Télécommunications. Plan

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1 Télécommunications A.Maizate - EHTP 2010/2011 Plan Concepts généraux: Téléinformatique Liaison de Téléinformatique Sens de transmission Types de transmission Parallèle Série Techniques de Transmission & Codage : Transmission en bande de base Codage Transmission en large bande Modulation EHTP/ A. Maizate 2

2 Plan Multiplexage : temporel Temporel statistique Fréquentiel Codes détecteurs : Parité simple Parité Double Polynôme générateur EHTP/ A. Maizate 3 Plan Supports de transmission: Câble coaxial Paire torsadée Fibre optique Transmission par satellite Transmission par faisceaux hertziens Normalisation : UIT ISO IETF V24 EHTP/ A. Maizate 4

3 Chapitre I: Concepts généraux EHTP/ A. Maizate 5 Téléinformatique Téléinformatique : association entre le traitement de l'information (informatique) et le transport de l'information(télécommunications). Système téléinformatique : des équipements informatiques reliés entre eux par des voies de communication. Réseaux : Organisation des connexions (voies de communications) entre les différents noeuds (composants) d'un système téléinformatique. EHTP/ A. Maizate 6

4 Transmission de données Transmission de données: déplacement d'un message (ensemble de signes) entre deux points caractéristiques de l'espace. Communication Elle comprend trois moments spécifiques : l'émission, la transmission, la réception. Les informations à échanger entre les entités communicantes: C est un ensemble de signes de symboles qui peuvent être de natures très variées. Ex. données numériques, voix, images, vidéo etc. EHTP/ A. Maizate 7 Transmission de données Pour faire une communication, il faut avoir un moyen pour transmettre les données (Téléphonie, Radio, Télévision ) Problèmes majeurs Codage de l information Numériser l information Adapter les signaux aux supports physiques de transmission EHTP/ A. Maizate 8

5 Canal Si le média a une réalité bien physique, le canal est un concept logique, il représente le lien établi entre émetteur et récepteur. Un canal est généralement composé de plusieurs médias successifs. Une communication téléphonique par Internet entre la Belgique et les USA va utiliser un grand nombre de circuits et de techniques différentes depuis le micro de l émetteur jusqu aux haut-parleur du récepteur: USB RESEAU LOCAL MODEM ADSL ATM SATELLITE ATM - CABLE NETWORK USB - CARTE SON Inversement, un seul média peut supporter plusieurs canaux, c est le multiplexage. Un seul câble de télédistribution propose plus de 30 canaux TV. EHTP/ A. Maizate 9 Protocoles Le protocole est l ensemble des messages et des règles qui sont nécessaires à l établissement, au maintient et à la terminaison d une communication. Il s agit de messages qui ne font pas partie du message principal à transmettre mais sont indispensables au fonctionnement du canal. Internet a connu un succès rapide et international car il est basé sur un ensemble de protocoles, relativement simples, publics et très bien documentés. Il s agit du «TCP/IP». EHTP/ A. Maizate 10

6 Liaison de Téléinformatique E.T.T.D = Équipement Terminal de Traitement de Données ===> D.T.E = Data Terminal Equipment E.T.C.D = Équipement Terminal de Circuit de Données ===> D.C.E = Data Communication Equipment EHTP/ A. Maizate 11 ETTD ETTD: Équipement Terminal de Traitement de Données. C est l ensemble des appareils qui permettent la communication entre les processus de traitement, les systèmes de stockage, et un équipement terminal de circuits de données. En Général, c est un ordinateur, un automate c est programmable, une station de travail On appelle en général ETTD : Station, Site, Machine, Hôte, Nœud EHTP/ A. Maizate 12

7 ETCD ETCD : Équipement Terminal de Circuits de Données C est l ensemble des appareils d une station situé entre la ligne et l équipement terminal de traitement de données. On appelle en général un ETCD : modem (modulateurdémodulateur), transceiver (Transmitter- Receiver) EHTP/ A. Maizate 13 Jonction C est l interface entre un ETTD et ETCD Spécification des signaux nécessaires aux échanges et à la synchronisation entre deux appareils Une spécification de connecteur (Norme RS232 par exemple). EHTP/ A. Maizate 14

8 Sens de transmission Sur une ligne de transmission le transfert des données peut se faire: soit dans un seul sens, soit dans les deux sens. EHTP/ A. Maizate 15 Sens de transmission: Simplex Simplex: Dans ce mode de transmission les données ne circulent que dans un seul sens sur la ligne de transmission. Exemple : radio / télévision/souris vers PC EHTP/ A. Maizate 16

9 Sens de transmission: Half Duplex Half Duplex (H.D) ou Bidirectionnel à l alternat ou Bilatéral à l alternat: Ce mode de transmission n est plus guère utilisé. Il consiste à utiliser la ligne de transmission pour transmettre des données alternativement dans un sens, puis dans l autre. Exemple : voie ferrée, Talky-Walky. EHTP/ A. Maizate 17 Sens de transmission: Full- Duplex Full-Duplex(F-D) ou Bidirectionnel ou bilatéral simultané: Dans ce mode la transmission des données peut se faire dans les deux sens à la même vitesse, la bande passante divisée par deux ou doublement du support. Ce mode est actuellement le plus utilisé au niveau des transmissions utilisant de lignes téléphoniques et des modems. Exemple : téléphone EHTP/ A. Maizate 18

10 Sens de transmission: Voie de Retour Voie de Retour ou Voie secondaire ou Voie de supervision: Dans ce mode la transmission des données peut se faire dans les deux sens mais à des vitesses différentes. Le sens utilisant la vitesse de transmission la plus élevée est appelée Voie principale. Le sens utilisant la vitesse la plus faible est appelée Voie de retour. EHTP/ A. Maizate 19 Types de liaison: point à point Liaison point à point. Les réseaux point a point sont caractérises par un canal de communication ne reliant que deux machines (station ou nœud). Pour arriver a sa destination, l information doit transiter par plusieurs systèmes interm édiaires (nœuds de transfert). On parle de réseaux mailles. EHTP/ A. Maizate 20

11 Types de liaison: multipoints Liaison multipoints Un canal est dit multipoint lorsque toutes les machines (au moins 3) sont interconnectées directement via un même et unique support de transmission. Ce type de canal implique la mise en œuvre de deux mécanismes : l identification du destinataire, on parle d adressage physique ; une m éthode d accès au support. EHTP/ A. Maizate 21 Types de transmission : Il y a deux moyens de transmettre un mot de n bits : Série Succession de bits de chaque caractères Nécessite un seul support; Problème de temps Parallèle Le code du caractère est envoyé en une seule fois; Nécessite autant de supports que de moments : bus ou une division de la bande passante; Problème de synchronisation (impose des distances courtes). EHTP/ A. Maizate 22

12 Types de transmission : Parallèle On désigne par liaison parallèle la transmission simultanée de N bits. Ces bits sont envoyés simultanément sur N voies différentes (une voie étant par exemple un fil, un câble ou tout autre support physique). Utilisable sur de courtes distances Problèmes de synchronisation EHTP/ A. Maizate 23 Types de transmission : Série Dans une liaison en série, les données sont envoyées bit par bit sur la voie de transmission. Ex : code ASCII (7 bits) Le mot à transmettre est , les bits transmis sont 1, 1, 1, 1, 0, 0,1. Pour transmettre en série des informations, il y a deux modes : synchrone et asynchrone. EHTP/ A. Maizate 24

13 Transmission série synchrone On transmet, en plus de l information, une ligne spéciale appelée horloge, qui synchronise la transmission. A l émission les bits sont transmis sur le front descendant de l horloge. Aucun bit de contrôle n est rajouté à l information. La synchronisation se passe au niveau du bit. EHTP/ A. Maizate 25 Transmission série synchrone Séquence de Bits (caractères) Données EMETTEUR RECEPTEUR Horloge L'émetteur transmet La séquence de bits (caractères) L'horloge EHTP/ A. Maizate 26

14 Transmission série synchrone Avantages : La longueur des trames n'est plus limitée à un caractère. sans trop de risque de pertes transmettre des informations rapides Inconvénients : on doit transmettre deux lignes : l information et l horloge EHTP/ A. Maizate 27 Transmission série asynchrone caractère par caractère La synchronisation s effectue à chaque émission de caractère Structure de la transmission asynchrone 1 bit start (toujours à 0) ) 7 ou 8 bits de données (en général) 1 bit de parité 1 bit stop(toujours à 1). EHTP/ A. Maizate 28

15 Transmission série asynchrone Pas de relation préétablie entre l émetteur et le récepteur; Nécessité de reconnaître le début et la fin des caractères; Start bit et stop bit; Permet de reconnaître un caractère en tout temps. EHTP/ A. Maizate 29 Transmission série asynchrone Repos Bit de Start Bits de Données Trame n Bit de parité Bit de Stop Caractère n+1 Trame n+1 Etat Repos : Niveau Logique haut sur la ligne Bit de Start : Niveau logique bas, indique qu'un caractère est émis. Bit de Stop : Niveau logique haut, indique la fin du caractère. Bit de parité : Détection d'erreurs. Longueur d'un caractère : 7 ou 8 bits, suivant le codage. EHTP/ A. Maizate 30

16 Caractéristiques d'une voie de transmission Débit binaire: La quantité d informations transportées en nombre de bits par unité de temps, exprimée en (bits/s). D= 1/T bit ; T: temps pris pour transmettre un élément binaire. 1 Octet= 8 bits 1 Ko = 1024 octets 1 Mo = 1024 Ko 1 Go = 1024 Mo 1 TO=1024 Go EHTP/ A. Maizate 31 Caractéristiques d'une voie de transmission Exemple: On possède un fichier de 5 go. Combien y a-t-il de Mo? Combien y a-t-il de Ko? Combien y a-t-il de Kb? EHTP/ A. Maizate 32

17 Caractéristiques d'une voie de transmission Temps de propagation Tp Temps nécessaire pour que le signal parcoure le support d un point à un autre de la liaison. Il dépend de plusieurs paramètres : -nature du support -la distance -la fréquence du signal câble paire torsadée (réseau téléphonique) T p» 4m s / km câble coaxial (réseau local) 10m s T p 40m s / km satellite T p» 270 ms EHTP/ A. Maizate 33 Caractéristiques d'une voie de transmission Temps de transmission Tt Temps nécessaire pour que le message soit envoyé (totalement) sur la ligne. Il dépend du débit du canal. T t = Nombre de bits du message Capacité du canal Exemple : Soit un message de bits sur un réseau Ethernet à 10 Mbit/s Tt= 10000/10.10p6=1 ms EHTP/ A. Maizate 34

18 Caractéristiques d'une voie de transmission Temps de transfert Tr Temps nécessaire pour que le message émis à travers le réseau soit reçu complètement par l équipement terminal récepteur. T r = T p + T t EHTP/ A. Maizate 35 Caractéristiques d'une voie de transmission Exemple : Calculons le temps de transfert d un fichier de 20 koctets sur un réseau Ethernet (10 Mbit/s) avec une topologie bus et un support de transmission de type coaxial de longueur 100 m. T p 4µs / km T p 4/10 µs = 0.4 µs (pour 100 m) T t = (20x1024x8)/( ) = 16.4 ms donc le temps de transfert est T r = 16.4 ms EHTP/ A. Maizate 36

19 Caractéristiques d'une voie de transmission BANDE PASSANTE(B) Caractérise tout support de transmission, c est la bande de fréquences dans laquelle les signaux sont correctement reçus(les meilleurs caractéristiques de transmission). W = Fmax - Fmin Unité : Hertz (Hz) Exemple : ligne téléphonique F min = 300 Hz F max = 3400 Hz Bande Passante B = 3100 Hz EHTP/ A. Maizate 37 Caractéristiques d'une voie de transmission BANDE PASSANTE(B) La bande passante à n décibels (db) est la plage de fréquences dans laquelle le rapport S/B (appelé le rapport signal sur bruit) vérifie : - S/B = 10 log10(ps/pb), où Ps est la puissance du signal et Pb est la puissance du bruit. EHTP/ A. Maizate 38

20 Caractéristiques d'une voie de transmission Affaiblissement Réduction de l'amplitude du signal Fonction de la fréquence du signal transmis et de la distance S'exprime en décibel (db) Affaiblissement EHTP/ A. Maizate 39 Caractéristiques d'une voie de transmission Affaiblissement Il s'exprime par le rapport des puissances entrée/sortie de la ligne de transmission : A (db) = 10 log Pe : puissance du signal émis Ps : puissance du signal reçu f 10 Ps P e EHTP/ A. Maizate 40

21 Caractéristiques d'une voie de transmission Bruit Tout signal non désiré (processus aléatoire) qui s'introduit sur le canal de transmission. Le bruit est le signal observé lorsque aucune donnée n est transmise; L'importance de ces signaux parasites se mesure par rapport au signal (S/N). 1 Bruit EHTP/ A. Maizate 41 Caractéristiques d'une voie de transmission Théorème de Shannon: donne le débit théorique maximum d un support soumis à du bruit : D max = Blog 2 ( 1+ S N ) C capacité (en bps ) B la largeur de bande (en Hz) S/N représente le rapport signal sur bruit de la voie. EHTP/ A. Maizate 42

22 Caractéristiques d'une voie de transmission Exemple1 : RTC avec S/N = 100 et une vitesse de modulation de bit/s. Calculer le débit théorique maximum? D = 3100*log2(1+100) bit/s. Exemple 2 : Une ligne téléphonique [300 à 3400 Hz] admettant un rapport signal sur bruit de 30 db. Calculer le débit théorique maximum? ( ).log2(1+10p(30/10)) =+/- 30 Kbit/s RdB=10log10(S/B) EHTP/ A. Maizate 43 Caractéristiques d'une voie de transmission Exercice : Calculez le débit maximal théorique d'une transmission sur une paire torsadée catégorie 5 (bande passante de 100 MHz) : lorsque la puissance du signal émis est de l'ordre de 100 fois la puissance du bruit émis, lorsque la puissance du signal émis est de l'ordre de 10 fois la puissance du bruit émis, lorsque le rapport signal sur bruit est de 6dB. Théorème de Shannon : C = Hlog2(1+S/N), S/N (db) = 10log10(S/N). On trouve alors respectivement 6.66 Mbit/s, 3.46 Mbit/s et 2.32 Mbit/s (6dB équivant à un rapport S/N de 4) EHTP/ A. Maizate 44

23 Déphasage déphasage : Le déphasage, encore appelé distorsion de phase, implique un retard du signal reçu par rapport au signal émis dû au temps de propagation de ce signal de l émetteur vers le récepteur. EHTP/ A. Maizate 45 Chapitre II: Techniques de Transmission & Codage EHTP/ A. Maizate 46

24 Techniques de transmission Les supports de communication ne sont pas parfaits. - les principaux phénomènes : affaiblissement, déphasage, bruits. Les défauts du support limitent la transmission (débit et étendue) ==> Adapter les techniques de transmission aux caractéristiques du support! Deux grandes techniques de transmission : - transposition en fréquence (modulation en fréquence, amplitude ou phase) - en bande de base : codes de transmission de données EHTP/ A. Maizate 47 Techniques de transmission ETTD ETCD Transmission en Bande de Base ETTD ETCD Transmission en Large Bande EHTP/ A. Maizate 48

25 Transmission en bande de base Principe: Transmission sans transposition de fréquences => Les informations (données) sont transmises sans transformation du signal numérique en signal analogique. Ce principe est rencontré principalement dans les réseaux locaux. Ceci permet d'avoir : Des circuits de données à grand débit et faible portée Ex: débit supérieurs à 100 Kbit/s pour des distances < 1 km (câble coaxial ou paires torsadées). Utilité de transmettre en bande de base : débits élevés Simplicité de mise en œuvre (peu coûteux) EHTP/ A. Maizate 49 Transmission en bande de base Problèmes à prendre en compte Limitation de la bande passante du support vers les basses fréquences (à cause des transformateurs qui sont sur la ligne) Il faut pouvoir reconstituer l'horloge en réception quelque soit la séquence de données transmises. Atténuation, distorsion d'amplitude et bruit impulsif déformant le signal Détecter les erreurs EHTP/ A. Maizate 50

26 Transmission en bande de base EHTP/ A. Maizate 51 Types de codage NRZ (Non Return to Zero) NRZI (NRZ Inverted) Manchester Manchester différentiel Miller Bipolaire simple Codes multi-niveaux EHTP/ A. Maizate 52

27 Le code NRZ Technique la plus simple Principe: bit de donnée à 0 : tension -a volts bit de donnée à 1 : tension +a volts Inconvénient : pas de transitions lorsque de longues successions de 0 ou de 1 difficulté de synchronisation EHTP/ A. Maizate 53 Le code NRZ Le signal binaire est simplement transposé en tension (pas de valeurs nulles). Tension +A -A t T T: durée d'un bit EHTP/ A. Maizate 54

28 Codage NRZI Variante du codage NRZ Principe : Bit de donnée à 1 : la tension est inversée Bit de donnée à 0 : la tension reste la même Avantage si le signal reste de longues périodes à 1. EHTP/ A. Maizate 55 Codage NRZI Utilisation : Fast Ethernet (100BaseFX), FDDI EHTP/ A. Maizate 56

29 Le code BIPHASE ou MANCHESTER Principe : Une transition est introduite au milieu de l'intervalle significatif : Bit de donnée à 0 : un front descendant Bit de donnée à 1 : un front montant Avantage : Permet une meilleure synchronisation du récepteur. Utilisation : Ethernet 10Base5, 10Base2, 10BaseT, 10BaseFL EHTP/ A. Maizate 57 Le code BIPHASE ou MANCHESTER Une opération XOR est réalisée entre l'horloge et les données (plus transposition en tension). 0 (+A,-A) et 1 (- A,+A) Horloge Signal binaire +A BIPHASE -A 0 T EHTP/ A. Maizate 58

30 Le code MANCHESTER Exemple: coder en Manchester Réponse: EHTP/ A. Maizate 59 Code BIPHASE différentiel ou MANCHESTER différentiel Principe : Une transition est introduite au milieu de l'intervalle significatif Bit de donnée à 0 : une transition au début de l intervalle Bit de donnée à 1 : pas de transition au début de l intervalle Avantage : meilleur immunité au bruit EHTP/ A. Maizate 60

31 Code BIPHASE différentiel ou MANCHESTER différentiel A un "0" est associé une période d'horloge ayant la même phase que la période d'horloge associée au symbole précédent. A un "1" est associé une période d'horloge opposition de phase avec celle de la période d'horloge associée au symbole précédent +A -A EHTP/ A. Maizate 61 Le Code MANCHESTER différentiel Exemple: Coder en Manchester différentiel Réponse: EHTP/ A. Maizate 62

32 Le Code Miller Le code Miller est également basé sur les transitions du signal. Le bit 0 est codé par l absence de transition pendant le temps élémentaire. Le bit 1 est codé par une transition. EHTP/ A. Maizate 63 Le Code Miller Exercice 1 : donner le signal correspondant à l envoi du message avec le code de Miller. Exercice 2 : Soit le signal suivant (codé avec Miller), reçu sur un câble électrique, retrouver la trame binaire correspondante. EHTP/ A. Maizate 64

33 Le code BIPOLAIRE Codage à 3 niveaux Principe: Bit de donnée à 0 : niveau 0 volt Bit de donnée à 1 : niveau +a volts et -a volts en alternance Permet de grandes vitesses de transmission mais sensible au bruit. EHTP/ A. Maizate 65 Le code BIPOLAIRE Le "0" du signal binaire est codé en 0. Le "1"du signal binaire et codé alternativement en +A ou - A par rapport au "1" précédent. +A 0 -A EHTP/ A. Maizate 66

34 Le code BIPOLAIRE Exemple : donner le signal correspondant à l envoi du message avec le code Bipolaire. EHTP/ A. Maizate 67 Code MLT3 Principe: Le Bit «0» on conserve le niveau précédent. Le Bit «1» on a un changement de niveau, il se fait dans l ordre suivant : Des séquences telles que V +V ou +V V sont interdites et elles permettent donc de détecter des erreurs de transmission. EHTP/ A. Maizate 68

35 Code 2B1Q Principe Le code 2B1Q fait correspondre à un groupe de deux éléments un créneau de tension dit symbole quaternaire pouvant endosser quatre valeurs différentes suivant la table ci-dessous : EHTP/ A. Maizate 69 Codes nbmb Principe Il s agit d un codage par bloc. On utilise une table de transcodage pour coder un groupe de n bits en m bits, avec n < m. Ce codage ne définit pas la mise en ligne des bits. On utilise généralement pour cela un codage de type NRZI ou MLT3. La suite à transmettre ne comporte pas plus de deux 0 consécutifs, ce qui la rend plus facile à transmettre un fois codée en NRZI ou MLT3. EHTP/ A. Maizate 70

36 Codes nbmb Le codage 4B5B augmente la fréquence du signal. Par exemple 125Mhz pour 100Mbps. Associé à un codage de type NRZI, on obtient dans le cas du Fast Ethernet (100BaseFX) une fréquence de 62.5Mhz. Avec un codage MLT3, la fréquence du signal tombe à 31.25Mhz pour le Fast Ethernet 100BaseTX. Par ailleurs ce type de codage laisse un nombre important de mots de 5 bits inutilis és. Même en éliminant les groupes pouvant poser des problèmes de transmission comme par exemple, il reste des mots pouvant être utilis és pour le contrôle de la transmission ou d autres fonctions comme début ou fin de paquet. Symboles de contrôle EHTP/ A. Maizate 71 Utilisation des codes Lignes EHTP/ A. Maizate 72

37 Transmission en Modulation Le modulateur transforme un signal initial quelconque a(t) en un signal s(t) adapté au support de communication employé. Le signal s(t) est obtenu en faisant varier les paramètres d une onde généralement sinusoïdale - EHTP/ A. Maizate 73 Transmission en Modulation Un MODEM Un MODEM est un périphérique permettant de MODuler et de DEModuler un signal. Un MODEM est un ETCD permettant de passer d un signal numérique (transmis par liaison série) à un signal analogique, transmis sur une seule ligne (par ex, ligne téléphonique ou liaison radio). EHTP/ A. Maizate 74

38 Transmission en Modulation Trois types de modulation par transposition en fréquence: modulation d amplitude (lorsque les variations portent sur A) modulation de fréquence (lorsque les variations portent sur f) modulation de phase (lorsque les variations portent sur F) EHTP/ A. Maizate 75 Modulation d amplitude Modulation d'amplitude ou ASK (Amplitude Shift Keying): La modulation d amplitude s applique en faisant varier l amplitude du signal en fonction des bits à coder. Par exemple : EHTP/ A. Maizate 76

39 Modulation par tout ou rien Un exemple de modulation d'amplitude est la modulation (binaire) par tout ou rien encore appelée par son abréviation anglaise : OOK pour "On Off Keying". EHTP/ A. Maizate 77 Modulation d amplitude Utilisation: la seule utilisable sur fibre optique Avantage: Technique électroniquement simple Inconvénient: sensible au bruit. EHTP/ A. Maizate 78

40 Modulation de fréquence Modulation de fréquence ou FSK (FrequencyShift Keying):En modulation de fréquence, les niveaux logiques sont représentés par la variation de la fréquence de la porteuse. Par exemple : EHTP/ A. Maizate 79 Modulation de fréquence à deux niveaux Pour augmenter encore la vitesse de transmission, on. peut coder 2 bits à la fois : associer par exemple une fréquence à 00, une à 01, une à 10 et une à 11. EHTP/ A. Maizate 80

41 Modulation de fréquence Liaison "full-duplex": Émission / Réception simultanée =>on partage la bande passante du canal +une voie à l'émission F1 +/- f1 + une voie à la réception F2 +/- f2 EHTP/ A. Maizate 81 Modulation de fréquence Utilisation: transmissions à faible débit sur le réseau téléphonique commuté. Utilisée par la technique de multiplexage fréquentiel. Avantage: Peu sensible au bruit; Inconvénient: Difficulté à maintenir la phase. Exigeante en bande passante EHTP/ A. Maizate 82

42 Modulation de phase : Saut de phase Modulation de phase ou PSK (Phase Shift Keying): Si deux bits consécutifs représente même état logique le saut de phase est égal à 0. Si deux bits consécutifs représente deux états logiques différents le saut de phase est égal à 180. EHTP/ A. Maizate 83 Modulation de phase Utilisation: transmissions à faible débit sur le réseau téléphonique commuté. Avantage: Les dispositifs de (dé)modulation de phase permettent de coder facilement plus de deux états. Inconvénient: Système de démodulation non trivial. EHTP/ A. Maizate 84

43 Modulation de phase : Quadriphase Dans le cas de la modulation quadriphase différentielle, on regroupe les bits par 2 (Dibit). On obtient4 combinaisons binaires dont chacune correspond à un saut de phase différent par rapport à la phase du signal existant pendant le Dibit précédent. EHTP/ A. Maizate 85 Modulation de phase : Quadriphase EHTP/ A. Maizate 86

44 Modulation amplitude/phase ( QAM ) La modulation QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ou modulation d amplitude en quadrature de phase est une technique qui emploie une combinaison de modulation de phase et d amplitude. Elle est largement employée par les modems pour leur permettre d offrir des débits binaires élevés. EHTP/ A. Maizate 87 Modulation amplitude/phase ( QAM ) Exemple : modulation de phase à 4 moments (codage de 2 bits avec les combinaisons 00, 01, 10, 11). EHTP/ A. Maizate 88

45 Rapidité de Modulation Rapidité de Modulation(en bauds) nombre maximal de changement d états du signal par unité de temps en bauds. la valence : V = nombre total d états possibles de l information. le moment : m= nombre de bits de codage de l information et V=2p(m). D = Rm*log 2 (V) = m.rm EHTP/ A. Maizate 89 Exemple On désire transmettre par paires, les huit éléments de la suite Nous disposons de 4 niveaux de tension : V1, V2, V3, V4. Calculer le moment, la valence, le débit et le rapport de modulation. On transmet des dibits, donc 2 bits de codage m = 2. Avec 2 bits de codage, il est possible d avoir quatre états V = 2m = 4. Codage : V1 pour 00 V2 pour 01 V3 pour 11 V4 pour 10 D = 2bits/2T Rm = (1/T) bit/s ou Bps. Rm = 1 changement / 2T Rm = (1/2)T bauds. EHTP/ A. Maizate 90

46 Relation de Nyquist Relation de Nyquist : Capacité d'une ligne (Dmax) = 2 B m avec : m = log 2 V Nombre de bits par signal de modulation V=2 m = valence; Nombre d'états du signal EHTP/ A. Maizate 91 Critère de Nyquist Rapidité de modulation maximale Rmax sur un support dont la largeur de bande est W. Rmax= 2*W Pour le téléphone : Rmax= 2*3100 = 6200 bauds EHTP/ A. Maizate 92

47 Chapitre III: Multiplexage EHTP/ A. Maizate 93 Le multiplexage plusieurs utilisateurs + un canal Multiplexage EHTP/ A. Maizate 94

48 Le multiplexage Multiplexage = Transmission simultanée de plusieurs signaux Optimise l utilisation de Bande Passante Ex : Fibre Optique : W = 1 GHz Communication téléphonique ~ 30 Kb/s Kb/s perdus! Plusieurs Variantes : Multiplexage temporel Multiplexage fréquentiel EHTP/ A. Maizate 95 Le multiplexage Emetteur Emetteur Récepteur Récepteur Canal Emetteur Récepteur Multiplexage Démultiplexage EHTP/ A. Maizate 96

49 Multiplexage Temporel La bande passante de la ligne à haut débit est affectée périodiquement à chaque ligne à bas débit pendant des intervalles de temps (IT) constants. Ce type de multiplexage est utilisé : pour la transmission de signaux numériques, En considérant la possibilité de transmettre 1 bit ou 1 caractère par IT. EHTP/ A. Maizate 97 Multiplexage Temporel On alterne les signaux sur le canal AAAAAA BBBB CCCCCC AA BB CC; AA BB CC; AA.. CC Un canal inutilisé consomme de la BP. EHTP/ A. Maizate 98

50 Multiplexage Temporel Statistique Alternance des signaux sur le canal, allocation selon les besoins! aaaaaa bbbb cccccc A : aa, B : bb, C : cc, A : aa, B : bb, C : cc, A : aa, C : cc Créneaux inoccupés Récupérés Transmission du numéro de canal avec chaque donnée EHTP/ A. Maizate 99 Exemple: Codage MIC Un codage MIC permet d effectuer la transmission d un signal analogique (par exemple, la voix) sur liaison numérique. Un multiplexage MIC de base est constitué en Europe (technique E1) de : 30 voies basse vitesse, 1 voie de synchronisation, 1 voie de signalisation. EHTP/ A. Maizate 100

51 Exemple: Codage MIC La structure de la trame MIC est définie comme suit : verrouillage de trame = synchronisation signalisation 8 bits IT 0 voie 1 voie 15 voie 16 voie 30 IT 1 IT 15 IT 16 IT 17 IT 31 EHTP/ A. Maizate 101 Exemple: Codage MIC 1 trame comporte 30 IT utilisateurs et 2 IT de service (chaque IT, qui signifie "intervalle de temps", Chaque IT peut recevoir l'équivalent d'un paquet. une trame transporte donc 32 octets (256 bits ). Le débit total est de 2 Mbits/s. Si un usager utilise cette trame en mettant un paquet dans une IT précise dans chaque trame, le débit, pour cet usager, sera de 64 Kbits/s. EHTP/ A. Maizate 102

52 Exemple: Codage MIC EHTP/ A. Maizate 103 Exercice Pour une transmission MIC sur une ligne 2048 Kbit/s, Quel est le débit de chaque voie? Correction: 2048/32 = 64 kbit/s EHTP/ A. Maizate 104

53 Multiplexage Fréquentiel La bande passante de la ligne à haut débit est divisée en sous-bandes à l aide de techniques de modulation et de filtrage. Pour limiter les interférences, une bande de garde est nécessaire entre chaque canal. Ce type de multiplexage est utilisé : pour la transmission de signaux analogiques, par câble ou voie hertzienne, pour des applications telles que le téléphone, la radio ou la télévision. EHTP/ A. Maizate 105 Multiplexage Fréquentiel 1 canal physique n bandes distinctes Ex : Télévision Plusieurs Chaînes AAAAAA BBBB CCCCCC A, A, A, A, A, A B, B, B, B C, C, C, C, C, C EHTP/ A. Maizate 106

54 Multiplexage Fréquentiel Bande 1 Bande 2.. Bande K-1 Bande K Fréquence f EHTP/ A. Maizate 107 Exemple Le groupe primaire du RTC correspond à un multiplexage de 12 voies Hz 900 Hz 60 KHz 108 KHz EHTP/ A. Maizate 108