˆeme temps
Modes de transmission
Transmission en full duplex
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
11 / 73
Bidirectionnelle simultan´ee
Partage de la bande passante
Signal transmis
Signal
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
V´ehicule d’information
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
12 / 73
Propage sous forme d’onde r´esultant de la propagation
d’un ph´enom`ene vibratoire.
3 types d’ondes :
ondes ´electriques (cˆables, fils, ...),
ondes radio (faisceau hertzien, satellite),
ondes lumineuses (fibres optiques, infrarouge).
Signal transmis
Signal
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
13 / 73
Forme sinuso¨ıdale
y(t) = Asin(2πf t + ϕ)
A : amplitude, f : fr´equence, ϕ : phase.
Signal transmis
Signal analogique
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
14 / 73
Variation continue
Niveaux de valeurs proportionnels aux valeurs de
l’information (son, image)
Longues distances
Signal transmis
Signal num´erique
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Forme carr´ee
Variation discontinue
Faible nombre de niveaux de valeurs fix´es
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
15 / 73
Courtes distances
Caract´eristiques d’une ligne de communication
Bande passante
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
16 / 73
La bande passante d’une voie est la plage de fr´equence sur
laquelle la voie est capable de transmettre des signaux sans que
leur affaiblissement soit trop important.
W = fmax − fmin
fmin : fr´equence plus basse , fmax plus haute
Caract´eristiques d’une ligne de communication
Rapidit´e de modulation R
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Nombre de symboles transmis par unit´e de temps
Couche
physique
R=
1
∆
bauds
Modes de
transmission
Signal
transmis
∆ dur´ee de l’intervalle s´eparant deux valeurs significatives
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Crit`ere de Nyquist :
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
17 / 73
Rmax = 2Fmax
Caract´eristiques d’une ligne de communication
Capacit´e de transmission C
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
C = 2W (bauds)
Shannon (1949) : C d´epend du rapport Signal/Bruit
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
18 / 73
C = W log2 (1 +
S
N)
Souvent le rapport Signal/Bruit est donn´e en d´ecibels tel que :
S
)
(S/B)db = 10log10 ( B
Caract´eristiques d’une ligne de communication
Taux d’erreur
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
19 / 73
Probabilit´e de perte ou d’alt´eration d’une information (1 bit).
Exemple 10−9
Caract´eristiques d’une ligne de communication
D´ebit binaire D
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Nombre de bit transmis par unit´e de temps ( 512 Kbits/s, 1
Gigabit/s)
D = R × log2 (V )
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
20 / 73
V valence du signal : nombre des ´etats significatifs
Exercice : Si la dur´ee d’un bit est 20ms, quel est le d´ebit
binaire ?
Caract´eristiques d’une ligne de communication
D´elai de propagation Tp
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
21 / 73
Temps n´ecessaire `a un signal pour parcourir un support d’un
point `a un autre
Supports de transmission
Deux familles
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
22 / 73
Supports `a guide physique
Courants ´electriques : paires torsad´ees, cˆables coaxiaux
Lumi`ere : Fibres optique
Supports sans guide physique
Ondes ´electromagn´etiques : Faisceaux hertziens, Ondes
radio´electriques
Lumi`ere : Laser, infrarouge
Supports de transmission `a guide physique
Paires torsad´es (1)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
23 / 73
Paire torsad´ee (Twisted Pair) : paire enroul´ee RJ11 :
t´el´ephone, RJ45 : r´eseaux informatiques
Supports de transmission `a guide physique
Paires torsad´es (2)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
24 / 73
Raccordement : connecteurs RJ45, Pince RJ45
Supports de transmission `a guide physique
Paires torsad´es (3)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Inconv´enients :
Affaiblissement du courant,
Utilisation des r´ep´eteurs
Avantages :
Technique maitris´ee,
Facilit´e de connexion,
Ajout de nouveaux ´equipements,
Supports de
transmission
Faible coˆ
ut,
Codage de
l’information
Point `a point et Diffusion
Multiplexage
25 / 73
Supports de transmission `a guide physique
Paires torsad´es (4)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
26 / 73
Types :
Supports de transmission `a guide physique
Paires torsad´es (5)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
27 / 73
Cat´egories :
Cat´egorie 3 : Bande passante 16MHz, utilis´ee pour la
t´el´ephonie.
Cat´egorie 5 : Bande passante 100MHz, D´ebit 100MB/s
sur 100m utilis´ee pour la t´el´ephonie et les r´eseaux
Cat´egorie 6 : Bande passante 250MHz, D´ebit GB/s sur
100m utilis´ee pour les r´eseaux
Cat´egorie 6a : Bande passante 500MHz, D´ebit 10GB/s sur
100m
Cat´egorie 7 : Bande passante 600Mhz, D´ebit 10GB/s
Supports de transmission `a guide physique
Cˆ
able coaxial (1)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
28 / 73
Deux conducteurs cylindriques de mˆeme axe s´epar´es par un
isolant, le tout ´etant prot´eg´e par une gaine plastique.
Supports de transmission `a guide physique
Cˆ
able coaxial (2)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
29 / 73
Types :
Cˆable 75 Ω, dit ”large bande” (broadband) utilis´e pour la
transmission analogique : c’est le cˆable de t´el´evision !
Cˆable 50 Ω, dit ”bande de base” (baseband) g´en´eralement
utilis´e pour transmettre des signaux num´eriques. Il permet
une bande passante de quelques centaines de MHz et des
d´ebits allant jusqu’`a 2Gbit/s.
Supports de transmission `a guide physique
Cˆ
able coaxial (3)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Raccordement : prises vampires pour les gros cˆables et les
fiches BNC (British Naval Connector) pour les cˆables fins.
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
30 / 73
Inconv´enient : un peu cher.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Composition)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
31 / 73
Comprend un cœur, dans lequel se propage la lumi`ere ´emise par
une diode ´electroluminescente ou une source laser, et une gaine
optique dont l’indice de r´efraction garantit que le signal
lumineux reste dans la fibre.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Principe)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Syst`eme de transmission par fibre optique :
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
32 / 73
un ´emetteur de lumi`ere (transmetteur), constitu´e d’une
diode ´electroluminescente (LED, Light Emitting Diode) ou
d’une diode LASER (Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation), qui transforme les impulsions
´electriques en impulsions lumineuses ;
un r´ecepteur de lumi`ere, constitu´e d’une photodiode de
type PIN (Positive Intrinsic Negative) qui traduit les
impulsions lumineuses en signaux ´electriques ;
une fibre optique.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Principe)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
33 / 73
Syst`eme de transmission par fibre optique :
Syst`eme unidirectionnel : 2 fibres pour 1 liaison.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Types)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
34 / 73
1. Fibre multimode `
a saut d’indice :
Le cœur d’indice de r´efraction n1 est entour´e d’une gaine
d’indice n2 .
La variation d’indice entre le cœur et la gaine est brutale
(saut d’indice).
La propagation s’y fait par r´eflexion totale `a l’interface
cœur/gaine.
Le diam`etre du cœur est important ce qui lui permet
d’admettre plusieurs rayons qui se propagent sur des
chemins diff´erents ou modes de propagation.
La port´e des rayons ´etant de 10 km.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Types)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
35 / 73
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Types)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
36 / 73
2. Fibre multimode `
a gradient d’indice :
L’indice du cœur d´ecroit de fa¸con continue, depuis le
centre du cœur jusqu’`a l’interface cœur/gaine suivant une
loi parabolique.
Tous les rayons sont focalis´es au centre de la fibre, ils ont
une trajectoire proche de la sinuso¨ıde.
La dispersion ´etant r´eduite ce qui autorise des port´ees
d’environ 50 km.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Types)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
37 / 73
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Types)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
3. Fibre monomode :
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
38 / 73
Le diam`etre du cœur est r´eduit `a 8 µm.
Cette r´eduction, peut ˆetre telle que, pour une longueur
d’onde donn´ee, la fibre n’admette plus qu’un seul rayon.
La fibre est alors dite monomode et la distance
franchissable est de l’ordre de 100 km.
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Types)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
39 / 73
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Connecteurs)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
40 / 73
Raccordement : connecteurs SC (Subscriber Connector), ST
(Straight Tip), FC (Fiber Connector), LC (Lucent Connector).
Supports de transmission `a guide physique
Fibre optique (Avantages)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Fibre optique Pt `a Pt, mais :
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
41 / 73
D´ebits allant jusqu’`a 50 GBit/s (d´ebit th´eorique 50
TBit/s),
Transmission simultan´ee de tr`es nombreux canaux de
t´el´evision, de t´el´ephone,...
Insensible aux parasites ´electromagn´etiques,
Diam`etre ext´erieure est de l’ordre de 0,1 mm,
Poids de quelques grammes au kilom`etre.
Difficile `a pirater.
Supports sans guide physique
Ondes ´electromagn´etiques (1)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Se propagent dans l’atmosph`ere,
Souplesse de mouvement,
Sans coˆ
ut de pose de cˆables.
Principe :
Signal
transmis
Antenne rayonne une ´energie
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Recueillie par une autre antenne.
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
42 / 73
Supports sans guide physique
Ondes ´electromagn´etiques (2)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Chaque type d’application ⇒ bande de fr´equence diff´erente ⇒
Espace de fr´equences g´er´e par des organismes nationaux et
internationaux.
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
43 / 73
Les hautes fr´equences : grandes distances,
basses fr´equences : r´ecepteurs g´eographiquement dispers´es.
Supports sans guide physique
Ondes ´electromagn´etiques (3)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Faisceaux hertziens :
Modes de
transmission
Utilisation de fr´equences tr`es ´elev´ees (de 2 GHz `a 15 GHz
et jusqu’`a 40 GHz)
Signal
transmis
Stations plac´ees en hauteur : visibilit´e directe,
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Transmission par satellite, chaˆınes de t´el´evision ou art`eres
de transmission longue distance
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
44 / 73
Supports sans guide physique
Ondes ´electromagn´etiques (4)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
45 / 73
Ondes radio´electriques :
Fr´equences comprises entre 10 kHz et 2 GHz,
´
Emetteur
diffuse,r´ecepteurs dispers´es g´eographiquement,
Transmission par satellite, chaˆınes de t´el´evision ou art`eres
de transmission longues distances,
Interf´erences
Supports sans guide physique
Ondes lumineuses
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
46 / 73
Infrarouges et lasers,
Cas particulier des liaisons hertziennes, semblable `a la fibre
optique,
Interconnecter 2 r´eseaux priv´es sur courte distance,
D´ebits pouvant d´epasser 1 GBit/s
Codage de l’information
Circuit de donn´ees
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Un ´equipement est plac´e aux extr´emit´es pour transmettre
les donn´ees,
Fabrication et r´ecup´eration des signaux,
Couche
physique
Transparent `a l’utilisateur
Modes de
transmission
2 Codecs (modems) + Support de transmission = Circuit
de donn´ees
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
47 / 73
Codage de l’information
Circuit de donn´ees
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
48 / 73
UTI appellations normalis´ees
Modem et codec ETCD (Equipement de Terminaison du
Circuit de Donn´ees)
Ordinateur ETTD (´equipement terminal de traitement des
donn´ees)
ETTD envoie r´eguli`erement des 0 et 1 `a l’ETCD
ETCD convertit en signal et envoie Message synchrone
Codage de l’information
Circuit de donn´ees
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
49 / 73
ETCD convertit en signal et envoie Message synchrone,
Intervalles ´egaux pour tous les symboles,
Co¨ıncident avec l’horloge transmise,
Si courte distance : transmission num´erique (en bande de
base)
Si longue distance : Transmission analogique (en bande
transpos´ee ou large bande)
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
50 / 73
Signal num´erique (d´ebit ↑ + 1 Mbit/s , port´ee ↓ Quelques
centaines de m`etres (LAN))
Paires torsad´ees, Cˆable coaxial, Fibre
Utilisation des r´ep´eteurs
Longue suites 0 et 1 (silences) ⇒ Perte de synchronisation
Codage : introduire des changements d’´etat fr´equents
pour ´eviter les silences
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Code unipolaire : Le signal est transmis sans le moindre
changement.
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
51 / 73
Probl`eme : distinguer le cas de 0 du cas d’absence
d’information
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Code NRZ (No return to zero) : +a : 1 ; −a : 0
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
52 / 73
Probl`eme : Silences
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
53 / 73
Code NRZI (No return to zero inverted) : mˆ
eme ´
etat : 1 ;
changer d’´
etat : 0
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
54 / 73
Code Manchester (biphase) : XOR entre l’horloge et les
donn´
ees ( ↑ : 0 ; ↓ : 1
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
55 / 73
Code Manchester diff´
erentiel : transition syst´
ematique au
milieu de chaque bit + 1 : Pas de transition, 0 : transition
Codage de l’information
Transmission en bande de base
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
56 / 73
Code Miller : 1 : transition au milieu du bit pour un ; 0 :
pas transition ; transition `
a la fin d’un bit 0 si le bit
suivant est 0
Codage de l’information
Modulation (large bande)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
57 / 73
Distance + centaines de m`etres ⇒ Bande de base non
fiable,
Il faut moduler le signal : forme sinuso¨ıdale (porteuse)
Ni fronts montants ni descendants : port´ee plus grande
ETCD : Modem (modulateur-d´emodulateur)
Codage de l’information
Modulation (large bande)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
58 / 73
Types de modulation :
modulation d’amplitude, ou ASK (Amplitude-Shift
Keying) ;
modulation de phase, ou PSK (Phase-Shift Keying) ;
modulation de fr´equence, ou FSK (Frequency Shift
Keying).
modulation Combin´ee.
Codage de l’information
Modulation d’amplitude
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
59 / 73
ASK (Amplitude-Shift Keying) : modifier l’amplitude
Codage de l’information
Modulation de phase
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
60 / 73
PSK (Phase-Shift Keying) : signal commence `a des phases
diff´erentes
Codage de l’information
Modulation de phase
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
61 / 73
PSK (Phase-Shift Keying) : signal commence `a des phases
diff´erentes
Codage de l’information
Modulation de fr´equence
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
62 / 73
FSK (Frequency Shift Keying) : modifier la fr´equence
Codage de l’information
Modulation combin´ee
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modulation par de phase et d’amplitude (PSK + AM) :
combiner phase et amplitude
Modes de
transmission
00 : phase de π et amplitude de 3
Signal
transmis
01 : phase de π et amplitude de 6
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
10 : phase de 0 et amplitude de 3
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
63 / 73
11 : phase de 0 et amplitude de 6
Codage de l’information
Modulation combin´ee
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
64 / 73
Modulation par de phase et d’amplitude (PSK + AM) :
combiner phase et amplitude
Codage de l’information
Modulation combin´ee
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
65 / 73
Modulation par de phase et d’amplitude (PSK + AM) :
modulation en amplitude `a porteuse en quadrature (MAQ, ou
QAM Quadrature Amplitude Modulation)
Codage de l’information
Modulation combin´ee
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
En treillis
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
66 / 73
D´ebits ´elev´es,
R´esistance aux erreurs par codage de Gray (2 codes
adjacents ⇒ 1 bit diff´erent)
Codage de l’information
Transmission ADSL
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
67 / 73
Transmission ADSL :
RTC : bande passante limit´e, mauvais rapport signal/bruit
⇒ d´ebit dizaines de kbit/s
Asymetric Digital Subscriber Line : plusieurs Mbit/s sur 5
km
Voix et donn´ees simultan´ement
6= bandes de fr´equences : bande de 1.1 MHZ subdivis´ee en
cannaux de 4KHZ
Flux montant (upstream) :640 kbit/s & Flux descendant
(downstream) : 2 Mbit/s
Codage de l’information
Transmission ADSL
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
68 / 73
D´ebit peut atteindre 20 Mbits/s avec des versions tel que
ADSL2 et ADSL2+
Codage de l’information
Modems
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
69 / 73
Modems normalis´
es : UIT a mis les normes des modems
norme
V.21
V.26
V.32
V.32bis
V.34
V.34bis
V.90
modulation
fr´equence
phase
phase/amplitude
phase/amplitude
phase/amplitude
phase/amplitude
phase/amplitude
d´ebit
300 bit/s
2 400 bit/s
9 600 bit/s
14 400 bit/s
28 800 bit/s
33 600 bit/s
56 000 bit/s
Multiplexage
Principe
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Faire transiter sur une seule liaison (haute vitesse), des
communications de plusieurs ´emetteurs et r´ecepteurs
Signal
transmis
Multiplexeur - D´emultiplexeur
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
70 / 73
Multiplexage
Multiplexage temporel TDMA (Time Division Multiplexing Access)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
71 / 73
Multiplexage
Multiplexage fr´equentiel FDM (Frequency Division Multiplexing)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
Signal
transmis
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
72 / 73
Multiplexage
Multiplexage statistique ATDM (Asyncronous Time Division Multiplexing)
Cours R´
eseaux
Informatiques
Couche
physique
Dr A.
DJEFFAL
Couche
physique
Modes de
transmission
n’attribuer la voie haute vitesse qu’aux voies basse vitesse
qui ont effectivement quelque chose `a transmettre
Signal
transmis
pas des silences des voies basses
Caract´
eristiques
d’une ligne de
communication
Supports de
transmission
Codage de
l’information
Multiplexage
73 / 73

Download Report