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RSX101 Réseaux et Télécommunications Diaporama séance 03 Niveau Physique (1) Révision AJean-Claude KOCH.

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1 RSX101 Réseaux et Télécommunications Diaporama séance 03 Niveau Physique (1) Révision AJean-Claude KOCH

2 Généralités

3 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 3 Pour mémoire (?) : Les multiples et sous-multiples de 10 3 et kilo milli 10 6 mega micro 10 9 giga nano tera pico peta femto exa atto zetta zepto yotta yocto

4 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 4 Positionnement de la couche Physique Cest elle qui va permettre de véhiculer les signaux pour un médium donné La couche physique sera donc directement dépendante du support mis en œuvre Elle doit être considérée comme placée hiérarchiquement «au-dessus» du support physique (ou médium) La couche physique étant normalisée de niveau 1, les média seront considérés comme étant de niveau « 0 » - dénomination personnelle non utilisée par ailleurs!- Note : Nous respecterons le « latinisme » du mot « médium » qui fait au pluriel « média »

5 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 5 TYPES de SUPPORTS : –Filaires –Hertziens –Fibre optiques TOPOLOGIES et CABLAGE TYPES de PORTEUSES -Électrique –Électro-magnétique –Lumineuse INCIDENCES SPÉCIFIQUES –Vitesse de propagation –Bruit –Distorsion Spécificités liées aux média COUCHE » 0 » : Niveau MÉDIUM

6 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 6 Le SUPPORT PHYSIQUE ou « médium » SOURCE De Données PUITS De Données Emetteur Récepteur MÉDIUM de TRANSMISSION Bruit Distorsion Affaiblissement

7 Un peu de physique…

8 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 8 Remarques concernant ce niveau… Comme le nom le désigne, nous sommes dans un univers physique… et la physique y joue un rôle important pour la compréhension de ce qui se passe à ce niveau.... Une brève évocation de quelques concepts fondamentaux rafraîchira la mémoire… de ceux qui les ont appris un jour. Pour les autres, inutile de vous acharner!

9 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 9 VITESSE de PROPAGATION (CÉLÉRITÉ): métre/seconde Vitesse propagation lumière dans la vide (Célérité) C = 3 x 10 8 m/s Première mesure en 1849 par Hippolyte FIZEAU COEFFICIENT de CÉLÉRITÉ: Rapport entre la vitesse de propagation des signaux dans le média et celle de la lumière dans le vide. Exemples : I (p) = 0.6 pour la paire torsadée = 0.7 pour le coaxial = 0.85 pour la fibre monomode Grandeurs caractéristiques (1)

10 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 10 période = 1 ms fréquence = 1 khz FRÉQUENCE : Nombre dalternances par seconde pour un signal analogique sinusoïdal. Unité : le Hertz PÉRIODE : P = 1 / F Durée de lalternance dun signal. Unité : un temps LONGUEUR DONDE : = C/F avec C = 3 x 10 8 m/s Longueur dune alternance dune onde électromagnétique sinusoïdale. Unité : une longueur longueur d'onde = 30 m fréquence = 10 Mhz Grandeurs caractéristiques (2)

11 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 11 ATTÉNUATION : Décibel (/ km) A (db) = 10 log ( P2 / P1 ) Variable en fonction de la fréquence, de la longueur et de limpédance. Une atténuation de 3 db est égale à 50% daffaiblissement en puissance. BANDE PASSANTE : Gamme de fréquences traversant un dispositif avec une atténuation du signal inférieure à -3 db. médium de transmission signal en émission signal en réception P1 P2 Grandeurs caractéristiques (3)

12 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 12 Médium de transmission Z IMPÉDANCE CARACTÉRISTIQUE : OHM Caractéristiques électriques du câble vu comme de longueur infinie DIAPHONIE : Décibel Induction sur une ligne d un signal en transmission sur une autre ligne médias de transmission signal émis signal induit Grandeurs caractéristiques (4)

13 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 13 Analyse d un signal analogique sonore Signal constitué de la fondamentale + 1 harmonique Signal initial constitué de la fondamentale + 8 harmoniques Signal constitué de la seule fondamentale à 1000 hz Signal constitué de la fondamentale + 4 harmoniques 0,5 ms2Khz Zone dinaudibilité

14 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 14 Le SPECTRE ELECTROMAGNÉTIQUE Visible Fréquence (Hz) Coaxiaux Radio AM SatellitesFibres Hertziens FM Radiocoms TV Ondes radio Micro ondes Infrarouge U.V.Rayons X LF MFHFVHFUHFSHFEHFTHF (Very)(Ultra)(Super) (Extremely) (Tremendously) Paires 10 3 sons

15 Les supports de transmission

16 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 16 Les MÉDIA de TRANSMISSION Avec support matériel –Paires filaires –Coaxiaux –Fibres optiques Avec support immatériel –Radio –Signaux lumineux

17 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 17 La PAIRE TÉLÉPHONIQUE Paire cuivre type AWG 24 ou 26 La PAIRE TORSADÉE ISO Usage typique : Réseaux locaux, précâblage 6 Catégories Débits jusqu à 10 Gbps La PAIRE TORSADÉE BLINDÉE ou ÉCRANTÉE Usage typique : Réseaux industriels en environnement difficile Débits jusqu à 200 Mbit / s Les MÉDIA de TRANSMISSION Avec Support Matériel

18 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 18 La FIBRE OPTIQUE Multimode ( Réflexions multiples dans la fibre). Diamètre = 150 à 500 µ - Débits maxima = 100 Gbit / s - Distance max sans répéteur = 5 Km - Emetteur par diode luminescente ou laser La FIBRE OPTIQUE Monomode ( Propagation quasi linéaire dans la fibre). Diamètre = 8 à 10 µ - Débit maximum = 3000 Gbit / s (par faisceau) - Distance max sans répéteur = 60 Km - Emetteur = Laser Les MÉDIA de TRANSMISSION Avec Support Matériel (suite)

19 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 19 Longueurs d ondes du visible et proche Principales longueurs d ondes du spectre laser :. Infra-rouge~10 14 Hz710 à 1600 nm. Rouge 635 nm. Vert530 nm. Bleu470 nm. Violet 355 nm. Ultra-violet ~10 15 Hz 265 à 150 nm nm = nanométre = m ~ Hz

20 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 20 La FIBRE OPTIQUE Plages de longueurs dondes utilisées en transmissions par fibres optiques monomode Progrès en cours : - Amélioration de la qualité des fibres - Amélioration des dispositifs de conversion des signaux électriques / Optique (limite actuelle en bande passante) - Débit limite théorique - Modulation de valence 2 : 10 Pbits/s (1 Peta=10 15 ) - Étude du soliton : forme dimplulsion permettant des distances de transit > km sans distorsion

21 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 21 Anneau avec répéteurs actifs Étoile optique passive Les topologies Lans fibres optiques

22 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 22 Le soliton C est une onde qui se propage en ignorant les lois de la dispersion d énergie! Cette onde se propage en excitant un effet non linéaire (puits de potentiel) piégeant lénergie, et compensant l effet normal de dispersion. –Ce phénomène existe à létat naturel sous de multiples formes (Mascarets, tsunamis, foudre en boule …) –Plusieurs type de solitons luminiques : Temporel : Piège la dispersion chromatique Va prochainement être utilisé pour les câbles trans-océaniques multicanaux. Spatial : Piège la diffraction En bille de lumière : Énergie lumineuse piégée dans les trois dimensions Prédictibles au plan mathématique, impossible actuellement à reproduire physiquement. Les recherches actuellement en cours dans ce domaine sont très prometteuses. Le principal intérêt du soliton serait de permettre avec des fibres optique des distances considérables sans répéteur(qui coûtent très cher et sont fragiles).

23 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 23 Les ONDES RADIO Basse et Moyenne fréquences - Propagation non directive - Peu dabsorbtion - Réflexion sur couches ionisées (Heavyside) Fréquences plus élevées - De plus en plus directives selon la fréquence - Absorbées par les obstacles - Phénomènes de fadding dûs à certaines conditions météo Moins onéreux que la fibre en environnement péri-urbain, mais sensibles aux influences météo. Les Faisceaux herziens dépassent aujourdhui couramment les 10 Ghz. Les MÉDIA de TRANSMISSION Avec Support Immatériel

24 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 24 Les transmissions INFRAROUGE –Ondes millimétriques, large bande –Omnidirectionnelles –Mise en oeuvre simple –Grande absorbtion –Perturbation par rayonnement solaire Les transmissions à FAISCEAUX LUMINEUX (Lasers) –Ondes micrométriques, très large bande –Unidirectionnelle, concentrée –Mise en oeuvre simple –Perturbées par phénomènes météo et chaleur Les MÉDIA de TRANSMISSION Avec Support Immatériel (suite)

25 Topologies de base

26 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 26 Schémas topologiques des réseaux étendus (1) TOPOLOGIE HIÉRARCHISÉE : - Règles de commutation simples ( les champs adresses représentent le trajet à réaliser) - Un seul chemin possible entre deux entités dextrémité désignées - Sensibilité aux incidents : Lindisponibilité dun nœud ou dun segment entraîne dimportantes dégradations de fonctionnement NOEUD Etablissement dun circuit NOEUD

27 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 27 Schémas topologiques des réseaux étendus (2) TOPOLOGIE MAILLÉE : - Règles de commutation complexes ( ladresse nest pas représentative du chemin) - Plusieurs chemins possibles entre deux entités dextrémité désignées - Sensibilité aux incidents : Lindisponibilité dun nœud ou dun segment peuvent être totalement transparents NOEUD

28 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 28 Organisation hiérarchisée du système téléphonique français CTP = Centre de Transit Principal CTS = Centre de Transit Secondaire CAA = Centre à Autonomie d Acheminement CL = Centre Local ____ Liaison principale _ _ _ Liaison de proximité CTP CTS CAA CL Abonné

29 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 29 Schémas topologiques des réseaux étendus Lidéal : La HIÉRARCHISÉ LÉE… - Tous les avantages des deux… mais la notion de hiérarchie impose des structures topologiques et dadresse très strictes (entre autres, mobilité difficile) - Cest le schéma de la plupart des réseaux à commutation de circuits


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