Introduction aux réseaux

Introduction aux réseaux Chapitre III : Codage et transmission de l’information ESEN Université De La Manouba Caractéristiques d’une ligne de transmission 24/02/15 2 CLASSIFICATION DES MODES DE TRANSMISSION SELON L’ORGANISATION DES ÉCHANGES 24/02/2015 3 Simplex Une liaison dans laquelle les données circulent dans un seul sens utile lorsque les données n'ont pas besoin de circuler dans les deux sens Définition de l’ANSI (American National Standards Institute) All signals can flow in only one direction Définition de l’ITU-T ( International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector ) Signals can flow in only one direction at a time. At other times communications can flow in the reverse direction 24/02/2015 4 Exemple de simplex Radiodiffusion radio FM/AM Télédiffusion Transmission unilatérale de signaux (numériques/analogiques) vers un grand nombre de clients Multicast dans l’Internet Méthode de diffusion de l'information d'un émetteur vers un groupe 24/02/2015 5 Exemple de simplex 24/02/2015 6 Half Duplex Half Duplex ou semi-duplex Les données circulent dans un sens ou l'autre, mais pas les deux simultanément. Chaque extrémité de la liaison émet à son tour. Utilisation de la capacité totale de la ligne. Exemple Talki-Walki Full Duplex Full Duplex ou Duplex Intégrale Les données circulent de façon bidirectionnelle et simultanément L'association de deux canaux simplex Exemple Téléphone, Full-duplex Ethernet 24/02/2015 8 CLASSIFICATION DES MODES DE TRANSMISSION EN FONCTION DES PARAMÈTRES PHYSIQUES 24/02/2015 9 Transmission Parallèle 1 1 0 1 11011100 1 1 0 0 24/02/2015 10 Transmission Parallèle Caractérisée par un transfert simultané de tous les bits d’un même mot (n bits). Elle nécessite autant de conducteurs qu’il y a de bits à transmettre Pose de nombreuses difficultés dont les principales sont le rayonnement des conducteurs l’un sur l’autre (diaphonie) la différence de vitesse de propagation entre les différents conducteurs (Delay Skew) qui nécessitent la réalisation d’une électronique coûteuse. Un coût élevé (nombre de conducteurs) et une distance franchissable limitée par la désynchronisation du train de bits (Delay Skew) réservent la transmission parallèle aux liaisons de processeur à processeur 24/02/2015 11 Transmission Série 11011100 24/02/2015 12 Transmission Série 1 0 1 11 00 11 111 000 111 - **Comment le récepteur interprète-t-il le signal binaire** ci-dessus si on ne connaît pas la durée d'un bit ? - **Est-ce 101 ou 110011 ou 111000111 ?** - **Ne pas connaître la durée d'un bit = synchronisation** . 24/02/2015 13 Transmission Synchrone/Asynchrone Dans les transmissions asynchrones les horloges sont indépendantes Au contraire, dans les transmissions synchrones on maintient en permanence une relation entre les horloges émission et réception. 24/02/2015 14 Notion d'horloge Les bits sont émis au rythme de l’horloge locale de l’émetteur que nous supposons stable. L’horloge du récepteur est supposée fonctionner à la même cadence ou fréquence Cependant, rien ne permet de garantir sa stabilité. La fréquence varie, on dit que l’horloge dérive. 24/02/2015 15 Notion d'horloge 24/02/2015 16 Transmission Synchrone Solution de synchronisation d’une transmission série Envoyer l’horloge par une voie supplémentaire Il pourrait y avoir déphasage des signaux à l'arrivée, l'horloge d'arrivée ne serait donc pas fiable Utilisé des horloges synchrones elles sont excessivement chères pour des applications banales de transmission Utilisé des codes autoporteurs d'horloge 24/02/2015 17 Transmission Asynchrone Le récepteur n'est pas parfaitement synchrone avec l'émetteur Le récepteur possède une horloge interne dont la période est aussi proche que possible de celle de l'émetteur Le récepteur découvre le début de transmission d'un octet au moment de la réception d'un premier bit appelé "bit de start ". Il va ensuite supposer que son horloge à lui est proche de celle de l'émetteur et décoder le reste de l'octet qui arrive. Il peut y avoir erreur si l'horloge du récepteur est assez différente de celle de l'émetteur si la séquence binaire envoyée est trop longue (généralement cette séquence est d'un octet seulement). En pratique, cette méthode s'avère très sûre quoiqu'un peu lente. 24/02/2015 18 Transmission Asynchrone: Bit de START/ Bit de STOP Le début de la transmission d'un mot binaire (octet en général), est marqué par le passage du signal au niveau logique 0 Ce niveau doit être maintenu pendant un temps T dont la valeur est une caractéristique de la transmission . Valeur commune au transmetteur et au récepteur. On l'appelle temps de bit Par ce moyen, l'émetteur indique au récepteur le début de la transmission d'un mot binaire. 24/02/2015 19 Transmission Asynchrone: Bit de START/ Bit de STOP 24/02/2015 20 MODÉLISATION DU SUPPORT DE TRANSMISSION 24/02/2015 21 Modélisation du support de transmission 01 01 00 Parasites Col2 Col3 Col4 Parasites Parasites Parasites Parasites 01 11 01 24/02/15 22 Modélisation du support de transmission Les supports de transmission ne sont pas parfait Atténuation Déphasage Bruit Écho… Les défauts du support limitent la transmission Débit Délai Étendu → Adapter les techniques de transmission aux caractéristiques du support 24/02/15 23 23 Signal & Onde Un signal est une variation dans le temps d’un phénomène physique. La variation se propage dans l’espace en formant une onde –Exemple: une vague à la surface de l’eau → En contrôlant les variations on peut transmettre des informations à un destinataire qui observe les variations. 24/02/15 24 Signal & Onde Lorsqu’on parle: Les vibrations des cordes vocales provoquent des variations de la pression de l’air. Les variations de pression d’air se propagent autour de soi comme autant de bulles concentriques. Dès qu’une bulle atteint l’auditeur, la pression d’air associée à cette bulle est détectée par son oreille puis analysée par son cerveau. → L’information est transmise. En télécommunications, on crée un signal à l’aide de variations de potentiel électrique ou électromagnétique. 24/02/15 25 L’onde sinusoïdale L'onde sinusoïdale –est le plus simple des signaux –est facilement générée –n'importe quel signal peut être exprimé à partir d'ondes sinusoïdales. s(t)= A sin(ωt + φ) A : Amplitude ω : Pulsation = 2 π / T = 2 π f ; avec T = période φ : Phase à l’origine ωt + φ : Phase instantanée 24/02/15 26 L’onde sinusoïdale Puissance des signaux Les signaux ont une puissance relativement faible, mesuré en milliwatt (mW). On se réfère le plus souvent aux rapports de puissance: puissance reçue (P ou P ) par rapport à la puissance signal reçu 2 envoyé (P ou P ) signal émis 1 Comme ces rapports sont très faibles, on utilise les logarithmes décimaux (log) (à base de 10) Ce rapport s’exprime en décibel (dB) 24/02/15 28 Les Filters Filtre passe bas : laisse passer les basses fréquences et atténue les hautes fréquences, c'est-à-dire les fréquences supérieures à la fréquence de coupure Filtre passe haut : laisse passer les hautes fréquences et atténue les basses fréquences, c'est-à-dire les fréquences inférieures à la fréquence de coupure. Filtre passe-bande :ne laissant passer qu’une bande ou intervalle de fréquences compris entre une fréquence de coupure basse et une fréquence de coupure haute du filtre. 24/02/15 29 Modélisation d’un support de transmission Bande passante: la largeur, mesurée en hertz, d'une plage de fréquences f2 - f1. Désigne la différence entre la plus haute et la plus basse fréquence du signal Gain = 10 log(Psignal reçu / P signal émis ) Un support de transmission se comporte généralement comme un filtre passe bande Ne laissant passer que les signaux dont les fréquences sont comprises entre une fréquence basse (fb) et une fréquence haute (fh) La bande passante (capacité) d’un support de communication correspond à la plage de fréquences où il présente les meilleurs caractéristiques 24/02/15 de transmission. 30 Modélisation d’un support de transmission La bande passante à n décibels (dB) est la plage de fréquences dans laquelle le rapport Ps/Pb (appelé le rapport signal sur bruit ou SNR signal to noise ratio ou S/B ) vérifie : 10log (Psignal /Pbruit) ≤ n dB Le SNR: Infini: A la source du signal original (dont le bruit est nul), et ne peut que décroître lors de la transmission. Nul : Le signal reçu ne permet plus de discerner de façon fiable le signal original du bruit, leurs puissances respectives étant égales Négatif: on ne percevra que le bruit Positif: support de transmission de bonne qualité 24/02/15 31 Modélisation d’un support de transmission Le ratio Signal/Bruit s’exprime sous la forme d’un Logarithme base 10: SNR(db) = 10 log(P /P ) (parfois noté signal bruit 10log(S/B) ) 24/02/15 32 Formule de Shannon Débit théorique maximum d’un support soumis à du bruit : D = W log (1 + P /P ) 2 signal bruit Le débit D en bits/s la bande passante W en Hz P / P est obtenu à l’aide du rapport signal sur bruit signal bruit exprimé en décibel dB 24/02/15 33 Claude Shannon (USA 1916- 2001) Analyse de Fourrier Une fonction périodique quelconque de la forme g(t) ayant pour période T pouvait être décomposée en une suite de fonctions sinusoïdale et cosinusoidale Une fonction périodique est une fonction qui lorsqu'elle est appliquée à une variable, reprend la même valeur si on ajoute à cette variable une certaine quantité fixe appelée période F=1/T → Fréquence fondamentale du signale considéré an et bn sont les amplitude du sinus et du cosinus de rang n (les termes ou harmoniques de la suite) Une telle décomposition est appelé la série de Fourrier 24/02/15 34 Analyse de Fourrier Partant de la série de Fourrier, il est possible de reconstituer la fonction original d'autant plus fidèlement que le nombre d'harmonique est élevé. (a) signale numérique (b,c,d,e) ses approximations Domaine Temporel / Fréquentiel Il y a deux domaines importants de description du signal 1. Le domaine temporel de la forme s(t) . Il s’agit du domaine de description usuelle utilisé pour visualiser l’allure du signal s(t). Dans ce domaine de représentation le signal peut être caractérisé par sa durée, sa période fondamentale, ou son amplitude. 2. Le domaine des fréquences de la forme s(f). Dans ce domaine de représentation le signal peut être caractérisé par son spectre, sa fréquence fondamentale ou sa largeur de bande. Ces deux domaines de description du signal sont reliés entre eux par la transformation de Fourier. Cet aspect dualistique (dualité temps – fréquence) des signaux joue un rôle fondamental en théorie du signal et en électronique où en peut raisonner indifféremment en ‘ temps ’ ou en ‘ fréquences ’ 24/02/15 36 Transformée de Fourier La transformée de Fourier est une généralisation de la série de Fourier appliquée aux signaux non périodique. Un signal s(t) sera défini par une paire de transformée de Fourier, que l’on représentera de la façon suivante : s(t) ← → s(f) dans les quelles Transformée de Fourier s(t) est la caractéristique temporelle du signal, l’autre forme c’est à dire s(f) est la caractéristique fréquentiel La paire de fonction s(t) et s(f) sont dite couple de Fourier. spectre de phase 24/02/15 spectre d’amplitude 38 Perturbation du signal transmis Lorsqu’on transmet un signal sur un lien de communication, il arrive toujours déformé à l’autre bout. Autrement dit les réseaux ne sont pas parfaits ils introduisent des variations non désirées dans les signaux qu’ils transportent. Lorsqu’un signal analogique est ainsi modifié, cela introduit du bruit dans le message. Plus la distance est grande, plus le signal est susceptible d'être déformé. 24/02/15 39 Perturbation du signal transmis : Affaiblissent L’atténuation est la réduction de l'amplitude et de l'énergie d'un signal à travers le médium qu'il traverse. Perturbation du signal transmis : Déphasage Le déphasage entre deux ondes est la différence entre leurs phases. Perturbation du signal transmis : Bruit Signal qui ne contient aucune information et qui vient s’ajouter à l’information pertinente à transmettre Bruit blanc Origine : agitation thermique des porteurs de charges De faible puissance Sur une large plage de fréquences Bruit Impulsifs Origine: organes électromécaniques, microcoupures. Sources électriques proches qui induisent des courants électriques sur la ligne de transmission De forte puissance 24/02/15– De faible durée 42 Perturbation du signal transmis : Autres phénomènes Diaphonie : couplage parasite entre lignes voisines influence électromagnétique placement des câbles, Solution : blindage Écho : réflexion du signal Solution : suppresseur d’écho 24/02/15 43 Perturbation du signal transmis Objectif : Transmission de données analogique numérisée 24/02/15 45 Nature des données Les données à transmettre peuvent être de nature analogique ou numérique Analogique: composées de valeurs qui varient de façon continue (température, voix, signal de télévision,…) Numérique: composées de valeurs discrètes, c’est-à-dire que les données sont représentées par un ensemble fini ou dénombrable de valeurs distinctes ou séparées (nombres, caractères, pixels,…) 24/02/15 46 Types de transmission Pour être transmises sur un canal de communication, les informations doivent être transformées en signaux électriques (ou électromagnétiques). Bien qu’un signal soit de nature essentiellement analogique, on distingue quand même (abus de langage commode) deux formes de transmission Analogique Numérique 24/02/15 47 Types de transmission : Analogiques le signal représente directement la valeur de l’information analogique qu’elle transmet, –soit par les variations de la tension du signal, –de la fréquence du signal –ou par les variations d’une autre caractéristique physique 24/02/15 48 48 Types de transmission : Analogiques Transmission analogique d’informations analogiques : –émission de la parole sur le réseau téléphonique, du son sur les ondes radio, d’images de télévision sur le réseau de télédiffusion,... Transmission analogique d’informations numériques : –transmission de données informatiques sur des lignes téléphoniques, par satellite,... 24/02/15 49 Types de transmission : Numérique Avec les techniques de transmission numérique, on ne cherche plus à transmettre un signal analogue à celui que l'on veut reproduire ; on traduit tout signal en une suite de bits. Le signal est constitué d’une séquence de signaux élémentaires transmis les uns après les autres, chacun durant une brève période de temps. Les signaux sont choisis parmi un ensemble fini de valeurs ou formes prédéfinies (voltage, fréquence,...) 24/02/15 50 Types de transmission : Numérique Transmission numérique d’informations numériques : –transmission de données informatiques en bande de base,... Transmission numérique d’informations analogiques : –transmission de la parole, du son ou d’images en bande de base,... 24/02/15 51 Transmission de données analogique numérisée Pour profiter de la robustesse de la transmission numérique, la majorité des compagnies de téléphone ont converti leurs réseaux en remplaçant la transmission analogique par une transmission numérique. Pour faire cette conversion, il faut d’abord transformer les signaux analogiques sous une forme numérique à l’aide de trois procédés complémentaires : l’échantillonnage la quantification le codage 24/02/15 52 Transmission de données analogique numérisée 24/02/15 53 Transmission de données analogique numérisée Pour profiter de la robustesse de la transmission numérique, la majorité des compagnies de téléphone ont converti leurs réseaux en remplaçant la transmission analogique par une transmission numérique. Pour faire cette conversion, il faut d’abord transformer les signaux analogiques sous une forme numérique à l’aide de trois procédés complémentaires : l’échantillonnage la quantification le codage 24/02/15 54 Transmission de données analogique numérisée 24/02/15 55 La numérisation des signaux analogiques Trois opérations sont nécessaires pour la numérisation des signaux analogiques 1- l’échantillonnage: passage d’un espace de temps continu à un espace de temps discret 2- la quantification : passage d’un espace de valeurs continu à un espace de valeurs discret 3- le codage: chaque niveau quantifié de valeurs est codé sur un nombre déterminé de bits 24/02/15 56 Transmission de données analogique numérisée L’échantillonnage consiste à choisir un certain nombre de moments prédéfinis dans le temps et à observer le niveau de tension du signal analogique à chacun de ces moments Les valeurs ainsi observées sont appelées les échantillons. Le délai entre les échantillons doit être assez court pour s’assurer de bien observer toutes les variations importantes du signal. Pour la voix on échantillonne généralement 8000 fois par seconde. 24/02/15 57 L’échantillonnage Pour reproduire correctement le signal à l’arrivée, le récepteur doit disposer d’un minimum d’échantillons. Il existe donc une relation étroite entre la fréquence maximale des variations du signal à discrétiser et le nombre d’échantillons à prélever. 24/02/15 58 L’échantillonnage Consiste à prendre des points du signal analogique au fur et à mesure qu’il se déroule. Plus la bande passante est importante, plus il faut prendre d’échantillon par seconde. C’est le théorème d’échantillonnage qui donne la solution: si un signal f(t) est échantillonné à intervalle régulier dans le temps et à un taux supérieur au double de la fréquence significative la plus haute , les échantillons contiennent toutes les informations du signal original. En particulier, la fonction f(t) peut être reconstituée à partir des échantillons. 24/02/15 59 Théorème d'échantillonnage de Nyquist- Shannon La fréquence d'échantillonnage d'un signal doit être égale ou supérieure au double de la fréquence maximale contenue dans ce signal, afin de convertir ce signal d'une forme analogique à une forme numérique La la fréquence d'échantillonnage d'un CD audio, (normalisé à 44,1 kHz) L'oreille humaine peut capter les sons jusqu'à 16 kHz, quelquefois jusqu'à 20 kHz. Il convient donc, lors de la conversion, d'échantillonner le signal audio à au moins 40 kHz 24/02/15 60 La quantification Pour compléter le processus de numérisation du signal on attribue à chaque échantillon un nombre entier qui représente le plus fidèlement possible le niveau de tension observé, c’est la quantification. La quantification fait perdre un peu de précision, plus ou moins selon la finesse de la grille d’attribution des nombres. Pour la voix, on utilise normalement une grille à 256 niveaux (les nombres ont donc 8 bits). 24/02/15 61 La quantification Consiste à représenter un échantillon par une valeur numérique au moyen d’une loi de correspondance. Il convient de trouver cette loi de correspondance de telle sorte que la valeur des signaux ait le plus de signification possible. Si tous les échantillons sont à peu près égaux, il faut essayer, dans cette zone délicate, d’avoir plus de possibilités de codage que dans les zones où il y a peu d’échantillons. 24/02/15 62 La quantification 24/02/15 63 Le codage Consiste à affecter une valeur numérique aux échantillons. Ce sont ces valeurs qui sont transportées dans le signal numérique Numérisation de la parole téléphonique La numérisation de la parole téléphonique s’effectue généralement au moyen des méthodes classiques –PCM (Pulse Code Modulation) en Amérique du Nord –MIC (modulation par impulsion et codage) en Europe Ces méthodes présentent de légères différences, dont la plus visible concerne le débit de sortie –56 Kbit/s en Amérique du Nord –64 Kbit/s en Europe 24/02/15 65 Numérisation de la parole téléphonique Le codage s’effectue soit sur 128 valeurs (PCM), soit sur 256 valeurs (MIC), ce qui demande, en binaire, 7 ou 8 bits de codage. Débit de la numérisation de la parole téléphonique est obtenue en multipliant le nombre d’échantillon/section par le nombre de bits. –8 000 × 7 = 56 Kbit/s en Amérique du Nord –8 000 × 8 bit/s = 64 Kbit/s en Europe. 24/02/15 66 Numérisation de la parole téléphonique La largeur de bande de la parole téléphonique analogique est de 3 200 Hz. Pour numériser ce signal correctement sans perte de qualité, déjà relativement basse, il faut échantillonner au moins 6 400 fois par seconde. –Dans la normalisation, on a adopté la valeur de 8 000 fois par seconde. L’amplitude maximale permise se trouve divisée en 128 échelons positifs pour la version PCM –auxquels il faut ajouter 128 échelons négatifs dans la version européenne MIC. 24/02/15 67 Techniques de transmission 24/02/15 68 Les techniques de transmission 24/02/15 69 Les techniques de transmission 24/02/15 70 Transmission à large bande 24/02/15 71 Transmission à large bande En transmission large bande, le spectre du signal numérique est translaté autour d’une fréquence centrale appelée porteuse. Elle est réalisée par un organe appelé modulateur. En réception le signal doit subir une transformation inverse, il est démodulé. Le modem, contraction de modulation/démodulation, est un équipement qui réalise la modulation des signaux en émission et leur démodulation en réception. 24/02/15 72 Transmission à large bande Porteuse Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes –Onde utilisée pour faciliter la transmission d'un signal –ne portant aucune autre information que celle de sa présence La porteuse est modulée : on faire varier les paramètres de la porteuse pour coder un ou plusieurs bits à chaque changement d'état –en vue, de sa diffusion au moyen d’un émetteur 24/02/15 73 Définition de la modulation La modulation du signal est une opération de traitement du signal qui permet de l’ adapter à un canal de communication Signal : A cos(2π f t – φ ) Modulation de fréquence: les variations portent sur f ( FSK , Frequency Shift Keying) Modulation d’amplitude: les variations portent sur A ( ASK, Amplitude Shift Keying) Modulation de phase: les variations portent sur φ ( PSK, Phase Shift Keying) 74 Modulation d’amplitude S(t)= A(t) cos(2π f t – φ ) 0 0 Faire varier l'amplitude d'un signal de fréquence élevée en fonction d'un signal de basse fréquence. Ce dernier est celui qui contient l'information à transmettre (voix, par exemple, recueillie par un microphone), le premier étant le signal porteur (porteuse). Signal utile Porteuse Signal modulé Exemple de modulation d’amplitude La différence entre 0 et 1 se traduit par une différence d’amplitude du signal 24/02/15 76 Modulation de fréquence S(t)= A cos(2π f(t) t – φ ) 0 0 En modulation de fréquence: –l'information est portée par une modification de la fréquence de la porteuse, et non par une variation d'amplitude. La modulation de fréquence est plus robuste que la modulation d'amplitude pour transmettre un message dans des conditions difficiles (atténuation et bruit importants). 24/02/15 77 Exemple de modulation de fréquence En modulation de fréquence, l’émetteur a la possibilité de modifier la fréquence d’envoi des signaux suivant que l’élément binaire à émettre est 0 ou 1 Modulation de Phase S(t)= A cos(2π f t – φ(t) ) 0 0 Transmettre un signal par la modulation de la phase d'un signal porteur 24/02/15 79 Exemple de modulation de phase La distinction entre 0 et 1 est effectuée par un signal qui commence à des emplacements différents de la sinusoïde, appelés phases. les valeurs 0 et 1 sont représentées par des phases respectives de 0˚ et de 180˚. Transmission en bande de base 24/02/15 81 Transmission en bande de base On qualifie de systèmes de transmission en bande de base les systèmes qui n’introduisent pas d’écart de fréquence entre les signaux émis et ceux reçus. Cette définition n’exclut nullement des modifications du signal pour mieux l’adapter aux caractéristiques du support de transmission. 24/02/15 82 Transmission en bande de base On appelle codage, l’opération qui fait correspondre à un symbole appartenant à un alphabet, une représentation binaire (codage à la source). On désigne par transcodage, ou codage en ligne, l’opération qui consiste à substituer au signal numérique (représentation binaire) un signal électrique mieux adapté à la transmission 24/02/15 83 Transmission en bande de base codage en ligne ou transcodage 24/02/15 84 Transmission en bande de base le transcodage Le transcodage, ou codage en ligne, a essentiellement pour objet de supprimer la composante continue, d’adapter le spectre au canal de transmission et de maintenir la synchronisation de l’horloge de réception. La composante continue représente la valeur moyenne du signal pour un intervalle de temps donné. Cette composante continue est inutile, elle ne transporte aucune information et provoque un échauffement (effet Joule) des organes d’extrémité L’absence de transition, lors de la transmission d’une longue suite de 0 ou de 1, introduit un risque de perte de synchronisation des horloges. 24/02/15 85 Pourquoi Alterné ? +V e 0 -V e V m Col2 Col3 Col4 Col5 Un signal possédant une valeur moyenne non nulle se propage mal sur les lignes de transmission longue distance pose des problèmes de traitement par les circuits électroniques des récepteurs 24/02/15 86 Transmission en bande de base Le codeur transforme une suite {dk} k≥0 initiale généralement binaire (de bits) en une suite codée {a } (de symboles) généralement binaire. k k≥0 –Le décodeur fait l’opération inverse. Le but du codage est d’adapter la suite de bits à transmettre aux caractéristiques de la transmission. S’il n’y a pas de modulation par transposition en fréquence, le codage est dit en bande de base 24/02/15 87 Transmission en bande de base La transmission est dite en bande de base lorsque le signal ne subit pas de transposition en fréquence. Dans ce cas, le signal présente souvent un aspect rectangulaire la fonction de modulation simple utilisée est rectangulaire. On transforme une fonction discrète {dk} k≥0 en fonction continue d(t) à l’aide de la relation suivante : d(t)= Σ d R (t- kT – T ) k T 0 T instant initial 0 R (t) : la fonction rectangulaire sur l’intervalle [0,T] définit par T R (t) = 1 si t € [0,T] ; 0 sinon T 24/02/15 88 No Return to Zero NRZ En symétrisant le signal par rapport au potentiel de référence (0 volt), on diminue la composante continue. Pour cela, on représente les 1 (ou les 0) par une valeur + V et les 0 (ou les 1) par – V. Ce codage élémentaire connu sous le nom de code NRZ (No Return to Zero, non-retour à zéro) est à la base de tous les codes Le codage NRZ, est la méthode la plus simple pour coder un flux. Le codage est à deux niveaux : 1 logique → un premier niveau de voltage 0 logique → un deuxième niveau de voltage Il n’a pas de transition générée lors d’une longue séquence de 1 ou 0, ce 24/02/15 89 qui rend la synchronisation difficile No Return to Zero NRZ 24/02/15 90 Code RZ (Return to Zero) Le signal retourne à zéro à chaque pulsation « code autoporteur d’horloge » Ne nécessite pas l’envoie d’un signal d’horloge séparer ou tout autre source de synchronisation. Cas particulier d’une longue série de 1 ou de 0  perte de synchronisation possible. Synchronisation maintenu dans la plupart des cas. Code ternaire simple, limite les interférences entre symboles Code 1B/2T Utilise le double de la bande passante nécessaire à NRZ pour coder les mêmes donner 24/02/15 91 Code RZ (Return to Zero) 24/02/15 92 Non Return to Zero Inverted NRZI Est une variante du codage NRZ Le 0 a été choisi comme élément de changement Facile à mettre en œuvre, bonne utilisation de la bande passante Indépendant de la polarité Horloge peut être perdu en cas d’envoie successif d’une suite de 1 logique Le bus USB utilise le codage NRZI Norme USB. Pour éviter la perte d'horloge, un 0 est envoyé après six 1 consécutifs. Le récepteur doit prendre en compte ces éléments de remplissage. 24/02/15 93 Non Return to Zero Inverted NRZI 24/02/15 94 Code Manchester (Code Biphase, Code biphase_L(evel)) Transitions (IEEE 802.3, Ethernet, RFID) 1 → transition du niveau bas vers le niveau haut 0 → transition du niveau haut vers le niveau bas L’inverse est aussi possible Mise en œuvre simple, codage et décodage faciles pas de composante continue donc pas de perte de synchronisation sur les suites de symboles identiques code autoporteur d’horloge Utilise le double de la bande passante nécessaire à NRZ (par exemple) 24/02/15 95 Code Manchester 24/02/15 96 Code Manchester Différentiel (Biphase différentiel) Transitions (IEEE 802.5, Token ring) 0 → Transition dans le même sens que la précédente 1 → Transition dans le sens inverse de la précédente Mise en œuvre simple Codage et décodage facile Pas de composante continue pas de perte de synchronisation sur les suites de symboles identiques code autoporteur d’horloge Indépendance de polarité 24/02/15 Bande passante consommée importante 97 Code Manchester Différentiel (Biphase différentiel) Code de Miller ou Delay Mode Transition au milieu l’intervalle élémentaire du 1 front montant ou front descendant pas de transition au milieu l’intervalle élémentaire du 0 une transition en fin l’intervalle élémentaire 0 si celui-ci est suivi d'un autre 0 Code symétrique → indépendance de polarité Mise en œuvre simple, bande passante réduite, pas de perte de synchronisation sur les suites de symboles identiques. 24/02/15 99 Code de Miller ou Delay Mode 24/02/15 100 Code Bipolaire simple (AMI : Alternate Mark Inversion) Trois niveau de codage: 0 : pas de signal 1 : alternativement niveau positif ou négatif Le signal peut présenter de longues séquences de zéros → bit stuffing Si n est le nombre maximal d'états égaux consécutifs chaque fois qu'un signal comporte n états identiques consécutifs on ajoute un bit à l'état inverse Par exemple, si n = 5 la séquence suivante : 10000000001 sera codée : **100000100001** Code ternaire, équilibré, indépendant de la polarité, dérive de l'horloge (suite de 0) 24/02/15 101 Code Bipolaire simple (AMI : Alternate Mark Inversion) Code Bipolaire Haute Densité d’ordre n (BHD n) Ajoute de la synchronisation à AMI Identique au codage AMI tant que le nombre de zé...