DEUST AMILOR Les Rseaux Informatiques La couche physique

DEUST AMILOR Les Réseaux Informatiques La couche physique Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003

La couche physique du modèle § Rôle (rappel) § Communication entre deux machine § Envoi de données sur un canal § Réception des données circulant sur le canal § 1 Donnée 1 Bit § Problèmes à résoudre § § § Comment envoyer physiquement des données ? Comment réduire les parasites ? Comment utiliser le canal au mieux ?

Communication : cadre général Perturbations Canal de Transmission DTE 1 DCE 1 DTE = Data Terminal Equipment DCE = Data Communication Equipment DCE 2 DTE 2

Nature des Informations pendant la communication Canal de Transmission DTE 1 0 1 1 DCE 1 0 Numérique DCE 2 0 1 1 0 Analogique DTE 2 0 1 1 0 Numérique

Notion de bande passante § Valeur caractéristique de tout canal de communication § Dépend de la réponse fréquentielle Atténuation Bande Passante Fmin Fmax Fréquence

Exemples de bande passante Médium Bande Passante Téléphone 3 KHz Paires Torsadées 100 KHz Câble coaxial (télévision) 100 MHz Fibre Optique 1 GHz

Caractéristiques Fréquentielles § Un signal binaire a de très mauvaises caractéristiques : § Nombreuses composantes fréquentielles § Composante continue non nulle

Détérioration du signal par le canal § Fmin = 40 Hz § Les signaux lents sont supprimés

Détérioration du signal par le canal § Fmax = 3000 Hz § Les signaux rapides sont supprimés

Détérioration du signal par le canal § Bande Passante globale : 40 Hz – 3000 Hz

Elimination des basses fréquences § Utiliser un signal de moyenne nulle § Pas de composante continue

Problème : les hautes fréquences § Signal carré § Signal « pur » , facile à décoder § Nombreuses composantes § Hautes et Basses fréquences § Sinusoïde § Une seule composante § Fréquence connue à l’avance § Comment représenter le signal ?

Une solution : La modulation § Utilisation d’une onde porteuse § S ( t ) = A. sin( 2 p. f. t + f ) § Caractéristiques compatibles avec le médium § Modulation de la porteuse Signal § Plusieurs possibilités § Modulation d’amplitude § Modulation de fréquence § Modulation de phase

Modulation d’amplitude § Variation de la « force » de la porteuse § Très simple à mettre en œuvre 0 0 1 1 0 § Problème de l’atténuation 0

Modulation de fréquence § Variation de la « vitesse » de la porteuse 0 0 1 § Très robuste au bruit 1 0 0

Modulation de phase § Variation du décalage de la porteuse 0 0 1 1 0 1 § Relativement robuste au bruit 0 0

Débit d’un canal § 1 baud = 1 modulation / seconde § 1 modulation = q bits Bits Amplitude Phase § Exemple : 4 phases 2 amplitudes 000 § Modem 9600 bauds § 2 Amplitudes § 12 Phases § Protocole 16 QAM § 4 Amplitudes § 8 Phases 001 010 011 100 101 110 111 10 V 20 V 0 p/2 p -p

Notion de Multiplexage § Multiplexage = Transmission simultanée de plusieurs signaux § Optimise l’utilisation de Bande Passante § Ex : Fibre Optique : W ≥ 1 GHz § Communication téléphonique ~ 30 Kb/s § 999970 Kb/s perdus ! § Plusieurs Variantes : § Multiplexage temporel § Multiplexage fréquentiel

Multiplexage Temporel § On alterne les signaux sur le canal AAAAAA BBBB AA BB CC; AA. . CC CCCCCC Un canal inutilisé consomme de la BP.

Multiplexage Temporel Statistique § Alternance des signaux sur le canal, allocation selon les besoins ! aaaaaa bbbb A : aa, B : bb, C : cc, A : aa, C : cc cccccc § Créneaux inoccupés Récupérés § Transmission du numéro de canal avec chaque donnée

Multiplexage Fréquentiel § 1 canal physique n bandes distinctes § Ex : Télévision Plusieurs Chaînes AAAAAA BBBB CCCCCC A, A, A, A B, B, B, B C, C, C, C

Numérisation du signal Echantillonage Signal Analogique 3 3 3 2 2 0 0 1 11 10 10 00 00 01 Signal Numérique Quantification