Introduction aux réseaux, présentation couches OSI, couche physique

1. INFO 0702
Réseaux Informatiques
Introduction
Modèles OSI et TCP/IP
Couche Physique

2. Communication
• Besoin d’échange entre
les individus
– Définition d’une langue
commune
– Définition d’un système
d’échange commun
• Langue commune
• Système de représentation
commun
• Protocole d’échange

3. Communication à distance
• Une fois établi un « protocole », il reste le
problème de la distance
• Comment passer un message rapidement ?
– Lettre postale
– Pigeon voyageur
– Phares
– Signaux de fumée
– 1792 : télégraphe à bras (Chappe)
– 1843 : télégraphe (code Morse)
– 1875 : téléphone (Bell et Gray)
– 1895 : radio (Marconi)

4. Les Réseaux
●
Point de vue d'un simple utilisateur :
– un ensemble d'ordinateurs interconnectés
●
Que se passe-t-il à l'autre bout de la prise ?
●
Comment les machines communiquent entre-elles ?
●
Utilisent-elles toutes le même langage de communication ?
●
Quand on va sur internet, sur une page Web
– Comment se fait-il que tout le monde ait la même page quand
on utilise un navigateur Web et que l'on tape www.google.fr
– Que peut-on trouver derrière cette adresse web ?

5. Les moyens de se connecter
●
Utilisateur final : se connecte généralement à un réseau
– Avec un modem et une ligne téléphonique
– Directement à un autre ordinateur avec un câble réseau
●
tous les câbles sont-ils équivalents ?
– À travers un réseau sans fil (WiFi, 3G)
– ...
●
Mais avec toutes ces solutions, que faut-il faire pour que les
informations puissent s'échanger / s'échanger sans faute /
s'échanger vite ?

6. Communication - fonctions
●
La connexion physique (entre 2 utilisateurs directement ou indirectement)
●
L’émission (message que le système se charge de transmettre à un ou
plusieurs destinataires)
●
La réception (message dont l’hôte est le destinataire)
●
L’acheminement des messages (sans erreur, sans perte, sans duplication
et en temps utile)
●
L’optimisation des lignes (partage du support physique)
●
Le contrôle de flux et le stockage (message en transit avant son
utilisation)
●
Le choix entre différentes méthodes de dialogue
●
La gestion et le contrôle de l’utilisation des fonctions réseaux

7. Communication - fonctions
●
La connexion physique (entre 2 utilisateurs directement ou indirectement)
●
L’émission (message que le système se charge de transmettre à un ou
plusieurs destinataires)
●
La réception (message dont l’hôte est le destinataire)
●
L’acheminement des messages (sans erreur, sans perte, sans duplication
et en temps utile)
●
L’optimisation des lignes (partage du support physique)
●
Le contrôle de flux et le stockage (message en transit avant son
utilisation)
●
Le choix entre différentes méthodes de dialogue
●
La gestion et le contrôle de l’utilisation des fonctions réseaux
COMMENT GARANTIR
LA COMPATIBILITÉ ???

8. Modélisation
• Définition de l’ensemble de composants et
des fonctions associées
• Objectifs
– Définir les entrées
– Modéliser les traitements
– Concevoir les opérations
– Formaliser les sorties

9. Comment communiquer avec tous ?
●
Années 1960-1970 : mélange des systèmes « propriétaires »
– Systems Network Architecture (SNA) d'IBM (1974),
– DECnet (réseau des mini-ordinateurs DEC),
– Novell avec Netware, Apple avec AppleTalk, ...
●
Objectif : communiquer ensemble
●
Difficulté : protocoles de communications différents !
●
Modèle OSI (modèle en 7 couches) : fin 1970
– l'ISO (International Organization for Standardization) commence à travailler
sur un modèle d'interconnexion de systèmes ouverts
– Objectif : standardiser les protocoles réseau
OSI (Open Systems Interconnection reference model)
Modèle TCP/IP

10. Pourquoi Découper en Couches
?
●
Interopérabilité entre fabricants
– Permettre à des matériels de plusieurs fabricants d'interagir au
sein d'un même réseau (normes communes)
●
Facilité de compréhension
– mieux décrire les fonctionnalités et spécifications des protocoles
●
Facilité de développement
– Faciliter la modification des programmes et accélérer l'évolution
des produits
●
Ingénierie modulaire
– Possibilité d'implémenter des fonctions des couches supérieures
pendant que d'autres développent pour des couches inférieures

11. Modélisation en couche

12. Application et Transport

13. Organismes de normalisation
des réseaux
• UIT-T – Union Internationale des Télécommunications
– Composée d’opérateurs et d’industriels des télécommunications
• ISO – International Standardization Organization
– Dépendant de l’ONU
– Composé de représentants nationaux (ANSI, AFNOR, DIN, etc)
• IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers
– Responsable pour certains standards tels que 802.3 (Ethernet),
802.11 (Wi-Fi), etc.
• IETF – Internet Engineering Task Force
– Comité pour les standards Internet (les RFC’s)
– En général concerne uniquement la pile logiciel

14. Modèle OSI de ISO
• Open System Interconnection
– Division des fonctionnalités
– Description d’un réseau sous forme de
couches superposées
– Description des interactions entre les couches
successives
– Réduction de l’étude à des parties « limitées »
• Maintenance facilitée
• Développement simplifié

15. Un modèle en 7 couches

16. La Couche Physique (OSI 1)
●
Gère le câblage
– Le nombre de conducteurs
– Le type d'isolation utilisé (ou non)
– La topologie du réseau (bus, anneau, étoile, etc.)
●
Gère les connecteurs
– la forme du connecteur aux extrémités du câble
●
Définit les caractéristiques électriques des équipements
●
Définit la façon dont un équipement signale un 0 ou un 1 binaire
sur une ou plusieurs broches de transmission.
– codage des signaux (tout ou rien, NRZ, NRZI, Manchester, Miller,
etc.)

17. La Couche Physique (OSI 1)
●
La couche physique doit fournir les moyens nécessaires à la
gestion des connexions physiques et à la transmission de
bits entre deux entités de liaison de données
●
Éléments de la couche physique
– Support physique (câble, fibre optique, liaison radio)
– Codeurs, démodulateurs
– Multiplexeurs, concentrateurs (hubs)
●
Quelques normes
– ISO 10022 (définition des services de la couche physique OSI)
– Recommandation X.211 de l’ITU-T

18. La Couche Liaison (OSI 2)
●
Définit les normes et les protocoles utilisés pour contrôler la
transmission des données à travers un réseau physique
●
Les fonctions sont :
– Arbitrage : le moment approprié pour utiliser le support de
transmission physique ou média de transmission
– Gestion de la liaison des données : s'assure que les données
sont bien reçues et traitées par le ou les destinataires corrects
– Détection d'erreur : Détermine si les données ont traversé avec
succès le média de transmission
– Identification des données encapsulées : identifier le service
de la couche Réseau (OSI 3) à qui est adressé le message

19. La Couche Réseau (OSI 3)
• Assure toutes les fonctionnalités de relais et
d’amélioration de services entre les entités du réseau :
– L’adressage
– Le contrôle de flux
– La détection et correction d’erreurs non réglées par la
couche 2
– L’interconnexion de réseaux hétérogènes
• Protocoles typiques de la couche 3
– IP
– X.25
– CLNP (ClassLess Network Protocol – ISO)
– ICMP (protocole atypique, n’assure pas les services
traditionnels de la couche 3)

20. La Couche Réseau (OSI 3)
●
Adressage
– Déterminer une adresse unique pour chaque entité d'un réseau
– Regrouper certaines adresses par groupe, selon une logique
●
Exemple: chaque personne possède une adresse
personnelle qui l'identifie
– Structuration de l'adresse afin de déterminer facilement à quel
groupe une adresse appartient
●
Routage
– Logique mise en œuvre pour réussir à acheminer de bout en
bout un message, d'un expéditeur jusqu'à une destination
●
Exemple: envoi d'une lettre par la poste, de la boite aux
lettres jusqu'au destinataire

21. La Couche Transport (OSI 4)
●
Correction des erreurs
– Les protocoles de la couche transport essaient de corriger les erreurs
survenues lors de la transmission, si possible
●
Mode connecté ou pas
– Doit-on s'assurer que le destinataire est présent avant d'envoyer un
message ?
●
Contrôle du flux
– Contrôler le débit de transfert des données afin de ne pas saturer la
machine destination
●
Segmentation des données d'application et ordonnancement
– Certains segments de données dépassent la taille d'un message de la
couche inférieure
– Il faut les regrouper et réordonner

22. La Couche Transport (OSI 4)
●
Autres fonctions assurées par la couche 4
– Multiplexage de plusieurs messages sur un seul canal
– Qualité de service (QoS)
●
Protocoles typiques de la couche 4
– TCP (livraison garantie)
– UDP (livraison non garantie)
– TP4 (équivalent OSI de TCP)

23. La couche Session (OSI 5)
●
Objectif
– Définir des règles d'établissement d'une communication
●
Qui doit parler ? Comment terminer une communication de façon
correcte ?
– Fournir aux entités de la couche présentation les moyens
d’organiser et synchroniser les échanges de données
●
Rôles
– Gestion de la synchronisation
– Gestion des transactions
●
Fonctions assurées
– Gestion de dialogues
– Définition de points de reprise et mécanismes de retour arrière

24. La Couche Présentation (OSI 6)
●
Gérer la syntaxe et la sémantique des informations
transportées
●
Assurer la représentation des données (format de données)
●
Syntaxes associées
– ASN.1 (ISO 8824)
– XML
– ASCII
– JPEG, etc
●
Autres fonctions
– Compression
– Chiffrement

25. La Couche Application (OSI 7)
●
Définir des protocoles de communication pour que l'application
puisse communiquer avec les couches inférieures
●
Fournir tous les services utilisables par l’application :
– le transfert d’informations, l’allocation de ressources
– l’intégrité et la cohérence des données accédées
– la synchronisation des applications coopérantes
●
Il ne faut pas confondre une application réseau et la couche
application
– Exemple : un navigateur web est une application qui utilise des
services et protocoles de la couche 7
●
protocole de transport HTTP
●
Interface de communication socket

26. Interaction entre les Couches
●
Communication d'une application à une autre, via un réseau
Physique
Liaison de
données
Réseau
Transport
Session
Présentation
Application
1
2
3
4
5
6
7
Physique
Liaison de
données
Réseau
Transport
Session
Présentation
Application
1
2
3
4
5
6
7
Réseau

27. Encapsulation
●
Principe :
– chaque couche rajoute des informations aux données
transmises par les couches supérieures
●
ex : adresses réseau, adresse MAC, etc.

28. Encapsulation

29. Communication Indirecte

30. Critique du modèle OSI
• 4 critiques classiques
– Pas définit au bon moment
• l’industrie avait largement investi sur le modèle TCP/IP
– Trop complexe et peu adapté aux besoins
• Les couches 5 et 6 sont très peu utilisées alors que les
couches 3 et 4 sont souvent découpées en sous-
couches
– Très complexe à mettre en œuvre
• Gestion de la connectique à l’application
– Trop rigide et redondant

31. Critique du modèle OSI

32. OSI dans le Monde Réel
●
Le modèle OSI est surtout une référence pour la création de
services compatibles
●
OSI ne donne aucune spécification sur les protocoles et le
matériel
●
Résultat pratique : aucun système actuel implémente OSI « à
la lettre »
– le modèle TCP/IP est le standard de facto pour l'Internet
●
OSI reste néanmoins LA RÉFÉRENCE pour l'étude des
réseaux
– La séparation des rôles facilite la compréhension
– La conformité à OSI est un signe d'interopérabilité

33. Un autre modèle
• Modèle OSI
– Modèle théorique
– Conçu et approuvé avant d’être implémenté
– Difficile à implémenter
• Modèle TCP/IP
– Modèle issu du développement
– Approche pragmatique

34. Le Modèle TCP (4 couches)
●
Modèle en 4 couches
●
Simplification des couches
inférieures
●
Suppression des couches
Session et Présentation

35. La couche Hôte-Réseau
• Dans le modèle TCP/IP, la couche Hôte-
Réseau n’a pas un rôle précis ni une
architecture définie
– Vue « informaticien » : tout ce qui est câblage,
signal, etc ne nous concerne, ce sont des
choses des ingénieurs électriques
• Définit juste la capacité d’un hôte à se
connecter à un réseau et à envoyer des
paquets IP

36. La couche Internet
• Rôles
– Permettre la diffusion et l’acheminement de
paquets à travers les réseaux
• i.e., adressage et routage
– Définition d’un format de paquet et du
protocole IP
• Similaire à la couche Réseau de l’OSI
– Astuce : Réseau = Internet

37. La couche Transport
• Rôles
– Permettre à des entités paires de soutenir
une « conversation »
– Similaire à la couche Transport OSI
• Astuce : Transport = Transport
• Protocoles définis
– TCP
– UDP

38. La couche Application
• Rôles
– « Héberger » les protocoles de haut niveau
– Similaire à la couche Application OSI
– Protocoles définis
• telnet
• SMTP
• DNS
• HTTP
• Etc.

39. Comparaison des Modèles

40. Critiques du modèle TCP/IP
• Deux critiques principales
– Pas de distinction entre la spécification et
l’implémentation
• Rétrocontrôle du développement sur la spécification
– Pas de spécification claire de la couche basse
• Développement spécifique à chaque constructeur
• De plus
– L’absence de spécifications « session » et
« présentation » crée de la redondance de
solutions

41. OSI et TCP/IP
• Points communs
– Piles de protocoles
– Fonctionnalités similaires des couches définies
• Différences
– OSI
• Basé sur les concepts : service, interface, protocole
• Modes « orienté connexion » et « sans connexion » dans la
couche réseau
– TCP/IP
• Fondé sur les protocoles
• Modes « orienté connexion » et « sans connexion » dans la
couche transport directement utilisables par les applications

42. Vers un modèle de référence
hybride?

43. RÉSEAUX : POINT DE
VUE PHYSIQUE

44. Définition
Réseau :
« Assemblage de composants informatiques (matériels, logiciels,
câblage) permettant à plusieurs ordinateurs de communiquer
entre eux rendant accessibles à tous un ensemble de
services »
●
Même au niveau physique nous trouvons différents points de vue
d'un réseau, selon le niveau de compétences et d'abstraction !
●
Plusieurs types de classification
– Taille
– Transmission
– Topologie

45. Classification par Taille
●
Circuit imprimé < 10 cm
●
BUS < 1 m
●
PAN (Personal Area Network) < 10 m
●
LAN (Local Area Network) < 100 m
●
MAN (Metropolitan Area Network) < 10 km
●
WAN (Wide Area Network) < 1000 km
●
Internet

46. Classification selon la
transmission
• Types de transmission
– Diffusion
– Point à point
• Remarque
– Influence du type de transmission sur les
moyens mis en œuvre pour le transfert des
informations !

47. Réseaux à diffusion
• Broadcast Networks
• Caractéristiques
– Un seul canal de communication partagé par toutes
les machines
– Émission d’un paquet contenant
• Destinataire
• Contenu du message
• Types de diffusion
– Un seul destinataire (une adresse unique)
– Diffusion général (broadcast)
– Diffusion restreinte (multipoint, multicast)

48. Réseaux point à point
• Caractéristiques
– Connexions entre des machines deux à deux
– Nécessité de routage (source, destination)
efficace
• Besoins
– Architecture « bien pensée »
– Routage efficace
• Nombre de sauts
• Volume des informations
• …

49. Réseaux LAN selon la
Topologie
●
Première question : topologie physique ou logique ?
Étoile
Anneau
Bus
Point-à-Point

50. Topologie LAN
●
Topologique physique vs topologie logique
– Topologie physique : câblage
– Topologie logique : cheminement des messages
– Exemple :
●
Hub (concentrateur)
– physique=étoile
– logique=bus
●
Switch (commutateur)
– physique=étoile
– logique=point à point

51. LA COUCHE PHYSIQUE
(OSI 1)

52. Câbles : Support des
Communications
●
Transmission des bits sur une voie
– Signal électrique (alternatif) : tension discrète
– Standard de codage (fabricant de la carte)
●
Valeurs des tensions
●
Débit : bit/s
– 10 Mbit/s ; 100 Mbit/s ; 1Gbit/s ; 10 Gbit/s
●
Émettre et recevoir
– Simplex, Half-duplex, Full-duplex

53. Erreurs et Fautes
• Atténuation
– Perte de la force du signal
• Réflexion
– « retour d’énergie » causé par la propagation du
signal
• Bruit
– Interférences dues à des signaux indésirables
• Dispersion
– Étalement des impulsions dans le temps

54. Erreurs et Fautes (suite)
• Gigue
– Désynchronisation des horloges de la source
et de la destination
• Latence
– Retard de transmission
• Collision
– Émission simultanée de deux hôtes sur le
même medium

55. Les Distorsions d'un Signal

56. Câble Coaxial
●
Deux types les plus répandus :
– 50 ohms : transmission numérique (anciennes installations
Ethernet 10 Mbit/s)
– 75 ohms : communication analogique et télévision par câble
●
Construction :
– Gaine : protection du câble (caoutchouc, PVC ou téflon)
– Blindage : partie métallique entourant le câble
– Isolant : évite le contact entre l'âme et le blindage
– Âme : brin de cuivre ou brins torsadés transportant les données

57. Câble Coaxial
●
Deux types
– 10base5 (Thicknet)
●
câble plus gros (12mm)
●
longueur d'un segment : 500 mètres
●
connexion avec une prise « vampire »
– 10base2 (Thinnet)
●
câble plus fin (6 mm)
●
segment jusqu'à 185 mètres
●
connexion type BNC

58. Câble à Paires Torsadées
●
Normes EIA/UTA :
●
Utilisations supportées / conditions d'utilisation
●
Distances maximales
– Câble UTP (Unshielded Twisted Pairs) : non blindé
●
Peu coûteux ; bien supporté
●
Segments de 100 m
●
Exemples courants : Ethernet 100BaseTX (Fast Ethernet)

59. Câble à Paires Torsadées
●
Câble STP (Shielded Twisted Pairs) : blindé (maille
métallique)
– plus grande distance
– meilleure tolérance aux interférences électromagnétiques
– Moins utilisés (sauf environnement hostile)
Câble STP Câble S-FTP

60. Les Connecteurs RJ-45
●
Connecteur typique pour les câbles UTP/STP
●
Deux normes :
– EIA/TIA 568A
– EIA/TIA 568B

61. Les Connecteurs RJ-45
●
Câble droit (568A<->568A ou 568B<->568B)
– Connexion entre deux dispositifs « différents »
●
PC et switch
●
PC et hub
●
Switch et routeur
●
Câble croisé (568A<->568B)
– Connexion entre deux dispositifs « similaires »
●
PC et PC
●
PC et routeur
●
Switch et hub / switch et swith / hub et hub
●
Routeur et routeur

62. Connexion Câble Croisé

63. Connexion Câble Croisé

64. Les Câbles Optiques
●
Utilisation
– Liaison entre répartiteur (backbone), centraux téléphoniques
urbains et interurbains
– Couplage de segments dans une ville, entre deux villes, entre
les continents
●
Avantages
– Légèreté, immunité au bruit
– Faible atténuation, sécurité (difficile à mettre sur écoute)
●
Inconvénients
– Peu pratique dans des réseaux locaux (installation difficile)
– Coût relativement élevé, relative fragilité
– Distributeur central de la fibre optique

65. Définition
●
Une fibre optique est composée de 3 éléments principaux
– Le coeur dans lequel se propage les ondes optiques
– La gaine optique d'indice de réfraction inférieur à celui du coeur,
qui confie les ondes optiques dans le coeur
– Le revêtement de protection qui assure la protection mécanique
de la fibre
– Les fibres (appelées brins
au sein d'un câble) sont
regroupées dans des câbles
par multiples de 2, de 8
ou de 12

66. Types de Fibre
●
La fibre multimode
– La fibre à saut d'indice (réfraction à angle droit)
●
Cœur et gaine optique en verre de différents indices de
réfraction. Cette fibre provoque une grande dispersion des
signaux la traversant, ce qui génère une déformation du
signal reçu
– La fibre à gradient d'indice (onde de forme sinusoïdale)
●
le cœur est constitué de couches de verre successives ayant
des indices de réfraction proches
●
La fibre monomode
– le cœur est si fin que le chemin de propagation des différents
modes est pratiquement direct

67. Types de Fibre

68. Transmission de la Lumière
• Atténuation de la lumière qui traverse une
fibre optique

69. Le Transceiver Optique
●
Convertit les impulsions électriques en signaux optiques par
– Les LED (Light Emitting Diode) qui fonctionnent dans
l'infrarouge
– Les lasers, utilisés pour la fibre monomode
●
Reçoit des signaux optiques qui sont convertis en impulsions
électriques par un phototransistor ou une photodiode

70. Les Connecteurs

71. Le Couplage
●
Le couplage des FOs est toujours
délicat
●
Méthodes communes
– Par couplage mécanique de deux
connecteurs mis bout à bout au
moyen d'une pièce mécanique de
précision
– Par collage mécanique (splicing) qui
est utilisé lors de réparation ou pour
la connexion de câbles pré
confectionnés « Pig tail »
– La fusion au moyen d'un appareil à
arc électrique

72. Les Transmissions Sans Fil
●
Plusieurs systèmes sont utilisés l'infrarouge, le rayon laser ou
les ondes électromagnétiques. Ces techniques servent, le
plus souvent à relier des bâtiments, des sites isolés ...
●
Bluetooth (PAN) – distances jusqu'à 10 m
●
WiFi (W-LAN) – distances jusqu'à 100 m
●
WiMAX – quelques kilomètres (5-20 km)
●
Réseaux cellulaires – GSM, UMTS, HSPDA (3G+)
●
Liaisons hertziennes
●
Satellites

73. Signaux
• Définition
– Signal : tension électrique, modèle
d’impulsion lumineuses ou onde
électromagnétique modulée
– permet l’acheminement des données

74. Types de Signaux
• Analogiques
– oscillant
– tension variant en fonction
du temps (sinusoïde)
– utilisé depuis le début en
communication
• Numériques
– signal “carré”
– front montant et descendant

75. Représentation de l’Information
• Représentation et transmission
– Information : 1 bit
– Dépendant du type de « support »
• 0 = 0 volts, 1 = 5 volts
• 0 = intensité lumineuse faible, 1 = intensité forte
• 0 = courte rafale d’ondes, 1 = rafale plus longue
• Propagation des informations (latence)
– Temps nécessaire pour qu’un bit se déplace dans
le médium
– Dans un seul support, la propagation doit être
homogène

76. Transmission
• Types de liaison
– Simple : unidirectionnelle
– Half-duplex : bidirectionnelle à l’alternat
– Full-duplex : bidirectionnelle
• Types de transmission
– Série : les bits sont envoyés en séquence
• Mode synchrone : horloge fixée entre l’émetteur et le récepteur
• Mode asynchrone : mise en place de bits de start et stop
– Parallèle : émission simultanée de plusieurs bits
• Problèmes de synchronisation et de cross-talk
• Utilisé pour les courtes distances
Half-duplex

77. Codage de Transmission
• Transmission en Bande de Base
– Émission de la suite de bits sur un support
– Définition de valeurs électriques pour 0 et 1
• Selon la technologie et l’utilisation,
différents types de codage sont employés
– Minimisation des erreurs
– Synchronisation
– Independence de polarité

78. La Physique des Signaux
• Une transmission en bande de base n’est
jamais « carrée »
– Accumulation d’harmoniques (transformations de
Fourier)
– Les interférences peuvent compromettre le signal

79. Codage
• http://sitelec.org/cours/abati/flash/codage.htm

80. Types de Codage
• Tout ou rien (binaire)
– 0 : courant nul
– 1 : courant positif
• NRZ (Non Retour à Zéro)
– 0 : courant négatif
– 1 : courant positif
– Utilisation : port série RS-232

81. Types de Codage
• Bipolaire
– 0 : courant nul
– 1 : courant alternativement
positif et négatif
– Utilisé dans les lignes dédiées « T1 » (AMI)
• RZ (Retour à Zéro)
– 0 : pic (1/2 cycle)
– 1 : pic (1/2 cycle)
– Le signal est inversé à chaque transition de symbole
– Utilisation : limiter les interférences entre les symboles

82. Types de Codage
• RZ-I
– 0 : courant nul
– 1 : pic (1/2 cycle)
– Utilisé dans les transmissions optiques (IrDA)
• NRZ-I (Retour à Zéro)
– 0 : garde l’état
– 1 : transition au signal opposé
– Utilisation : USB (! transition à 0 !)

83. Types de Codage
• Manchester
– 0 : front « descendant » en milieu du cycle
– 1 : front « montant » en milieu du cycle
• C’est un code « porteur de cycle »
– Inconvénients : fréquence des transitions
– Utilisation : Ethernet (10 Mbps)

84. Types de Codage
• Manchester différentiel
– 0 : transition dans le même sens du précédent
– 1 : transition inversée
• Code insensible à la polarité des câbles
– Utilisation : IEEE 802.5 (Token Ring)

85. Types de Codage
• Miller
– 0 : transition en fin d’intervalle pour un 0 suivi d’un 0
– 1 : transition au milieu de l’intervalle
– Code avec conservation de l’horloge et indépendance de la
polarité
– On peut le construire à partir du code Manchester en
supprimant une transition sur deux
– Utilisation : certaines cartes RFID

86. Transmission Modulée
• Problèmes avec la transmission numérique
– Dégradation rapide su signal
– Interférence des parasites (harmoniques)
• Solution : conversion en signal sinusoïdal
– Modulateur : bande de base  signal sinusoïdal
– Démodulateur : signal sinusoïdal  bande de base

87. Types de Modulation
• Modulation d’amplitude
– Amplitude dépendante de l’information à
transférer (0 ou 1)
– Efficace si pas de perturbations extérieures
• Modulation de fréquence
– Utilisation d’une fréquence plus élevée pour le 1
– Solution efficace et prouvée (bande FM)
• Modulation de phase
– Changement de phase du signal pour un 1
(phase montante) et un 0 (phase descendante)

88. Modems
(a) signal binaire
(b) modulation d’amplitude
(c) modulation de fréquence
(d) Modulation de phase

89. La vitesse
• Théorème de Nyquist (canal sans bruit)
– Débit binaire maximal = 2H log2V bits/s
• Pour un canal à 3MHz et un signal binaire ça fait
• 2 x 3000 x log22 = 6000 bits/s
• Théorème de Shannon (canal avec bruit)
– Nombre max de bit/s = H log2(1 + S/B)
• Pour un canal à 3kHz et 30dB de bruit la limite est
• 3000 x log2(1+1030/10
) = 3000 x log21001 =
3000 x 9,9672 ≈ 29901,6 bits/s

90. Modems
(a) QPSK. (b) QAM-16. (c) QAM-64.
• La combinaison des types de modulation permet les
codages à plusieurs niveaux
– c-à-d., plus d’information par “signal” envoyé
• 1 baud = 1 modulation par seconde
– Signal binaire  1 baud = 1 bit/s (peu performant)
– Signal combiné  1 baud = plusieurs bits/s

91. Modems
(a) V.32 pour 9600 bps
(b) V32 bis pour 14,400 bps
(a) (b)

92. Multiplexage
• L’objectif est de faire transiter sur une seule
liaison (voie haute vitesse) les communications
appartenant à plusieurs paires
– Les émetteurs sont raccordés à un multiplexeur
par une voie basse vitesse
– Les récepteurs sont raccordés à un démultiplexeur
par une voie basse vitesse

93. Techniques de multiplexage
• Fréquentielle
– Affectation à chaque voie basse vitesse d’une
fréquence spécifique sur la voie haute vitesse

94. Techniques de multiplexage
• Fréquentielle appliquée aux fibres optiques
– Possibilité même de faire « full-duplex » avec
une seule fibre !

95. Techniques de multiplexage
• Temporelle
– Attribution successive d’une unité de temps à
chaque voie basse vitesse

96. Les modems sont-ils morts ?
• Personne (ou presque) n’utilise plus les
modems téléphoniques
• Mais l’ADSL n’est rien d’autre qu’une
évolution…

97. Comment fonctionne l’ADSL
• Pendant longtemps les modems étaient limités
à la bande passante « voix »
– Un seul canal de 4 kHz
• Le câble téléphonique permet des fréquences
au delà de 1MHz
– Le signal était bridé par les opérateurs afin de
faire le multiplexage fréquentiel des canaux
• Cependant, la numérisation des transmissions
opérateur a « soulagé » ces lignes

98. Les Canaux ADSL
• L’ADSL permet l’utilisation de ces canaux
supplémentaires tout en laissant le canal
« voix » disponible

99. Les Canaux ADSL
• L’ADSL a un seul inconvénient
– Le débit varie selon l’atténuation du câble
– De plus, il faut décompter le payload ATM (~10%)
Débit ADSL versus distance avec un câble UTP de catégorie 3

100. Bibliographie/Ressources
• Bibliographie
– Réseaux, Andrew Tanenbaum, Pearson
– Les réseaux first-step, Wendell Odom, Cisco
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