TELECOMMUNICATIONS COMMUNICATIONS NUMERIQUES ET ANALOGIQUES INTRODUCTION 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques La préhistoire : ?? - 1875 Les origines : 1875 - 1915 L’automatisation : 1915 - 1944 L’électronisation : 1944 - 1973 La modernisation : 1973 - 1999 Situation actuelle : 2000 – 2001… et plus 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques La préhistoire : ?? - 1875 1464 : Création de la Poste royale par Louis XI 1667 : Robert Hooke, Cornets liés par un fil Point à point, courte distance, faible qualité 1837 : Samuel Morse : télégraphe électrique Point à point, très longue distance, faible débit 1844 1ère liaison commerciale de S. Morse 1858 : câble sous l’atlantique (en panne sous 1 mois) 1870 : liaison aérienne et sous-marine Londres/ Calcutta (11000 kms) 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques Les origines : 1876 - 1915 1876, Alexander Graham Bell : invention du téléphone Point à point, courte distance, faible qualité, lien permanent (« télégraphe parlant ») 1877, Thomas Edison : microphone 1878, Connecticut : standard téléphonique Premier réseau : 21 postes Commutation manuelle, faible disponibilité 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques L’automatisation : 1915 – 1944 1891, Almon Strowger : système de commutation automatique 1915, téléphone automatique rotatif 1919, crossbar 1923, première liaison grande distance en France 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques L’électronisation : 1944 – 1973 1938, Alec Reeves : MIC Représentation numérique d’information analogique 1947, W. Shokkey : transistor Essor de l’électronique dans les télécommunications 1951 :premiers faisceaux herztiens 1956 : câble transatlantique téléphonique 1962 : satellite Telstar 1 1965 : satellite géostationnaire « Ealy Bird » Transmission à longue distance et haut débit 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques La modernisation : 1973 – 1999 1970-80s : numérisation du réseau Accroissement de la fiabilité et du débit 1978 : création du réseau transpac 1987 : début de RNIS 1990 : début du réseau intelligent 1997 : dérégulation du marché 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Introduction aux télécommunications (Tél 45) Rappels historiques Situation actuelle : 2000 – 2001… et plus Émergence de nouveaux réseaux Réseaux mobiles : GSM, GPRS Réseaux informatiques : Internet Réseaux multimédias : Câble TV Nouveaux réseaux : UMTS 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Constitution générale d’un système de transmission d’information Source d’information Destinataire m(t) s(t) r(t) Système d’émission Canal de transmission Système de réception Source de perturbations m(t) : message à transmettre s(t) : signal transmis r(t) : signal reçu : message restitué 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Source d’information Information brute : parole, musique, textes, images, données numériques… Signal électrique : tension ou courant électrique, champ électrique, champ magnétique, champ électromagnétique… Transducteurs : Mécanique et acoustique : microphone, haut-parleur, écouteur,… Optique : caméra, tube cathodique, télécopie, scanner… Information brute Signal électrique Transduction émission ou acquisition 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Système d’émission Fonction : réaliser l’adaptation du signal informationnel m(t) à transmettre aux caractéristiques du canal de transmission Opération fondamentale qui permet cette adaptation : modulation Modulation signal délivré s(t) = s(t, m(t)) 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Canal de transmission Transmission : opération qui permet le transfert à distance du signal informationnel m(t). Les moyens électromagnétiques (milieu, support physique) pour effectuer ce transfert sont les canaux de transmission Milieu de propagation naturel : atmosphère, ionosphère, … Milieu artificiel : câbles (cuivres et optiques), guide d’onde, … Milieu soumis à des perturbations (source de perturbations) Imperfections des caractéristiques de transfert du canal Signaux indésirables des canaux voisins : diaphonie, interférences…  Bruit 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Système de réception Le signal reçu r(t) est un signal mêlé à du bruit, processus aléatoire non connu du système de réception r(t) version bruitée de s(t) Les opérations fondamentales de ce système pour atténuer au mieux l’effet du bruit et recouvrer l’information se rattachent aux fonctions de filtrage et démodulation Ces fonctions conduisent, en sortie du système de réception au signal , version restituée du signal informationnel d’origine m(t) 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Source destinataire NOTA : dans la suite du cours, les fonctions terminales de transduction sont laissées de côté. Transduction réception ou restitution Signal électrique Information brute 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Le processus de la transmission et le problème à résoudre f(t) m(t) s(t) r(t) U V W n(t) m(t) : message à transmettre f(t) : signal porteur s(t) : signal transmis n(t) : bruit r(t) : signal bruité reçu : message restitué U : opérateur d’émission V : opérateur d’interaction du signal et de canal W : opérateur de réception 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Opérateur d’émission « U » Opération(s) de modulation obtenue(s) en faisant varier, à partir de m(t), tel(s) ou tel(s) paramètres a,(b,c,…) d’un signal porteur f  s = U (m,f) avec f = f(a,b,c,…,t) Exemple de porteuse : signal sinusoïdal, train d’impulsions 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Opérateur d’interaction du signal et du canal « V » Bruit : fonction aléatoire qui agit sur l’ensemble de la chaîne. En télécommunications, un modèle (que nous retiendrons pour ce module) consiste à considérer n(t) comme le bruit global équivalent supposé ramené à l’entrée du dispositif de réception  r = V (s,n) On étudiera le cas simple suivant : Bruit additif Affaiblissement réel (pas de rotation de phase)  r = V (s,n) = . s + n  r(t) = . s(t) + n(t) 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Opérateur de réception « W » Cet opérateur symbolise le traitement effectué sur le signal bruité r(t)  Le problème pratique à résoudre Chercher à obtenir un signal qui diffère le moins possible du signal informationnel d’origine m(t), du point de vue d’un certain critère 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information En pratique, on connaît : La porteuse f, l’opérateur U, l’ensemble des traitements à l’émission. On peut en déduire :  s(t) = U (m(t),f(t)) Les caractéristiques (statistiques et énergétiques) du bruit n(t), de l’opérateur V qui caractérise le canal de transmission et le type d’interaction entre le signal utile s(t) et le bruit. On peut donc en déduire :  r(t) = V (s(t), n(t)) En pratique : r(t) =  s(t) + n(t) 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Le système de transmission d’information Problème théorique : se limite à la détermination de l’opérateur W, c’est à dire la définition de l’opération optimale de réception et au calcul de ses performances. Problème pratique tient compte des facteurs et contraintes pas toujours facilement quantifiables : complexité, coût,… sous optimal au plan de ses performances, bon compromis rapport qualité / prix Approche de l’ingénieur 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)

Complément : description de la chaîne complète du système de transmission Source chiffrement codage de canal étalement de spectre translation de fréquence ampli antenne codage de source multiplexage modulation accès multiple Canal de transmission translation de fréquence ampli antenne destinataire déchiffrement décodage de canal déétalement de spectre décodage de source démultiplexage démodulation accès multiple 08/11/2018 Introduction aux télécommunications (Tél 45)