Les RESEAUX La TRANSMISSION de l'information Couche Physique (1) 1 Introduction • Première distinction : Transmission et Communication •La communication suppose la compréhension et l'exploitation du contenu de l'information. •La transmission ne s'occupe que du transfert de l'information de l'expéditeur vers le destinataire. Elle précède la communication. (les deux termes sont parfois utilisés indifféremment) Yonel GRUSSON 2 Introduction Pour être transmise une information doit être transcrite, "matérialisée" sur un support. Matérialisation obtenue généralement avec la transformation d'une caractéristique de ce support. Pierre + Gravure Papier + Écriture Fil de verre + Lumière Air + Onde Fil métallique + Courant électrique (Cas étudié ici) Yonel GRUSSON 3 Introduction La transmission des données suppose donc : De transmettre un signal 1ère Partie D'utiliser un support 2de Partie Yonel GRUSSON 4 1ère Partie La TRANSMISSION du signal (Cette partie étudie la transmission filaire) 5 Quelques notions d'électricité • L'électricité peut se définir comme un mouvement, un flux, un déplacement d'électrons dans un support. • Toute matière est composée d'atomes. • Les atomes connus sont répertoriés dans "Le tableau périodique des éléments". • Les composantes de l'atome sont les suivantes : Yonel GRUSSON 6 L'Atome • Le noyau : partie centrale de l'atome. Il comprend : – Les protons : particules de charge positive. – Les neutrons : particules n'ayant aucune charge électrique (neutres) • Les électrons : particules de charge négative qui gravitent autour du noyau. Yonel GRUSSON 7 Exemple : l'atome d'hélium Neutron + Proton + Électron Tableau des éléments Neutrons + Protons = Noyau Nombre d'électrons = Masse atomique L'atome est électriquement neutre Yonel GRUSSON 8 L'Atome Il a été démontré que : Des charges électriques de même signe se repoussent Des charges électriques de signe opposé s'attirent Yonel GRUSSON 9 Quelques notions d'électricité • La force d'attraction du noyau sur l'électron diminue avec son éloignement. • En pratique, on considère qu'un électron situé à dix nanomètres (10 nm) de son noyau en est infiniment éloigné et n'est plus attiré par lui : Il est libre. • Les électrons libres circulent en tout sens de façon désordonnée. Yonel GRUSSON 10 Quelques notions d'électricité • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Mais l'ensemble continue à rester électriquement neutre. • Il est possible de créer un mouvement en créant un "déséquilibre" par l'application d'une différence de potentiel. Yonel GRUSSON 11 Quelques notions d'électricité Circuit - Pile + • Sur le circuit fermé, la pile va produire chimiquement des électrons sur son pôle négatif. • Les électrons émis dans le circuit exerce une répulsion sur ceux qui existent déjà. Ce mouvement fait pénétrer dans le pôle positif autant d'électrons qu'il en part du pôle négatif. Yonel GRUSSON 12 Quelques notions d'électricité - • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • + + + + L'application d'une différence de potentiel entre les extrémités d'un conducteur comportant des électrons libres fait apparaître un mouvement d'ensemble ordonné vers le pôle positif. Yonel GRUSSON 13 Quelques notions d'électricité Résistance d'un conducteur Le flux des électrons est freiné selon les caractéristiques de la matière constituant le conducteur. On distingue ainsi : • Les conducteur isolants Les conducteurs isolants sont des matériaux qui freinent ou qui gênent énormément la libre circulation des électrons. Exemples : Le plastique, le verre, l'air, le bois sec, le papier, le caoutchouc et l'hélium. Yonel GRUSSON 14 Quelques notions d'électricité • Les conducteurs Les conducteurs électriques sont des matériaux qui permettent aux électrons de circuler. Ils circulent librement parce que le noyau n'attire pas fortement les électrons les plus éloignés qui peuvent ainsi se libérer. À température ambiante, ces matériaux contiennent un grand nombre d'électrons libres. L'ajout d'une tension électrique entraîne le déplacement de ces électrons, ce qui produit un courant. • Les meilleurs conducteurs sont les métaux. Par exemple le cuivre, l'argent et l'or, la brasure (un mélange de plomb et d'étain utilisé pour souder) Yonel GRUSSON 15 Quelques notions d'électricité • Les semi-conducteurs Les semi-conducteurs sont des matériaux dans lesquels la quantité d'électricité qui circule peut être contrôlée de manière précise. • Exemples de semi-conducteurs : Le carbone, le germanium, l'arséniure de gallium (un alliage) et le plus connu des électroniciens le silicium (fabrication des circuits électroniques). Yonel GRUSSON 16 Quelques notions d'électricité • Les caractéristiques de l'électricité et leurs mesures – L'intensité (Symbole I). Il s'agit de la mesure du débit du courant c'est à dire le nombres d'électrons qui circulent dans un conducteur pendant une seconde. L'unité d'intensité est l'ampère (A). 1 A = 1 Coulomb à la seconde 1 A = 6,28 * 1018 électrons à la seconde L'appareil utilisé est l'Ampèremètre. Yonel GRUSSON 17 Quelques notions d'électricité – La tension (symbole U) ou force électromotrice (f.e.m, symbole E) Il s'agit de la mesure de la puissance du générateur électrique (pile par exemple) sa force électromotrice qui en produisant un excès d'électrons à la borne négative est à l'origine du courant. La tension se mesure en Volt (symbole V) à l'aide d'un voltmètre Yonel GRUSSON 18 Quelques notions d'électricité – La résistance (symbole R) Elle se mesure en Ohm (symbole ) à l'aide d'un Ohmmètre. La résistance d'un conducteur : • dépend de sa longueur, • dépend de sa nature, • est inversement proportionnel à sa section. Yonel GRUSSON 19 Quelques notions d'électricité • Relation en U, R et I : La loi d'Ohm L'intensité dépend de la tension et de la résistance. Dans un circuit électrique, l'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension appliquée à ses bornes et inversement proportionnelle à la résistance. I=U/R U=R*I Yonel GRUSSON 20 Quelques notions d'électricité • On distingue 2 types de courants : – Le courant continu Le courant est dit continu si ce courant (le flux d'électrons) va toujours dans le même sens. v (tension) t Yonel GRUSSON 21 Quelques notions d'électricité – Le courant alternatif Avec le courant alternatif, le courant change de sens plusieurs fois par seconde. v (tension) t Yonel GRUSSON 22 Le signal • Dans le cas d'une transmission filaire, on appellera SIGNAL l'utilisation d'une TENSION pour représenter les données à transmettre. • On distinguera ainsi : – La transmission NUMERIQUE – La transmission ANALOGIQUE • Dans tous les cas pour être transmissent les données sortent de l'ordinateur en série et en numérique (bit 0 ou 1) Yonel GRUSSON 23 Distinction Série/Parallèle Parallèle sur 8 bits 8 Bits Transmis au moment T Périphérique Ordinateur Technique inutilisée dans les transmissions sur un réseau car elle nécessiterait des moyens importants. Yonel GRUSSON 24 Distinction Série/Parallèle Transmission en série d’un octet Horloge T1 T2 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 Sortie Série 0 T3 T1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Yonel GRUSSON 1 0 1 0 0 1 1 0 Registre à Décalage 25 Bande base et large bande • Avec une transmission en bande de base le câble ou support de transmission n'acheminera qu'un seul signal à la fois. Il occupera toute la bande passante du support. Exemple : Ethernet). • Avec une transmission en large bande plusieurs signaux seront transmis simultanément sur le support (cf. multiplexage fréquentiel). Exemple Transmission TV. Yonel GRUSSON 26 Transmission en Bande de Base Ce type de transmission consiste à émettre sur la ligne des courants qui reflètent la valeur des bits transmis. Par exemple une tension nulle pour un 0 et une tension positive pour un 1. Il existe plusieurs techniques de transmission en bande de base. Yonel GRUSSON 27 Transmission en Bande de Base Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 Non Return to +v Zéro Level N.R.Z-L -v Un niveau est choisi pour représenter le 1, l'autre le 0 Technique utilisée par les réseaux 100VG et Ethernet 100 Base T4 Yonel GRUSSON 28 Transmission en Bande de Base Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 Non Return to +v Zéro Invert on 0 One -v N.R.Z-I Il y a une TRANSITION pour la transmission du 1 C'est la transition qui est ici repérée et non le niveau Technique utilisée par les réseaux FDDI et Ethernet 100 Base FX Yonel GRUSSON 29 Transmission en Bande de Base Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 +v Code BiPolaire 0 -v Transition sur +V ou –V pour transmettre un 1 et une transition sur 0 pour transmettre un 0 Yonel GRUSSON 30 Transmission en Bande de Base Code à émettre 0 1 1 0 0 1 0 Code de +v Miller 0 -v 1 : Transition au milieu de l’intervalle 0 : Pas de transition si suivi par un 1 Transition à la fin de l’intervalle si suivi d’un 0 Yonel GRUSSON 31 Transmission en Bande de Base Code à émettre 1 0 0 1 1 0 1 Code +v Manchester -v 1 : Transition de HAUT en BAS au milieu de l’intervalle 0 : Transition de BAS en HAUT au milieu de l’intervalle Technique utilisée par les réseaux Ethernet 802.3 Yonel GRUSSON 32 Transmission en Bande de Base Code à émettre 0 1 0 1 1 0 0 Code +v Manchester différentiel -v 0 : Transition (selon la fin du bit précédent) 1 : Pas de Transition Technique utilisée par les réseaux Token-Ring 802.5 Yonel GRUSSON 33 Transmission en Bande de Base Transmission TETRAVALENTE Code à émettre 01 10 11 10 00 +v1 +v0 0 -v0 -v1 Yonel GRUSSON 34 Transmission en Bande de Base Inconvénient : Dégradation très rapide des signaux avec la longueur de la transmission. Nécessite de régénérer régulièrement le signal. Distance maximum quelques kilomètres. Ne permet le partage de la bande passante (multiplexage). Avantage : Technique facile à mettre en œuvre. Utilisation d'un adaptateur. Yonel GRUSSON 35 Le Signal Analogique • Une transmission analogique consiste à utiliser un courant dit porteur (on parle de porteuse) et a le modifier en fonction des données à transmettre (bit 0 ou 1). • On utilise pour cette technique une tension alternative. Yonel GRUSSON 36 Le Signal Analogique La fonction d’une onde sinusoïdale élémentaire est : a(t) = A SIN (w t + ph) Avec : t : le Temps A : l’amplitude maximale w : la pulsation w = (2 pi f) avec f la fréquence ph : la phase a(t) : L’amplitude à l’instant t Yonel GRUSSON 37 Le Signal Analogique a(t) = 2 SIN (2.pi.t) ou f=1 et ph = 0 2,5 2 1,5 1 a(temps) 0,5 0 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 -0,5 -1 -1,5 -2 -2,5 Temps Yonel GRUSSON 38 Le Signal Analogique 2,5 1 Période 2 1,5 1 a(temps) 0,5 Phase 1 0 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 Phase 2 1 1,5 -0,5 -1 -1,5 -2 FREQUENCE = Nombre de périodes par seconde 1 Hz = 1 période par seconde -2,5 Temps Yonel GRUSSON 39 Transmission analogique La modulation consiste à modifier une des caractéristiques du signal sans modifier les autres. La nature de l’information (0 ou 1) vient moduler une onde qui devient «porteuse» de la donnée. On distingue : • Modulation de Fréquence • Modulation d’Amplitude • Modulation de Phase Yonel GRUSSON 40 Transmission analogique Modulation de Fréquence Yonel GRUSSON 41 Transmission analogique Modulation d'Amplitude Yonel GRUSSON 42 Transmission analogique Modulation de Phase Yonel GRUSSON 43 Numérisation d'un signal analogique v2 v v3 1 Cette technique permet de numériser un signal analogique (vidéo, musique, etc.). Ne pas confondre avec la compression v4 v6 v 5 Temps entre deux échantillons Les valeurs binaires Vi sont transmises Yonel GRUSSON 44 Numérisation d'un signal analogique Un signal analogique utilisant une BANDE PASSANTE (cf. plus loin) égale à F peut être représenté par une série d’échantillons prélevés à une fréquence au moins égale à 2F Par exemple un signal occupant une bande passante de 10 000 Hz devra échantillonner au moins 20 000 fois par seconde. Yonel GRUSSON 45 Caractéristiques du SIGNAL L’AFFAIBLISSEMENT • La puissance du signal reçu (P2) est plus faible que celle du signal émis (P1). • Affaiblissement = 20 * log10 (P2/P1) Yonel GRUSSON 46 Caractéristiques du SIGNAL Affaiblissement d'un signal analogique V Signal émis Signal reçu affaibli t Yonel GRUSSON 47 Caractéristiques du SIGNAL Affaiblissement en dB f0 Fréquence L'affaiblissement est minimum pour une fréquence f0 non nulle puis augmente L'affaiblissement augmente aussi avec la distance. Yonel GRUSSON 48 Caractéristiques du SIGNAL DISTORTION DE PHASE Déphase du signal par rapport à une porteuse Yonel GRUSSON 49 Caractéristiques du SIGNAL LES BRUITS • Ensembles des composantes aléatoires et non significatives d’un signal. • Perturbations internes (composants électroniques, échauffement…) ou externes (Champs électromagnétiques, radiations…). Sr(t) = s(t) + b(t) avec Sr(t) : Signal reçu , s(t) :signal transmis et b(t) : bruit Yonel GRUSSON 50 Caractéristiques du SIGNAL • Le rapport Signal sur Bruit (S / B) est une caractéristique d'un canal. • Ce rapport varie dans le temps du fait qu'il est aléatoire. • Il s'exprime en DECIBELS (Db) Yonel GRUSSON 51 Caractéristiques du SIGNAL LARGEUR DE LA BANDE OU BANDE PASSANTE • Différence entre la plus haute et la plus basse fréquence que laisse passer sans altération un canal de transmission. • La Ligne téléphonique traditionnelle a une bande passante de 3100 Hz (de 300 à 3400 Hz) • Les fréquences de la voix et des instruments de musique sont comprises entre 50 et 4000 Hz Yonel GRUSSON 52 Caractéristiques du SIGNAL • On appelle Bande Passante d’une voie de transmission pour un affaiblissement donné A, l’intervalle de fréquences soumises à un affaiblissement inférieure ou égale à A. • La Bande passante d’un canal de transmission peut être partagée Yonel GRUSSON 53 Caractéristiques du SIGNAL Affaiblissement en Db Bande Passante à A1 Db A1 Bande Passante à A0 Db A0 F10 Yonel GRUSSON F00 F01 F11 Fréquence 54 Caractéristiques du SIGNAL • Capacité maximale et théorique d’un canal. Formule de Shannon : C = W Log2 (1 + S/B) avec W : la bande passante (en Hz) S : Puissance du signal B : Puissance du bruit S/B en Décibels (Db) C : Capacité en Bit/sec • Exemple : Une ligne téléphonique avec une bande passante de 3200 Hertz et S/B=10db pourra un débit théorique de 10 K/bit/s Yonelatteindre GRUSSON 55 Caractéristique de VITESSE..... • La vitesse de modulation : Vmod = 1/T – Avec T la durée du moment élémentaire – Elle se mesure en BAUD – 1 Baud = 1 moment significatif par seconde • La vitesse de transmission : Vtr = 1/T * log2V – Avec V la VALENCE du Signal (Nombre de représentations possible avec le signal). – Elle se mesure en BIT/Seconde. Yonel GRUSSON 56 Caractéristique de VITESSE..... 0 1 1 0 1 1 0 Temps en ms 20 +v 20 20 20 20 20 20 -v De MODULATION Vmod = 1/0,02 = 50 Bauds De TRANSMISSION Vtr = 1/0,02 * log22 = 50 Bits/Sec. Yonel GRUSSON 57 Caractéristique de VITESSE..... Ainsi avec une Transmission TETRAVALENTE 01 10 11 10 00 +v1 0 +v0 -v0 -v1 Avec T = 0,005 et V = 4 Yonel GRUSSON Vmod = 200 Bauds Vtr = 400 Bits /s 58 de 2 Partie Les Supports de la transmission 59 La normalisation du câblage • Trois organismes sont à l'origine de la normalisation dans ce domaine : – ANSI : Américan National Standard Institut – EIA : Electronic Industry Association – TIA : Télécommunication Industry Association Ils créèrent, en 1991, la norme : ANSI/EIA/TIA-568-1991 Commercial Building Télécommunications Cabling Standard Document modifié en 1995 et connu sous le nom de : ANSI/EIA/TIA-568-A Yonel GRUSSON 60 La normalisation du câblage ISO a publié la norme : ISO 11801E-1995 Elle reprend la norme T568-A qui est spécifique au câblage US pour la compléter avec le câble STP 100 ohms et câble 120 ohms qui sont très utilisés en France et en Europe. TIA/EIA =Norme US et ISO =Norme internationale La norme T568-A se combine à d'autres normes (TIA/EIA-569 ; TIA/EIA-606 ; TIA/EIA-607) Yonel GRUSSON 61 La normalisation du câblage • Ces normes traitent entre autres sujets : – Des câbles et de leurs caractéristiques techniques pour atteindre certain niveau de performance. – Des topologies et leurs exigences techniques (longueur du segment Ethernet, par exemple) – Des différentes connectiques – De l'équipement des locaux ; • Le répartiteur général • Les répartiteurs secondaires (1 par zone de travail) • Le câblage dorsal (backbone) • Les zones de travail (1000 m2 environ) • Le câblage horizontal (entre les stations et les équipements de la zone de travail) • Le câblage vertical (entre zones de travail –étage-) Yonel GRUSSON 62 Les SUPPORTS DE TRANSMISSION • Le choix du support physique de transmission n'est pas indifférent. De nombreux facteurs orientent ce choix : – Les protocoles de la couche de liaison (CSMA/CD,…). – Le débit désiré (10, 100 Mb/s, 1 Gb/s, etc.). – Le rôle du câble dans le réseau (entre deux bâtiments, dans les murs, jarretière, etc.). • Des normes internationales fixent les caractéristiques physiques et d'utilisation des différents supports. Yonel GRUSSON 63 Les SUPPORTS DE TRANSMISSION • Les Supports CUIVRES Câble COAXIAL Les Paires METALLIQUES • La FIBRE OPTIQUE • Les Supports "Immatériels" Rayon Infrarouge Faisceaux HERTZIENS Ondes radioélectriques Les Satellites Yonel GRUSSON 64 Le Câble COAXIAL Gaine extérieure Tresse métallique Cuivre Isolant en Plastique Yonel GRUSSON 65 Le Câble COAXIAL Historiquement le premier support utilisé par les réseaux locaux • Câble de 50 ohms pour les transmissions en bande de base et de 75 ohms pour les transmissions analogiques (TV). • Bande passante et protection électromagnétique plus importante qu’avec la paire torsadée • Débit maximum : 10 Mbit/s sur le Km (plus sur des distances plus courtes). • Moins économique que la paire torsadée. Yonel GRUSSON 66 Le Câble COAXIAL Désignation Diamètre Impédance RG-8/U 0,405 p. 50 ohms RG-58/U ou RG-58A/U RG-59/U 0,195 p. 0,242 p. Protocole Ethernet épais 50 ohms Ethernet Fin 75 ohms TV par câble Ce support est de moins en moins utilisé au profit de la paire torsadée et de la fibre optique. Yonel GRUSSON 67 La PAIRE TORSADEE • Support traditionnel de l’infrastructure téléphonique. • Réamplification du signal sur longue distance. Quelques dizaines de Km sans régénération • La Bande Passante dépend : – du diamètre et de la pureté des conducteurs (le calibre se mesure selon l'échelle AWG (American Wire Gauge). Un câble de 24 AWG est plus fin qu'un câble de 22 AWG). – la nature des isolants. • Débit sur longue distance, quelques Kbit/s. En réseau local plusieurs Mbit/s et Gbits/s. Yonel GRUSSON 68 La PAIRE TORSADEE • Caractéristiques : Blindage Non Blindé (UTP Unshielded Twisted Pair). Le type le plus utilisé actuellement. Blindé (ou STP Shielded Twisted Pair) –avec une TRESSE METALLIQUE (non écranté) – (blindage au sens strict) – avec une FEUILLE D ’ALUMINIUM (écranté) - FTP (Foiled Twiwted Pair) – avec les 2 protections (SFTP) La PAIRE TORSADEE L’impédance 100, 120 et 150 Ohms • Le 100 Ohms standardisé par l’TIA/EIA. fait référence à 3 catégories de câbles : Bande Passante Catégorie jusqu'à Utilisation 3 16 Mhz Téléphone, 10 Base T, Token Ring à 4 Mbit/s, 100 Base T4 4 20 Mhz Token Ring à 16 Mbits/s 5 Yonel GRUSSON 100 Mhz 100 Base TX, OC-3 (ATM) La catégorie 5 prend en compte du câble UTP 70 La PAIRE TORSADEE Le 150 Ohms a été proposé par IBM pour répondre aux besoins du Token Ring. Le 120 Ohms est un compromis Coût/performance qui s’est imposé en France sous l’impulsion de France Télécom. Le 100 Ohms était surtout utilisé aux ÉtatsUnis. L'ISO/IEC reprend donc la norme de l’TIA/EIA pour la compléter avec les supports utilisés en Europe (150 et 120 Ohms) Actuellement le 100 Ohms s'est imposé Yonel GRUSSON 71 La PAIRE TORSADEE Câble composé de 4 Paires UTP Ce type de câblage est utilisé "hors les murs" (jarretière de brassage, etc.) Conducteur Mono-Brin Gaine Anti-Feu En Teflon (en PVC sinon) Paire Torsadée Yonel GRUSSON Fil de déchirement 72 La PAIRE TORSADEE Câble blindé composé de 4 Paires torsadées (STP) Câblage plus rigide utilisé comme dorsale permet une bonne protection contre les interférences électromagnétiques et les bruits de fond si la tresse métallique est correctement mise à la terre. Conducteur Mono-Brin Paire Torsadée Yonel GRUSSON Tresse métallique Gaine Anti-Feu Fil de déchirement 73 La PAIRE TORSADEE Câble composé de 4 Paires torsadées (FTP) Grande souplesse et une très bonne réduction des perturbations électromagnétiques ; Il réduit également les rayonnements électromagnétiques produit par le câble lui-même. Gaine Anti-Feu Drain (fil sans isolant en contact avec le feuillard) Conducteur Mono-Brin Paire Torsadée Yonel GRUSSON Feuille d'aluminium Fil de déchirement 74 La PAIRE TORSADEE Câble composé de 4 x 4 Paires torsadées (FTP) Yonel GRUSSON 75 La PAIRE TORSADEE Les performances d’un câble en paires torsadées est mesurée essentiellement par : L ’AFFAIBLISSEMENT (appelé aussi ATTENUATION) L’atténuation se mesure en DECIBEL par kilomètre ou 100 mètres. Elle exprime le rapport entre l'énergie émise et l'énergie reçue. Plus la mesure est petite meilleur est le lien. Elle augmente avec la fréquence du signal et la longueur du câble. Yonel GRUSSON 76 La PAIRE TORSADEE La PARADIAPHONIE (Notée NEXT pour Near End Cross Talk) Il traduit l’aptitude du câble à ne pas être perturbée par les signaux transmis par les paires voisines. En effet une partie de l'énergie perdue par l'affaiblissement sur une paire est transférée sur une autre paire ; donc elle augmente avec la longueur et la fréquence. Elle augmente également au passage des connecteur RJ45 dont les connecteurs sont très proches. Yonel GRUSSON 77 La PAIRE TORSADEE La PARADIAPHONIE Elle se mesure en dB et exprime le rapport entre l'énergie émise par une paire d'un côté du lien et l'énergie reçue sur une autre paire du même coté du lien (respect de la norme dans la construction des câbles) Plus la mesure est élevée, meilleur est le câble. Yonel GRUSSON 78 La PAIRE TORSADEE La TELEDIAPHONIE (Notée FEXT pour Fear End Cross Talk) Notion introduite par l'Ethernet Gigabit (IEEE 802.3ab) Elle se mesure en dB et exprime le rapport entre l'énergie émise par une paire d'un côté du lien et l'énergie reçue sur une autre paire du l'autre coté du lien Plus la mesure est élevée, meilleur est le câble. Yonel GRUSSON 79 La PAIRE TORSADEE Les caractéristiques exigées par les normes varient selon les éléments pris en compte. Elle distingue ainsi : Le lien permanent ; câble qui relie la prise RJ-45 d'extrémité à la pris RJ-45 d'un local répartiteur (câblage "mural" généralement) Le canal qui comprend un lien permanent et les jarretières vers les éléments actifs Yonel GRUSSON 80 La PAIRE TORSADEE Pour augmenter le débit il faut augmenter la fréquence des signaux. L'augmentation de la fréquence augmente exponentiellement la diaphonie et l'atténuation. Pour améliorer la diaphonie il faut poser un écran autour de chaque paire. Il faut également que les connecteurs assurent la continuité de l'écrantage. Yonel GRUSSON 81 La PAIRE TORSADEE Il est par contre difficile d'améliorer l'affaiblissement. En effet Augmenter les isolants pour diminuer la perte d'énergie mais ceci augmente la taille des câbles. Augmenter la puissance des émetteurs mais ceci augmente le rayonnement électromagnétique Yonel GRUSSON 82 La PAIRE TORSADEE En résumé : Plus l'affaiblissement est faible Plus la diaphonie (para et télé) est élevée Plus le rapport signal bruit est élevé Meilleures sont les performances du câble. Yonel GRUSSON 83 CATEGORIE / CLASSE La CATEGORIE – 5, 5e, 6 ou 7- est une notion utilisée par l’TIA/EIA et qui concerne essentiellement le câblage proprement dit (parfois le connecteur). La classe –D, E ou F- est une notion qui est d'origine ISO/IEC et qui concerne : La chaîne de liaison comportant des éléments de catégorie : câbles, connecteurs et cordon de brassage. Les installations (répartiteur, etc..) Les méthodes de tests Yonel GRUSSON 84 CATEGORIE / CLASSE Les relations catégorie/classe sont : Catégorie 5 / Classe D Normalisée depuis 1995 avec des évolutions comme la catégorie 5e Catégorie 6 / Classe E Norme en cours de finalisation (déjà proposée commercialement) Catégorie 7 / Classe F En négociation Yonel GRUSSON 85 La Catégorie 5 / Classe D Le standard EIA/TIA 568A de 1995 définit le câble de catégorie 5 : Câble UTP Impédance 100 Ohms Fréquence des transmissions : 100 Mhz Débit maximal : 100 Mbits/s (155 Mbits/s pour les réseau ATM) Connecteur RJ45 (de catégorie 5) Les câbles doivent être certifiés par des organismes indépendant des fabricants Yonel GRUSSON 86 La Catégorie 5e / Classe D La catégorie 5e est une évolution de la catégorie 5 Impédance 100 Ohms Fréquence des transmissions : 100 Mhz Bien que ces caractéristiques soient identiques, la catégorie 5e améliore le câble pour obtenir des mesures d'affaiblissement et de paradiaphonie comptatibles avec l'Ethernet Gbits/s Connecteur RJ45 (de catégorie 5) Yonel GRUSSON 87 La Catégorie 6 / Classe E La catégorie 6 est la catégorie qui correspond à un débit de 1000Mbits/s (Giga Ethernet) Impédance 100 Ohms Fréquence des transmissions : 200 Mhz avec une version à 250 Mhz Connecteur RJ45 (de catégorie 6) Yonel GRUSSON 88 La Catégorie 7 / Classe F La catégorie 7 est en discussion et représenterait une rupture avec l'existant. Le débit visé serait de 10 GigaBits/s Impédance 100 Ohms Fréquence des transmissions : 600 Mhz Abandon du connecteur RJ45 Yonel GRUSSON 89 Câblage des prises RJ45 Transmission sur 2 paires Utilisé par Ethernet 10 BASE T - 802.3 1 T1 TD+ 2 R1 TD- Yonel GRUSSON 3 T2 RD+ 4 5 6 R2 RD- 7 8 90 Câblage des prises RJ45 Transmission sur 4 paires : • Utilisé par Ethernet 100 BASE T4 (avec du câble de Catégorie 3) et • 100 Base TX (avec du câble de Catégorie 5) 1 2 3 4 5 6 7 8 Transmission sur 2 paires : • Utilisé par Ethernet 100 BASE T Full Duplex et EIA 568 A Yonel GRUSSON • 1000 Base T 91 Câblage des prises RJ45 RD + 1 RD - 2 1 RD + TD + 3 2 RD - 4 3 TD + 5 4 6 5 7 6 8 7 TD - TD : Transmission de données RD : Reception de données Yonel GRUSSON Câble croisé sur 2 paires TD - 8 92 Câblage des prises RJ45 1 2 1 3 2 4 3 5 4 6 5 7 6 8 7 Câble croisé sur 4 paires 8 Yonel GRUSSON 93 La FIBRE OPTIQUE • La fibre optique est le média conseillé par l'ISO et l'EIA/TIA pour la réalisation des "backbones" dans les systèmes de câblage. • Son immunité aux perturbations électromagnétiques et ses caractéristiques de transmission du signal en font le support idéal des transmissions haut débit : – pour les rocades dans les batiments, – pour les liaisons inter-bâtiments, – pour le raccordement des postes de travail Yonel GRUSSON 94 La FIBRE OPTIQUE Schéma général d'une fibre optique : Le coeur (Fil de VERRE fin à base de Silice) Gaine extérieur Gaine optique qui maintien la lumière à l ’intérieur de la fibre (en général, dans les mêmes matériaux que le cœur mais avec des additifs ce qui confine les ondes optiques dans le cœur en ayant un indice de réfraction inférieur à celui du cœur Yonel GRUSSON 95 La FIBRE OPTIQUE • On distingue les fibres optiques : – monomodes – multimodes • multimodes à grandient d'indice • multimodes à saut d'indice • La différence visible provient de leur épaisseur ~ 8µm 125 µm Monomode (8/125) Yonel GRUSSON 62,5µm 125 µm Multimode (62,5/125 ou 50/125) 96 La FIBRE OPTIQUE • La source de lumière peut être : – une diode electroluminescente (LED Light Emitting diode). Puissance du signal 0,1 milliwatt. – un émetteur laser (ILD Injection Laser Diode) avec une puissance 0,5 milliwatt (spectre du signal dans l'infrarouge –non visible-) • La fibre monomode n'utilise que le laser, la fibre multimode peut utiliser les deux systèmes. Yonel GRUSSON 97 La FIBRE OPTIQUE • Les performances de la fibre vont dépendre de la propagation du rayon lumineux dans celle-ci. • Cette propagation dépend elle-même de la composition de la fibre. • La propagation dans une fibre est unidirectionnelle (émetteur vers récepteur). Une liaison nécessitera donc 2 fibres. Yonel GRUSSON 98 La FIBRE OPTIQUE Propagation du rayon lumineux dans la fibre : • Multimode à Saut d'indice Source lumineuse • Le cœur et la gaine optique sont en verres ayant des indices de réfraction différents. Du fait de l'importance de la section du cœur, il y a une grande dispersion des signaux traversant ce type de fibre • La bande passante est comprise entre 20 et 300 MHz/km • Ce type de fibre est peu utilisé. Yonel GRUSSON 99 La FIBRE OPTIQUE Propagation du rayon lumineux dans la fibre : • Multimode à Gradient d'indice Source lumineuse • L'indice de réfraction décroît du centre vers à la périphérie de la fibre. L'onde aura donc une forme sinusoïdale. • Les LED peuvent émettre plusieurs longueurs d'onde lumineuses. • La bande passante est comprise entre 600 et 3000 MHz/km. • Les diamètres les plus fréquents sont 62.5µm et 50µm. • La fibre multimode est la plus employée dans les réseaux locaux Yonel GRUSSON 100 La FIBRE OPTIQUE Propagation du rayon lumineux dans la fibre : • Monomode Source lumineuse • L'indice de réfraction est constant ou décroissant du centre vers la périphérie. Le diamètre du cœur est pratiquement égal à la longueur d'onde du faisceau lumineux. La propagation est pratiquement directe sur une très longue distance (~50 km). • Le Laser n'émet qu'une seule longueur d'onde mais autorise l'utilisation d'une bande passante est très large > 10 Ghz. • Support onéreux avec un rayon de courbure élevé. • Surtout utilisé dans les WAN. Yonel GRUSSON 101 La FIBRE OPTIQUE Principaux avantages de la fibre optique : • Débit d'informations élevé. • Faible atténuation, transport sur des longues distances. • Pas de problème de mise à la terre. • Immunité contre les perturbations électromagnétiques. • Pas de diaphonie. • Installation en milieu déflagrant (pas d'étincelle). • Discrétion de la liaison et inviolabilité. • Résistance à la corrosion Yonel GRUSSON 102 Supports Immatériels • Les systèmes « à vue directe » – L ’Infrarouge (essentiellement dans les LAN) – Le Laser – Les faisceaux Hertziens utilisent une bande passante de 2 à 40 Ghz. La bande de 4 à 6 Ghz est la plus utilisée. Bien que directif, ce système reste de la diffusion (sécurité). – Diffusion des ondes à haute fréquence (essentiellement dans les LAN) • Les satellites – Bande Passante de 500 Mhz partagé entre plusieurs répéteurs utilisant une bande de 36 Mhz. Yonel GRUSSON 103 La TRANSMISSION de l'information 104 Tableau des éléments Yonel GRUSSON 105 Transmission en Bande de Base Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 Non Return to +v Zéro Level N.R.Z-L -v Yonel GRUSSON 106 Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 Non Return to +v Zéro Invert on 0 One -v N.R.Z-I Yonel GRUSSON 107 Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 +v Code BiPolaire 0 -v Yonel GRUSSON 108 Code à émettre 0 1 1 0 0 1 0 Code de +v Miller 0 -v Yonel GRUSSON 109 Code à émettre 1 0 0 1 1 0 1 Code +v Manchester -v Yonel GRUSSON 110 Code à émettre Code +v Manchester différentiel -v 0 1 0 1 1 0 0 Transmission TETRAVALENTE Code à émettre 01 10 11 10 00 +v1 +v0 0 -v0 -v1 Yonel GRUSSON 112 La PAIRE TORSADEE Yonel GRUSSON 113 Yonel GRUSSON 114 Yonel GRUSSON 115 Yonel GRUSSON 116 Yonel GRUSSON 117 Yonel GRUSSON 118