IUT Béziers – Victor Lomné

IUT Béziers – Victor Lomné
LIRMM
• Réseaux et Services sur Réseaux DUT SRC 1ère année
3. Réseaux : couche physique
LIRMM
• 3.1. Modes de communication et de liaison
• 3.2. Principes de transmission
• 3.3. Supports de transmission
3.1.1. Modes de communication
LIRMM
• 3 modes de communication :
­ Simplex : les données ne transitent que dans un seul sens.
(exemple : radio)
­ half­Duplex : les données transitent dans les 2 sens, mais
pas en même temps sur le même support.
(exemple : talkie­walkie, cartes à puces)
­ full­Duplex : les données transitent dans les 2 sens et en
même temps sur le même support.
Cela implique des techniques de multiplexage.
(exemple : GSM, réseaux « modernes »)
3.1.1. Modes de communication
LIRMM
• 3 modes de communication :
3.1.2. Modes de liaison
LIRMM
• Liaison série : les données sont transmises bit par bit.
• Liaison parallèle : les données sont transmises par paquet
de N bits simultanément.
Cela implique une transformation de liaison parallèle à série,
car un ordinateur traite les informations de façon parallèle.
3.2. Principes de transmission
LIRMM
• 3.2.1. Codages
• 3.2.2. Définitions
• 3.2.3. Multiplexage
3.2.1. Codages LIRMM
• But : envoyer des données binaires via un support électrique.
Contrainte : attenuation du signal si la distance est trop grande
• Codage simple : bit à 1 codé par une tension de N volts
bit à 0 codé par une tension de 0 volts
Inconvénients : une tension nulle peut représenter un bit à 0
ou une absence de transmission.
2 exemples de codage pour palier à ce problème :
­ Codage NRZ
­ Codage de Manchester
3.2.1. Codages LIRMM
• Codage NRZ (No Return to Zero) :
bit à 1 : signal de N volts
bit à 0 : signal de ­N volts
Exemple avec la valeur binaire 1101010 :
3.2.1. Codages LIRMM
• Codage de Manchester :
Basé sur la variation du signal électrique et non la valeur de la
tension.
Bit à 1 : passage de N volts à ­N volts
Bit à 0 : passage de ­N volts à N volts
Exemple avec la valeur binaire 1101010 :
3.2.1. Codages LIRMM
• Problème : il faut que l'expéditeur et le destinataire
synchronisent leurs horloges, car si un décalage
à lieu, au bout d'un moment la transmission sera
décalée.
• Le codage NRZ peut être problématique si on doit transmettre
une longue suite de bits à 0.
• Le codage de Manchester résoud ce problème. Il est utilisé dans les réseaux Ethernet.
3.2.2. Définitions
LIRMM
• Valence d'une voie :
La valence correspond au nombre de valeurs que peut prendre
l'état physique à l'instant t.
La valence est notée V.
Dans nos codages précédents, la valence était de 2.
3.2.2. Définitions
LIRMM
• Moment élémentaire : Le moment élémentaire correspond à la durée minimale d'émission du signal qui est nécessaire pour que le récepteur le reconnaisse.
Le moment élémentaire est noté Tm (en secondes).
3.2.2. Définitions
LIRMM
• Vitesse de modulation :
La vitesse de modulation correspond au nombre de valeurs
physiques émises par secondes.
La vitesse de modulation est notée Rm (en bauds).
Rm = 1 / Tm
3.2.2. Définitions
LIRMM
• Débit binaire :
Le débit binaire correspond au nombre de valeurs logiques
transmises par seconde.
Le débit binaire est noté D (en bit par seconde, bit / s).
D = (Rm / k) * log2(V)
avec k le nombre de valeurs physiques utilisées pour coder
unevaleur logique.
3.2.2. Définitions
LIRMM
• Temps de transmission :
Le temps de transmission est le délai qui s'écoule entre le
début et la fin de la transmission d'un message sur une ligne
physique.
Le temps de transmission est noté Tt (en secondes).
Tt = L / D
avec L la longueur en bits d'un message et D le débit binaire
de la ligne (en bits par seconde)
3.2.2. Définitions
LIRMM
• Théorème de Shannon :
Ce théorème donne le débit binaire maximal d'une ligne en
fonction de sa largeur de bande passante W et du rapport
signal sur bruit S / B.
Dmax = W log2(1 + S / B)
Le rapport signal / bruit est fonction de la qualité de la ligne
électrique. S'il est par exemple égal à 2, cela signifie que le signal reçu sera 2 fois moins important que le signal emis.
3.2.3. Multiplexage
LIRMM
• Le principe consiste à partager une même ligne pour :
­ permettre une communication full­duplex.
­ disposer de plusieurs canaux de communication
simultanés.
• Multiplexage fréquentiel :
Il consiste à créer plusieurs bandes passantes définies à
l'intérieur de la bande passante initiale.
• Multiplexage temporel :
Il consiste à partager le support en totalité pendant un
intervalle de temps donné.
3.3. Supports de transmission
LIRMM
• 3.3.1. Les supports de transmission filaires
­ Les câbles à paires torsadées
­ Les câbles coaxiaux
­ La fibre optique
• 3.3.1. Les supports de transmission sans fils
3.3.1. Les supports de transmission filaires
LIRMM
• Les câbles à paires torsadées :
­ Câbles présents dans les 2/3 des réseaux locaux.
­ Constitué de fils de cuivre torsadés par paires.
Ces paires sont à leur tour torsadées entre elles.
­ Câbles utilisés dans les réseaux locaux sont constitués de
4 paires torsadées.
­ Les torsades ont pour but de diminuer un phénomène
d'interférence nommé diaphonie.
­ Les connecteurs adaptés à ces câbles sont des
connecteurs RJ45 pour les 4 paires et
RJ11 pour les 2 paires.
3.3.1. Les supports de transmission filaires
LIRMM
• Les câbles coaxiaux :
­ Meilleure protection que les câbles à paires torsadées,
donc plus adéquate pour de longues distances.
­ 2 types :
RG11 qui possède un blindage contre les interférences,
mais qui est lourd à installer.
Câble coaxial large bande utilisé pour la TV.
­ Remplacé par la fibre optique.
3.3.1. Les supports de transmission filaires
LIRMM
• La fibre optique :
­ Cylindre composé d'un coeur en verre, d'une gaine
entourant le coeur et d'un revêtement plastique autour.
­ La lumière se propage dans le coeur en verre par réflexion.
L'information est codée via la lumière.
(bit à 1 : rayon lumineux, bit à 0 : pas de rayon).
­ 2 types de fibres : les fibres monomodes où un seul rayon
se propage à la fois.
les fibres multimodes où plusieurs rayons
lumineux se propagent en même temps.
­ Débit réel de l'ordre de 10 Gbit/s
Record en laboratoire : 100 Gbits/s
3.3.2. Les supports de transmission sans fil
LIRMM
• Transmission d'information par les ondes électromagnétiques.
Elles sont caractérisées par leurs fréquences (nombre
d'oscillations par seconde), et leurs longueurs d'ondes
(distance entre 2 maximas consécutifs).
• Elles se déplacent à la vitesse de la lumière (300000 km/s).
3.3.2. Les supports de transmission sans fil
LIRMM
• Les ondes radio :
­ Longueur d'onde > 10cm.
Fréquence allant de 150kHz à 3GHz.
­ La norme 802.11 définit ce type de support. (cf Wifi).
­ Débit allant de 2 à 540 Mbits/s
Portée allant jusqu'à 5 km.
­ Inconvénient majeur : ces ondes sont réceptives aux
interférences.
3.3.2. Les supports de transmission sans fil
LIRMM
• Les micro­ondes :
­ Longueur d'onde comprise entre 3mm et 10cm
Fréquence allant de 3 à 100GHz.
­ Utilisées entre autre par la téléphonie mobile.
­ Nocivité pour l'être humain d'après certains experts,
d'autres ne sont pas d'accord.
3.3.2. Les supports de transmission sans fil
LIRMM
• Les ondes infrarouge :
­ utilisées par les télécommandes de téléviseur ...
­ Portée de quelques mètres.
­ Facilement arrêtées par des obstacles.
3.3.2. Les supports de transmission sans fil
LIRMM
• Les ondes électromagnétiques sont un support de transmission
non guidé, c'est à dire qu'on emet sur toute une zone.
Ainsi un intru peut récupérer les informations transmises par
les ondes électromagnétiques.
D'où la nécessité de sécuriser certains échanges.
• Courant porteur de ligne :
­ Consiste à transmettre des données sur une ligne électrique.
­ Le CPL envoie un second courant sur la même ligne en
utilisant une autre fréquence.
(50Hz pour le courant, 15MHz pour le CPL).