Transmission

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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)
Yonel GRUSSON
2
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
Air + Onde
Fil métallique + Courant électrique
(Cas étudié ici)
Yonel GRUSSON
3
Introduction
La transmission des données
suppose donc :
 De transmettre un signal
1ère Partie
 D'utiliser un support
2de Partie
Yonel GRUSSON
4
1ère 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 :
Yonel GRUSSON
6
L'Atome
• Le noyau : 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.
Yonel GRUSSON
7
Exemple : l'atome d'hélium
Neutron
+
Proton
+
Électron
Tableau des éléments
Neutrons + Protons = Noyau
Nombre d'électrons = Masse atomique
L'atome est électriquement neutre
Yonel GRUSSON
8
L'Atome
Il a été démontré que :
Des charges électriques de
même signe se repoussent
Des charges électriques de
signe opposé s'attirent
Yonel GRUSSON
9
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.
Yonel GRUSSON
10
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.
Yonel GRUSSON
11
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.
Yonel GRUSSON
12
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.
Yonel GRUSSON
13
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.
Yonel GRUSSON
14
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)
Yonel GRUSSON
15
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).
Yonel GRUSSON
16
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 * 1018 électrons à la seconde
L'appareil utilisé est l'Ampèremètre.
Yonel GRUSSON
17
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
Yonel GRUSSON
18
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.
Yonel GRUSSON
19
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
Yonel GRUSSON
20
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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21
Quelques notions d'électricité
– Le courant alternatif
Avec le courant alternatif, le courant
change de sens plusieurs fois par seconde.
v (tension)
t
Yonel GRUSSON
22
Le signal
• Dans le cas d'une transmission filaire, on
appellera SIGNAL l'utilisation d'une
TENSION 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 (bit 0 ou 1)
Yonel GRUSSON
23
Distinction Série/Parallèle
Parallèle sur 8 bits
8 Bits Transmis au moment T
Périphérique
Ordinateur
Technique inutilisée dans les transmissions sur un
réseau car elle nécessiterait des moyens importants.
Yonel GRUSSON
24
Distinction Série/Parallèle
Transmission en série d’un octet
Horloge
T1
T2
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
Sortie Série
0
T3
T1
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
Yonel GRUSSON
1
0
1
0
0
1
1
0
Registre
à Décalage
25
Bande base et large bande
• Avec une transmission en bande de base le
câble ou support de transmission
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 seront transmis
simultanément sur le support (cf.
multiplexage fréquentiel). Exemple
Transmission TV.
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26
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.
Yonel GRUSSON
27
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
Non Return to +v
Zéro Level
N.R.Z-L
-v
Un niveau est choisi pour représenter le 1, l'autre le 0
Technique utilisée par les réseaux
100VG et Ethernet 100 Base T4
Yonel GRUSSON
28
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
Non Return to +v
Zéro Invert on
0
One
-v
N.R.Z-I
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
Yonel GRUSSON
29
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
+v
Code
BiPolaire 0
-v
Transition sur +V ou –V pour transmettre un 1 et une
transition sur 0 pour transmettre un 0
Yonel GRUSSON
30
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
0
1
1
0
0
1
0
Code de +v
Miller 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
Yonel GRUSSON
31
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
1
0
0
1
1
0
1
Code +v
Manchester
-v
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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32
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
0
1
0
1
1
0
0
Code
+v
Manchester
différentiel -v
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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33
Transmission en Bande de Base
Transmission TETRAVALENTE
Code à
émettre
01 10
11 10 00
+v1
+v0
0
-v0
-v1
Yonel GRUSSON
34
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.
Yonel GRUSSON
35
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.
Yonel GRUSSON
36
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 w = (2 pi f)
avec f la fréquence
ph : la phase
a(t) : L’amplitude à l’instant t
Yonel GRUSSON
37
Le Signal Analogique
a(t) = 2 SIN (2.pi.t) ou f=1 et ph = 0
2,5
2
1,5
1
a(temps)
0,5
0
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5
Temps
Yonel GRUSSON
38
Le Signal Analogique
2,5
1 Période
2
1,5
1
a(temps)
0,5
Phase 1
0
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
Phase 2
1
1,5
-0,5
-1
-1,5
-2
FREQUENCE = Nombre de périodes par seconde
1 Hz = 1 période par seconde
-2,5
Temps
Yonel GRUSSON
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
Yonel GRUSSON
40
Transmission analogique
Modulation de Fréquence
Yonel GRUSSON
41
Transmission analogique
Modulation d'Amplitude
Yonel GRUSSON
42
Transmission analogique
Modulation de Phase
Yonel GRUSSON
43
Numérisation d'un signal analogique
v2
v v3
1
Cette technique permet de numériser
un signal analogique (vidéo, musique,
etc.).
Ne pas confondre avec la compression
v4
v6 v
5
Temps entre deux échantillons
Les valeurs binaires Vi sont transmises
Yonel GRUSSON
44
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.
Yonel GRUSSON
45
Caractéristiques du SIGNAL
L’AFFAIBLISSEMENT
• La puissance du signal reçu (P2) est plus
faible que celle du signal émis (P1).
• Affaiblissement = 20 * log10 (P2/P1)
Yonel GRUSSON
46
Caractéristiques du SIGNAL
Affaiblissement d'un signal analogique
V
Signal émis
Signal reçu affaibli
t
Yonel GRUSSON
47
Caractéristiques du SIGNAL
Affaiblissement en dB
f0
Fréquence
 L'affaiblissement est minimum pour une
fréquence f0 non nulle puis augmente
 L'affaiblissement augmente aussi avec la
distance.
Yonel GRUSSON
48
Caractéristiques du SIGNAL
DISTORTION DE PHASE
Déphase du signal par rapport à une
porteuse

Yonel GRUSSON
49
Caractéristiques du SIGNAL
LES BRUITS
• Ensembles des composantes aléatoires et non
significatives d’un signal.
• 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
Yonel GRUSSON
50
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)
Yonel GRUSSON
51
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
Yonel GRUSSON
52
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
Yonel GRUSSON
53
Caractéristiques du SIGNAL
Affaiblissement en Db
Bande Passante à A1 Db
A1
Bande Passante à A0 Db
A0
F10
Yonel GRUSSON
F00
F01
F11
Fréquence
54
Caractéristiques du SIGNAL
• Capacité maximale et théorique d’un canal.
Formule de Shannon :
C = W Log2 (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
un débit théorique de 10 K/bit/s
Yonelatteindre
GRUSSON
55
Caractéristique de VITESSE.....
• La vitesse de modulation : Vmod = 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 : Vtr = 1/T * log2V
– Avec V la VALENCE du Signal (Nombre de
représentations possible avec le signal).
– Elle se mesure en BIT/Seconde.
Yonel GRUSSON
56
Caractéristique de VITESSE.....
0
1
1
0
1
1
0
Temps en ms 20
+v
20
20
20
20
20
20
-v
De MODULATION
Vmod = 1/0,02 = 50 Bauds
De TRANSMISSION
Vtr = 1/0,02 * log22 = 50 Bits/Sec.
Yonel GRUSSON
57
Caractéristique de VITESSE.....
Ainsi avec une Transmission TETRAVALENTE
01 10
11 10 00
+v1
0
+v0
-v0
-v1
Avec T = 0,005 et V = 4
Yonel GRUSSON
Vmod = 200 Bauds
Vtr = 400 Bits /s
58
de
2
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
Yonel GRUSSON
60
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)
Yonel GRUSSON
61
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 m2 environ)
• Le câblage horizontal (entre les stations et les
équipements de la zone de travail)
• Le câblage vertical (entre zones de travail –étage-)
Yonel GRUSSON
62
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.
Yonel GRUSSON
63
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
Yonel GRUSSON
64
Le Câble COAXIAL
Gaine extérieure
Tresse métallique
Cuivre
Isolant en Plastique
Yonel GRUSSON
65
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.
Yonel GRUSSON
66
Le Câble COAXIAL
Désignation
Diamètre
Impédance
RG-8/U
0,405 p.
50 ohms
RG-58/U
ou RG-58A/U
RG-59/U
0,195 p.
0,242 p.
Protocole
Ethernet
épais
50 ohms
Ethernet
Fin
75 ohms
TV par
câble
Ce support est de moins en moins utilisé au profit de
la paire torsadée et de la fibre optique.
Yonel GRUSSON
67
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.
Yonel GRUSSON
68
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 :
Bande Passante
Catégorie
jusqu'à
Utilisation
3
16 Mhz
Téléphone, 10 Base T, Token Ring à 4
Mbit/s, 100 Base T4
4
20 Mhz
Token Ring à 16 Mbits/s
5
Yonel GRUSSON
100 Mhz
100 Base TX, OC-3 (ATM)
La catégorie 5 prend en compte du câble
UTP
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 ÉtatsUnis. 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
Yonel GRUSSON
Fil de déchirement
72
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
Paire Torsadée
Yonel GRUSSON
Tresse
métallique
Gaine
Anti-Feu
Fil de déchirement
73
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
Yonel GRUSSON
Feuille
d'aluminium
Fil de déchirement
74
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 difficile d'améliorer
l'affaiblissement. En effet
 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)
Yonel GRUSSON
87
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)
Yonel GRUSSON
88
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
Yonel GRUSSON
89
Câblage des prises RJ45
Transmission sur 2
paires
Utilisé par Ethernet
10 BASE T - 802.3
1
T1
TD+
2
R1
TD-
Yonel GRUSSON
3
T2
RD+
4
5
6
R2
RD-
7
8
90
Câblage des prises RJ45
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)
1
2
3
4
5
6
7
8
Transmission sur 2 paires :
• Utilisé par Ethernet 100
BASE T Full Duplex et
EIA 568 A
Yonel GRUSSON
• 1000 Base T
91
Câblage des prises RJ45
RD +
1
RD -
2
1
RD +
TD +
3
2
RD -
4
3
TD +
5
4
6
5
7
6
8
7
TD -
TD : Transmission de données
RD : Reception de données
Yonel GRUSSON
Câble croisé sur
2 paires
TD -
8
92
Câblage des prises RJ45
1
2
1
3
2
4
3
5
4
6
5
7
6
8
7
Câble croisé sur 4 paires
8
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
Monomode (8/125)
Yonel GRUSSON
62,5µm 125 µm
Multimode (62,5/125 ou 50/125)
96
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
• 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
• L'indice de réfraction décroît du centre vers à la périphérie de
la fibre. L'onde aura donc une forme sinusoïdale.
• Les LED peuvent émettre plusieurs longueurs d'onde
lumineuses.
• La bande passante est comprise entre 600 et 3000 MHz/km.
• Les diamètres les plus fréquents sont 62.5µm et 50µm.
• La fibre multimode est la plus employée dans les réseaux
locaux
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100
La FIBRE OPTIQUE
Propagation du rayon lumineux dans la fibre :
• Monomode
Source
lumineuse
• 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).
• Le Laser n'émet qu'une seule longueur d'onde mais autorise
l'utilisation d'une bande passante est très large > 10 Ghz.
• Support onéreux avec un rayon de courbure élevé.
• Surtout utilisé dans les WAN.
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101
La FIBRE OPTIQUE
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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102
Supports Immatériels
• Les systèmes « à vue directe »
– 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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103
La TRANSMISSION
de l'information
104
Tableau des éléments
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105
Transmission en Bande de Base
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
Non Return to +v
Zéro Level
N.R.Z-L
-v
Yonel GRUSSON
106
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
Non Return to +v
Zéro Invert on
0
One
-v
N.R.Z-I
Yonel GRUSSON
107
Code à
émettre
0
1
1
0
1
1
0
+v
Code
BiPolaire 0
-v
Yonel GRUSSON
108
Code à
émettre
0
1
1
0
0
1
0
Code de +v
Miller 0
-v
Yonel GRUSSON
109
Code à
émettre
1
0
0
1
1
0
1
Code +v
Manchester
-v
Yonel GRUSSON
110
Code à
émettre
Code
+v
Manchester
différentiel -v
0
1
0
1
1
0
0
Transmission TETRAVALENTE
Code à
émettre
01 10
11 10 00
+v1
+v0
0
-v0
-v1
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La PAIRE TORSADEE
Yonel GRUSSON
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