Signaux de communication

Chapitre 8 – Exploration – La couche physique - Page 1 sur 41
Les protocoles de couche OSI supérieure préparent les données provenant du réseau humain pour la
transmission vers sa destination. La couche physique contrôle la manière dont les données sont
placées sur le support de communication.
Le rôle de la couche physique OSI est de coder les chiffres binaires qui représentent des trames de
couche liaison de données en signaux, et de transmettre et recevoir ces signaux sur le support
physique (fils de cuivre, fibre optique et sans fil) reliant des périphériques réseau.
Ce chapitre présente les fonctions générales de la couche physique ainsi que les normes et
protocoles gérant la transmission de données sur le support local.
Dans ce chapitre, vous apprendrez à :
• expliquer le rôle des protocoles et services de couche physique dans la prise en charge des
communications sur les réseaux de données ;
• décrire l’objectif de la signalisation et du codage de la couche physique tels qu’ils sont utilisés
dans les réseaux ;
• décrire le rôle des signaux utilisés pour représenter des bits lors du transport d’une trame sur
le support local ;
• identifier les caractéristiques de base des supports réseau en cuivre, en fibre optique et sans
fil ;
• décrire les usages courants des supports réseau en cuivre, en fibre optique et sans fil.
Signaux de communication
1/ Objectif
La couche physique OSI fournit le moyen de transporter sur le support réseau les bits constituant une
trame de couche liaison de données. Cette couche accepte une trame complète de la couche liaison
de données et la code sous la forme d’une série de signaux transmis sur le support local. Les bits
codés composant une trame sont reçus par un périphérique final ou intermédiaire.
La transmission de trames sur le support local exige les éléments de couche physique suivants :
• le support physique et les connecteurs associés,
• une représentation des bits sur le support,
• le codage de données et des informations de contrôle,
• l’ensemble de circuits émetteur et récepteur sur les périphériques réseau.
À ce stade du processus de communication, les données utilisateur ont été segmentées par la couche
transport, placées dans des paquets par la couche réseau, puis encapsulées comme trames par la
couche liaison de données. L’objectif de la couche physique est de créer le signal électrique, optique
ou micro-ondes qui représente les bits dans chaque trame. Ces signaux sont alors envoyés sur le
support individuellement.

Chapitre 8 – Exploration – La couche physique - Page 2 sur 41
Il incombe également à la couche physique de récupérer ces signaux individuels à partir du support,
de restaurer leurs représentations binaires et de transmettre les bits à la couche liaison de données
sous forme de trame complète.
2/ Fonctionnement
Le support ne transporte pas la trame comme entité unique. Il transporte les signaux,
individuellement, pour représenter les bits constituant la trame.
Il existe trois formes élémentaires de support réseau sur lesquelles les données sont représentées :
• Câble de cuivre
• Fibre
• Sans fil
La représentation des bits (c’est-à-dire le type de signal) dépend du type de support. Pour un support
à câble de cuivre, les signaux sont des variations d’impulsions électriques. Pour la fibre optique, les
signaux sont des variations lumineuses. Pour les supports sans fil, les signaux sont des variations de
transmissions radio.
Identification d’une trame
Lorsque la couche physique code les bits dans les signaux pour un support donné, elle doit également
distinguer la fin d’une trame et le début de la suivante. Sinon, les périphériques sur le support ne
peuvent pas savoir quand une trame a été entièrement reçue. Dans ce cas, le périphérique de
destination recevrait uniquement une chaîne de signaux et ne serait pas en mesure de reconstruire
correctement la trame. Comme décrit dans le chapitre précédent, l’indication du début de trame est

Chapitre 8 – Exploration – La couche physique - Page 3 sur 41
souvent une fonction de la couche liaison de données. Cependant, dans de nombreuses
technologies, la couche physique peut ajouter ses propres signaux pour indiquer le début et la fin de
la trame.
Pour permettre à un périphérique de réception de reconnaître clairement les limites d’une trame, le
périphérique transmetteur ajoute des signaux pour désigner le début et la fin de la trame. Ces
signaux représentent des configurations binaires particulières utilisées uniquement pour marquer le
début ou la fin d’une trame.
Le processus de codage d’une trame de données des bits logiques en signaux physiques sur le
support, et les caractéristiques de supports physiques particuliers, sont traités en détail dans les
sections suivantes de ce chapitre.
3/ Normes
La couche physique se compose de matériels, mis au point par des ingénieurs, sous la forme de
circuits électroniques, supports et connecteurs. Il est par conséquent approprié que les normes
régissant ces matériels soient définies par les organisations d’ingénierie électrique et de
communications correspondantes.
En comparaison, les protocoles et opérations des couches OSI supérieures sont exécutés par des
logiciels et conçus par des ingénieurs en logiciel et informaticiens. Comme nous l’avons vu dans un
chapitre précédent, les services et protocoles de la suite TCP/IP sont définis par le groupe de travail
IETF (Internet Engineering Task Force) dans des documents RFC.
De manière similaire aux technologies associées à la couche liaison de données, les technologies de
couche physique sont définies par des organisations telles que :

Chapitre 8 – Exploration – La couche physique - Page 4 sur 41
• Organisation internationale de normalisation (ISO)
• Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
• ANSI (American National Standards Institute)
• Union Internationale des Télécommunications (UIT)
• EIA/TIA (Electronics Industry Alliance/Telecommunications Industry Association)
• Autorités nationales des télécommunications comme la Federal Communication Commission
(FCC) aux États-Unis
Technologies et matériels de couche physique
Les technologies définies par ces organisations concernent quatre domaines de normes de couche
physique :
• Propriétés physiques et électriques du support
• Propriétés mécaniques (matériaux, dimensions, brochage) des connecteurs
• Représentation binaire par les signaux (codage)
• Définition de signaux d’informations de contrôle

Chapitre 8 – Exploration – La couche physique - Page 5 sur 41