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3.2.4 Transmission de l’information, réseaux et internet (22h)


Transmission de l’information (modulations d’amplitude, de fréquence, de phase) (1ere/Term. – N1)


Ce qu’on attend de l’élève :

  • Connaître les raisons de la nécessité de modulation (radio ou filaire).

  • Connaître les notions de porteuse et de signal modulant.

  • Reconnaître une modulation AM d'une modulation FM sur un relevé temporel.


Approches pédagogiques possibles :

  • Connaissances non visées directement par l'objectif d'une séquence, mais abordée au cours d'une étude de système, de dossier ou lors d'une activité pratique.


Exemples d’activités :

  • La modulation peut être abordée à l'aide d'un logiciel de simulation (Matlab, SinusPhy ou Proteus) afin de visualiser le signal modulant, la porteuse et le signal résultant en temporel et en fréquentiel. On fait alors varier la fréquence de la porteuse puis celle du signal modulant et on observe les variations, notamment dans le domaine fréquentiel (déplacement des raies : translation du spectre quand la porteuse varie ou éloignement/rapprochement par rapport à la porteuse lorsque le signal modulant varie,...)


Ressources et supports possibles :

  • Formation académique : V2 ETT13 – Filtrage




Caractéristiques d’un canal de transmission, multiplexage. (1ere/Term. – N1)


Ce qu’on attend de l’élève :

  • Savoir ce que peut-être un canal de transmission (différents câbles, fibre optique, ondes)

  • Savoir qu'un canal de transmission par sa nature peut déformer, retarder, atténuer un signal.

  • Savoir qu'un canal de transmission possède des limites physiques (compromis distance/débit)

  • Savoir qu'un canal de transmission peut-être le siège de perturbations extérieures.

  • Faire la différence entre un multiplexage temporel (réseau commuté, circulation des données de n PC vers 1 PC sur le réseau Ethernet) et un multiplexage fréquentiel (exemple du signal RDS qui permet d'aborder par la même occasion la somme et la différence de deux signaux analogiques).

  • Savoir ce que signifie : transmission en bande de base.

Exemples d’activités :

  • Les canaux de transmission : A partir du schéma d'interconnexion de tous les éléments d'un système communiquant ou du diagramme de bloc interne (SysML) du système et en observant le système réel, retrouver la nature des différents supports de transmission : (filaire, sans fil, ou fibre optique). Retrouver, dans la documentation du système, les caractéristiques de chaque support (débit et distances max).

  • multiplexage 

    • temporel : Montrer les échanges entre plusieurs PC sur un réseau commuté ou le trafic sur un seul PC (navigation internet+partage de fichiers+envoi de mail, le tout simultanément)

    • fréquentiel : Prendre l'exemple de la radio. Sur la même antenne et pour un signal de même fréquence de base (audio), on reçoit Skyrock avec une porteuse à 102,9MHz, NRJ sur 102,4MHz, ...

Ressources et supports possibles :

  • ArDrone

  • Contrôle énergétique

  • Bewator

  • Bus DMX (projecteurs de scène)

  • Formation académique : V2 ETC07 – Réseaux




Organisations matérielle et logicielle d’un dispositif communicant : constituants et interfaçages. (1ere/Term. – N2)

Ce qu’on attend de l’élève :

  • Connaître la différence entre un routeur, un commutateur, un terminal. Décrire succinctement le rôle de chacun.

  • Connaître l'existence des câbles croisés et droits, ainsi que leur cas d'utilisation.




  • Reconnaître la topologie physique mise en œuvre dans un réseau (bus, étoile, maillée, en arbre,...)

  • Identifier la carte réseau dans un PC ou dans tout autre objet technique communicant

  • Extraire d'une trame série les données transmises en s'appuyant sur la description du protocole (RS232, CAN, I2C …).

Approches pédagogiques possibles :

  • en TD ou en TP, un réseau différent par îlot, en introduction d'une séquence plus large sur les réseaux (adressage IP, protocole ARP, analyse d'un protocole client/serveur,...)

Exemples d’activités :

  • Identifier les différents types d’équipement d'un réseau tels que les routeurs, les switchs, les terminaux (PC, serveur, imprimante,... ) les modems,...

  • Reconnaître les topologies de différents réseaux :

    • Bewator : étoile sur la partie supervision (PC et SR34i), bus entre les DC12 et les SR34i.

    • Contrôle énergétique : étoile entre le serveur et les PC de surveillance, étoile également entre le serveur et les capteurs sans fils

    • Bus DMX : topologie en bus, par définition.

    • ArDrone : topologie point-à-point (wifi ad-Hoc)

    • Internet : topologie maillée

    • réseaux simulés avec Cisco PacketTracer ou CERTA

  • Choisir le type de câble en fonction des éléments à interconnecter en TD ou en TP (réseau réel ou simulé) :

    • switch ↔ switch : croisé

    • routeur ↔ switch : droit

    • routeur ↔ PC : croisé

    • PC ↔ switch : droit

  • Sur un PC, localiser la carte réseau ainsi que le connecteur RJ45. Utiliser la commande « ipconfig /all » pour retrouver les caractéristiques physiques de la carte réseau (nom, débit maxi,...)

Ressources et supports possibles :

  • Bewator, Contrôle énergétique, Ardrone, Chauffe-eau solaire, bus DMX, bus CAN d'une voiture, réseau domotique, internet, réseaux virtuels PacketTracer ou Certa,...

  • Formation académique : V2 ETC07 – Réseaux




Modèles en couche des réseaux, protocoles et encapsulation des données. (1ere/Term. – N2)


Ce qu’on attend de l’élève :

  • Associer des mots clefs aux différentes couches des modèles OSI & TCP/IP (ex : en couche OSI 2 on trouve des commutateurs, cette couche concerne les adresses mac. ; en couche OSI 3 on trouve des routeurs, cette couche concerne les adresses IP).

  • Expliciter le principe de l'encapsulation sur un des deux modèles (OSI ou TCP/IP)

  • Connaître la relation entre les deux modèles (correspondance des couches).

Exemples d’activités :

  • Montrer le principe de l'encapsulation sur un réseau de terrain (suivant le modèle OSI) en identifiant le rôle de chaque couche et les informations qu'elles ajoutent.

  • Montrer, sous forme de synthèse à la fin d'une séquence sur les réseaux, le principe de l'encapsulation suivant le modèle TCP/IP en analysant l'envoi d'un e-mail d'alerte par le serveur du contrôle énergétique ou la phase d'authentification au système de réservation de Bewator et en identifiant, pour chaque couche du modèle TCP/IP, les informations ajoutées (passer rapidement sur la couche TCP qui ne doit être abordée qu'en spécialité) .

  • Sous la forme d'une étude de cas en TD (questions autour des données utiles et du protocole, documents constructeur à l'appui), suivi de TP permettant de capturer des trames sur le réseau de terrain ou sur Ethernet (un système et/ou un type de réseau par îlot) afin d'identifier les différentes couches

Ressources et supports possibles :

  • Bewator, ArDrone, contrôle énergétique, bus DMX, bus CAN, station météo, tout système communicant en réseau...

  • Formation académique : V2 ETC07 - Réseaux




Adresse physique (MAC) du protocole Ethernet et adresse logique (IP) du protocole IP. Lien adresse MAC/IP : protocole ARP. (1ere/Term. – N3)


Ce qu’on attend de l’élève :

  • Savoir qu'une adresse MAC est composée de 6 octets, dont les 3 premiers (OUI) permettent d’identifier le constructeur de l'interface.

  • Savoir que l'adresse MAC d'une interface réseau est associée à la couche 2 du modèle OSI (liaison de données) et « accès réseau » du modèle TCP/IP

  • Déterminer l'adresse MAC d'une carte réseau (« ipconfig /all » sous Windows ; « ifconfig » sous linux).

  • Déterminer l'adresse IP d'un poste en utilisant la commande appropriée (« ipconfig » sous Windows ; « ifconfig » sous linux).

  • Déduire de la configuration IP d'un poste (masque+IP) le nombre d'hôtes potentiellement connectés à ce réseau, ainsi que l'adresse réseau et l'adresse de diffusion (broadcast).

  • Déterminer l'adresse de la route par défaut du réseau si elle existe (« ipconfig /all » ou « route PRINT » sous Windows ; « route » sous linux).




  • Définir la configuration IP d'un poste (ou autre matériel Ethernet) en vue de l'intégrer à un réseau défini.

  • Utiliser la commande ping pour valider la connectivité au réseau.

  • Expliquer dans quels cas on utilise une adresse IP privée ou IP publique.

  • Connaître la notion de « classe d'adresse » bien qu'obsolète.

  • Utiliser la commande « ARP -a » afin de visualiser le contenu du cache ARP.

  • Connaître les rôles et principe de fonctionnement du protocole ARP.


Ce que ne doit pas faire l’élève :

  • On ne demandera pas à l'élève d'établir un plan d'adressage (découpage en sous-réseaux) en fonction des contraintes d'un cahier des charges. Ceci sera abordé en spécialité.


Approches pédagogiques possibles :

  • Activité pratiques essentiellement.


Exemples d’activités :

  • L'élève peut-être amené à intégrer un matériel communicant (Ethernet) dans un réseau existant (réel ou virtuel avec Packet Tracer). Il doit choisir une adresse IP pour ce matériel en ayant comme seule information, l'adresse et le masque de réseau d'une autre machine de ce réseau.

  • L'élève peut-être amené à identifier les causes d'un dysfonctionnement dans un réseau (réel ou virtuel) en appliquant une procédure basée sur la vérification de chaque couche du modèle TCP/IP

  • A partir de l'adresse d'une machine et du masque de sous-réseau qui lui est associé, l'élève doit être capable, après calcul, de déterminer :adresse réseau, adresse de diffusion, première et dernière adresse utilisable, nombre d'adresses utilisables.

  • L'élève peut-être amené à observer des trames Ethernet (avec Wireshark par exemple) afin d'y retrouver le protocole ARP suite à un « ping » par exemple, et d'y identifier les « question/réponse » du protocole.



Ressources et supports possibles :

  • Bewator, contrôle énergétique. ArDrone

  • Formation académique : V2 ETC07 - Réseaux




Architecture client/serveur : protocoles FTP et http. (1ere/Term. – N1)


Ce qu’on attend de l’élève :

  • Définir ce qu'est une architecture client/serveur. En connaître les règles :

    • le client est toujours à l'initiative de la communication

    • le client émet une requête et le serveur répond

  • Identifier le client et le serveur dans une communication client/serveur.

  • Connaître l'existence des protocoles HTTP et FTP ainsi que leurs rôles respectifs.

  • Savoir situer les protocoles HTTP et FTP dans les modèles OSI et TCP/IP.

Approches pédagogiques possibles :

  • Sous la forme d'un TD à partir d'une étude de cas. Peut être également traité dans un TP qui présente le concept de couche et la notion de protocole de communication.

Exemples d’activités :

  • Lors de l'utilisation d'un système communiquant, l'élève détermine si le système est client ou serveur (ex : système de contrôle énergétique EWTS, Bewator, Tablette de pilotage du Drone, ArDrone …)

  • Lors d'une requête HTTP, l'élève peut-être amené à visualiser les trames circulant entre le client et le serveur (via Wireshark par exemple).

Ressources et supports possibles :

  • contrôle énergétique EWTS, Bewator, ArDrone, Carte Fox G20, RaspBerry Pi ou équivalent, Arduino ...

  • Formation académique : V2 ETC07 – Réseaux



Gestion d'un nœud de réseau par le paramétrage d'un routeur : adresses IP, NAT/PAT, DNS, pare-feu. (1ere/Term. – N2)


Ce qu’on attend de l’élève :

  • Connaître le rôle des services : NAT/PAT, DNS, pare-feu.

  • Positionner le routeur dans les modèles OSI et TCP/IP.


Approches pédagogiques possibles :

  • En TP ou en mini-projet (pour la configuration du routeur)


Exemples d’activités :

  • Paramétrer un routeur afin d'établir la communication entre deux réseaux (réels, ou virtuels avec Packet tracer)

  • Configurer l'adresse de la route par défaut (celle du routeur) sur le poste de travail pour accéder à un autre réseau, notamment internet.

  • Pour mettre en évidence la mise en œuvre du service NAT dans le lycée, utiliser un site web de type whoami ou myIPaddress pour connaître l'adresse IP (publique) avec laquelle on est visible sur internet (celle du routeur). Constater que c'est la même pour tous et qu'elle est différente de l'adresse IP du poste de travail utilisé.

  • Paramétrer la PAT sur un routeur pour qu'une requête de l'extérieur du réseau local provoque la réponse d'un système communiquant (Bewator par exemple) ou d'un autre (EWTS, serveur web) en fonction du numéro de port spécifié.

  • Paramétrer la PAT et/ou la NAT pour avoir accès au flux vidéo de la caméra IP de la maison domotique à travers un routeur.

  • Utiliser la commande ifconfig /all pour retrouver l'adresse du serveur DNS à contacter lorsqu'on souhaite connaître l'adresse IP d'un serveur (173.94.78.94) à partir de son nom de domaine (www.google.fr)

  • Utiliser la commande nslookup pour retrouver l'adresse IP d'un serveur en interrogeant le serveur DNS. Vérifier que le serveur contacté est bien celui spécifié dans la configuration réseau.

  • Éventuellement, analyser à l'aide de Wireshark la communication avec le serveur DNS (une requête et une réponse)

  • Paramétrer le serveur DHCP (plage d'adresse etc.) d'un routeur/passerelle.



Ressources et supports possibles

  • Tout système basé sur une communication TCP/IP et hébergeant un service.

  • Formation académique : V2 ETC07 - Réseaux


Prolongements pour la SPE

  • Configuration du serveur DHCP du routeur






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