Les Réseaux Informatiques La couche physique Laurent JEANPIERRE DEUST AMILOR

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 ?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 ?

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

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

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

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

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 V  010  011  V  101  110  111 

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  Kb/s perdus !  Plusieurs Variantes :  Multiplexage temporel  Multiplexage fréquentiel

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.

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

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

Numérisation du signal Echantillonage Quantification Signal Analogique Signal Numérique