Les Réseaux Informatiques La couche physique Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003 DEUST AMILOR.

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1 Les Réseaux Informatiques La couche physique Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003 DEUST AMILOR

2 La couche physique du modèle  Rôle (rappel)  Communication entre deux machine  Envoi de données sur un canal  Réception des données circulant sur le canal  1 Donnée  1 Bit  Problèmes à résoudre  Comment envoyer physiquement des données ?  Comment réduire les parasites ?  Comment utiliser le canal au mieux ?

3 Communication : cadre général DTE 1DTE 2 DCE 1DCE 2 Canal de Transmission Perturbations DTE = Data Terminal Equipment DCE = Data Communication Equipment

4 Nature des Informations pendant la communication DTE 1DTE 2 DCE 1DCE 2 Canal de Transmission 0 101 Numérique 0 101 0 101 Analogique

5 Notion de bande passante  Valeur caractéristique de tout canal de communication  Dépend de la réponse fréquentielle Atténuation Fréquence Fmin Fmax Bande Passante

6 Exemples de bande passante Médium Bande Passante Téléphone 3 KHz Paires Torsadées 100 KHz Câble coaxial (télévision) 100 MHz Fibre Optique 1 GHz

7 Caractéristiques Fréquentielles  Un signal binaire a de très mauvaises caractéristiques :  Nombreuses composantes fréquentielles  Composante continue non nulle

8 Détérioration du signal par le canal  Fmin = 40Hz  Les signaux lents sont supprimés

9 Détérioration du signal par le canal  Fmax = 3000Hz  Les signaux rapides sont supprimés

10  Bande Passante globale : 40Hz – 3000Hz Détérioration du signal par le canal

11 Elimination des basses fréquences  Utiliser un signal de moyenne nulle  Pas de composante continue

12 Problème : les hautes fréquences  Signal carré  Signal « pur », facile à décoder  Nombreuses composantes  Hautes et Basses fréquences  Sinusoïde  Une seule composante  Fréquence connue à l’avance  Comment représenter le signal ?

13 Une solution : La modulation  Utilisation d’une onde porteuse  S ( t ) = A. sin( 2 .f.t +  )  Caractéristiques compatibles avec le médium  Modulation de la porteuse  Signal  Plusieurs possibilités  Modulation d’amplitude  Modulation de fréquence  Modulation de phase

14 Modulation d’amplitude  Variation de la « force » de la porteuse  Très simple à mettre en œuvre  Problème de l’atténuation 00000111

15 Modulation de fréquence  Variation de la « vitesse » de la porteuse 00000111  Très robuste au bruit

16 Modulation de phase  Variation du décalage de la porteuse 00000111  Relativement robuste au bruit

17 Débit d’un canal  1 baud = 1 modulation / seconde  1 modulation = q bits  Exemple :2 amplitudes 4 phases  Modem 9600 bauds  2 Amplitudes  12 Phases  Protocole 16QAM  4 Amplitudes  8 Phases BitsAmplitudePhase 000 10 V 0 001  010  011  100 20 V  101  110  111 

18 Notion de Multiplexage  Multiplexage = Transmission simultanée de plusieurs signaux  Optimise l’utilisation de Bande Passante  Ex : Fibre Optique : W ≥ 1 GHz  Communication téléphonique ~ 30 Kb/s  999970 Kb/s perdus !  Plusieurs Variantes :  Multiplexage temporel  Multiplexage fréquentiel

19 Multiplexage Temporel  On alterne les signaux sur le canal AA BB CC; AA BB CC; AA.. CC AAAAAA BBBB CCCCCC Un canal inutilisé consomme de la BP.

20 Multiplexage Temporel Statistique  Alternance des signaux sur le canal, allocation selon les besoins ! A : aa, B : bb, C : cc, A : aa, B : bb, C : cc, A : aa, C : cc aaaaaa bbbb cccccc  Créneaux inoccupés  Récupérés  Transmission du numéro de canal avec chaque donnée

21 Multiplexage Fréquentiel  1 canal physique  n bandes distinctes  Ex : Télévision  Plusieurs Chaînes A, A, A, A, A, A B, B, B, B C, C, C, C, C, C AAAAAA BBBB CCCCCC

22 Numérisation du signal 33322001 11 10 00 01 Echantillonage Quantification Signal Analogique Signal Numérique