quelques principes de base avant l`etude de la couche physique

LA COUCHE 1 DU MODÈLE OSI : LE CODAGE DES
SIGNAUX
ILA COUCHE 1 DU MODÈLE O.S.I.
Cette couche est la couche physique, elle assure le transport de l'information ; l'unité d'information
utilisée dans cette couche est le bit. La couche physique est un dispositif qui fournit les procédures et
les fonctions mécaniques, électriques et fonctionnelles pour transmettre le flot binaire. Elle établit,
maintient et libère les connexions physiques entre les terminaux (ETTD ordinateur par exemple), les
équipements de circuits de données (ETCD carte réseau par exemple), et/ou les centres de
commutation de données.
Cette couche fait l'objet de normes, la plus connue est la norme V24. Ce protocole comprend des
règles qui concernent : Les voies de transmission ; Les modems ; Les procédures d'établissement des
communications ; La qualité des transmissions ; Les codes et alphabets. Etc.
II L'ORDINATEUR ET L'INFORMATION (RAPPEL)
II.1 COMMENT PEUT-ON TRANSMETTRE UNE INFORMATION À UN CIRCUIT ÉLECTRONIQUE ?
En effet, l'ordinateur, ne comprend pas la parole ; l'information que l'on désire lui transmettre doit être
adaptée à son mode de fonctionnement. Il faut donc transformer cette information. Cela s'appelle le
codage. Prenons l'exemple de l'électricité. Nous connaissons les deux états d'une lampe électrique : La
lampe est allumée ou éteinte.
Le langage machine utilise deux symboles :
le 1 et le 0.
"1" signifie passage du courant.
"0" signifie absence de courant
C'est ce que l'on appelle un système de numération binaire. Le bit prend les valeurs 0 ou 1. (Il existe
bien sûr d'autres systèmes de numération.). Grâce au système binaire, on peut donc manipuler des
nombres entiers, voire réels.
II.2 COMMENT FERA-T-ON POUR ENVOYER UNE INFORMATION ?
On remplace chaque caractère par un nombre. Exemple : Si on envoie le code 00110111 01110011. Il
faut définir un repère. Par exemple, le nombre de bits de chaque caractère : prenons 8. En calculant
0011 0111 0111 0011 on obtient 55 et 115. Pour savoir ce que cela veut dire, il faut définir un système
de codage. En informatique, des codes ont été normalisés afin que tous les systèmes puissent se
comprendre. Il en existe 2 principaux :
Le code ASCII sur 7
bits
1 Marie-pascale Delamare d’après différents sites web
E est représenté par 100 0101

Le code EBCDIC sur 8
bits
Les informations sont donc toutes représentées sous forme de 0 ou de 1 (ou élément binaire ou bit)
C'est ce que l'on appelle la numérisation. On représente cette information par une suite de créneaux.
Une série de 8 bits est appelée OCTET
II.3 COMMENT FAIT-ON POUR TRANSMETTRE CES SUITES BINAIRES ?
Ceci peut se faire de deux manières différentes : soit en parallèle ; soit en série
En parallèle les 8 bits d'un caractère sont envoyés sur des fils distincts.
Ils arrivent donc à destination en même temps. Ce type de transmission pose des problèmes de
synchronisation. Elle est surtout utilisée pour des liaisons de courtes distances, à l'intérieur d'un
ordinateur par exemple.
En série les bits sont envoyés les uns derrière les autres.
2 Marie-pascale Delamare d’après différents sites web
Le caractère L sera
représenté par : 1101
0011

La succession des caractères se fait de 2 façons distinctes (synchrone et asynchrone). Il est possible de
passer d'une transmission parallèle à une transmission série : supposons que notre information se
trouve sur un câble à 8 fils ; il faut la transmettre sur un seul fil. Cette opération, appelée sérialisation,
est réalisée par des circuits électroniques appelés registres à décalage. Une carte réseau effectue cette
sérialisation par exemple.
La transmission se fait en commençant par le bit de poids le plus faible. C'est à dire le bit ayant la
puissance de 2 la plus petite. Ce registre, au rythme d'un signal d'horloge, est décalé de 1 vers la droite.
A la réception, le chargement se fait de façon inverse pour restituer les informations sous forme
parallèle.
III LES MODES DE TRANSMISSIONS
Si deux personnes dialoguent dans des langues différentes, elles ne se comprennent pas car elles n'ont
pas les mêmes règles de dialogue. En télétransmission, c'est similaire. Les équipements qui sont aux
extrémités d'une liaison ne peuvent échanger des informations que s'ils utilisent les mêmes règles. On
dit aussi le même mode. On peut définir autant de règles que l'on veut. Cependant, nous allons nous
limiter à celles qui existent et qui sont les plus courantes. On distingue deux types de modes : Les
modes asynchrones, les modes synchrones.
III.1 MODES ASYNCHRONES
Les modes asynchrones sont les plus simples. Examinons celui qui est le plus utilisé : Nous avons vu
que les liaisons de télétransmissions ne savent transmettre que des bits sous forme de 0 et de 1. Dans le
cas du mode asynchrone, on regroupe ces bits par 8 pour former un octet ou un caractère.
L'équipement récepteur reçoit donc 8 bits successifs dont la combinaison représente, en binaire, le
caractère transmis. Puisqu'il n'existe pas de valeur intermédiaire, lorsqu'il n'y a pas de transmission,
l'équipement d'arrivée va détecter un 0 ou un 1. Il faut donc convenir, par exemple, qu'au repos, la
valeur du signal est 1 et que le passage à 0 signale l'envoi d'un octet. Le schéma est donc le suivant :
3 Marie-pascale Delamare d’après différents sites web

Le bit à 0 qui signale le début de transmission s'appelle le bit de START. Le bit de START est un bit
de service ; c'est à dire qu'il sert au contrôle de la transmission mais qu'il ne représente pas une
information utile. A l'arrivée du bit de START, l'équipement récepteur constate qu'il va recevoir des
informations mais il ne sait pas à quel rythme. Il faut donc convenir d'une nouvelle règle, la vitesse
de transmission des bits. Exemple : 300 bits par seconde : on envoie 1 bit tous les 1/300 ème de
seconde. Les équipements doivent bien sûr fonctionner à la même vitesse, sinon l'émetteur enverra par
exemple ses bits plus rapidement que le récepteur ne pourra les lire. Nous allons voir justement
comment le récepteur reconnaît les bits qui arrivent.
1- Ce travail démarre à la détection du bit de START. Ensuite, le récepteur teste l'état de la ligne
au milieu de chaque créneau.
2- Il y a d'abord vérification de l'état 0 du bit de start.
3- Puis, toutes les 1/300 ème de seconde, le récepteur regarde si la ligne est à 0 ou à 1; ceci 8 fois
de suite pour lire les 8 bits de l'octet.
4- Les 8 bits sont suivis en général d'un bit de parité, puis d'un bit de stop. Le bit de parité
permet de détecter une erreur sur les bits d'information. Le bit de stop permet de créer un
intervalle de temps minimum avant d'envoyer le caractère suivant.
Pour un caractère EBCDIC, il y a donc 11 bits : 8 bits utiles et 3 de bits de service. On parle de mode
asynchrone car les caractères arrivent n'importe quand. La synchronisation, c'est à dire le bon
calage du récepteur dans le temps pour lire les bits qui arrivent, est déclenchée, comme on l'a vu par le
bit de start. La synchronisation est ensuite réalisée jusqu'à la lecture du bit de stop. Après ce bit, il y a
désynchronisation jusqu'à l'arrivée du caractère suivant.
4 Marie-pascale Delamare d’après différents sites web

III.2 MODES SYNCHRONES
Dans le mode synchrone, le récepteur est toujours calé sur l'émetteur en recevant en permanence des 0
et des 1. Même en l'absence de transmission. C'est ici que se fait la différence fondamentale entre
modes synchrone et asynchrone puisque, dans ce dernier cas, nous avons vu qu'entre 2 caractères, la
ligne reste en permanence à 1 ou à 0. L'émission continue de ces changements d'états permet au
récepteur, après un décodage particulier de travailler au rythme exact de l'horloge de l'émetteur. Le
récepteur n'a plus alors à s'interroger pour savoir à quel moment il doit tester la ligne pour reconnaître
les bits qui arrivent. On dit que l'horloge est transmise en continu, de l'émetteur au récepteur : Il y a
synchronisation permanente. Il s'agit donc de transmettre les tops d'horloge avant de transmettre les
bits d'information. Plusieurs techniques peuvent être employées. Une méthode consiste à faire
suivre chaque top d'horloge de la valeur du bit à transmettre.
Chaque intervalle de temps T débute par un top d'horloge H. Ce top est suivi d'un signal à 1 ou 0 selon
la valeur du bit à transmettre. Les tops d'horloge sont donc toujours présents même si les bits
d'information restent en permanence à 0 ou à 1. Ce qu'il faut noter sur le mode synchrone, c'est que
par les techniques de transmission de l'horloge, l'émetteur transmet des bits en permanence et le
récepteur les décode en permanence. Le problème est alors de s'y retrouver dans les bits reçus. Pour
cela, il faut à nouveau fixer des conventions :
Signalons qu'il existe 2 modes synchrones : Mode caractère, Mode bit
En mode caractère, l'information utile est transmise sous la forme d'un nombre entier d'octets. En
mode bit, l'information est transmise sous forme d'un nombre quelconque de bits ; on parle de trames
de bits.
III.3 LE SYNCHRONE ET L'ASYNCHRONE ONT-ILS DES AVANTAGES DIFFÉRENTS ?
Le mode asynchrone est simple et peu coûteux mais il utilise mal la liaison car il y a beaucoup de bits
de service par rapport au nombre de bits utiles. Le mode synchrone est plus complexe et plus coûteux
mais il utilise mieux la liaison; il est pratiqué pour des transmissions de grande vitesse. Nous n'avons
vu que la transmission d'un équipement émetteur vers un équipement récepteur. La plupart du temps, il
faut traiter un dialogue et non un monologue. Il faut donc une convention pour fixer le sens de la
transmission. On trouvera 3 cas :
1- La transmission se fait dans un seul sens. C'est la liaison simplex.
2- La transmission se fait dans les 2 sens mais non simultanément. C'est la liaison half-duplex.
(Chaque équipement joue tout à tour le rôle d'émetteur.)
3- La transmission se fait simultanément dans les deux sens. C'est la liaison full-duplex ou
duplex intégral.
IV LES TECHNIQUES DE TRANSMISSION
Sur les câbles les signaux peuvent être transmis, soit en analogique, soit en numérique. Le système
bande de base permet une transmission bidirectionnelle. Les signaux échangés sont numériques. C’est
ce qu’on trouve dans les réseaux locaux. Le système large bande permet une transmission
unidirectionnelle. Les signaux échangés sont analogiques. C’est ce qu’on trouve sur le RTC.
5 Marie-pascale Delamare d’après différents sites web