Transmission de données - La liaison physique

Qu'est-ce qu'un canal de transmission ?

Une ligne de transmission est une liaison entre les deux machines. On désigne généralement par le terme émetteur la machine qui envoie les données et par récepteur celle qui les reçoit. Les machines peuvent parfois être chacune à son tour réceptrice ou émettrice (c'est le cas généralement des ordinateurs reliés par réseau).

La ligne de transmission, appelée aussi parfois canal de transmission ou voie de transmission, n'est pas forcément constituée d'un seul support physique de transmission, c'est pourquoi les machines d'extrémités (par opposition aux machines intermédiaires), appelées ETTD (équipement terminal de traitement de données, ou en anglais DTE, Data Terminal Equipment) possèdent chacune un équipement relatif au support physique auxquelles elles sont reliées, appelé ETCD (équipement terminal de circuit de données, ou en anglais DCE, Data Communication Equipment). On nomme circuit de données l'ensemble constitué des ETCD de chaque machine et de la ligne de données.

Notions sur les ondes électromagnétiques

La transmission de données sur un support physique se fait par propagation d'un phénomène vibratoire. Il en résulte un signal ondulatoire dépendant de la grandeur physique que l'on fait varier :

• dans le cas de la lumière il s'agit d'une onde lumineuse
• dans le cas du son il s'agit d'une onde acoustique
• dans le cas de la tension ou de l'intensité d'un courant électrique il s'agit d'une onde électrique
• ...

Les ondes électromagnétiques sont caractérisées par leur fréquence, leur amplitude et leur phase.

Types de supports physiques

Les supports physiques de transmissions sont les éléments permettant de faire circuler les informations entre les équipements de transmission. On classe généralement ces supports en trois catégories, selon le type de grandeur physique qu'ils permettent de faire circuler, donc de leur constitution physique :

• Les supports filaires permettent de faire circuler une grandeur électrique sur un câble généralement métallique
• Les supports aériens désignent l'air ou le vide, ils permettent la circulation d'ondes électromagnétiques ou radioélectriques diverses
• Les supports optiques permettent d'acheminer des informations sous forme lumineuse

Selon le type de support physique, la grandeur physique a une vitesse de propagation plus ou moins rapide (par exemple le son se propage dans l'air à une vitesse de l'ordre de 300 m/s alors que la lumière a une célérité proche de 300 000 km/s).

Perturbations

La transmission de données sur une ligne ne se fait pas sans pertes. Tout d'abord le temps de transmission n'est pas immédiat, ce qui impose une certaine "synchronisation" des données à la réception.
D'autre part des parasites ou des dégradations du signal peuvent apparaître.

• Les parasites (souvent appelés bruit) sont l'ensemble des perturbations modifiant localement la forme du signal. On distingue généralement trois types de bruit :
  • Le bruit blanc est une perturbation uniforme du signal, c'est-à-dire qu'il rajoute au signal une petite amplitude dont la moyenne sur le signal est nulle. Le bruit blanc est généralement caractérisé par un ratio appelé rapport signal/bruit, qui traduit le pourcentage d'amplitude du signal par rapport au bruit (son unité est le décibel). Celui-ci doit être le plus élevé possible.
  • Les bruits impulsifs sont de petits pics d'intensité provoquant des erreurs de transmission.
• L'affaiblissement du signal représente la perte de signal en énergie dissipée dans la ligne. L'affaiblissement se traduit par un signal de sortie plus faible que le signal d'entrée et est caractérisée par la valeur:

  A = 20 log (Niveau du signal en sortie / Niveau du signal en entrée)

  
  L'affaiblissement est proportionnel à la longueur de la voie de transmission et à la fréquence du signal.
• La distorsion du signal caractérise le déphasage entre le signal en entrée et le signal en sortie.

Bande passante et capacité

La bande passante (en anglais bandwidth) d'une voie de transmission est l'intervalle de fréquence sur lequel le signal ne subit pas un affaiblissement supérieur à une certaine valeur (généralement 3 dB, car 3 décibels correspondent à un affaiblissement du signal de 50%), on a donc :

Une ligne de téléphone a par exemple une bande passante comprise entre 300 et 3400 Hertz environ pour un taux d'affaiblissement égal à 3 dB.

La capacité d'une voie est la quantité d'informations (en bits) pouvant être transmis sur la voie en 1 seconde.
La capacité se caractérise de la façon suivante :

C = W log2 (1 + S/N)

• C capacité (en bps)
• W la largeur de bande (en Hz)
• S/N représente le rapport signal sur bruit de la voie.

Upload et download

On appelle download le téléchargement en mode descendant (du serveur vers votre ordinateur) et on appelle upload le téléchargement en mode ascendant (de votre ordinateur vers le serveur). Il est intéressant de savoir que l'upload et le download se font sur des canaux de transmissions séparés (que ce soit sur un modem ou une ligne spécialisée). Ainsi lorsque vous envoyez un document (upload) vous ne perdez pas de bande passante en download !

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