La TRANSMISSION de l`information

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
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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
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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)
• L'affaiblissement augmente avec la fréquence
et la distance.
Yonel GRUSSON
46
Caractéristiques du SIGNAL
Affaiblissement d'un signal analogique
V
Signal émis
Signal reçu affaibli
t
Yonel GRUSSON
47
Caractéristiques du SIGNAL
DISTORTION DE PHASE
Déphase du signal par rapport à une
porteuse

Yonel GRUSSON
48
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
49
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
50
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
51
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
52
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
53
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
54
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
55
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
56
de
2
Partie
Les Supports de la transmission
57
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
58
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.
La norme T568-A se combine à d'autres normes
(TIA/EIA-569 ; TIA/EIA-606 ; TIA/EIA-607)
Yonel GRUSSON
59
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
• Le câblage dorsal (backbone)
• Les zones de travail
• Le câblage horizontal (entre les stations et les
équipements de la zone de travail)
Yonel GRUSSON
60
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.
– 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
61
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
62
Le Câble COAXIAL
Gaine extérieure
Tresse métallique
Cuivre
Isolant en Plastique
Yonel GRUSSON
63
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
64
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
65
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 quelques Mbit/s
Yonel GRUSSON
66
La PAIRE TORSADEE
• Caractéristiques :
 L’impédance 100, 120 et 150 Ohms
 Blindage
 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
Les 3 grandes familles de câble :
• Le 100 Ohms standardisé par l’TIA/EIA. Cette
norme 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
100 Mhz
Yonel GRUSSON
100 Base TX, OC-3 (ATM)
68
La PAIRE TORSADEE
• Le 150 Ohms a été proposé par IBM pour
répondre aux besoins du Token Ring. Ce câblage
est de moins en moins utilisé au profit de
précédent. Cette norme reconnaît 8 types de
support (de la paire torsadée à la fibre optique).
• Le
120
Ohms
est
un
compromis
Coût/performance qui s’est imposé en France
sous l’impulsion de France Télécom.
Yonel GRUSSON
69
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
70
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
71
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
72
La PAIRE TORSADEE
Câble composé de 4 x 4 Paires torsadées (FTP)
Yonel GRUSSON
73
La PAIRE TORSADEE
• Les performances d’un câble en paires
torsadées est mesurée par deux valeurs :
 L ’AFFAIBLISSEMENT LINEIQUE
(appelé généralement ATTENUATION ou
AFFAIBLISSEMENT)
L’atténuation se mesure en DECIBEL par
kilomètre ou 100 mètres.
Elle augmente avec la fréquence du signal et
la longueur du câble.
Yonel GRUSSON
74
La PAIRE TORSADEE
 L’AFFAIBLISSEMENT
PARADIAPHONIQUE
Il traduit l’aptitude du câble à ne pas être
perturbée par les signaux transmis par les
paires voisines.
Plus il est élevé, meilleur est le câble.
Yonel GRUSSON
75
La PAIRE TORSADEE
• Pour abaisser l'atténuation, il faut augmenter
son IMPEDANCE.
Cela implique d’augmenter son diamètre et
celui des isolants. Le câble devient donc plus
encombrant, plus rigide et plus coûteux.
• Pour améliorer la paradiaphonie il faut poser
un écran autour de chaque paire. Donc plus
encombrant et plus coûteux.
Yonel GRUSSON
76
La PAIRE TORSADEE
En résumé :
 Plus l'affaiblissement est faible
Plus la paradiaphonie est élevée
Plus le rapport signal bruit est élevé
Meilleures sont les performances du
câble.
Yonel GRUSSON
77
Le Câblage CATEGORIE 5
Les normes EIA/TIA définissent 3 catégories de
câbles en fonction de leur affaiblissement et
leur paradiaphonie.
La catégorie 5 est celle qui s'impose
actuellement.
Les catégories 3 et 4 ne sont plus installées mais
ne sont considérées qu'en termes d'existant.
Yonel GRUSSON
78
Le Câblage CATEGORIE 5
• La catégorie 5, lors de sa création, a été
conçue pour les réseaux à hauts débits (ATM,
Ethernet à 100 Mbs, …).
• Les câbles peuvent véhiculer des signaux à
une fréquence de 100 Mhz (débit possible
théorique 155 Mbs).
• Ethernet et ATM sont à 62,5 Mhz (100 Mbs)
Yonel GRUSSON
79
Le Câblage CATEGORIE 5
Câble de catégorie 5 défini par la norme EIA/TIA TSB 36 pour
un câble de 100 Ohms non blindé de 100 mètres
Fréquence
en Mhz
Paradiaphonie
en Db
20
42
Affaiblis.
Linéique
en Db
7
Rapport
Signal/Bruit
en DB
35
31,25
40
11,8
28,2
62,5
35
17,1
17,9
100
32
22
10
Rapport signal/Bruit = ParaDiaphonie - Affaiblissement linéique
Yonel GRUSSON
80
Le Câblage CATEGORIE 5
Les connecteurs de la catégorie 5 sont également normalisés
(Prise RJ45) et définis par la norme EIA/TIA TSB 40
Yonel GRUSSON
Fréquence
en Mhz
Paradiaphonie
en dB
20
54
Affaiblis.
Linéique
en dB/100m
0.2
31,25
50
0.2
62,5
44
0.3
100
40
04
81
Le Câblage CATEGORIE 5
• La notion de CLASSE D a été introduite dans
le but de normaliser la TOTALITE d’une
chaîne de liaison comportant des éléments de
catégorie 5 : Câbles, Connecteurs et cordon
de brassage.
La longueur maximale entre 2 équipements
réseaux est de 100 mètres (90 mètres de câble
et 10 de raccordement et de jarretières).
Yonel GRUSSON
82
Le Câblage CATEGORIE 5
Performances attendues d'une liaison de Classe D
Fréquence
en Mhz
Paradiaphonie
en Db
34.5
Affaiblis.
Linéique
en Db
10.5
Rapport
Signal/Bruit
en DB
28
20
31,25
31.5
13.1
23
62,5
27
18.4
13
100
24
23.2
4
Rapport signal/Bruit = ParaDiaphonie - Affaiblissement linéique
Yonel GRUSSON
83
Le Câblage – Le futur
• L'évolution des réseaux s'oriente vers le haut
débit qui utilise des fréquences supérieures à
100 Mhz, limite du câblage catégorie 5.
• Il n'existe actuellement aucune norme audessus de la catégorie 5. Des constructeurs
proposent néanmoins de la "catégorie 5" qui
fonctionnent avec des fréquences de 150 et de
200 Mhz (pas de torsade plus serré et âme de
cuivre de meilleure qualité).
Yonel GRUSSON
84
Le Câblage – Le futur
EIA/TIA étudie une norme catégorie 6 qui
utiliserait un câblage FTP ou SFTP écranté
paire par paire et qui permettrait des
fréquences de 300 à 600 Mhz. La connectique
évoluera également car la prise RJ45 présente
des faiblesses au delà de 200 Mhz.
Yonel GRUSSON
85
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
86
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
87
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)
88
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
89
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
90
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
91
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
92
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
93
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
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94
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
95
La TRANSMISSION
de l'information
96
Tableau des éléments
Yonel GRUSSON
97
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
98
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
99
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
+v
Code
BiPolaire 0
-v
Yonel GRUSSON
100
Code à
émettre
0
1
1
0
0
1
0
Code de +v
Miller 0
-v
Yonel GRUSSON
101
Code à
émettre
1
0
0
1
1
0
1
Code +v
Manchester
-v
Yonel GRUSSON
102
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
104
La PAIRE TORSADEE
Yonel GRUSSON
105
Yonel GRUSSON
106
Yonel GRUSSON
107
Yonel GRUSSON
108
Yonel GRUSSON
109
Yonel GRUSSON
110