I /- les elements de bases d’un systeme teleinformatique 1-/ Présentation








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I /- LES ELEMENTS DE BASES D’UN SYSTEME TELEINFORMATIQUE

1-/-- Présentation



Avant les années 1960 le traitement de l’information était un travail très pénible qui nécessitait un temps beaucoup long par rapport à sa transmission. Cela va avoir des répercutions sur le temps mis entre la demande et la réception de l’information qui restera très important.

Depuis, les évolutions concomitantes des systèmes informatiques et des techniques de transmission de données ont fait de la téléinformatique un mode privilégié d’utilisation de l’informatique dans tous les domaines de la vie. En ce sens qu’elles ont permis :

- D’abolir les distances

- De minimiser le facteur temps

- De partager les applications

- D’offrir une grande souplesse dans les modes d’utilisations et dans les quantités d’informations échangées.

Tout ceci a conduit à la notion d’informatique distribuée*.

De nos jours le traitement par lots à distances ou il n y a aucune interaction entre l’utilisateur et l’usager qui à pour exemple les système de radar ; le traitement interactif qui consiste à produire un résultat en fonction de la requête de l’utilisateur dont l’exemple est la réservation des vols ; la saisie des données à distance  et l’envoi des données à distance ; le courrier électronique ; les échanges d’informations entre applications distantes ; L’interconnexion avec d’autres réseaux sont des applications classiques de la téléinformatique .

2/-- Les éléments de bases d’un système téléinformatique



a/-- structure générale
Un système téléinformatique dans le cas le plus simple est un ensemble composé de deux ETTD (Equipement Terminal de Traitement de Donnés) qui peu jouer à la fois le rôle d’émetteur (source) et de récepteur (collecteur) et d’une voie ou d’un canal de transmission pour échanger des informations sous forme de signaux électriques ou
optiques. Dans un tel système pour effectuer un échange correct, il faut tenir compte d’un certain nombre de problèmes lié à la communication que sont :

- La détection et la correction des erreurs de transmissions

- La structuration des échanges afin que les correspondants puissent se comprendre.

- La composition des messages échangés

L’ensemble des règles de dialogue est appelé protocole et leur mise en œuvre est appelée procédure. Pour adapter un signal à un support de transmission il nous faut un ETCD (Equipement de Terminaison de Circuit de Données) qui est relié à l’ETTD par une jonction.

JONCTION

JONCTION

SYSTEME TELEINFORMATIQUE

b/--aspect matériel



De point de vue matériel les équipements terminaux ou ETTD peuvent être de complexité divers suivant les situations rencontrées.

Ж ETTD est un ordinateur

Dans ce cas la liaison entre l’ETCD est l’unité centrale est réalisée par un organe de couplage. Cet organe de couplage porte des noms différents suivant son degré d’évolution. Lorsqu’il ne sert qu’à adapter les échanges entre l’ordinateur et l’ETCD, on parle de coupleur de transmission. Dans ce cas, la gestion des communication est assurée par l’ordinateur lui-même, ce qui dégrade les temps de traitement en machine . Pour pallier ce inconvénient, on déporte la gestion des communications sur une unité de couplage spécifique appelé, contrôleur ou frontale. Elle est attachée à l’unité centrale par un canal. Suivant sa complexité un contrôleur de communication offre différentes fonctionnalités et occupe physiquement plus ou moins de  place. La gestion des échanges avec l’unité centrale, la gestion des protocoles de liaison sont les fonctions principales d’un controleur de communication.
JONCTION




ordinateur




C

A

N

A

L


Contrôleur de communication

LIGNE


MODEM


ETCD


ETTD

Ж l’ETTD est un terminal (clavier écran)

Dans ce cas l’organe de couplage est appelé controleur de terminaux dont les fonctions principales sont :

- la gestion des transmissions sur la ligne suivant un protocole identique à celui du controleur de communication.

- la gestion des liaisons avec les terminaux suivant un protocoles qui diffère du premier. Il y a donc conversion du protocole.







modem




Contrôleur de communication

Contrôleur de terminaux

ordinateur hôte

(HOST)








TERMINAL
MODEM


II/- LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX INFORMATIQUE
1-/-- les réseaux de terminaux

Dans ses réseaux chaque terminal est relier a un ordinateur . ce qui aboutit à une sous exploitation des supports de transmissions, et d’un temps inutile utilisé pour gérer les demandes des terminaux.

2-/-- les réseaux d’ordinateurs

Dans ce réseau plusieurs unités de traitement sont interconnectées par le biais des contrôleurs de communication. Aussi les connexions entre les machines sont figées et permanentes.
3-/-- les réseaux de transport de données

Le rôle de ses réseaux est de prendre en charge , de façon transparente pour les équipements d’extrémité le transport des données échangées. Son avantage est d’établir provisoirement une liaison entre les équipements en correspondance durant le temps de l’échange.


LA TRANSMISSION DE DONNEES


Introduction
La transmission de donnée consiste à faire véhiculer les informations ( données) sur un support de transmission dans un sens bien déterminé d’un ETTD à un ETTD . En transmission de données le mode et la méthode sont des facteurs très important.
I/-- LES SIGNAUX
1-/--définitions
Un signal est une représentation d’une grandeur physique variables en fonction du temps contenant une information. Il existe deux catégories de signaux : les signaux analogiques et les signaux numériques.

Les signaux analogiques ont leurs grandeurs physiques qui varient de façon continue au cours du temps.

Un signal sinusoïdal élémentaire à pour équation y= Y sin(2 ft+)

Y= amplitude maximale du signal

f= fréquence du signal en hertz (hz)

= phase à l’origine des temps en radians

(2 ft+) la phase à l’instant t

image9onde
Quand aux signaux numériques leurs grandeurs ont un nombre fini de valeurs dans le temps.



+

1

0

1



















-







































HORLOGE



2-/-- Les représentations des signaux

Pour l’ensemble des différents codes décrits, nous prendrons la même suite binaire afin de permettre la comparaison : 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1
a/-- le non retour à zéro (NRZ)
Principe : très proche du codage binaire de base, il code un 1 par +V, un 0 par –V selon la logique positive et l’inverse selon la logique négative. Le codage NRZ améliore légèrement le codage binaire de base en augmentant la différence d’amplitude du signal entre les 0 et les 1. Toutefois les longues séries de bits identiques (0 ou 1) provoquent un signal sans transition pendant une longue période de temps, ce qui peut engendrer une perte de synchronisation. Le débit maximum théorique est le double de la fréquence utilisée pour le signal : on transmet deux bits pour un hertz.

image1
b/--Codage NRZI (Non Return to Zero Inverted)
Utilisation : Fast Ethernet (100BaseFX), FDDI

Principe : on produit une transition du signal pour chaque 1, pas de transition pour les 0. Avec le codage NRZI, on voit que la transmission de longues séries de 0 provoque un signal sans transition sur une longue période. Le débit binaire est le double de la fréquence maximale du signal : on transmet deux bits pour un hertz.

image2

c/-- Codage MLT3
Utilisation : Fast Ethernet (100BaseTX, 100BaseT4), ATM,

Principe : Dans ce codage, seuls les 1 font changer le signal d’état. Les 0 sont codés en conservant la valeur précédemment transmise. Les 1 sont codés successivement sur trois états : +V, 0 et –V.

Le principal avantage du codage MLT3 est de diminuer fortement la fréquence nécessaire pour un débit donné grâce à l’utilisation de 3 états. Pour 100Mbps de débit, une fréquence maximale du signal de 25Mhz seulement est atteinte.

Les longues séquences de 0 peuvent entraîner une perte ou un déphasage de l’horloge du récepteur.

image3

d/-- Codage 2B1Q

Utilisation : RNIS/ISDN, HDSL

Principe : Le code 2B1Q fait correspondre à un groupe de deux éléments un créneau de tension dit symbole quaternaire pouvant endosser quatre valeurs différentes suivant la table ci-dessous :

2b1q

Table de codage2B1Q

image4

Les données sont donc transmises à deux fois la fréquence du signal.

e/-- Codage Manchester

Utilisation : Ethernet 10Base5, 10Base2, 10BaseT, 10BaseFL

Principe : dans le codage Manchester, l’idée de base est de provoquer une transition du signal pour chaque bit transmis. Un 1 est représenté par le passage de +V à –V, un 0 est représenté par le passage de -V à +V.

image5

La synchronisation des échanges entre émetteur et récepteur est toujours assurée, même lors de l’envoi de longues séries de 0 ou de 1. Par ailleurs, un bit 0 ou 1 étant caractérisé par une transition du signal et non par un état comme dans les autres codages, il est très peu sensible aux erreurs de transmission. La présence de parasites peut endommager le signal et le rendre incompréhensible par le récepteur, mais ne peut pas transformer accidentellement un 0 en 1 ou inversement.

Toutefois, le codage Manchester présente un inconvénient : il nécessite un débit sur le canal de transmission deux fois plus élevé que le codage binaire. Pour 10 Mbit/s transmis, on a besoin d’une fréquence à 10 Mhz.

Ceci le rend difficilement utilisable pour des débits plus élevés. L’utilisation de ce codage pour une transmission à 1 Gb/s nécessiterait une fréquence maximale du signal de 1 Ghz, ce qui est incompatible avec les possibilités des câblages actuels ainsi qu’avec les normes sur les compatibilités électromagnétiques. Plus la fréquence du signal est élevée, plus les phénomènes de paradiaphonie pouvant perturber les installations avoisinantes du câble sont sensibles. Les normes ISO 11801 et EN 50173 fixent entre autres les règles de compatibilité électromagnétiques (EMC : ElectroMagnetic Compatibility).

 

f/-- Codage Manchester différentiel

Utilisation : Token Ring

Principe : c’est la présence ou l’absence de transition au début de l’intervalle du signal d’horloge qui réalise le codage. Un 1 est codé par l’absence de transition, un 0 est codé par une transition au début du cycle d’horloge.

image6

A noter la présence de deux symboles particuliers : J et K. Ils sont codés par +V et –V sur toute la durée d’un cycle d’horloge. Ils ont pour but de marquer le début et la fin d’une trame

Le codage présente le même inconvénient que le codage Manchester : nécessite une fréquence égale à celle du débit utile. Il présente par contre un avantage : ce sont les transitions du signal et non pas ses états qui représentent les bits transmis, il est donc insensible aux inversions de fils dans le câblage.

 

g/-- Codage bipolaire ou AMI (Alternate Mark Inversion)

 

Utilisation : Lignes DS1/T1

Principe : Les 0 sont représentés par des potentiels nuls, les 1 par +V et –V en alternance.

Ici encore, il peut y avoir de longues séquences sans potentiel et donc perte de synchronisation.
image7

 

h/-- Codage HDBn (Haute Densité Binaire d'ordre n) ou
         BnZs (Bipolar with n Zero Substitution)

Utilisation : HDB3 : E1, E3 ; B8ZS : T1 ; B3ZS : T3

Principe : le principe de base est le même que pour le codage bipolaire, mais pour éviter une trop longue série de 0, on introduit un bit supplémentaire au signal pour terminer une série de n 0 consécutifs. Ce bit supplémentaire est de même phase que le dernier 1 transmis pour pouvoir l’identifier, afin qu’il ne soit pas pris en compte dans l’information transmise.

image8

 

i/-- Codage nB/mB

Utilisation : 4B/5B : Fast Ethernet ; 8B/10B :Gigabit Ethernet

Principe : Il s’agit d’un codage par bloc. On utilise une table de transcodage pour coder un groupe de n bits en m bits, avec m < n. Ce codage ne définit pas la mise en ligne des bits. On utilise généralement pour cela un codage de type NRZI ou MLT3.

La suite binaire 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 précédemment utilisée va être découpée en groupes de 4 bits. La table de transcodage ci-dessous permet de transformer chaque groupe de 4 bits en groupe de 5 bits.

transco_nbmb

La suite à transmettre ne comporte pas plus de deux 0 consécutifs, ce qui la rend plus facile à transmettre un fois codée en NRZI ou MLT3.

4b5b

Table de transcodage 4B5B

Ce type de codage apporte la garantie de ne pas avoir à transmettre plus de deux 0 successifs. Les caractères spéciaux, hors données utiles, peuvent trouver leur place dans la table de transcodage sans nécessiter un état spécial du signal comme dans les codages Manchester.

Le codage 4B5B augmente la fréquence du signal. Par exemple 125Mhz pour 100Mbps. Associé à un codage de type NRZI, on obtient dans le cas du Fast Ethernet (100BaseFX) une fréquence de 62.5Mhz. Avec un codage MLT3, la fréquence du signal tombe à 31.25Mhz pour le Fast Ethernet 100BaseTX.

Par ailleurs ce type de codage laisse un nombre important de mots de 5 bits inutilisés. Même en éliminant les groupes pouvant poser des problèmes de transmission comme 00000 par exemple, il reste des mots pouvant être utilisés pour le contrôle de la transmission ou d’autres fonctions comme début ou fin de paquet . Au niveau des codages de base, la fibre optique ne se distingue pas particulièrement de la paire torsadée.

paire_5

2-/-- les déformations et les bruits

a/-- l’affaiblissement
L’affaiblissement est dû à ce qu’une partie de l’énergie est dissipée par la voie. Il se mesure en décibels. Par l’écart des niveaux de puissance du signal en entrée (Pe) et du signal (Ps) en sortie pour une fréquence donnée.

A= 10log Pe/Ps.

b/--Le déphasage
Le déphasage est un décalage dans le temps entre le signal émis et le signal reçu qui présente un retard.
C/-- Les bruits
Ce sont des perturbations qui modifient le signal sur la voie de transmissions et dont l’importance se mesure par le rapport signal/bruits exprimé en décibels ( Db ).plus ce rapport est grand et moins le bruit affecte le signal : A= 10 log S/B.

S est la puissance du signal

B est puissance du bruit

Il existe plusieurs types de bruits : le bruit blanc , les bruits inductifs…

  • Le bruit blanc est une perturbation uniforme du signal, c'est-à-dire qu'il rajoute au signal une petite amplitude dont la moyenne sur le signal est nulle. Le bruit blanc est généralement caractérisé par un ratio appelé rapport signal/bruit, qui traduit le pourcentage d'amplitude du signal par rapport au bruit (son unité est le décibel). Celui-ci doit être le plus élevé possible.

  • Les bruits impulsifs sont de petits pics d'intensité provoquant des erreurs de transmission.

  • La distorsion du signal caractérise le déphasage entre le signal en entrée et le signal en sortie.



II/---LES SUPPORTS DE TRANSMISSION
Une ligne de transmission est une liaison entre les deux machines. On désigne généralement par le terme émetteur la machine qui envoie les données et par récepteur celle qui les reçoit. Les machines peuvent parfois être chacune à son tour réceptrice ou émettrice (c'est le cas généralement des ordinateurs reliés par réseau). La ligne de transmission, appelée aussi parfois canal de transmission ou voie de transmission, n'est pas forcément constituée d'un seul support physique de transmission, c'est pourquoi les machines d'extrémités (par opposition aux machines intermédiaires), appelées ETTD (équipement terminal de traitement de données, ou en anglais DTE, Data Terminal Equipment) possèdent chacune un équipement relatif au support physique auxquelles elles sont reliées, appelé ETCD (équipement terminal de circuit de données, ou en anglais DCE, Data Communication Equipment). On nomme circuit de données l'ensemble constitué des ETCD de chaque machine et de la ligne de données.
1-/-- Le câble à paires torsadées
Le câble à paire torsadée (TWISTED-PAIR CABLE) est composé de plusieurs éléments :

  • Des brins de cuivre entrelacés (torsadés)

  • Une enveloppe isolante

Il existe deux types de câbles à paires torsadées :

- Le câble à paire torsadée non blindée (UTP : unshielded twisted- pair)

- Le câble à paire torsadée blindée (STP :shielded twisted-pair)

Les qualités de la paire torsadée sont les suivantes :

Répond aux spécifications de la norme « 10 base T »

Très utilisé pour les réseaux locaux

Une longueur maximale de 100 mètres

Un débit de 10 à100 Mb/s

Un câblage peu coûteux, c’est le moins cher

Une installation et des connexions simples

La plus grande flexibilité du câble

La plus grande vulnérabilité aux interférences

Un choix fiable mais qui ne garanti pas l’intégrité des données transmises sur de longues distances et à des débits élevés.



La norme EIA/TIA des câbles UTP

Catégorie

Fonction

Vitesse

Nombre de paires torsadées

Nombre de torsions par « pied »

1

La voix analogique










2

Les données numériques

4 Mb/s

4




3

Les données numériques

10 Mb/s

4

3

4

Les données numériques

16 Mb/s

4




5

Les données numériques

100 Mb/s

4






http://perso.orange.fr/wallu/ftp-cable.jpg

2-/-- Le câble coaxial
Le câble coaxial ou ligne coaxiale est une ligne de transmission, utilisée en hautes fréquences, composée d'un câble à deux conducteurs. L'âme centrale, qui peut être mono-brin ou multi-brins (en cuivre), est entourée d'un matériau diélectrique (isolant). Le diélectrique est entouré d'une gaine conductrice tressée, appelée blindage, puis d'une enveloppe de matière plastique, par exemple du PVC

180px-rg-59image126

Câble coaxial flexible type RG-59.
A: Gaine extérieure en plastique
B: Blindage en cuivre
C: Diélectrique
D: Conducteur central (âme) en cuivre
3-/-- La fibre optique

Une fibre optique est un fil de verre transparent très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et océaniques de données. Elle a un débit d'informations nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et supporte un réseau « large bande » par lequel peuvent transiter aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques.



200px-optical-fiber-pbc

Il existe nombre de connecteurs pour la fibre optique. Les plus répandus sont les connecteurs ST et SC . Pour les réseaux FDDI, on utilise les connecteurs doubles MIC .

Il faut encore citer les connecteurs SMA (à visser) et les connecteurs FCPC utilisés pour la fibre monomode.

con_st2conect_scon_fddi
CONNECTEUR ST CONNECTEUR SC CONNECTEUR FDDI OU MIC
Il y a plusieurs manières pour coupler de la fibre optique:

 - Le couplage mécanique de deux connecteurs mis bout à bout au moyen d'une pièce de précision. Le dessin ci-dessous montre l'union de deux connecteurs ST, mais il existe des coupleurs ST/SC ou ST/MIC.

 - Le raccordement par Splice mécanique qui est utilisé pour les réparations à la suite de rupture ou pour raccorder une fibre et un connecteur déjà équipé de quelques centimètres de fibre que l'on peut acquérir dans le commerce (Pig tail).

  • La fusion au moyen d'un appareil à arc électrique appelé fusionneuse.


focoupl

4-/-- Les faisceaux hertziens

Un faisceau hertzien est une liaison radioélectrique point à point bilatérale et permanente (full duplex) à ondes directives, offrant une liaison en bonne qualité et sure permettant la transmission d’information en mode multiplex. Ondes hertziennes


Les émission par antenne se font dans les bandes de fréquence de 1 à 40 gigahertz, ce qui permet, en fonction des perturbations fréquentes dans ce type de transmission d'atteindre des débits de l'ordre de plusieurs centaines de Mégabits/s. La forme et l'orientation des antennes permettent de diriger les ondes dans des directions assez précises et permettent ainsi des transmissions simultanées dans des directions assez voisines. Plus la bande passante est élevée plus on peut affiner la directivité de l'antenne pour descendre à un angle d'ouverture raisonnable On peut aussi utiliser sur de courtes distances des émissions optiques par laser qui sont encore plus directives.
c2_5_a

Liaisons satellites


Les liaisons satellites utilisent les mêmes bandes de fréquences que les liaison hertziennes (essentiellement dans les bandes de 3 à 14 Gigahertz). Typiquement une liaison satellite permet de transmettre de l'ordre de 500 mégabits par seconde. Les satellites de télécommunication sont pour beaucoup des satellites en position géostationnaires à 36 000 km de la terre au dessus de l'équateur. Le temps mis par une onde pour atteindre le satellite est de 0.12 secondes, durée qui n'est pas négligeable et qui peut perturber une communication téléphonique. On voit apparaître des nouveaux réseaux de satellites en orbites basses qui sont utilisés pour permettre les communications avec les mobiles dans les zones peu peuplées ou n'ayant pas d'infrastructure suffisante

NB : On Peut classer généralement ces supports en trois catégories, selon le type de grandeur physique qu'ils permettent de faire circuler, donc de leur constitution physique :

  • Les supports filaires permettent de faire circuler une grandeur

électrique sur un câble généralement métallique

  • Les supports aériens désignent l'air ou le vide, ils permettent la

circulation d'ondes électromagnétiques ou radioélectriques diverses

  • Les supports optiques permettent d'acheminer des informations

sous forme lumineuse


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