TRANSMISSION ET STOCKAGE DE L`INFORMATION Notions et

TRANSMISSION ET STOCKAGE DE L’INFORMATION
Notions et contenus
Compétences exigibles
Procédés physiques de transmission
Propagation libre et propagation guidée.
Transmission :
- par câble ;
- par fibre optique : notion de mode ;
- transmission hertzienne.
Débit binaire.
Atténuations.
Exploiter des informations pour comparer les différents types de
transmission.
Caractériser une transmission numérique par son débit binaire.
Évaluer l’affaiblissement d’un signal à l’aide du coefficient d’atténuation.
Mettre en œuvre un dispositif de transmission de données (câble, fibre
optique).
Stockage optique
Écriture et lecture des données sur un disque
optique. Capacités de stockage.
Expliquer le principe de la lecture par une approche interférentielle.
Relier la capacité de stockage et son évolution au phénomène de
diffraction.
I) Chaîne de transmission de l'information
La chaine de transmission de l'information correspond à l'ensemble des éléments permettant de transférer
des informations d'un point à un autre. Cette chaine contient:
- un encodeur qui code l'information à transmettre
- un canal de transmission composé d'un émetteur qui envoie l'information codée et d'un
récepteur qui reçoit l'information
- un décodeur qui décode l'information.
Sur le bureau sont représentés plusieurs modes de transmission :
- Les « pots de yaourt »
- Le téléphone cellulaire
- Les ondes hertziennes
- La télécommande IR
- La fibre optique
Remplir le tableau suivant (vous pourrez vous aider des informations page 516 de votre livre):
Chaîne de
transmission
d’informations
Encodeur
Emetteur
Nature du signal
transmis et milieu
de transmission
Récepteur
Décodeur
Les « pots de
yaourt »
son
Pot de
yaourt 1
Onde mécanique
fil
Pot de yaourt 2
oreille
Le téléphone
cellulaire
Les ondes
hertziennes
La télécommande IR
La fibre optique

II) Procédés physiques de transmission de l'information
1- Les différents types de communication
Faire l’activité 1-A page 540.
2- Transmission hertzienne
On veut mettre en évidence dans un premier temps les ondes électromagnétiques existant dans notre
environnement et dans un deuxième temps émettre des ondes électromagnétiques et les détecter.
Expérience 1 : Les ondes traversant la salle
►Connecter un fil conducteur de 1 m sur la voie 1 (pas de fil connecté à la masse).
►Sélectionner la voie 1, et un balayage de 10 ms / div de manière à observer un signal sur l’écran.
Questions :
Décrire le(s) signal(aux) observé(s).
Déterminer la ou les fréquences .
Expérience 2 :Emettons nos propres ondes :
►Revenir sur une base de temps de 10 ms / div, et un gain en tension adapté.
►Connecter un fil conducteur de longueur 1 m sur la sortie d'un GBF (pas de fil connecté à la masse). Les
deux fils (GBF et oscilloscope) doivent être parallèles et proches (quelques centimètres).
►Régler le GBF sur un signal alternatif sinusoïdal, de fréquence 5 kHz.
►Régler le niveau de sortie du GBF à mi-course, puis en utilisant les possibilités de réglage de l'oscilloscope
déterminer la fréquence et la forme du signal visualisé.
►En voie 2 entrer le signal de sortie du GBF et le visualiser en même temps que le signal reçu ; changer la
fréquence et l'amplitude du signal émis par le GBF et observer les effets sur le signal reçu.
Questions :
Comparer la fréquence et la forme des deux signaux.
Quel nom donne t’on aux deux fils ?
3- Transmission guidée
a- par fibre optique
Ci-contre, un schéma d’une fibre optique
La fibre optique est composée de 3 parties:
- la protection en plastique
- la gaine
- le coeur
Intérêt:
- le rayonnement visible est peu atténué à l'intérieur du cœur de la fibre optique
- le rayonnement n'est pas altéré par le rayonnement électromagnétique.
Les rayonnements se réfléchissent en se propageant à l'intérieur de la fibre optique. Très peu de rayons
s'échappent de la fibre. L'indice de réfraction du cœur est plus important que celui de la gaine. Il peut donc
se produire le phénomène de réflexion totale étudié en seconde
Il existe 3 types de fibres. Voir sur propagation de la lumière dans la fibre optique (université de Nantes).
Question :
En utilisant le document page 541, comparer la propagation de la lumière dans une fibre multimodale à saut
d’indice et dans une fibre multimodale à gradient d’indice
b-par câble
Il existe plusieurs types de câbles. Nous allons étudier un câble coaxial dont les caractéristiques
constructeurs sont indiquées ci-dessous :

Nous disposons de deux rouleaux de câble de 100m chacun.
Il faut mesurer l’atténuation du signal pour des longueurs différentes et à des fréquences différentes.
Toute transmission de signal s'accompagne d'une perte de puissance. L'atténuation A d'un signal se
propageant dans un câble ou une fibre optique est égale à:
Ps
Pe
log.10A
= 20.log
Us
Ue
Pe: puissance fournie par l'émetteur en watt (W)
Ps: puissance reçue par le récepteur en watt (W)
Ue : tension d’entrée en Volt (V)
Us : tension de sortie en Volt (V)
A: atténuation en décibel (dB)
Le coefficient
α
d'atténuation linéique est égale au rapport de l'atténuation A sur la longueur du fil:
L
A
α
α
: coefficient d'atténuation linéique en décibel par mètre (dB.m-1)
A: atténuation en décibel (dB)
L: longueur du fil (m)

Proposer un montage utilisant un générateur et un oscilloscope et expliquer les mesures à effectuer.
Remplir le tableau ci-dessous à partir des mesures effectuées par le professeur:
L=100 m
Fréquence (MHz)
α
(dB.m-1)
1
10
Comparer les mesures avec les données constructeurs.
4) le débit binaire D
Le débit binaire caractérise la vitesse de transmission d'un signal. Plus le débit est important plus la
transmission est rapide (important quand on télécharge des films ou de la musique).
Un débit binaire est le nombre de bits N transférés par la durée
t
de la transmission, entre une source et
son destinataire:
Unités: D (bit.s-1), N(bit);
t
(s)
Exemple: on télécharge un CD contenant 640 Mo de données avec une transmission de débit D = 8,0 Mo.s-1.
Quelle est la durée mise pour télécharger le CD? 1 Mo = 220 octets, 1 octet = 8 bits;
III) stockage des données sur un disque optique
Faire les activités 4 et 5 page 545-546
Animations internet :
http://www.cea.fr/var/cea/storage/static/fr/jeunes/animation/aLaLoupe/lecteurCD/animation.htm
http://www.ta-formation.com/applets/cdrom-reinsc/cdrom-reinsc.htm
1) structure d'un disque optique
Sur un disque optique (CD, DVD, BD) l'information numérique est stockée par une succession de creux et de
plats disposés sur une piste. La piste en spirale fait quelques km de long. La tète de lecture d'un disque
optique est formée d'une diode laser et de surface réfléchissante.
L=200 m
Fréquence (MHz)
α
(dB.m-1)
1
10
t
N
D

2) Principe du codage d'un CD
principe de fonctionnement de la lecture optique d'un CD
Cas de l'interférence destructive:
Cas de l'interférence constructive:
Lorsque le faisceau laser arrive sur un plat il se forme des interférences constructives entre les faisceaux
réfléchis. Le système optique attribue une tension haute donc un bit égal à 1.
Lorsque le faisceau tombe sur un creux une partie de la lumière est réfléchie par le creux et une autre
partie est réfléchie par le plat. Le laser chevauche à la fois le creux et le plat. Le creux à une profondeur
égale à
4/
. La lumière qu'il réfléchit parcourt, après l'aller retour, une distance
2/
de plus que la
lumière réfléchit par le plat. L'interférence entre les 2 faisceaux réfléchis est destructive. Le système
optique attribue la valeur O au bit.