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Les techniques de transmission
Le signal à transmettre devra être adapté au mieux aux contraintes physiques du
système de transmission. Deux types de transmission sont envisageables:
- La première consiste à modifier légèrement le signal, elle est essentiellement
destinée à réduire la composante continue. Cependant, les composantes hautes
fréquences étant fortement atténuées, la transmissions sera limitée en distance:
c’est la transmission en bande de base.
- La seconde translate le spectre du signal à émettre dans une bande de
fréquences mieux admise par le système, c’est la transmission large bande.
Fréquence de centrage
(porteuse)
spectre
Spectre translate
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Transmissions numériques
Bande de Base (BdB)
Fonctions d’un codeur/décodeur en bande de base:
Problèmes:
- Composante continu : pas d’info + échauffement des organes d’extrémité
(transformateurs d’isolement)
- Le comportement du filtre passe bas du système : introduction une distorsion
de phase  étalement du signal.
- Absence de transition 0/1 : risque de perte de synchronisation des horloges
Solution: (les objectifs d’un transcodage)
- Réduction de composante continue.
- Spectre mieux adapté aux caractéristiques du support.
- Un minimum de transition pour maintenir la synchronisation
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• Un signal en bande de base (BdB) ne subit pas de
transposition en fréquence, l’ETCD est un simple codeur
(codeur BdB).
• Utilisable seulement sur les supports n’introduisant pas de
décalage en fréquence.
• Le signal occupe toute la bande passante disponible.
• Avantages : simplicité et faible coût.
– Pas de phase de modulation/démodulation.
Fonction de codage
Suite de symboles
binaires de durée T
Codeur
BdB
Suite de symboles
transformés de durée
t
La suite des symboles transformés appartient à un alphabet fini (N)
t=n.T
(n <= N et n > 0)
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Codage d’un signal
• La transmission directe de la suite des symboles
binaires n’est pas possible :
– limitation de la bande passante, vers les fréquences
extrêmes, de nombreux supports de transmission :
• adaptateurs d'impédance, transformateurs d’isolement…
– il faut transmettre le rythme d’horloge pour pouvoir
reconstituer la séquence des données reçues.
– la déformation des signaux transmis augmente avec la
largeur de la bande de fréquence utilisée (on cherche à
réduire la fréquence principale du signal transmis).
• Les fonctions de codage permettent d'adapter le
signal au support de transmission.
• codages à 2 niveaux (-a, +a) ou 3 niveaux (-a, 0, +a).
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Exemples de codage
• Codage NRZ (No Return to Zero)
– Codage à deux niveaux : 0  -a
et 1  +a
– La suite 01011000 est représentée par :
0 1 0
+a
0
-a
1 1
0
0 0
CODAGE
NRZ
(Non Retour à Zéro)
t
t t t t t
t t
On montre que le spectre de puissance du signal NRZ
est concentré au voisinage des basses fréquences
 mauvaise transmission par le support
-Forte composante continue autour de la fréquence 0.
-Pas de transition lors de langues séquences de 0 ou de 1.
-Utilisé dans les réseaux locaux de type Ethernet sur câble coaxial.
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• Codage Manchester
– consiste à introduire dans le signal des transitions au
milieu de chaque intervalle t (exemple: 0  front montant,
1  front descendant)
– La suite 01011000 est représentée par :
0 1 0
+a
0
-a
1 1
0
0 0
CODAGE
MANCHESTER
SIMPLE
t
t t t t t
t t
Le spectre de puissance du signal Manchester s'étale sur la
bande de fréquence [0, 2t]
 bien adapté à un support ayant une bande passante assez large
-Problème d’inversion des fils de liaison (transition 01 ou 10)
-Utilisé dans les réseaux locaux de type Token Ring
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Codage Manchester Différentiel
Chaque transition est codée par rapport à la précédente (résout pb de transition)
+a
0 1 0
1 1
0
0 0
0
-a
t
t t t t t
t t
Codage MILLER
Une transition sur deux est supprimée
+a
0
-a
t
t
t t t t
t t
7
Codages à 3 niveaux
1
0
0
1
0
+V
1
1
données
codage
Bipolaire
longueur 2
-V
séquence détectée
viol de l'alternance
+V
données
codage
BHD 1
-V
séquence non détectée
pas de viol de l'alternance
+V
codage
BHD 2
-V
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Limitations de la transmission en bande de base:
Problèmes:
- Atténuation (distorsion d’amplitude).
- Retard (distorsion de phase).
- Étalement du signal.
Conséquence: chevauchement des impulsions  confusion au décodage
Solution:
Le nombre max d’alternance (0/1) égal au nombre d’impulsions que peut
transmettre le canal / unité de temps.
Notions de rapidité de modulation:
Rmax = 2*Fmax
Critère de Nyquist:
Rmax ≤ 2*BP
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Application au RTC :
BP = 3400 – 300 = 3100 Hz
La rapidité de modulation maximale :
Rmax = 2.BP = 2*3100 = 6200 bauds
Rapidité de modulation et débit binaire:
D = R.Q (bits/s)
R : rapidité de modulation.
= R. log2(v)
Q : quantité d’informations.
= 2.BP. log2(v)
v : valence du signal (nb d’état).
Valence: V=2n est appelé Valence du signal.
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Logique à 2 états
Exemple:
0
1
0
1
D=R
Temps élémentaire
10
11
01
01
D = 2.R
00
- Lorsque V = 2 (modulation simple), le débit binaire (bits/s) est égal à la rapidité
de modulation (bauds).
- L’opération d’affectation d’une suite binaire à une valeur représentative durant
un intervalle de temps élémentaire est effectuée par un codeur.
- On peut augmenter le débit binaire sur un canal de transmission de bande
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passante limitée en agissant sur la valence du signal transporté. Mais le bruit !
Notion de bruit:
Deux types de bruits : bruit blanc et bruit impulsionnel mesuré en rapport S/N.
S/N (dB) = 10.log10(S/N)
Le système doit pouvoir
distinguer 2 niveaux successifs
Capacité d’une voie de transmission (bit/s ou bps):
est le débit binaire maximal. C’est une fonction directe de la bande passante
C = Dmax= BP.log2(1+S/B)
(S/B = Signal/Bruit)
En effet:
valence: V = (1+S/B)1/2
Selon Shannon: nmax = 1/2.log2(1+S/B)
Selon Nyquist: Rmax =2.BP
Exemple:
Quelle est la capacité maximale de transmission sur une voie RTC caractérisée
par une bande passante de 3003400Hz et un rapport signal sur bruit de121000?
Exercice 1:
Les CD audios échantillonnent le son à 44.1 kHz et le quantifient sur 16
bits.
Pour améliorer la qualité de restitution, deux nouvelles technologies
s’affrontent.
Le DVD audio qui échantillonne à 192 kHz et quantifie sur 24 bits,
tandis que le SACD analyse le son à raison de 2.8224 MHz et quantifie
la variation sur 1 bit.
On vous demande de calculer:
- Le débit nécessaire pour qu’une ligne transmettre en temps réel les flux
audios;
- En négligeant les données de service (correction d’erreur, index, …), le
volume à stocker pour une œuvre musicale d’une durée d’une heure.
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Exercice 3:
En transmission asynchrone, l’horloge du récepteur n’est synchronisée
qu’en début de transmission. Une source a une horloge de 1 kHz (1000
bits/s) avec une stabilité de 10-2. Sachant que pour lire correctement un
bit on ne peut admettre qu’une dérive maximale de 10% par rapport à un
temps bit et que le débit binaire est égal à la rapidité de modulation, quel
est le nombre de bits que l’on peut émettre en une fois ?
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Exercice 2:
La télévision analogique occupe une largeur de bande de 6.75 MHz
pour l’information de luminance et une bande réduite de moitié pour les
informations de chrominance.
Chaque signal étant quantifié sur 8 bits, on vous demande:
-Quel est le nombre d’échantillons du signal?
-Quel débit binaire serait nécessaire pour transmettre ces images
numérisées?
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