Transcript Transmission
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)
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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
Yonel GRUSSON
Air + Onde Fil métallique + Courant électrique
(Cas étudié ici)
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Introduction La transmission des données suppose donc :
De transmettre un signal 1
ère
Partie
D'utiliser un support 2
de
Partie
Yonel GRUSSON 4
1
ère
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 :
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L'Atome
• •
Le no yau
: 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.
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Exemple : l'atome d'hélium
Neutron + + Proton Électron
Yonel GRUSSON
Neutrons + Protons = Noyau Nombre d'électrons = Masse atomique L'atome est électriquement neutre
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L'Atome
Il a été démontré que : Des charges électriques de même signe se repoussent Des charges électriques de signe opposé s'attirent
9 Yonel GRUSSON
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.
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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 .
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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.
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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.
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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.
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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)
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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).
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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 * 10 18 électrons à la seconde L'appareil utilisé est l'Ampèremètre.
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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
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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.
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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
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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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Quelques notions d'électricité
–
Le courant alternatif Avec le courant alternatif, le courant change de sens plusieurs fois par seconde.
v (tension) t
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Le signal
•
Dans le cas d'une transmission filaire, on appellera SIGNAL TENSION l'utilisation d'une 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
Yonel GRUSSON
(bit 0 ou 1)
23
Distinction Série/Parallèle
Parallèle sur 8 bits Ordinateur 8 Bits Transmis au moment T Technique inutilisée dans les transmissions sur un réseau car elle nécessiterait des moyens importants.
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Yonel GRUSSON
Distinction Série/Parallèle
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 T1 Transmission en série d’un octet Horloge T1 T2 T3 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 Registre à Décalage Sortie Série 0 1 0
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Bande base et large bande
•
Avec une transmission en bande de base câble ou support de transmission le 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 simultanément seront transmis sur le support (cf. multiplexage fréquentiel). Exemple Transmission TV.
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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.
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Transmission en Bande de Base
Code à émettre Non Return to Zéro Level N.R.Z-L +v -v 0 1 1 0 1 1 Un niveau est choisi pour représenter le 1, l'autre le 0 Technique utilisée par les réseaux 100VG et Ethernet 100 Base T4 0
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Transmission en Bande de Base
Code à émettre 0 1 1 0 1 1 0 Non Return to Zéro Invert on One N.R.Z-I +v 0 -v 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
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Transmission en Bande de Base
Code à émettre Code BiPolaire +v 0 -v 0 1 1 0 1 1 Transition sur +V ou –V pour transmettre un 1 et une transition sur 0 pour transmettre un 0 0
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Transmission en Bande de Base
Code à émettre 0 1 1 0 0 1 Code de Miller +v 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 0
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Transmission en Bande de Base
Code à émettre Code +v Manchester -v 1 0 0 1 1 0 1 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
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Transmission en Bande de Base
Code à émettre Code Manchester différentiel +v -v 0 1 0 1 1 0 0 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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Transmission en Bande de Base
Code à émettre Transmission TETRAVALENTE 01 10 11 10 00 +v1 +v0 0 -v0 -v1
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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.
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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.
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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 avec f w = (2 pi f) la fréquence ph a(t) : la phase : L’amplitude à l’instant t
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Le Signal Analogique
-1,5
a(t) = 2 SIN (2.pi.t) ou f=1 et ph = 0
2,5 -1 -0,5 2 1,5 1 0,5 0 0 -0,5 -1 -1,5 -2 -2,5
Temps
0,5 1 Yonel GRUSSON 1,5 38
-1,5 -1
Le Signal Analogique
2,5 2
1 Période
1,5 -0,5 1 0,5 0 0
Phase 1
0,5
Phase 2
1 -0,5 -1 -1,5 -2 Yonel GRUSSON
FREQUENCE = Nombre de périodes par seconde 1 Hz = 1 période par seconde
1,5 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
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Yonel GRUSSON
Transmission analogique Modulation de Fréquence
41
Yonel GRUSSON
Transmission analogique Modulation d'Amplitude
42
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Transmission analogique Modulation de Phase
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Numérisation d'un signal analogique
v 2 v 1 v 3 Cette technique permet de numériser un signal analogique (vidéo, musique, etc.).
Ne pas confondre avec la compression
v 4 v 6 v 5 Temps entre deux échantillons Les valeurs binaires V i sont transmises
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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.
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Caractéristiques du SIGNAL L’AFFAIBLISSEMENT
•
La puissance du signal reçu (P2) est plus faible que celle du signal émis (P1).
•
Affaiblissement = 20 * log 10 (P2/P1)
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Caractéristiques du SIGNAL Affaiblissement d'un signal analogique V Signal émis Signal reçu affaibli t
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Caractéristiques du SIGNAL Affaiblissement en dB Fréquence f0
fréquence f0 non nulle puis augmente
L'affaiblissement est minimum pour une L'affaiblissement augmente aussi avec la distance.
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Caractéristiques du SIGNAL DISTORTION DE PHASE Déphase du signal par rapport à une porteuse
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Caractéristiques du SIGNAL
• •
LES BRUITS Ensembles des composantes significatives d’un signal.
aléatoires et non 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
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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)
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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
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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
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A1 A0 Caractéristiques du SIGNAL Affaiblissement en Db Bande Passante à A1 Db Bande Passante à A0 Db
Yonel GRUSSON
F10 F00 F01 F11 Fréquence
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Caractéristiques du SIGNAL
•
Capacité maximale et théorique d’un canal. Formule de Shannon : C = W Log 2 (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 atteindre un débit théorique de 10 K/bit/s
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Caractéristique de VITESSE.....
•
La vitesse de modulation : V mod = 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 : V tr = 1/T * log 2 V
–
Avec V la VALENCE du Signal (Nombre de représentations possible avec le signal).
–
Elle se mesure en BIT/Seconde.
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Caractéristique de VITESSE.....
Temps en ms +v 0 20 1 20 1 20 -v 0 20 1 20 1 20 0 20 De MODULATION V mod = 1/0,02 = 50 Bauds De TRANSMISSION V tr = 1/0,02 * log 2 2 = 50 Bits/Sec.
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Caractéristique de VITESSE.....
Ainsi avec une Transmission TETRAVALENTE 01 10 11 10 00 0 +v1 +v0 -v0 -v1
Yonel GRUSSON
Avec T = 0,005 et V = 4 Vmod = 200 Bauds Vtr = 400 Bits /s
58
2
de
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
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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)
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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 m 2 environ) Le câblage horizontal (entre les stations et les équipements de la zone de travail) Le câblage vertical (entre zones de travail –étage-)
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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.
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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
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Le Câble COAXIAL
Gaine extérieure Tresse métallique Cuivre Isolant en Plastique
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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.
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Le Câble COAXIAL
Désignation Diamètre Impédance RG-8/U 0,405 p.
50 ohms Protocole Ethernet épais RG-58/U ou RG-58A/U 0,195 p.
50 ohms Ethernet Fin RG-59/U 0,242 p.
75 ohms TV par câble Ce support est de moins en moins utilisé au profit de la paire torsadée et de la fibre optique.
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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.
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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 : Catégorie Bande Passante jusqu'à 3 16 Mhz Utilisation Téléphone, 10 Base T, Token Ring à 4 Mbit/s, 100 Base T4 4 5 20 Mhz 100 Mhz Token Ring à 16 Mbits/s 100 Base TX, OC-3 (ATM) La catégorie 5 prend en compte du câble UTP
Yonel GRUSSON 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 États Unis. 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
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Fil de déchirement
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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 Tresse métallique Paire Torsadée
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Gaine Anti-Feu Fil de déchirement
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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
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Feuille d'aluminium Fil de déchirement
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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 l'affaiblissement. En effet difficile d'améliorer
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)
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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)
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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
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Câblage des prises RJ45
Transmission sur 2 paires Utilisé par Ethernet 10 BASE T - 802.3
1 T1 TD+ 2 R1 TD 3 T2 RD+ 4 5 6 R2 RD 7 8
Yonel GRUSSON 90
Câblage des prises RJ45
1 2 3 4 5 6 7 8 EIA 568 A 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) Transmission sur 2 paires :
•
Utilisé par Ethernet 100 BASE T Full Duplex et
•
1000 Base T
Yonel GRUSSON 91
Câblage des prises RJ45
RD + 1 RD - 2 TD + 3 4 5 TD - 6 7 8 TD : Transmission de données RD : Reception de données 1 2 3 4 5 6 7 8 RD + RD TD + TD Câble croisé sur 2 paires
Yonel GRUSSON 92
1 2 3 4 5 6 7 8
Câblage des prises RJ45
1 2 3 4 5 6 7 8 Câble croisé sur 4 paires
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 62,5µm 125 µm Monomode (8/125)
Yonel GRUSSON
Multimode (62,5/125 ou 50/125)
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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
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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
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L'indice de réfraction décroît du centre vers à la périphérie de la fibre. L'onde aura donc une forme sinusoïdale.
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Les LED peuvent émettre plusieurs longueurs d'onde lumineuses.
•
La bande passante est comprise entre 600 et 3000 MHz/km.
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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
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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).
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Le Laser n'émet qu'une seule longueur d'onde mais autorise l'utilisation d'une bande passante est très large > 10 Ghz.
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Support onéreux avec un rayon de courbure élevé.
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Surtout utilisé dans les WAN.
Yonel GRUSSON 101
La FIBRE OPTIQUE
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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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Supports Immatériels
• •
Les systèmes « à vue directe »
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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.
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La TRANSMISSION de l'information
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Tableau des éléments
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Transmission en Bande de Base Code à émettre Non Return to Zéro Level N.R.Z-L +v -v 0 1 1 0 1 1 0
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Code à émettre Non Return to Zéro Invert on One N.R.Z-I +v 0 -v 0 1 1 0 1 1 0
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Code à émettre Code BiPolaire +v 0 -v 0 1 1 0 1 1 0
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Code à émettre Code de Miller +v 0 -v 0 1 1 0 0 1 0
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Code à émettre Code +v Manchester -v 1 0 0 1 1 0 1
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Code à émettre Code Manchester différentiel +v -v 0 1 0 1 1 0 0
Code à émettre Transmission TETRAVALENTE 01 10 11 10 00 +v1 +v0 0 -v0 -v1
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La PAIRE TORSADEE
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