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Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique M

Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique Module : Réseaux de communication Chapitre 02 : La couche physique 1. Introduction L’étude d’un réseau informatique passe nécessairement par l’étude des techniques de transmission de l’information. C’est la couche physique est la première couche responsable de la transmission de l’information entre deux équipements informatiques. Cette information est transmise dans un signal. L’objectif de ce chapitre est de présenter les différentes techniques utilisées pour transférer l’information. Cependant, il semble utile de donner un aperçu général sur la nature de signal et les différents phénomènes qui peuvent l’affecter avant d’entamer les techniques de codage et de modulation. 2. Définition La couche physique fournit 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. L’unité élémentaire transmissible dans cette couche est le bit. On doit, donc, s’assurer que l’envoie d’un bit à valeur b correspond à la réception d’un bit de la même valeur. Transporter de l’information d’un point à un autre ne nécessite pas seulement l’établissement des conventions concernant la représentation logique des données, mais il exige aussi d’établir les conventions sur les paramètres physiques de la transmission ainsi la nature et les caractéristiques de support. Par les paramètres physiques de la transmission on entend ici les caractéristiques de signal qui transporte l’information. Bien entendu, ces caractéristiques de signal ont une influence directe sur la nature des supports de transmission. L’ensemble des conventions citées auparavant constituent les normes et les standards de la couche physique. 3. Le sens de transmission Deux systèmes communicants peuvent organiser l’échange d’information selon plusieurs types : le mode simplex, le mode half-duplex et le mode full-duplex. Dans le Mr. MIROUD ET MARIR 2015 - 2016 [1] Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique Module : Réseaux de communication premier les systèmes communicants jouent des rôles distingués et fixes (émetteur/récepteur). En mode half-duplex les systèmes communicants peuvent être, en alternance, des émetteurs et des récepteurs. Par contre, en mode full-duplex les systèmes se communiquent simultanément en deux sens. La figure 01 représente ces différents modes de communication. Figure 01 : Les différents modes de transmission (selon le sens). 4. La transmission série/parallèle Généralement on ne transmet pas seulement un bit, mais la communication consiste à envoyer plusieurs bits organisés sous forme de mots. Ces bits peuvent être envoyés en mode série ou bien en mode parallèle. Dans le mode série les bits sont envoyés les uns derrières les autres. Par contre, on transmet les bits d’un mot simultanément dans le mode parallèle. Le câble dans le mode parallèle est composé de plusieurs fils en plat. Cependant, il est possible de diviser la bande passante de même câble afin de transmettre chaque bit en un sous-canal. Ce mode pose des problèmes de synchronisation et de coût et d’interférence entre les différents fils qui composent le câble. En conséquence, son utilisation est limitée à des courtes distances (comme les liaisons entre un ordinateur est ses périphériques). Parce que les processeurs traitent des données sur des mots mémoire (un octet ou plus), il est indispensable de transformer les données transmet en série à un groupe de bits (des bits parallèle) lors de la réception et inversement lors de l’émission. Ce processus est effectué grâce au registre de décalage. Mr. MIROUD ET MARIR 2015 - 2016 [2] Signal d’horloge 1 0 0 1 1 0 1 B.S 0 1 1 0 1 0 1 0 B.E Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique Module : Réseaux de communication Figure 02 : La transmission série et parallèle. 5. La transmission synchrone /asynchrone Les bits sont émis sur la ligne à une certaine base d’horloge. Pour décoder correctement la suite de bits reçue, le récepteur doit examiner ce qui lui arrive avec une base d’horloge identique à celle de l’émission des bits sur le support. On dit alors que l’émetteur et le récepteur doivent se synchroniser. Afin que le récepteur sache la base d’horloge d’émission deux techniques peuvent être envisagées : la transmission d’un signal qui représente l’horloge sur un canal indépendant ou la déduction de base d’horloge à partir de l’information codée. On appelle la première technique la transmission synchrone et la deuxième la transmission asynchrone. Dans la transmission synchrone, on envoie un signal d’horloge dans un canal indépendant (Figure 03 (a)). Cette solution est donc coûteuse en bande passante. Par contre, dans la transmission asynchrone on n’envoie pas le signal d’horloge. Pour transmettre au récepteur la base d’horloge on envoie avant chaque caractère envoyé des bits start (1, 1.5 ou 2 bits) et la fin de transmission de caractère on envoie des bits end (Figure 03 (b)) . Mr. MIROUD ET MARIR 2015 - 2016 [3] Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique Module : Réseaux de communication (a) (b) Figure 03 : Transmission asynchrone et synchrone. 6. La transmission numérique et analogique Nous avons défini un signal comme la variation d’une grandeur physique en fonction de temps. En effet, cette variation peut être continue ou discrète. On parle alors de signal analogique et un signal numérique. Cependant, il convient bien de faire la différence entre l’information et le signal. Comme nous avons noté auparavant, le signal est la représentation physique de l’information. En fait, une information peut être aussi de nature analogue ou numérique. Si l’information représente l’assemblage d’une suite d’éléments indépendants et dénombrables, on dit que l’information soit numérique ; sinon on parle d’une information analogique (comme la variation continue d’un phénomène physique). Le tableau 01 présente les caractéristiques de deux types de transmission. Tableau 01 : les caractéristiques de transmission numérique et transmission analogique Transmission analogique Transmission numérique  Bonne protection contre le bruit  possibilité de multiplexage fréquentiel  optimisation de l’utilisation du support  Les modems sont plus coûteux et moins flexibles  Grande bande passante  Utilisée pour des distances limitées  Le modem est réduit à un simple Codec (Codeur-Decodeur) Le type de transmission est indépendant de type de l’information, c'est-à-dire on peut choisir la transmission analogique ou numérique pour n’importe quelle information. Cependant, il est important d’adapter cette information au type de signal choisi. Nous utilisons des équipements spécifiques appelés Equipement Terminal de Circuit de Données(ETCD). Un ETCD peut être un Codec ou bien un Modem. Le codec est utilisé dans le cas de transmission numérique, tandis que le modem est utilisé dans le cas de transmission analogique. Les ETCD sont reliés aux Equipement Terminal de Traitement de Données (ETTD) qui sont des calculateurs pour contrôler le dialogue entre les deux équipements communicants. Mr. MIROUD ET MARIR 2015 - 2016 [4] Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique Module : Réseaux de communication La transmission des informations numériques dans un signal numérique nécessite seulement un processus de codage. Cependant, si l’information est de nature analogique on doit la numériser avant de la transmettre dans un signal numérique. Le processus de numérisation se décompose en trois étapes : 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. 7. Caractéristiques des supports de transmission Afin de transmettre un signal on utilise des supports de transmission. Quelque soit la nature de support utilisé, quelques propriétés caractérisent tous les supports de transmission. Dans cette partie nous présentons ces caractéristiques. 7.1. La bande passante Le premier phénomène étudié dans ce cours et peut être le plus importante est appelé la bande passante. Ce phénomène consiste au fait qu’un support de transmission ne se comporte pas de la même façon avec des signaux de fréquences différentes. Sachant qu’un support de transmission ne transmet pas un signal de façon fiable, il y a des signaux avec des fréquences particulières que ne soient pas exagérément modifiés pendant la transmission. En fait, un support de communication est considéré comme un filtre passe-bande parce que les signaux sont transmises avec déformation faible entre de fréquence W1 et W2. La bande passante est l’espace de fréquences entre ces deux limites. Il est important de distinguer la bande passante de la largeur de bande. Cette dernière est calculée par W2-W1 [Hz]. 7.2. L’atténuation A cause de la perte d’énergie, le signal émis souffre d’une réduction d’amplitude. Cet affaiblissement est mesuré en dB (décibel). AdB=10log10 Aout A¿ . On peut mesurer cet affaiblissement comme un rapport par l’équation A= Aout A¿ . Ce problème est réglé sur de courtes distances par les répéteurs ou amplificateurs et l’utilisation du support dans la plage de fréquence où l’affaiblissement est constant. Mr. MIROUD ET MARIR 2015 - 2016 [5] Université Larbi Ben M’hidi -Oum El Bouaghi- 02ème Année Licence Informatique Module : Réseaux de communication Figure 04 : un signal en uploads/Management/ physique.pdf