Chaîne de transmission d`informations

Physique-chimie terminale S
Chapitre 22 : Transmission de l’information
Cours :
Au XXIe siècle, les réseaux de communication sont multiples.
Ce chapitre étudie la transmission de l’information, à la fois dans le principe d’une chaîne de
transmission et dans les modes de transmission des différents signaux.
Chaîne de transmission de l’information :
De la source au destinataire…
Une chaîne de transmission d’information peut être symbolisée par différents éléments sous forme
d’un schéma ou les différents blocs représentent une fonction lors des transmissions de
l’information.
La transmission est :
Analogique si le signal transmis est analogique,
Numérique si le signal transmis est numérique.
Mais il peut u avoir transmission numérique d’un message analogique, lorsque l’émetteur effectue
une conversion analogique-numérique.
1.2 Canal de transmission :
Le canal de transmission est la voie par laquelle le signal se propage.
Le bruit est extérieur au canal, il est dû à différents phénomènes pouvant perturber le signal dans
le canal de transmission.
La propagation est :
Guidée lorsque les signaux utilisent une ligne de transmission entre l’émetteur et récepteur : câble
pour guider les ondes électriques, fibre optique pour les ondes lumineuses…
Libre lorsque les ondes peuvent se propager dans toutes les directions offertes par le milieu.
Exemple : télécommande infrarouge, transmission par ultrason dans l’eau (sonar), réseau Wi-Fi
… utilisent la propagation.
Les différentes fonctions de l’émetteur et du récepteur :
Les émetteurs regroupent de nombreuses fonctions en plus de l’émission proprement dite du signal.
Les récepteurs correspondants doivent posséder la fonction inverse.

- La modulation permet de décaler les fréquences d’émission dans différentes bandes de
fréquences plus élevés (canaux fréquentiels).
La conversion analogique-numérique (vue au chapitre 21) est utilisée dans la transmission, car les signaux
numériques sont peu influencés par le bruit et admettent le cryptage et la compression.
Le cryptage permet de coder le message pour que seul le récepteur capable de le décrypter puisse le
comprendre –fig. 4).
La compression diminue la taille des fichiers numériques.
Le multiplexage est une fonction de partage permettant de faire communiquer plusieurs émetteurs-
récepteurs à travers le même canal de transmission et sur la même bande de fréquence.
Qualité d’une transmission :
2.1 Atténuations :
Phénomène d’atténuation :
L’atténuation d’une onde dans le canal de transmission dépend des caractéristiques de l’onde et de
celles du canal. Deux phénomènes en sont principalement responsables.
L’absorption : lors de la propagation d’une onde électromagnétique dans un milieu, une partie de
l’énergie transportée est absorbée par le milieu et évacuée par transfert thermique. Dans un fil
électrique, par exemple, l’absorption est liée à l’effet Joule (fig. 5).
La diffusion : une onde qui se propage peut entrer en interaction avec des petits objets, ce qui a
pour conséquence de diffuser une partie de l’énergie de l’onde dans de multiples Directions (fig.
6).
Coefficient d’atténuation d’un canal de transmission :
L’atténuation d’une ligne de transmission guidée peut être caractérisée par son
coefficient d’atténuation linéaire db, exprimé en décibels par mètre (dB. M-1).la puissance ps de
l’onde en sortie d’une digne de longueur L est reliée à la puissance pe d’entrée par :
ps = pe 10- dbL/10 (fig. 7).
La grandeur A = 10log 
 qui s’écrit aussi A = db L
Est appelée atténuation de la ligne et est exprimée en dB.
2.2 Débit binaire :
Le débit binaire est le nombre de bits transférés chaque seconde d’une source vers un destinataire.
L’unité est notée bit.s-1 ou bps.

Le débit s’écrit :
D = 
 ou Tb, en secondes, est la durée de transmission d’un bit.
Types de transmission :
Les ondes hertziennes appartiennent à la famille des ondes électromagnétiques et le domaine de
longueurs d’onde est compris entre 10-3 m et 104 m. (fig. 9).
La transmission hertzienne est une transmission libre entre une antenne émettant une onde
électromagnétique et une antenne réceptrice. (fig. 10).
Elle peut être dirigée lorsque l’onde électromagnétique est émise dans une direction particulière
(certains réseaux sans fils, faisceaux hertziens terrestres, faisceaux satellites) ou non dirigée dans
le cas du rayonnement des ondes dans toutes les directions (téléphonie cellulaire, radio, télévision,
réseau Wi-Fi …) (fig. 11).
3.2 Transmission par câble :
Un câble est constitué d’au moins deux fils électriques réunis dans une même enveloppe. La
grandeur physique qui transporte l’information est une grandeur électrique (tension ou intensité).
Il existe deux types de câbles utilisés pour la transmission :
Les câbles torsadés sont utilisés pour des liaisons Ethernet, téléphoniques… (fig. 12.). ils sont
souvent blindés pour éviter le bruit.
Les câbles coaxiaux sont encore parfois utilisés, notamment pour relier une antenne satellite ou
hertzienne à un téléviseur (fig. 13). Leur constitution fait qu’ils ne rayonnent pas et sont peu
sensibles au bruit.
Type de ligne
Coefficient d’atténuation typique et
fréquence
Débit typique
et portée
Ligne téléphonique
catégorie 1
1,5 dB.m-1 à 1KHz
Quelques dizaine de Kbit.s-1 sur 100
Ligne pour transmission numérique
de catégorie 5
0,22 dB.m-1 à 100MHz
Quelques centaines de Mbit.s-1 sur
100m
Ligne de transmission numérique,
téléphone, TV TNT de catégorie 7a
0,175 dB.m-1 à 100 MHz
10 Gbit.s-1 sur 100m
Câble coaxial
0,17 dB.m-1 à 100 MHz
10 Mbit.s-1 sur 100m
Fig. 14 : quelques caractéristiques de divers câbles.

3.3 Transmission par fibre optique :
Une fibre optique est un fil de verre ou de plastique transmettant des ondes électromagnétiques
allant du visible à l’infrarouge (fig. 15). Ainsi le signal se propage à la vitesse de la lumière dans
le milieu en question. Réfléchie et réfracter, la lumière se retrouve ainsi confinée dans la fibre.
La fibre optique est un milieu dispersif pour la lumière, c’est-à-dire que la célérité de l’onde y
dépend de sa fréquence. Pour éviter que le signal ne parvienne disperser ou récepteur, la source
utilisée doit être monochromatique.
Les différents trajets lumineux dans la fibre sont appelés modes :
Une fibre monomode transmet un signal sur un seul mode ; elle ne peut être utilisée qu’en ligne
droite (fig. 16.a).
Une fibre multimode à saut indice (fig. 16.b) est composée d’un cœur et d’une gaine d’indices de
réfractions différents. La distance parcourue par le rayon dans la fibre dépend donc de l’angle
d’entrée. Une même partie du signal peut ainsi sortir de la fibre à plusieurs instants différents.
Dans une fibre multimode à gradient d’indice (fig. 16.c), l’indice de réfraction varie continûment
entre le cœur et l’extérieur, de sorte que la lumière est constamment déviée vers le centre. Comme
l’indice de réfraction est plus élevé au centre, le mode empruntant le chemin le plus court (au
centre) voyage à la vitesse la plus petite et celui qui parcourt le chemin le plus long a la vitesse la
plus élevée. Ainsi, le décalage temporel du signal est limité.
L’atténuation de la fibre optique étant faible, la transmission des signaux peut se faire sur de très
longues distances (fig. 17).
Type de fibre
Atténuation (en dB.Km-1)
Pour λ = 1550 nm
Débit maximal
Monomode
0,2
Supérieure à 10 Gbit.s-1
Multimode à saut d’indice
4
50 Mbit.s-1
Multimode à gradient d’indice
1
1 Gbit.s-1
Fig. 17 : type de fibre et caractéristiques associées.
L’atténuation dépend de la longueur d’onde d’émission de la source. Les transmissions s’effectuent
dans l’infrarouge, où l’atténuation et minimale.

TESTEZ VOS CONNAISSANCES
QCM : Pour les tests 2, 3, 5,7 à 11 choisir la(les) bonne (s) réponse (s) en justifiant
1. Chaine de transmission de l’information :
a. Citer les éléments d’une chaîne de transmission.
b. Indiquer la différence entre une transmission guidée et une transmission non
guidée.
c. Indiquer ce que représente le bruit dans une chaîne de transmission.
2. De l’émetteur au récepteur :
Dans une chaîne de transmission entre l’émetteur et le récepteur, il y a :
a. Du bruit.
b. Rien.
c. Le canal de transmission.
d. De l’eau.
3. Bruit :
Le bruit qui agit sur le canal de transmission :
a. Est toujours un son.
b. Est une perturbation extérieure.
c. Est toujours une onde électromagnétique.
d. Dépend de la nature du canal.
4. Fibre optique :
a. Qu’est-ce qu’une fibre optique ?
Quel type de source est nécessaire ?
b. Expliquer à l’aide d’un schéma la notion de mode d’une fibre optique.
5. Transmission guidée ou non :
Représente une transmission guidée :
a. La transmission par câble torsadé Ethernet d’un réseau informatique.
b. La transmission infrarouge d’une télécommande de télévision.
c. La liaison Wi-Fi d’un ordinateur portable.
d. La liaison par fibre optique entre deux bâtiments.
6. Qualité d’une transmission :
a. Citer les deux phénomènes à l’origine de l’atténuation dans un canal de
transmission.
b. Donner l’unité du coefficient d’atténuation linéaire.