Chapitre 26 Transmettre et stocker de l`information

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Sirius Term S - Livre du professeur
Chapitre 26. Transmettre et stocker de l’information
Exercices d’application
5 minutes chrono !
1. Mots manquants
a. émetteur ; récepteur
b. pixels ; octets ; octet
c. une infinité ; un nombre fini
d. analogique ; numérique ; fréquence d’échantillonnage ; petit ; grand
e. guidée ; libre
f. grand ; bits−1 (ou octets−1)
g. dB ; dBm−1
h. d’interférence ; diffraction
2. QCM
a. magenta
b. le signal analogique contient plus d’informations
c. se transmet de manière plus fidèle
d. 20 dB
e. 101
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------Compétences exigibles
3.
Dispositif
Téléphone mobile
Téléphone « pot de yaourt »
Ondes mécaniques
Émetteur
Ondes électromagnétiques
Air (puis câbles en cuivre ou de
fibres optiques des réseaux de
communication)
Antenne du téléphone
Fond du pot de yaourt
Récepteur
Antenne du téléphone
Fond du pot de yaourt
Type de signal
Milieu de
propagation
Fil
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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4. Convergence entre téléphonie fixe et mobile, convergence entre l’audiovisuel et les
communications électroniques. Les communications tendent à toutes transiter par le réseau
Internet. Voici ci-dessous un schéma issu du site Internet :
http://ant.developpement-durable.gouv.fr
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------5. a. Le premier pixel est bleu, le second est jaune (superposition d’une lumière rouge et
d’une lumière verte d’intensité identique).
b. Le cyan est obtenu par superposition d’une lumière verte et bleue dans des proportions
identiques, donc un pixel cyan a pour code RVB : « 0 ; 255 ; 255 ».
c. Un pixel blanc en niveau de gris est associé à la valeur la plus grande d’un octet : « 255 ».
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------6. a. Un signal analogique transmet une information représentée par une infinité de valeurs
(sous la forme de variations continues d’une grandeur), alors qu’un signal numérique transmet
une information associée à un nombre fini de valeurs déterminées.
b. Pour le signal (a), la tension ne prend que deux valeurs différentes, il s’agit donc d’un
signal numérique. Pour le signal (b), la tension prend une infinité de valeurs différentes, il
s’agit donc d’un signal analogique.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------7. a. Ces signaux sont numériques car ils sont représentés par un nombre fini de valeurs
déterminées.
b. Le pas p d’une conversion correspond au plus petit écart de tension possible entre deux
points de mesure. Dans les deux cas, p = 0,05 V.
c. Dans le premier cas, la période d’échantillonnage vaut Te = 1 ms, donc la fréquence
d’échantillonnage vaut :
1
1
f e   3  103 Hz , soit fe = 1 kHz
Te 10
Dans le deuxième cas, fe = 2 kHz.
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d. La numérisation est la plus fidèle dans le second cas car davantage de points de mesure
sont enregistrés pour une même durée d’acquisition (de manière générale, une acquisition est
d’autant plus fidèle que le pas est petit et que la fréquence d’échantillonnage est grande).
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------8. a. La télévision n’est pas fournie par les réseaux de téléphonie classique car, dans les câbles
en cuivre de ces réseaux, l’atténuation est trop importante pour des débits élevés comme ceux
nécessaires aux services de télévision.
b. Un opérateur de télévision par câble doit parfois régénérer le signal avant de le fournir à un
abonné car l’atténuation dans les câbles coaxiaux est assez élevée pour des débits élevés
comme ceux nécessaires aux services de télévision.
c. Les réseaux internationaux de télécommunication doivent transmettre rapidement beaucoup
de données sur de longues distances. La fibre optique est donc privilégiée car elle permet de
transmettre une information avec un grand débit et peu d’atténuation.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------9. 30 images de 5,0 Ko doivent être transmises en une seconde, donc le débit binaire
nécessaire à la connexion est de 30 × 5,0 = 1,5×102 Kos−1.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------10. L’affaiblissement en puissance est tel que :
1
  10log E
S
donc :
log
E
S
ainsi :
E

0, 20  50


 1, 0 dB
10
10
 10
S
Le signal est dix fois moins puissant en sortie qu’en entrée de câble.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------11. a. Dans le cas où le spot laser est situé sur une alvéole :
- des rayons du faisceau laser se réfléchissent sur un plat et d’autres sur un creux ;
- ces deux types de rayons sont en opposition de phase lorsqu’ils se réfléchissent ;
- le signal détecté est minimum (interférences destructives).
b. Dans le cas où le spot laser n’est pas situé sur une alvéole :
- les rayons du faisceau laser se réfléchissent sur un plat ;
- tous les rayons réfléchis sont en phase ;
- le signal détecté est maximum (interférences constructives).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------12. La capacité de stockage d’un disque optique est limitée par le phénomène de diffraction.
En effet, la diffraction du faisceau laser par le système de focalisation lui impose de converger
non pas en un point, mais sur une certaine surface (le spot). Ainsi, la taille des alvéoles, donc
l’information stockée sur le disque, est limitée car le principe de lecture contraint les alvéoles
d’avoir une taille proche de celle du spot.
Afin d’augmenter la capacité des disques, on cherche à limiter le phénomène de diffraction
pour réduire la taille du spot, et donc des alvéoles, en :
- utilisant un laser d’écriture de longueur d’onde plus petite (IR, rouge puis violet pour
les lasers des technologies CD, DVD puis Blu-ray) ;
- concevant un système de focalisation plus convergent.
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Exercices de méthode
13. Exercice résolu.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------14. 1. a. Le premier support depuis le domicile pour la téléphonie par Internet avec ADSL est
le câble téléphonique classique (documents 1 et 2).
b. Le transmission d’informations par ADSL n’affecte pas les communications classiques car
cette technologie utilise d’autres fréquences (plus grandes) que celles nécessaires au transport
de la voix par téléphonie classique (documents 1 et 3).
2. a. L’ADSL2+ autorise des débits plus importants car cette technologie utilise davantage de
fréquences différentes pour les signaux transmettant l’information (document 3).
b. Le domicile est en général éloigné du répartiteur le plus proche, donc la transmission sur le
câble du réseau de téléphonie classique est longue et ne permet pas d’obtenir des débits plus
importants que ceux utilisant la technologie ADSL (document 4).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------15. a. L’indication « 12 Mpixels » faire référence au nombre de pixels composant les
photographies enregistrées par l’appareil, comme le montre la dimension « 4000 × 3000 »
correspondant aux nombres de pixels en largeur et hauteur.
En codage RVB, un pixel est décrit par trois octets.
Ainsi, 12×106 × 3 = 3,6×107 octets codent une photographie.
Puisque 1 Mo = 1024 Ko = (1024)² octets, la conversion du nombre précédent donne :
3, 6 107
3,6×107 octets =
Mo = 34 Mo
2
1024 
b. La taille indiquée dans les propriétés du fichier image est bien plus petite puisqu’elle vaut
3,06 Mo. L’hypothèse selon laquelle les pixels de la photographie sont enregistrés par le code
RVB est donc fausse.
En effet, l’image numérique est enregistrée au format JPEG, dont le but est de fournir un
fichier compressé n’attribuant pas un code de trois octets à chaque pixel de l’image, sans que
la qualité d’une photographie habituelle ne soit beaucoup affectée.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------16. Exercice résolu.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------17. 1. a.
Atténuation
Rapport des
puissances
Part de la puissance Part de la puissance
transmise
dissipée
1,0 dB
1,3
79 %
21 %
2,0 dB
1,6
63 %
37 %
3,0 dB
2,0
50 %
50 %
10 dB
10
10 %
90 %
20 dB
100
1%
99 %
30 dB
1000
0,1 %
99,9 %
40 dB
10000
0,01 %
99,99 %
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b. Avantage : l’atténuation A en dB a des valeurs qui restent simples pour des situations où
l’affaiblissement est très différent.
Inconvénient : la donnée de l’atténuation A ne permet pas de connaître rapidement la fraction
de la puissance en sortie par rapport à la puissance du signal en entrée de ligne.
c. On a :
A = 
Pour un signal donné, le coefficient d’atténuation  étant une caractéristique de la ligne, il est
constant, donc l’atténuation d’un signal est proportionnelle à la longueur de la ligne.
2. a. La puissance est divisée par 3, donc :
e
 3 ; d’où A  10log
e
 10  log(3)  4,8 dB
s
s
b. L’atténuation de la transmission vaut :
A = 0,220 × 100 = 22,0 dB
Le rapport des puissances vaut donc :
e
 10 A/10  1022,0/10  158
s
La puissance est divisée par 158 en sortie de câble.
Les pertes correspondent à la part de puissance dissipée :
1
1 s  1
 0,994  99, 4 %
158
e
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------18. a. D’après les données, un caractère est codé par un octet. Le SMS comportant 35
caractères, il y a transmission de 35 octets.
Le débit binaire correspond au nombre de bit ou octets transmis en une seconde, donc le débit
de cette transmission est de :
35
= 28,5 octets−1
1, 23
b. D’après les données, le codage RVB est utilisé ici, donc trois octets sont nécessaires pour
représenter un pixel. L’image comportant 320 × 240 = 76 800 pixels est donc décrite par :
3 × 76 800 = 230 400 octets
Pour la valeur du débit estimée précédemment, la durée de la transmission vaut :
230400
= 8,08×103 s = 134 min = 2,25 h
28,5
Ce résultat n’est pas cohérent avec notre quotidien, puisque l’envoi d’une image classique,
comme ici, ne dure que quelques secondes. L’évaluation du débit de la transmission à la
question précédente est faussée par la durée d’initialisation plus grande que la durée de la
transmission des données. Il faudrait connaître précisément cette durée d’initialisation pour
établir une valeur significative du débit, qui serait bien plus importante que celle établie à la
réponse précédente.
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Exercices d’entraînement
19. D’après les caractéristiques du tableau, la technologie de communication en champ proche
a l’avantage, vis-à-vis du service de paiement sans contact :
- d’être de courte portée (quelques centimètres) afin que le paiement s’effectue de
manière volontaire par approche du téléphone mobile vers le lecteur et que la
transmission des données bancaires soit sécurisée (pas d’interception des données,
bien qu’elles soient transmises dans l’air en propagation libre) ;
- de nécessiter une durée courte (inférieure à 0,1 s) pour établir la connexion pour que
le paiement soit rapide.
Le débit de la communication, limité dans le cas de la communication en champ proche, n’est
pas restrictif pour un paiement car l’échange de données bancaires ne fait pas intervenir
beaucoup de données.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------20. a. C’est le débit binaire d’une transmission qui est indiqué sur le graphique.
b. La télévision par Internet, nécessitant un débit de plusieurs Mbits−1, n’était pas possible
en 1995.
c. ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) : ligne numérique asymétrique d'abonné.
FTTH (Fiber to the home) : fibre optique jusqu’au domicile.
Supports en abord de domicile :
- câble de cuivre du réseau téléphonique classique pour la technologie ADSL ;
- fibre optique pour la technologie FTTH.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------21. a. Par mesure sur les graphiques :
U
Ue = 4,0 V et Us = 2,0 V ; d’où e  2, 0
Us
donc le signal subit un affaiblissement en amplitude d’un facteur deux.
b. Si les puissances sont proportionnelles aux carrés des amplitudes, alors :
2
log
e
s
1
Or :   10 log
e
U 
U 
 log  e   2log  e 
 Us 
 Us 
;
s
U
1
donc :    20 log e .
Us
1
A.N. :    20log(2, 0)  0,38 dB  m1 .
16
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22. a. La fréquence d’échantillonnage doit être maximale pour que la numérisation soit la
plus fidèle possible.
b. La fréquence d’échantillonnage fe est maximale lorsque les N = 1 000 échantillons
possibles sont réalisés. Pour l’enregistrement de durée t, cela revient à ce que la durée
entre deux mesures soit :
t 0, 040

 4, 0 105 s
N 1000
Cette durée correspond à la période d’échantillonnage Te la plus courte possible, donc la
fréquence d’échantillonnage maximale vaut :
1
1
fe  
 2,5 104 Hz
5
Te 4, 0 10
c. Ici fe > 20f, donc l’échantillonnage est satisfaisant.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------23. a. Chaque chromophore possède une intensité lumineuse liée au nombre compris entre 0
et 255 (valeur de l’octet) qui lui correspond. Le nouveau code du pixel montre que les
intensités lumineuses des chromophores sont plus petites, donc l’image a été assombrie.
b. Après sélection d’une zone restreinte autour de chaque œil, le logiciel convertit, dans le
fichier image, les pixels correspondant rouges, de codes proches de « 255 ; 0 ; 0 », en pixels
noirs, de codes proches de « 0 ; 0 ; 0 ».
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------24. a. Cette image comporte 3 × 100 × 200 = 60 000 pixels.
b. En codage RVB, un pixel est défini par trois octets.
La taille de l’image est donc : 3 × 60 000 = 180 000 octets.
Puisque 1 Ko = 1024 octets, la taille du fichier vaut aussi :
180000
= 175,781 Ko
1024
c. Capacité du disque en Ko :
4,0 Go = 4,0 × 1024 Mo = 4,0 × (1024)2 Ko = 4,2×106 Ko
On peut donc enregistrer :
4, 2 106
= 2,4×104 images de ce type
175, 781
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------25. a. La voix est un signal analogique car elle transmet des informations sous la forme de
variations continues de l’intensité sonore (l’information qu’elle contient est associée à une
infinité de valeurs).
Elle est convertie en signal numérique au cours d’une communication VoIP, car l’information
est alors représentée par un nombre limité de valeurs définies de la tension à transmettre.
b. Les deux paramètres essentiels de la modulation d’impulsion codée sont la fréquence
d’échantillonnage et la résolution (nombre de bits) du convertisseur.
Pour l’exemple illustré :
1
1
- la fréquence d’échantillonnage vaut f e  
 4,3 104 Hz ;
Te 23 106
- il y 16 = 24 valeurs différentes possibles pour l’amplitude, donc le convertisseur a
une résolution de 4 bits.
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26. a. Une démarche possible :
- On identifie, grâce à la première photographie, les principales raies d’émission du mercure.
- On utilise les positions x (en pixels, à partir de la limite gauche de la photographie) de ces
raies sur la deuxième photographie, ainsi que les longueurs d’onde  correspondantes
indiquées dans les données de l’exercice, pour réaliser une courbe d’étalonnage x = f() (ou
pour attribuer une échelle au document, c’est-à-dire une correspondance position (en
pixels) ↔ longueur d’onde (en nm), si la dispersion varie linéairement avec la longueur
d’onde).
- On détermine les longueurs d’onde des raies principales du cadmium en exploitant la
courbe d’étalonnage (ou en utilisant l’échelle de la photographie).
b. Détermination des longueurs d’onde des raies principales du cadmium :
- En utilisant SalsaJ (sélection rectangulaire de la plupart de la photo du deuxième
spectre), on obtient le profil en intensité de la photographie. On utilise l’option
"liste", puis on sélectionne toutes les coordonnées (CTRL + A), données qui sont
copiées dans un tableur-grapheur (par exemple dans Regressi, faire : « Fichier » /
« Nouveau » / « Presse-papiers »), permettant un pointage précis des positions x (en
pixels) des raies.
- On réalise le pointage des positions x des 5 raies du mercure identifiées d’après le
premier spectre. Les valeurs obtenues, attribuées aux longueurs d’onde données dans
l’énoncé, sont les suivantes :
Position de la raie sur la
photographie (en pixels)
Longueur d’onde du
rayonnement (en nm)
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380
548
676
1147
1284
365
405
436
546
578
31 / 37
- Dans le tableur, on réalise un nouveau fichier (sous Regressi : « Fichier » /
« Nouveau » / « Clavier ») pour rentrer manuellement ces mesures. On trace la
courbe d’étalonnage x = f() : les points sont alignés (écart relatif du modèle affine de
0,22 %), donc la dispersion est une fonction affine de la longueur d’onde (la
dispersion varie linéairement en fonction de la longueur d’onde dans le cas d’un
réseau).
- Le pointage ou le calcul à partir du modèle donne alors les valeurs de longueurs
d’onde suivantes pour les raies du cadmium :
Position de la raie sur la
photographie (en pixels)
Longueur d’onde du
rayonnement (en nm)
809
858
984
1580
466
480
508
648
Remarque : une des raies (celle à 481 nm) est en fait due à la présence de zinc dans les
vapeurs de la deuxième source, qu’il a été choisi de passer sous silence pour ne pas
compliquer cet exercice.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------27. Éléments de réponse
a. Introduction possible
Le Wi-Fi et le Li-Fi sont des technologies de transmission libre (sans fil). Le Wi-Fi utilise des
ondes hertziennes, et le Li-Fi des ondes lumineuses.
Le Wi-Fi est une technologie de réseau informatique sans fil à haut débit, qui est devenue un
moyen d'accès à Internet populaire, avec beaucoup d’avantages mais aussi des inconvénients.
b. Avantages du Wi-Fi (d’après le document 1)
- propagation libre donc utilisation nomade ;
- haut débit d’information ;
- débits symétriques ;
- installation simple (pas de câble) ;
- coûts réduits ;
- bande de fréquence d'utilisation libre ;
- de nombreux équipements disposent de cette technologie ;
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- le Wi-Fi peut apporter une solution d'accès alternative dans les zones blanches de
l'ADSL ;
- l'avènement de nouveaux objets communicants et leurs usages promet encore un bel
avenir au Wi-Fi ;
- des protocoles de sécurité existent pour cette transmission libre donc forcément
disposée au piratage.
c. Problèmes liés au Wi-Fi (d’après les documents 1, 2 et 3)
Pour le Wi-Fi à domicile :
- portée limitée (cela peut-être un avantage pour la sécurité) et sensibilité aux
obstacles ;
- cohabitation des fréquences, problèmes d’interférences et de brouillage ;
- manque de sécurité parfois.
Pour Wi-Fi en point d’accès au réseau Internet :
- portée limitée (cela peut-être un avantage pour la sécurité) et sensibilité aux
obstacles ;
- cohabitation des fréquences, problèmes d’interférences et de brouillage, donc
limitation de la capacité de transfert de données sur les fréquences hertziennes déjà
saturées (problème de "capacité") ;
- problèmes énergétiques et économiques ("efficacité") ;
- accès pas possible partout ("disponibilité") ;
- problème de piratage ("sécurité").
d. Solutions qu’apporterait le Li-Fi (d’après les documents 2 et 3)
- il réduirait le problème de capacité de transmission de données car les fréquences
utilisables sont davantage disponibles dans le domaine visible (et pas d’interférences si
transmission en ligne droite) ;
- il serait plus efficace car utiliserait des dispositifs d’éclairage utiles par ailleurs ;
- il serait disponible dans certains cas où le Wi-Fi ne l’est pas (hôpitaux, avions, …) ;
- il serait plus sécurisé car la transmission serait limitée à la zone d’éclairage.
e. Conclusion possible
Le Wi-Fi ne pourra sans doute être remplacé par le Li-Fi que pour des usages très particuliers.
Mais le Li-Fi peut être un autre moyen de transmission pour éviter le problème de capacité
des transferts de données, lié à la limitation du spectre encore disponible.
La sécurité n’est pas véritablement un problème du Wi-Fi, des solutions existent, qu’il faudra
perfectionner.
Le problème énergétique n’est pas un problème pour le Wi-Fi à domicile, le Li-Fi peut être
une solution parmi d’autres pour réduire la consommation énergétique des
télécommunications.
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Exercices de synthèse
28. a. Le signal transmis par la tête de la parabole est numérique car l’information qu’il
transmet est associé à deux valeurs de la phase (valeur positive ou négative) auxquelles
correspondent deux valeurs binaires représentant l’information.


1
b.   10log E ; donc : E  10 10 ; d’où : S  E 10 10 .
S
S
Ici, le signal possède une fréquence de 2 400 MHz, donc l’atténuation de la transmission vaut
38,8 dB pour une longueur de câble de 100 m, d’après les indications du fabricant.
Dans ces conditions, le coefficient d’atténuation du câble vaut :
38,8

 0,388 dB  m1
100
Or, la longueur du câble vaut = 25 m d’après les indications du fabricant.
Ainsi :
0,38825
10
 0, 21 mW
S  2, 0 10
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------29. a. La technologie Blu-ray utilise un laser de lecture de petite longueur d’onde par rapport
aux technologies CD et DVD, afin de réduire l’effet de la diffraction sur la taille du spot laser.
Ce dernier n’est pas aussi étalé et permet la lecture de données enregistrées par des alvéoles
plus petites : ceci augmente la capacité de stockage du disque.
b. Émetteur : lecteur Blu-ray ; récepteur : télévision ; support de propagation : câble HDMI.
c. La résolution est de 16 bits sur deux voies, donc il y a 2 × 16 = 32 bits de données pour
chaque échantillon enregistré. D’après la fréquence d’échantillonnage utilisé pour
l’enregistrement, il y a, en une seconde, 44,1 × 103 échantillons qui sont transférés, donc le
débit de la transmission audio est de :
32 × 44,1×103 = 1,41×106 bits−1 = 1,41 Mbits−1
d. Dans l’hypothèse du codage RVB, trois octets sont nécessaires à la détermination d’un
pixel, donc une image est décrite par :
3 × 1 920 × 1 080 = 6 220 800 octets
e. D’après la fréquence d’affichage du téléviseur, 60 images sont traitées en une seconde,
donc le débit de la transmission vidéo est de :
60 × 6 220 800 = 3,7×108 octets−1
Un octet correspondant à 8 bits, le débit se ramène à :
8 × 3,7×108 = 3,0×109 bits−1 = 3,0 Gbits−1
Ce débit est plus de mille fois supérieur à celui lié à la transmission du signal audio.
f. Si on ne considère que le signal vidéo, la capacité totale du disque permet une durée
d’enregistrement de :
50  (1024)3
 1,5 102 s , soit à peine plus de deux minutes
8
3, 7 10
Ce résultat n’est pas satisfaisant car on n’a pas pris en compte la compression des données
vidéo alors décrites par un nombre plus faible d’octets sans modifier sensiblement la qualité
de la vidéo. La durée totale d’enregistrement est ainsi bien plus grande en pratique.
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30. a. Contrairement à l’œil, l’appareil photographique est sensible à une partie du domaine
du rayonnement infrarouge.
b. Par mesure graphique, on détermine la période du signal : 5T = 550 ms, donc T = 110 ms.
1
1
Ainsi : f  
 9, 09 Hz .
T 110 103
c. Il s’agit d’un signal numérique car l’information qu’il transporte est binaire. Un 1 est codé
par une transition haute et un 0 par une transition basse de la tension toutes les 1 800 s.
d. Les enregistrements ont des fréquences d’échantillonnages bien trop petites pour pouvoir
apprécier cette fréquence.
Pour avoir accès à cette fréquence, l’enregistrement aurait dû utiliser une fréquence
d’échantillonnage fe au moins du même ordre que fIR.
Or, pour fe = fIR ≈ 1014 Hz, il s’écoule une durée entre deux mesures de valeur :
1
1
Te  
 1014 s
f e f IR
Le temps de réponse du montage captant le signal étant de 10 s = 1,0×10−5 s, il ne peut pas
faire apparaître des variations rapides comme celles qui seraient nécessaires pour déterminer
sur l’enregistrement la fréquence du signal infrarouge.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------31. a. Signal 1 : deux niveaux ; signal 2 : six niveaux.
b. Signal 1 : 1 bit est transmis toutes les 10 s, donc le débit binaire est de :
1
 1, 0 105 bit  s1  1, 0 102 kbit  s 1
6
10 10
Signal 2 : 3 bits sont transmis toutes les 20 s, donc le débit binaire est de :
3
 1,5 105 bit  s1  1,5 102 kbit  s 1
20 106
Le signal 2 permet un débit de transmission plus grand.
c. Les valeurs plus petites du signal s’expliquent par le phénomène d’affaiblissement
(dissipation d’énergie vers le milieu extérieur).
d. Si les puissances sont proportionnelles aux carrés des tensions, alors :
2
log
e
s
Or :
u 
u 
 log  e   2log  e 
 us 
 us 
1
  10log
e
s
avec
la longueur du parcours considéré dans le câble.
u
1
Donc :
   20log e
us
D’autre part, par comparaison avant et après transmission, on peut considérer que le rapport
des tensions vaut deux environ pour chacun des signaux.
1

 20log(2)  0, 06 dB  m1
Ainsi :
100
e. C’est dans le cas (d) que des erreurs de transmission risquent d’être nombreuses, car des
niveaux de tension se chevauchent à cause du bruit.
Dans le cas (c), on peut facilement repérer les niveaux haut et bas, par exemple en fixant le
critère suivant :
- pour une tension supérieure à 1 V, le niveau est haut ;
- pour une tension inférieure à 1 V, le niveau est bas.
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f. Pour avoir une transmission de haut débit, il faut que le signal porteur de l’information varie
rapidement. Or, pour des fréquences grandes, l’atténuation devient importante et risque de
faire superposer les niveaux de tensions (comme c’était le cas pour le signal (b) étudié
précédemment) pour des transmissions à grande distance, rendant le signal reçu inexploitable.
g. Les répéteurs ont pour rôle de régénérer le signal numérique à l’identique de ce qu’il était à
l’émission, de manière à s’affranchir de l’atténuation lors de la propagation du signal.
Il est probable que le traitement du signal par les répéteurs nécessite une certaine durée qui
affecte le débit de la transmission.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------32. Exemples d’éléments que l’on peut retrouver dans la synthèse
a. Introduction possible
Les offres des fournisseurs d’accès à Internet répondent à des situations variées qui doivent
prendre en compte les multiples besoins de la population et les différentes configurations des
territoires.
b. Différents besoins des usagers
Les besoins diffèrent d’un usager à l’autre et selon la situation dans laquelle il se trouve.
Certains usagers ont besoin :
- d’un débit très élevé (en particulier pour les usages multimédia) ;
- de temps de réponse courts (applications interactives comme les jeux vidéo en
ligne) ;
- d’une connexion permanente (mobilité de la téléphonie mobile par exemple) ;
- de débits symétriques (pour le télétravail par exemple).
D’autres privilégient le coût de l’abonnement.
c. Distinction entre les niveaux de transport, collecte et desserte
Le réseau Internet est structuré en trois niveaux aux besoins différents :
- le réseau de transport (au niveau international et national) doit supporter des débits
énormes et utilise uniquement la fibre optique comme milieu de propagation des
signaux, car celle-ci permet les meilleurs débits et des atténuations des signaux
acceptables sur de longues distances ;
- le réseau de collecte (au niveau de la région et du département) utilise de la même
manière la fibre optique, parfois le réseau téléphonique avec les technologies DSL
moins performantes (débits moyens et portée limitée à cause d’une atténuation bien
plus importante) mais nécessitant moins d’investissement, et les technologies sans fil
(faisceaux hertziens, liaison satellite, …) permettent un accès géographiquement plus
large sans nécessité de réaliser beaucoup d’infrastructures ;
- le réseau de desserte (au niveau des villes et des quartiers) nécessite des débits plus
limités, mais il doit atteindre un maximum d’abonnés et utilise ainsi divers supports et
technologies de transmission selon la configuration des territoires.
d. Configuration du territoire et desserte des communications
Les technologies utilisées en desserte sont en grande partie déterminées par la configuration
du territoire :
- les secteurs urbains et denses permettent l’emploi de technologies performantes mais
souvent à fort investissement (fibres optiques jusqu’au domicile, ADSL2+, 3G,
WiMAX, …) ;
- les secteurs isolés et peu denses imposent d’autres technologies moins performantes
du fait de l’atténuation importante pour les grandes distances de transmission (ADSL
au lieu de ADSL2+, ReADSL, …) mais nécessitant des investissements moins
conséquents (ADSL ou ReADSL en propagation guidée, WiMAX ou Wi-Fi en
propagation libre, …) ;
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- les secteurs avec peu d’obstacles et des points hauts se prêtent bien aux réseaux
hertziens (WiMAX, Wi-Fi, …) ;
- les infrastructures présentes (réseau téléphonique, réseau optique déjà présent, …)
permettent de réduire les coûts de mise en œuvre de certaines technologies en évitant
des travaux lourds.
e. Complémentarité des technologies de desserte
Les technologies au niveau de la desserte peuvent se compléter :
- dans les zones peu denses, la desserte haut débit par les réseaux filaires n'est pas
toujours assurée, on parle de « zones blanches ADSL », car la zone de desserte de
l’ADSL est limitée à quelques kilomètres autour du répartiteur téléphonique et que le
niveau de service est conditionné par la distance entre l'abonné et le répartiteur, à
cause du phénomène d’affaiblissement : dans ce cas, le Wi-Fi ou le WiMAX par
exemple sont des solutions possibles, car bien adaptées à la couverture rapide de
zones où la clientèle est dispersée ; la desserte par satellite est également possible car
elle couvre de très grandes étendues, mais offre des performances plus limitées ;
- contrairement à l’ADSL, l’offre SDSL autorise les débits symétriques généralement
utiles aux entreprises mais pas aux particuliers.
Les technologies de desserte peuvent aussi se concurrencer selon les usages possibles, les
performances et les coûts :
- dans une zone urbaine, un opérateur peut proposer de l'ADSL (peu coûteux, débit
moyen) tandis qu'un autre offre du FttH (plus coûteux, débit élevé) ; chaque abonné
choisit la technologie qui répond le mieux à ses besoins ;
- sur un même territoire, une technologie sans fil (WiMAX, WiFi, …) permet aux
usagers de se connecter en déplacement mais aussi à leur domicile, tandis qu'une
technologie filaire (DSL, fibre au domicile) offre des accès uniquement résidentiels
mais généralement plus performants ;
- dans les zones peu denses, la desserte haut débit par les réseaux filaires n'est pas
toujours assurée (zones blanches ADSL), dans ce cas, le Wi-Fi ou le WiMAX par
exemple sont des solutions possibles, car bien adaptées à la couverture rapide de zones
où la clientèle est dispersée ; la desserte par satellite est également possible car elle
couvre de très grandes étendues, mais offre des performances limitées.
f. Conclusion possible
Du fait des situations variées selon les besoins et les contextes géographiques, aucune
technologie n’offre de solution universelle à la desserte des communications Internet. Les
fournisseurs d’accès à Internet font appel à une association de technologies complémentaires,
chacune avec ses avantages et ses inconvénients, en termes de performances (débit, temps de
réponse), de portée (liée à l’atténuation des signaux transmis et fonction des débits désirés),
de coûts, de caractéristiques techniques (propagation libre ou guidée, mobilité, symétrie,
facilité de mise en œuvre, …).
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Chapitre 26 Transmettre et stocker de l`information

Transcription

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