Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Réseaux Informatiques Cours théorique pour les 6QTTI La Couche Physique Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Rôle - Utilité Rôle : assurer le transport physique des données Service offert : Transmission de bits dans un média d’un point à un autre Service non fiable La couche physique. La couche physique a pour rôle d’assurer le transport physique des données. Comment ? En fournissant les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires à l’activation, au maintien et à la désactivation des connexions physiques destinées à la transmission de bits entre deux entités de liaison de données. C’est à ce niveau que les paramètres nécessaires à la transmission sont définis comme : · la méthode de codage des données (représentation physique des bits par des tensions ou des flux optiques, coordination des signaux, synchronisation des systèmes émetteur et récepteur) · les caractéristiques des composants (câbles, connecteurs, leur brochage) Le but est qu’un 1 transmis soit effectivement reconnu comme tel. Sur le même média, plusieurs canaux de transmission peuvent coexister, mais dans tous les cas il y aura transmission de bits Service offert à la couche liaison : Transmission de bits d’un point à un autre Non fiable : la valeur du bit reçu peut différer de celle du bit envoyé un ou des bits peuvent ête perdus un ou des bits peuvent être crées Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Le câblage et l'aspect physique. Au fil de l'évolution des composants électroniques, différents types de câblages ont vu le jour, faisant appel à des technologies différentes, le but étant toujours d'atteindre les objectifs suivants: - Grande bande-passante. - Possibilité d'utiliser ces câbles sur de longues distances. - Faible encombrement, facile à poser et à installer. - Connecteurs simples et résistants. - Faible coût... Rappelons que la vélocité (vitesse) d'un signal électrique dans un câble est d'environ 200 000 km/s. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Les différents médias Qu’est-ce qu’un média ? Support de transmission d’information entre les différents éléments du réseaux: Supports avec guide physique (câbles électriques, fibres optiques) Supports sans guide physique (ondes radio, ondes lumineuses, …) Site Web FAI d’une connexion via satellite http://www.swan-informatique.com/pageLibre00010016.html Site Web FAI d’une connexion via micro-ondes http://www.digicom.ca/hvsansfilparticulier.php Le média est le support de transmission d’information entre les différents éléments du réseaux: Supports avec guide physique : les câbles électriques, fibres optiques Citons les lignes aériennes, les câbles à paires torsadées, les câble coaxiaux, les fibres optiques Supports sans guide physique : ondes radio, ondes lumineuses, … Citons les ondes AM, FM, micro-ondes, satellite, infra-rouge Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 10Base5 - Thick Ethernet. Le premier câble Ethernet à avoir été standardisé est le câble de type Thick Ethernet (normalisé 10Base5) appelé aussi Yellow Cable, ou 'tuyau d'arrosage', en raison de sa dimension et de sa couleur. Il s'agit d'un câble coaxial blindé de 50 Ohm, terminé par un « bouchon », d'un diamètre de près de 2cm, utilisable sur une distance de 500m sans ré- amplification du signal électrique (au moyen de répéteurs). La bande passante est de 10Mbits/s. Ses dimensions le rendent malaisé à poser et sa 'connectique' est délicate: en effet, il faut perforer l'enveloppe du câble pour y introduire une aiguille permettant la connexion sur un tranceiver (émetteur) externe. Physiquement, il s'agit d'un bus, puisque tous les noeuds se connectent les uns à côté des autres (la distance entre deux connections sur le câble doit être, pour des raisons de physique électrique, d'un multiple de 1,5m). La connexion d'une machine sur le réseau s'effectue à travers son port AUI de 15 pôles, un câble AUI d'une longueur maximum de 5m et d'un 'Tranceiver' permettant la jonction physique sur le câble coaxial. Lexique : AUI = Attachment Unit Interface Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 10Base2 - Thin Ethernet. Le câble coaxial fin de 50 Ohm, appelé aussi 'CheaperNet', terminé et facile à poser est apparu après le Thick Ethernet et présente les caractéristiques suivantes: - longueur maximum sans ré-amplification: 185m. - connecteurs de type BNC à bayonnettes, branchement à l'aide de connecteurs en 'T', nombre de connexions maximum par segment de 185m: 30. - bande passante de 10Mbits/s. Il s'agit également de câble de type 'bus', puisque tous les noeuds se connectent les uns à coté des autres. Sa connectique délicate en fait un câble facilement sujet à des perturbations intermittentes difficilement éliminables. Lexique : BNC = Bayonet Neill Concelman Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 10/100/1000Base-T - Câblage universel structuré. Ce câble reprend le principe du câble téléphonique puisqu'il s'agit d'un câblage physique en étoile (chaque prise est reliée à un noeud central, appelé répartiteur ; il est donc structuré) à base de conducteurs en cuivre torsadés entre eux afin de pallier l'absence d'un épais isolant (lutte contre la diaphonie). Chaque câble est constitué de 8 conducteurs de cuivre, isolés par un enrobage plastique et torsadés par paire. Un blindage (Schielded Twisted Pair) extérieur peut être ajouté afin de lutter contre les phénomènes électromagnétiques. Ce type de câblage prend le nom d'universel, car il permet le passage de différents types d'informations: réseau informatique Ethernet ou TokenRing, téléphonie, domotique, vidéo etc. La distance maximum atteignable, en Ethernet et sans ré-amplification, sur de tels câbles est de 100m (y compris les câbles de renvois et les câbles de bureau !). La bande passante potentielle, pour des câbles certifiés de catégorie 5, est de 100Mbits/s. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 10/100/1000Base F – Fibre Optique Constitution d’une fibre optique: Partie centrale (Cœur). Partie extérieure (enveloppe = gaine optique). Une ou plusieurs couches de protection. Cœur = un brin central très fin en verre. Gaine optique =couche de verre cylindrique Indice de réfraction différent. Les fibres sont parfois en plastique. Le principe est différent des autres câbles, car c’est la lumière qui est le support des données. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Interconnexion sur fibre optique Avantages d’une fibre optique : Transport sur de longues distances. Très faible poids. Résistance à la corosion. Dimensions réduites. Véhicule un grand nombre d’informations. Insensible aux radiations. Immunité totale aux parasites d’origine électrique et électromagnétique. Taux de diaphonie qui tend vers 0. Forte résistance aux brouillages (inviolabilité). Pas de problème de mise à la terre. Très large bande passante. Isolation galvanique totale entre le circuit d’émission et de réception. Très bonne résistance à la température et au froid. Inconvénients d’une fibre optique : les divers rayons qui vont pénétrer dans la fibre vont suivre des chemins différents, plus ou moins longs suivant le nombre de réflexions subies. Comme ils vont tous à la même vitesse (du moins pour une longueur d'onde donnée), ils ne vont pas tous arriver à l'autre bout en même temps. De plus, on pourra assister à des phénomènes d'interférences. Perte de transmission (db/km) Absorption de faisceau (le plus important) due aux impuretés dans le verre. Dispertion de faisceau due au défaut d’homogénéité Microcourburesdispertion et absorption. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Principe de la fibre optique Conversion de signaux électriques en signaux optiques au moyen d'un transceiver Ethernet Le transceiver optique a pour fonction de convertir des impulsions électriques en signaux optiques véhiculés au coeur de la fibre. A l'intérieur des deux transceivers partenaires, les signaux électriques seront traduits en impulsions optiques par une LED et lus par un phototransistor ou une photodiode On utilise une fibre pour chaque direction de la transmission. Les émetteurs utilisés sont de trois types: - Les LED Light Emitting Diode qui fonctionnent dans l'infrarouge (850nm). - Les diodes à infrarouge qui émettent dans l'invisible à 1300nm - Les lasers, utilisés pour la fibre monomode, dont la longueur d'onde est 1310 nm ou 1550nm Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Propagation de la lumière Les trois types de fibre optique - La fibre à saut d'indice (200 à 380 MHz par km de bande passante) constituée d'un coeur et d'une gaine optique en verre de différents indices de réfraction. Cette fibre provoque de par l'importante section du coeur, une grande dispersion des signaux la traversant, ce qui génère une déformation du signal reçu. - La fibre à gradient d'indice dont le coeur est constitué de couches de verre successives ayant un indice de réfraction proche. On s'approche ainsi d'une égalisation des temps de propagation, ce qui veut dire que l'on a réduit la dispersion modale. Bande passante typique 200-1500Mhz par km. C'est ce type de fibre qui est le plus couramment utilisé ( 62.5 µm / 125 µm) - La fibre monomode dont le coeur est si fin (9 µm ) que le chemin de propagation des différents mode est pratiquement direct. La dispersion modale devient quasiment nulle. La bande passante transmise est preque infinie (> 10 Ghz/km). Cette fibre est utilisée essentiellement pour les sites à distance. Le petit diamètre du coeur (9um) nécessite une grande puissance d'émission, donc des diodes laser qui sont relativement onéreuses. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Fibre à saut d’indice Propagation de la lumière dans une fibre à saut d'indice Le dessin ci-dessus indique comment se produit la réflexion des signaux lumineux en fonction de leur angle d'émission. Ce qui démontre que le chemin parcouru n'a pas la même longueur pour tous les rayons. C'est ce que l'on appelle la dispersion nodale. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Fibre multimode Constitution d’une fibre multimode. Les dimension sont les mêmes pour la fibre à saut d’indice et la fibre à gradient d’indice. Le cœur à un diamètre de 62,5 micromètres (9 µm pour la fibre monomode) La gaine optique, en verre mais d’indice de réfraction différent que le cœur, à un diamètre de 125 micromètres Ensuite vient la couche de protection en PVC de couleur. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Les catégories de câbles TP Catégorie Caractéristiques 1 transmettre la voix mais pas de données. 2 Transmet des données à une vitesse maximale de 4 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées. (10MHz) 3 Transmet des données à une vitesse maximale de 10 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées. (16MHz) 4 Transmet des données à une vitesse maximale de 16 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées. (20MHz) 5 Transmet des données à une vitesse maximale de 100 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées en cuivre. (100 MHz) 5e Transmet des données à une vitesse maximale de 1000 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées en cuivre. (100 MHz) 6 Transmet des données à une vitesse maximale de 1000 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées en cuivre. (200 MHz) 7 Transmet des données à une vitesse maximale de 1000 Mbits/s. Contient 4 paires torsadées en cuivre. (600 MHz) Ce tableau reprend les différentes catégories de câbles à paires torsadées disponibles sur le marché. Seul le catégorie 7 n’est pas encore disponible car toujours en cours de spécification. Attention, ne confondez pas ces catégories de câble avec les normes 10base2 (coax) 10base5 (coax). Nous sommes ici en 10/100 ou 1000 base T C’est à dire : des câbles cuivre UTP permettant une transmission en 10, 100 ou 1000 Mbits/s. Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Comparaison Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques

Cours de Réseaux Informatiques Année 2003-2004 Le codage des informations Voir autre présentation Signal modulé ? Faire un exercice en préparation puis interro sur un manchester basé sur ABC, DEF, GHI, JKL Année 2003-2004 Cours de Réseaux Informatiques Cours de Réseaux Informatiques