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École Nationale Supérieure des Postes et Télécommunications COURS DES TECHNIQUE

École Nationale Supérieure des Postes et Télécommunications COURS DES TECHNIQUES AVANCEES DE MULTIPLEXAGE Présenté par ONOMO Dieudonné 1 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage OBJECTIFS A la fin de ce cours, l’élève devra être capable de comprendre les mécanismes de fonctionnement et le rôle des éléments constitutifs des systèmes de multiplexage numériques, notamment : le principe du multiplexage numérique TDM ; Les protocoles d’accès multiples dans les réseaux informatiques (Jeton, CSMA/CD) les équipements de multiplexage numériques TDM et leurs caractéristiques ; l’intérêt et le principe de la technique de la Hiérarchie Numérique Synchrone (SDH) ; le principe de la technique CDMA et ses principales applications ; les techniques d’accès dans les réseaux optiques (WDM) La maîtrise de la configuration et l’exploitation des liaisons de multiplexage numérique, en particulier les liaisons SDH. 2 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage GÉNÉRALITÉS SUR LES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE NUMÉRIQUE • Les télécommunications sont un domaine qui requiert des technologies de plus en plus performantes et de nouveaux systèmes de transmission tel que ceux à base de fibres optiques. Celles-ci, surtout utilisées depuis quelques années, montrent des débits qu’il n’est pas encore possible d’atteindre en transmission radiofréquence. • La problématique majeure de l’intégration des nouveaux outils de communications, l’exigence croissante des utilisateurs /clients en QoS amène les Opérateurs à améliorer leurs réseaux (Accès, Transport et Core). Ainsi le multiplexage leur permet d’effectuer des économies en optimisant l’utilisation de leurs supports de transmission existant. 3 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE • La bande passante d'un canal de communication typique (câble coaxial, FH, FO, etc.) est souvent beaucoup plus large que la bande passante nécessaire au signal. Pour utiliser plus efficacement la bande passante du canal choisi et donc en réduire le coût, il est intéressant de pouvoir transmettre plusieurs informations à travers un seul support de transmission. • Le Multiplexage permet de partager une même ressource entre plusieurs utilisateurs. 4 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: FDMA • Accès Multiple par Répartition en Fréquence (AMRF/FDMA) • Allocation des fractions de la bande passante à chaque communication • Partage de la bande de fréquence disponible en un certain nombre de canaux ou sous-bandes plus étroits et affecter en permanence chacun de ces canaux à un utilisateur ou à un usage exclusif. 5 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: TDMA • Plus moderne et mieux adaptée à la transmission numérique, cette technique permet de transmettre à grande vitesse plusieurs signaux numériques en série sur un seul canal de transmission. • Accès Multiple par Répartition dans le Temps (AMRT/TDMA) • chaque canal occupe une portion de temps d'une trame formée par tous les canaux multiplexés • Á chaque utilisateur est affectée une tranche de temps qui permet l’accès au canal de fréquence pour la durée de cette tranche de temps. 6 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: TDMA 7 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: CDMA • Code Division Multiple Access (CDMA/AMRC) • Technologie numérique dans laquelle la parole est converti en signal numérique qui est transmis sous forme d’information radio à travers un réseau sans fil. • Un code unique est attribué (PN : Pseudo-random Noise)pour distinguer les différents appels permettant à plusieurs utilisateurs d’utiliser la bande au même moment sans trop d’interférence. • Bon nombre d’opérateurs de télécommunications installe ou migrent vers un réseau 3G CDMA afin d’offrir plus de capacité pour le trafic voix et un haut débit de transmission de données. 8 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: CDMA 9 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: WDM • WDM (Wavelength Division Multiplexing) consiste à mélanger plusieurs signaux optiques sur une même fibre optique afin de multiplier la bande passante de celle-ci. Les signaux sont portés par des longueurs d'ondes différentes, et espacées assez largement afin de ne pas interférer les unes avec les autres. • La transmission des données sur ce réseau optique est assurée en utilisant des connexions à commutation de circuit optiques, connues sous le nom de chemins optiques. • Allouer des fractions de la bande passante à chaque communication • Répartir les signaux dans un espace de fréquences (longueur d'onde) 10 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTES TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE: WDM • 11 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage PRINCIPE DU MULTIPLEXAGE NUMÉRIQUE  La transmission numérique a été conçue au départ pour véhiculer de manière plus économique la téléphonie et donc un signal analogique occupant la bande : 300 - 3400 Hz  Dans les systèmes numériques, on forme des paquets de 32 intervalles de temps (IT), dont trente pour véhiculer trente mots binaires correspondant chacun à une voie téléphonique, un pour véhiculer la signalisation de deux voies et le dernier pour véhiculer les signaux d’organisations des trente intervalles de temps correspondant aux 30 voies téléphoniques.  Selon le principe du multiplexage temporel, le signal analogique subit au préalable les opérations de conversion à savoir l’échantillonnage, la quantification et de codage. Ledit signal se présente alors sous la forme d’une suite de mots binaires de 8 éléments binaires (bit) représentant des échantillons. La période d’échantillonnage étant Te=125µs, les mots se succèdent dans le temps à la cadence de 8khz. 12 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage HIÉRARCHIES DU MULTIPLEXAGE NUMÉRIQUE PDH  Plesiochronous (presque synchrone) digital hierarchy  Système de multiplexage qui consiste à organiser les canaux de transmission disponible en trame MIC (1 trame = 30 canaux de trafic + 1canal de synchronisation+1canal de signalisation), puis en groupe de trames constitués en hiérarchie.  une technique de multiplexage numérique avec des niveaux de multiplexage mis en cascade 13 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage HIÉRARCHIES DU MULTIPLEXAGE NUMÉRIQUE PDH Les interfaces normalisées sont: • En Europe : E1=2 Mbits/s, E2=8 Mbits/s, E3=34 Mbits/s, E4=140 Mbits/s • Aux USA : T1=1.5 Mbits/s, T2=6,3 Mbits/s, T3=45 Mbits/s, T4=274 Mbits/s • Au Japon : T1=1.5 Mbits/s, T2=6,3 Mbits/s, T3=32 Mbits/s, T4=100 Mbits/s 14 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage HIÉRARCHIES DU MULTIPLEXAGE NUMÉRIQUE PDH Limitations du PDH:  Les débits disponibles faibles et limités deviennent insuffisants pour la forte demande. Les équipements de la PDH ne permettent pas d’exploiter au maximum les capacités des fibres optiques: Limitation des interfaces électriques et optiques  L’inadéquation des équipements entre les normes Européennes, Américaines et Japonaise: Standards définit de façon régional et non Internationale pour les Interfaces électriques. Pas de standard unifié pour les équipements optiques  Le multiplexage qui optimise l’utilisation du support n’est pas synchrone 15 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage HIÉRARCHIES DU MULTIPLEXAGE NUMÉRIQUE PDH Limitation du PDH:  La structure de la trame n’est pas régulière  Le taux de bits nécessaire pour amélioré le QoS (OAM: opération, Administration et maintenance) est très faible  Pas d’interface universel de supervision pour les réseaux PDH 16 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage LES TECHNIQUES D’ACCÈS MULTIPLES DANS LES RÉSEAUX INFORMATIQUES Généralités:  Un réseau informatique met en relation des ordinateurs, comme un réseau téléphonique met en relation des personnes.  Des ordinateurs sont dits “ en réseaux ” dès lors qu’ils partagent une technologie qui leur permet de communiquer ensemble.  Le modèle de référence OSI (Open Systems Interconnection) est une représentation abstraite en couches servant de guide à la conception des protocoles réseau. Il divise le processus de réseau en sept couches logiques, chacune comportant des fonctionnalités uniques et se voyant attribuer des services et des protocoles spécifiques.  Pour permettre aux utilisateurs de communiquer, le modèle OSI divise les fonctions d’un réseau de données en couches. 17 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage LES TECHNIQUES D’ACCÈS MULTIPLES DANS LES RÉSEAUX INFORMATIQUES • Les protocoles de couche 2 spécifient l’encapsulation d’un paquet en une trame et les techniques permettant de placer le paquet encapsulé sur chaque support et de le récupérer. La technique utilisée pour placer la trame sur les supports et la récupérer des supports est nommée méthode de contrôle d’accès au support. • Les deux sous-couches de réseau local courantes sont les suivantes :  Contrôle de lien logique (LLC, Logical Link Control)  Contrôle d’accès au support (MAC, Media Access Control) • Deux méthodes élémentaires de contrôle d’accès au support sont utilisées pour les supports partagés : Accès contrôlé : chaque nœud dispose de son tour pour utiliser le support. Accès basé sur le conflit : tous les nœuds sont en concurrence pour utiliser le support. 18 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage LES TECHNIQUES D’ACCÈS MULTIPLES DANS LES RÉSEAUX INFORMATIQUES • Le processus CSMA est généralement mis en œuvre conjointement avec une méthode de résolution des conflits de supports. Les deux méthodes couramment utilisées sont les suivantes :  CSMA/CD (CSMA/Collision Detection)  CSMA/CA (CSMA/Collision Avoidance) • Cependant, les méthodes de passage de jeton peuvent également être utilisées 19 ENSPT: Techniques Avancées de multiplexage LES TECHNIQUES D’ACCÈS MULTIPLES DANS LES RÉSEAUX INFORMATIQUES: CSMA/CD • CSMA/CD : le périphérique contrôle le support pour établir si celui-ci comporte un signal de uploads/Management/ presentation1enspt-itt3.pdf