ARCHITECHTURE DES RESEAUX TELECOMS

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Les supports de transmission
L’infrastructure d’un réseau, la qualité de service offerte, les solutions logicielles à mettre en œuvre, dépendent largement des
supports de transmission utilisés. Les supports de transmission exploitent les propriétés de conductibilité des métaux (paires
torsadées, câble coaxial), celles de ondes électromagnétiques (faisceaux hertziens, satellites, bits d’onde) ou celles de spectres
visibles de le lumière (fibre optique).
Généralement, on classe les supports de transmission en deux catégories :
• Les supports guidés (supports cuivre et supports optiques)
• Les supports libres (faisceaux hertziens et liaisons satellites)
Un support de transmission est essentiellement caractérisé par son impédance caractéristique et sa bande passante
La complexité des supports provient généralement du fait qu’une liaison peut emprunter différents supports. Le système de
transmission devra alors réaliser l’adaptation su signal au support de transmission à utiliser. Les caractéristiques des supports
diffèrent selon la nature physique du support et le mode de propagation choisi.
Cependant certaines caractéristiques sont communes à tous les types de supports.
Caractéristiques des supports de transmission
La bande passante : est la plage des fréquences qui peuvent être transmisse correctement sur un support de transmission. Elle
s’exprime en Hertz (Hz). Les signaux appliqués à l’entrée du support de transmission ont une puissance de sortie supérieure à
un seuil donné après traversée du support. Par exemple, la parole utilise les fréquences de 300 à 3400 Hz et sa bande passante
est de 3100 Hz.
Les signaux sont transmis avec une distorsion faible jusqu’à une certaine fréquence appelée fréquence de coupure. Au-delà de
cette fréquence, toutes les harmoniques sont fortement atténuées. On appelle alors bande passante, l’espace de fréquence tel que
tout signal appartenant à cet intervalle ne subisse au plus qu’un affaiblissement déterminé par rapport à un niveau de référence.
L’affaiblissement exprimé en décibel (dB) est donné par la relation : A= 10 log10 (P1/P0) avec P1 la puissance du signal en
sortie, et P0 ma puissance du signal de référence.
La catégorie
Les câbles à paire torsadée suivent l’évolution du réseau surtout en terme de débit. Pour cela, des génération ou catégories sont
définies.
L’impédance : On appelle impédance Z de l’élément de ligne de longueur Dl, le rapport du/di et qui s’exprime en ohm.
Le coefficient de vélocité : c’est une grandeur qui mesure la vitesse de propagation du signal dans un support. C’est le rapport
entre la vitesse de propagation réelle et la vitesse de la lumière.
Notons que la vitesse de propagation dans un support est fonction inverse de la racine carrée de la fréquence. Sa formule est V=
v. c avec : V la vitesse de propagation réelle du courant en m/s ; et v le coefficient de vélocité ; et c la célérité ou vitesse de
la lumière.
Exercice
Utilisé dans tous les domaines de la physique, le décibel est une unité logarithmique qui exprime le rapport d’une grandeur A
par rapport à une autre prise comme référence B. Compte tenu de cette définition, quel est le rapport en vraie grandeur des
rapports A/B exprimés en vraie grandeur suivant.

Valeurs en dB
Valeur en grandeur naturelle
3
1,99
10
10
100
1010
103
1010,3
77
58118723
Limitation de la transmission en bande de base
La transmission en bande de base est une transmission simple à mettre en œuvre. Mais elle est limitée par la bande passante du
canal de transmission et par le rapport signal sur bruit de celui-ci.
Les critères de Nyquist :
• Notion de la rapidité de modulation : une ligne ou canal de transmission se comporte comme un filtre passe bas.
Les différentes composantes sont atténuées (distorsion d’amplitude), et retardées (distorsion de phase), et l’une des
conséquences les plus visibles est l’étalement du signal. A cet effet, les circuits électroniques ne peuvent alors distinguer
deux impulsions successives à cause des interférences. Il existe alors une relation étroite entre le nombre maximal de
symboles (impulsions électriques) que le système peut admettre et la bande passante de celui-ci.
Soit Rmax le nombre maximal de temps élémentaires par unité de temps(nombre d’impulsions) et Fmax la fréquence de
coupure du système. On obtient alors la relation suivante.
Rmax= 2Fmax
Si on assimile Fmax à la bande passante BP du canal, on obtient alors la relation appelée Critère de NIQUIST qui est :
Rmax <= 2BP où Rmax désigne le nombre maximal de transitions qu’un système peut supporter et Rmax est appelé
Rapidité de modulation.
La rapidité de modulation s’exprime en Baud, représente le nombre d’instances élémentaire du signal par unité de temps.
Quelle est la rapidité de modulation maximale admissible sur une voie téléphonique
Rapidité de modulation et débit binaire
La quantité d’information transportée par un symbole est égale à 1 bit. Donc le débit binaire et la rapidité de modulation sont
liés par la relation D = R.Q avec D le débit binaire exprimé en bit/s ; et Q la quantité d’informations en bit.
Transmission en milieu bruyant
• Notion de bruit
Les signaux sur un canal peuvent être perturbés par des phénomènes électriques ou électromagnétiques désignés sous le
terme générique de bruit. On distingue deux types de bruits : le bruit blanc et le bruit impulsionnel
➢ Le bruit blanc provient de l’agitation thermique des électrons. Ses composantes sont également réparties
dans le spectre des fréquences, d’où son nom. D’amplitude faible, il est peu gênant pour la transmission.
➢ Le bruit impulsionnel : perturbation brève qui a pour origine l’environnement du canal de transmission.
D’intensité élevée, il provoque des erreurs portant sur un ensemble de bits. Rappelons que la puissance du
signal transmis et le signal de bruit, s’exprime aussi en décibel. Et vaut :
S/N (dB)= log10 (S/N)

Tout en reprenant les travaux de Niquist, Claude Shannon a montré qu’en milieu perturbé, le nombre de valence est de valence
est donné par la relation n= √1 + (𝑆/𝑁)𝑟𝑒𝑒𝑙 , et la capacité c est C=BP.log2[1+(S/N)]
Quelle est la capacité maximale de transmission sur une voie RTC caractérisée par une bande passante de 300/3400 Hz et un
rapport signal sur bruit de 1000.
C= 3100* log2 [1+(1000)]
C=30876 bits/s
Ce débit correspond à celui que l’on peut obtenir sur une ligne téléphonique.
Exercice 1
Un modem V29 fonctionne à 9600 bits/s sur un canal de bande passante de 500 à 2900 Hz. On utilise une modulation de phase
à 8 états avec une amplitude bivalente pour chaque état.
Calculez
a- La valence du signal modulé
b- La rapidité du signal possible et celle utilisé
c- Le rapport signal sur bruit pour garantir le fonctionnement correct de ce modem
Exercice 2
Si un canal de télévision a une bande passante de 6 MHz, quel est le débit binaire en bit/s si on utilise un encodage de valence 4
Exercice 3
Appliquez la relation de Shannon a un circuit téléphonique et déterminez la capacité maximale théorique du canal sachant que
la bande passante est de 300 – 3400 HZ et le rapport signal sur bruit est de 30 dB
La bande passante ou encore la rapidité de modulation et le rapport signal sur bruit, limite les possibilités de transmission en
bande de base. La transmission bande de base occupe la totalité de la bande passante du canal, interdisant l’utilisation des
techniques de multiplexage
Les techniques dites bandes de bases restent utilisées sur des liaisons spécialisés privées, des liaisons louées aux opérateurs aux
entreprises, pour se constituer des réseaux privés. La distance maximale d’utilisation dépend alors essentiellement de la qualité
du support utilisé et du débit en ligne. Elle varie de quelques Km à quelques dizaines de Km.
Notion de protocole
Dans le chapitre précédent, nous avions étudié les mécanismes de bande passante et de transmission des bits entre deux systèmes
distants. Cependant, il ne suffit pas de lire correctement les bits reçus, encore qu’il faut les traduire en données utilisables par
les applications. On appelle protocole, un ensemble de conventions préétablies pour réaliser un échange fiable de données entre
deux entités.
Lors de l’échange de données, le protocole de transferts doit assurer :
➢ La délimitation des blocs de données échangés.
➢ Le contrôle de l’intégrité des données reçues
➢ L’organisation et le contrôle de l’échange

➢ Le contrôle de la liaison
▪ Délimitation des données
A l’instar des transmissions asynchrones, où les bits de START et de STOP encadrent les bits d’information, en transmission
synchrone, un caractère spécial ou une combinaison de bits particuliers, le fanion permet de repérer le début et la fin des données
transmises
Le fanion assure trois fonctions : il délimite les données, il émet en l’absence de données à émettre et permet de maintenir la
synchronisation de l’horloge
▪ Contrôle d’intégrité
Il porte le nom du contrôle d’erreurs. Les rayonnements électromagnétiques, les perturbations propres au système peuvent
modifier les informations transmises. Compte tenu de l’extension et de l’utilisation massive de la fibre optique, l perte est
aujourd’hui la principale source d’erreurs. On appelle taux d’erreurs binaire ou BER (Bit Error Rate) ou TEB en français,
le rapport entre le nombre d’informations (en bits) reçu et le nombre d’information (bits transmises).
TEB = (Nombre d’informations erronées) / (nombre d’informations transmises)
Application
Soit par exemple la transmission de la suite d’infos : 011001001100100101001010 ; qui est reçu
0011001101100101101000010
Le message reçu diffère de trois bits du signal émis. Le nombre de bits émis est de 24 bits. Alors le taux erreur binaire
est de 3/24 = 0,125.
La probabilité de recevoir un bloc sans erreur est d’autant plus faible que la longueur du bloc est grande.
Quatre techniques peuvent être alors mises en œuvre pour détecter et éventuellement corriger le erreurs :
➢ La détection par écho,
➢ La détection par répétition
➢ La détection d’erreur
➢ La détection et correction d’erreur par code
La technique du bit de parité consiste à ajouter à la séquence binaire à protéger, un bit tel que la somme des bits
à 1 transmis soit paire (bit de parité) ou impaire.
Exemple :
Fanion
Données
Fanion
Caractères
O
S
I
Bit 6
1
1
1
Bit5
0
0
0
Bit4
0
1
0

Cette technique connue sous le nom de VRC ou vérificationpar redondance vertivale ne permet de détecter que des erreurs
portant sur un nombre important de bits. Elle est essentiellement utilisée sur les transmissions asynchrones.
Dans les transmissions synchrones, les caractères sont envoyés en blocs, du coup, la technique de bits de parité est insuffisante.
Elle est alors complétée d’une autre information : le RLC (longitudinal redondance check). Dans ce mmode de contrôle de bits
de parité appelé bits de parité à deux dimensions, un caractère, c’est-à-dire le LRC est ajouté au bloc transmis. Chaque bit du
caractère LRC correspond à la parité des bits de chaque caractère de même membre.
Application
H
E
L
L
O
LRC
Bit0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
2
0
1
1
1
1
0
3
1
0
1
1
1
0
4
0
0
0
0
0
0
5
0
0
0
0
0
0
6
1
1
1
1
1
1
VRC
0
1
1
1
1
0
1001000
0
1
1
1
1
0
H
E
L
L
0
LRC
Bit3
1
0
1
Bit2
1
0
0
Bit1
1
1
0
Bit 0
1
1
1
Bit de parité
1
0
1
Bit
d’imparité
0
1
0