Fondement des r seaux
Chapitre 3
Codage et transmission
Codage et transmission
de linformation
Dr. Ismehene CHAHBI
Fondement des r seaux - Dr. I. CHAHBI
1
Introduction
lectriques,
" La couche physique fournit
les moyens
et
m caniques,
proc duraux n cessaires lactivation, au
proc duraux n cessaires lactivation, au
maintien et la d sactivation des connexions
physiques destin s la transmission de bits
sur le canal de communication.
fonctionnels
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Les probl mes de la transmission
" Lorsquon transmet un signal sur un lien de communication, il arrive
toujours d form a lautre bout.
" Autrement dit les r seaux ne sont pas parfaits: ils introduisent des
variations non d sir es dans les signaux quils transportent.
" Lorsquun signal analogique est ainsi modifi , cela introduit du
bruit dans le message.
Plus la distance est grande, plus le signal est susceptible d tre d form .
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3
Perturbations du signal transmis
" Les supports de transmission ne sont pas parfait
"Certains ph nom nes affectent le signal transmis et d gradent ainsi
la qualit de la transmission.
Att nuation ou affaiblissement
D phasage
Bruit
" Les d fauts du support limitent la transmission
D bit
Etendue
Adapter les techniques de transmission aux caract ristiques
du support
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Perturbations du signal transmis
1) Affaiblissement ou att nuation
L'amplitude du signal diminue en fonction de la distance parcourue (longueur du
canal), ce qui se traduit par une perte d nergie du signal.
Solution: utilisation damplificateur
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Perturbations du signal transmis
2) D phasage
Variation de la phase du signal en fonction de la fr quence. Ce qui induit
galement une d formation du signal.
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Perturbations du signal transmis
3) Les bruits
(cid:1)Le Bruit : c'est un signal perturbateur qui s'ajoute au signal transmis en
provoquant des erreurs sur celui-ci.
Le bruit provient du canal lui-m me et de son environnement externe
(variation thermique, interf rence lectromagn tiques).
La diaphonie :
(cid:1) La diaphonie : bruit ajout au signal dorigine dun conducteur par laction
du champ magn tique provenant dun autre conducteur.
Solution: loigner les c bles ou utiliser un blindage.
(cid:1) L cho : r flexion du signal due un probl me d'adaptation
d'imp dances.
Solution: annulateur d cho.
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Caract ristiques des supports de transmission
1) Bande passante:
"La bande de fr quences que le support peut v hiculer sans grande distorsion
exprim e en KHz ou MHz.
"Plus la bande passante dun support est large, plus il transporte
dinformations par unit de temps.
" on caract rise un support par sa bande passante - 3dB :
"c'est la plage de fr quences dans laquelle les signaux de sortie ont une
"c'est la plage de fr quences dans laquelle les signaux de sortie ont une
puissance sup rieure un seuil donn : Ps >Pe /2
Ps/Pe = 0,5
10 log10 (Ps/Pe) = -3 dB
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2) Rapport signal bruit :
"Le rapport entre la puissance (S) du signal transmis et la puissance (B) du bruit.
"Il est g n ralement exprim en d cibel (dB) par :
"C'est une caract ristique du canal de transmission. Elle permet d'exprimer la
"C'est une caract ristique du canal de transmission. Elle permet d'exprimer la
quantit de bruit pr sente dans le canal.
3) Fiabilit ou r sistance aux bruits:
Les perturbations du signal transmis sont g nantes pour la bonne reconnaissance
des signaux en sortie. Les supports pr sentent des taux derreur de transmission.
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Caract ristiques des supports de transmission
4) D bit th orique maximum: capacit maximale dun canal
" La capacit (ou d bit binaire maximal) d'un support de transmission
repr sente la quantit d'information maximale transport e par unit de
temps.
" Pour un canal de largeur de bande W, la capacit C est exprim e par la
formule de Shannon :
formule de Shannon :
C = W log2 (1 + S/N) (bits/s)
" La base 2 du logarithme sert exprimer la quantit dinformations en bits.
"Exemple : W=3100 Hz, S/N(dB) = 30 dB alors S/N=1030/10 =1000
c
=
3100
log
+
1(
10
log
10
1000
)2(
)
=
30
kbits
s
/
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Principaux l ments intervenant dans la transmission
ETTD
metteur
Machine A
n
o
i
t
c
n
o
j
D
C
T
E
r
u
e
t
t
e
m
Canal de
transmission
Voie (ou circuit) de donn es
D
C
T
E
r
u
e
t
p
e
c
r
n
o
i
t
c
n
o
j
ETTD
r cepteur
Machine B
O lETCD ( quipement terminal de communication de donn es) : le modem
- quipement sp cifique charg dadapter les donn es transmettre au support de
communication
O
lETTD ( quipement terminal de traitement de donn es) : lordinateur
- effectue le traitement des donn es et la supervision de la transmission.
O Le support de transmission
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Modes de transmissions
(cid:2) Selon lorganisation des changes
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Modes de transmissions
1) Liaisons unidirectionnelle (Simplex)
(cid:3) Une liaison dans laquelle les donn es circulent dans
B
un seul sens.
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A
Exemple :
o Radiodiffusion : radio FM/AM.
o T l diffusion : Transmission unilat rale de signaux
t
vers un grand nombre de clients.
o Multicast dans linternet.
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Modes de transmissions
2) Bidirectionnelle lalternat ou demi-duplex Half-Duplex
" Les donn es circulent dans un sens ou lautre, mais pas
les deux simultan ment.
" Chaque extr mit de la liaison met son tour.
Exemple :
o Talki-walki
A
A
B
B
t
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Modes de transmissions
3) Bidirectionnelle simultan e ou duplex (full-duplex) :
" Les donn es circulent de fa on bidirectionnelle et
simultan ment.
A
" Association de deux canaux simplex.
B
t
Exemple :
o T l phone
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Modes de transmissions
(cid:2) En fonction des param tres physiques
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Modes de transmissions
1) En s rie :
Tous les bits dun mot sont transmis
successivement sur une m me ligne, de
mani re synchrone ou asynchrone.
mani re synchrone ou asynchrone.
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Modes de transmissions
2) En parall le :
" Les bits dun m me caract re sont transmis simultan ment.
- Les donn es sont transf r es par mot sur un bus constitu de
n liaisons : 1 liaison par bit => autant de conducteurs quil y a
de bits.
de bits.
" Permet une transmission haut d bit, mais :
co teuse (nombre de conducteurs)
probl me de synchronisation entre les bits
distance franchissable faible
{
{
{
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Modes de transmissions
(cid:4)Transmission parall le / s rie
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Modes de transmission
1) Mode synchrone
" Un signal de base de temps (ou top dhorloge) est toujours associ aux
donn es : le signal dhorloge est envoy en m me temps que les
informations.
"L metteur et le r cepteur se mettent daccord sur la base de temps qui
se r p te r guli rement durant tout l change.
se r p te r guli rement durant tout l change.
1
0
1
0
0
1
0
Signal de donn es
Signal dhorloge
" Les caract res sont mis en s quence sans aucune s paration.
" Ce mode est utilis dans le cas de tr s hauts d bit.
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Modes de transmission
2) Mode asynchrone
" Chaque caract re envoy est pr c d dun bit START et
imm diatement suivi dun bit STOP.
" Bit de START : d clenche lhorloge de la station r ceptrice qui se met
l coute de la dur e du cycle de caract re.
" Bit de STOP : marque la fin des bits dinformations et arr te lhorloge.
" Le d but de la transmission peut se placer un instant quelconque dans
" Le d but de la transmission peut se placer un instant quelconque dans
le temps.
temps
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Bit
start
1
0
1
0
0
1
0
Bit
stop
Signal de donn es
Signal dhorloge locale
D clenchement de
lhorloge locale
Arr t de lhorloge
locale
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Techniques de transmissions
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Techniques de transmissions
I. Transmission en bande de base :
" Transmission du signal num rique.
" Utilis principalement dans les r seaux locaux
grand d bit et faible port e.
grand d bit et faible port e.
" Emettre des courants qui
refl tent
les bits du
caract re transmettre sous forme de cr neaux
" Transmettre le signal sur sa bande spectrale dorigine
en effectuant une l g re transformation.
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Techniques de transmission
Les principaux codes utilis s dans une transmission en
bande de base :
1) Codage RZ (Return To Zero)
" Le signal retourne z ro pour chaque pulsation.
"Ne n cessite pas lenvoie dun signal dhorloge s par ou tout autre
source de synchronisation.
"Synchronisation maintenu dans la plupart des cas.
"Synchronisation maintenu dans la plupart des cas.
Exemple :
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Techniques de transmissions
2) Codage NRZ (No Return to Zero)
- Consiste transformer les 0 en V et les 1 en +V.
(+) Probl me de confusion r solu (bit 0 et absence de
donn es).
(-) Longue suite de 0 ou de 1 (-V ou +V) :
- Perte de synchronisation (rythme d'horloge).
- composante continue importante
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Techniques de transmissions
3) Codage NRZI (No Return to Zero Inverted)
" Quand on a le bit 1 transmettre, on change le niveau de la
tension par rapport au bit pr c dent.
" Par contre, pour transmettre le bit 0, on garde le m me
niveau de tension que le bit pr c dent.
" Spectre plus troit mais m me probl me que NRZ
(synchronisation et composante continue).
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Techniques de transmissions
4) Codage Manchester :
" Un bit est cod par une variation du niveau de la tension.
" Le bit 1 correspond au passage de +V V.
" Le bit 0 correspond au passage de V +V.
" Pas de probl me de composante continue ni de
synchronisation mais spectre plus large.
" Utilis dans les r seaux Ethernet.
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Techniques de transmissions
5) Codage Manchester diff rentiel :
" Un bit est cod par une variation du niveau de la tension.
" Le bit 0 correspond au changement du niveau de la tension
au d but de la transmission
" Le bit 1 ne fait pas de changement du niveau de la tension
au d but de la transmission.
" Pas
de
probl me
de
composante
continue
ni
de
synchronisation mais spectre plus large.
" Utilise dans les r seaux Token Ring (802.5).
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Techniques de transmissions
6) Codage Delay Mode ou Code de Miller
" Lorsque le bit est 1, une transition appara t au
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milieu de temps dhorloge.
" Lorsque le bit est 0, il n y a pas de transition.
" Une transition apparait la fin du bit 0 si celui-ci est
suivi dun autre 0.
" M mes avantages que Manchester en plus : spectre
r duit (Moins de transitions).
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Techniques de transmissions
8) Code 2B/1Q (2bits/ 1 quaternaire)
" Chaque bloc de 2 bits est repr sent par un niveau de tension
parmi 4 niveaux possibles ( do le nom quaternaire).
" 2 bits => 4 symboles diff rents
" Ex : 00 => -V2; 01 => -V1; 10 =>V1; 11 = >V2
" Ex : 00 => -V2; 01 => -V1; 10 =>V1; 11 = >V2
" Permet daugmenter le d bit de transmission : sur un
intervalle de temps on code 2 bits au lieu dun seul.
" Utilis dans la technologie ADSL.
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Probl me de la transmission en bande de
base
" D gradation du signal (pertes et affaiblissements)
tr s rapide en fonction de la distance parcourue.
" Elle nest utilis e quen r seaux locaux LAN grand
d bit et faible port e (distance < 1 km).
d bit et faible port e (distance < 1 km).
" Pas de propagation pour les fr quences en dehors de
la bande passante du support.
" Sur
les
longues distances on met un signal
sinuso dal qui est obtenu gr ce un modem
(modulateur - d modulateur).
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Techniques de transmissions
II. Transmission large bande
"
Dans certains cas le spectre du signal transmettre nest pas
adapt la bande passante du support de transmission.
- Exemple : transmission par onde Electromagn tique (hautes
fr quences).
fr quences).
Besoin de translater le spectre du signal autour dune autre
fr quence admissible par le canal : fr quence porteuse .
= > Modulation
Pour restituer le signal dinformation du c t du r cepteur il
faut effectuer lop ration inverse : D modulation
"
"
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Techniques de transmissions
(cid:2)Principe de la modulation
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Techniques de transmissions
(cid:2) Principe de la modulation
" La modulation dun signal est une op ration de
traitement de signal qui permet de ladapter un
canal de communication.
" On distingue :
" On distingue :
{ Modulation damplitude (ASK : Amplitude Shift
Keying)
{ Modulation de fr quence (FSK : Frequency Shift
Keying)
{ Modulation de phase (PSK : Phase Shift Keying)
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Techniques de transmissions
1) Modulation damplitude ASK
" Repr senter chaque bit par une valeur de lamplitude
de la porteuse.
" Ex : bit 0 = > A = A1 ; bit 1 => A = A2
" Ex : bit 0 = > A = A1 ; bit 1 => A = A2
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Techniques de transmissions
2) Modulation de fr quence FSK
" Repr senter chaque bit par une fr quence de la
porteuse (autour de f0 ).
" Ex : bit 0 => f =f1 ; bit 1 => f = f2
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Techniques de transmissions
3) Modulation de phase PSK (ou BPSK)
" Repr senter chaque bit par une phase de la
porteuse.
" 2 tats possibles (bit 0 ou 1) = > 2 valeurs de phases
diff rentes ( do le nom de BPSK : BinaryPSK).
diff rentes ( do le nom de BPSK : BinaryPSK).
" Ex : bit 0 => =0 : bit 1 => = .
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