TELECOMMUNICATIONS COMMUNICATIONS NUMERIQUES ET ANALOGIQUES SOURCES DE MESSAGES 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Signaux analogiques et numériques Signal analogique : le paramètre caractéristique de l’information à transmettre peut évoluer de façon continue entre certaines limites : ce paramètre ou le signal m(t) suit de façon continue la grandeur informationnelle à transmettre Signal numérique : le paramètre caractéristique de l’information à transmettre ne peut prendre qu’un nombre fini de valeurs 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Signaux analogiques et numériques Différence fondamentale entre analogique et numérique Les signaux analogiques ont une origine physique Les signaux numériques ont une origine plus abstraite Divergence de critère de qualité de transmission côté utilisateurs : Pour les messages analogiques, on recherchera une grande fidélité : ressemblance maximum entre m(t) et Pour les messages numériques, on recherchera une grande sûreté dans l’acheminement : le problème pour le récepteur est de décider, pas à pas, auquel des messages possibles ressemble le plus le message bruité qu’il reçoit. 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux analogiques Signaux sonores (signaux audio-fréquences) En présence d’un son, la pression est de la forme : P(t) = P0 + p(t) P0 : pression atmosphérique, p(t) : pression acoustique (surpression) Tension électrique du microphone idéal : m(t) = K. p(t) Alternatif (composante moyenne nulle) Sans polarité À bande limitée [fmin, fmax] Une modification de la phase des composantes spectrales n’altère pas le signal restitué 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux analogiques Les bandes de fréquence à considérer comme utiles dans la conversion du signal sonore dépendent des applications prévues : Téléphonie Modulations sonores de diverses qualités : Radiophonie classique Transmission du son pour TV Stéréophonie haute fidélité … Fmin = 40 à 300 Hz Fmax = 3000 à 15000 HZ 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux analogiques Bande transmise Bande de fréquence à l’intérieur de laquelle le gain de la chaîne de transmission ne doit pas s’écarter de sa valeur maximale de plus d’un nombre spécifié de décibels En général, ce nombre est 3 (dB) : 10 log(Gmax/G(f))<3dB soit G(f)> Gmax/2 Téléphonie : 300 – 3400 HZ Modulation sonore : Qualité banale : 100 – 5000 Hz Bonne qualité courante : 50 – 10000 Hz Haute qualité : 40 – 15000 HZ 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux analogiques Signaux visuels (signaux vidéo –fréquences) Images fixes Images animées Problème : Moyens de télécommunication transmettent un nb limité de signaux qui consistent chacun en une simple fonction de t Information visuelle à transmettre : 2 dimensions spatiales (voire 3) et 1 dimension temporelle (pour images animées) 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux analogiques Résolution du problème Analyse séquentielle, point par point, à une cadence suffisante, l’image à transmettre Transmission à chaque instant d’un courant proportionnel à la luminance du point en cours d’analyse Pour la TV, réalisé en 3 phases : Analyse Transmission Synthèse 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux analogiques Standard français TV Haute définition Nombre de lignes : N = 819 Largeur de bande : Fmax = 10,4 MHz Classique Nombre de lignes : 625 Largeur de bande : Fmax = 6 MHz 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Généralités sur les messages numériques Messages discrets – Alphabet – Symboles Codage binaire des messages discrets Nécessaire en télécommunications Cette opération s’appelle le transcodage respecte un code qui transforme les symboles en une suite de bits permet avec n bits de former 2n mots. En d’autres termes, le nombre minimum d’éléments binaires n nécessaire pour coder un alphabet de S symboles (mots) vérifie 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Débit binaire d’une source D : nb d’e.b. délivrés par la source en 1 s Tb : durée correspondant à 1 e.b. Qualité d’une transmission numérique Perturbations pénalisantes dès lors qu’elles dégraderont suffisamment le signal pour qu’à la réception un « 0 » soit pris pour un « 1 » et vice-versa Taux moyen d’erreur ou probabilité d’erreur 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Nature et caractéristiques des principales sources de messages numériques Sources discrètes par nature Terminaux télégraphiques Alphabétique Permet de transmettre à distance, caractère par caractère un texte écrit Alphabet fermé de 5 e.b. + inversion « chiffre » ou « lettres » : 64 symboles différents Performances Théoriques : Tb = 20 ms, soit D = 50 bit/s, soit 10 caractères /s Pratiques : 6,7 caractères / s en raison existence d’éléments de séparation et synchronisation 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Terminaux informatiques Généralités sur la transmission de données Données : langage des machines Sources de données Clavier Lecteur de bande CD ROM, DVD Disque dur Mémoire … Transmission des données Transmission des informations Traitement des informations informatiques 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Caractéristiques de la transmission de données Débit élevé Faible taux d’erreur admissible En TD, un critère simple consiste à considérer que le taux d’erreur doit être du même ordre de grandeur que le calculateur (10-8 par exemple) Or, les liaisons typiques permettent d’obtenir un taux d’erreur de 10-4 à 10-5 équipements de détection / correction d’erreurs Taux d’erreur résiduel 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Sources analogiques suivies d’un codeur A/N Parole (téléphonie commerciale) D = 64 kbit/s Pe = 10-4 Visiophonie (vidéo commerciale) Compression de débit Compression d’images Télévision Sans compression : débit théorique de 96 Mbits/s Standard français : 45 Mb/s Télémesures 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Représentation électrique des messages binaires Codage binaire à signal « 0 » représenté par s0(t) de durée Tb « 1 » représenté par s1(t) de durée Tb Les plus utilisés : NRZ RZ Bi- Les variantes : Codage direct : « 0 », « 1 » : états intrinsèques des e.b. Codage par transition : « 0 », « 1 » : états relatifs des e.b. les uns par rapports aux autres 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Calcul des densités spectrales des messages binaires Notation s0(t) pour « 0 » si t  [0, Tb] s1(t) pour « 1 » si t  [0, Tb] s0(t)= s1(t) = 0 si t  [0, Tb] p0, p1 : probabilités a priori des e.b. « 0 » et « 1 » dans le message à transmettre 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Formules générales On démontre que la DSP du message binaire comporte : Une partie continue (spectre continu) Une partie discrète (spectre de raies) 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Si p0 = p1 = 1/2 (cas fréquent) spectre continu spectre de raies 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)

Sources et signaux numériques Si p0 = p1 = 1/2 et si s0(t) = - s1(t) le spectre est entièrement continu 21/11/2018 Sources de messages (Tél 45)