Transmission et stockage de l'information :

 

Procédés Physiques de Transmission

1- Propagation guidée :

C'est le cas d'une transmission d'information :

• dans un câble électrique :
  • ADSL (réseau téléphonique vers le modem / la box) ,
  • câble réseau Ethernet,
  • CPL (transmission entre le modem / la box et un PC par les lignes électriques de la maison)
• dans une fibre optique

A propos de la fibre optique, on distingue :

• les fibres monomodes, pour lesquelles il n'existe qu'un seul chemin optique possible :

Source : Wikipedia

• les fibres mutltimodes pour lesquelles plusieurs chemins optiques sont possibles :

Source : Wikipedia

Ces différents chemins optiques n'ont pas la même longueur, et des rayons lumineux entrés au même instant dans la fibre mais avec des inclinaisons légèrement différentes n'arriveront pas en même temps à l'extrémité de la fibre. La conséquence : une impulsion en entrée (à gauche sur le schéma) se retrouve élargie (à droite sur le schéma) en sortie, ce qui n'est pas le cas pour une fibre monomode. Du fait de cet élargissement, deux impulsions espacées d'une petite durée en entrée risquent de se chevaucher en sortie de fibre.

Avec une fibre monomode, les impulsions pourront  se succéder plus rapidement : elle permet d'obtenir des débits plus importants.

Les fibres monomodes sont utilisées pour des liaisons longues distances à haut débit ; les fibres multimodes (moins chères) sont utilisées sur des distances plus courtes et à débit plus faible.

2- Propagation libre :

C'est le cas d'une transmission hertzienne :

• TV TNT ou par satellite, radio FM
• Télephones portables
• Bluetooth
• Wi-Fi
• Ouverture à distance de porte / portail

Remarque : Dans le cas d'une propagation libre, le risque de piratage est élevé, car la transmission peut être interceptée par unrécepteur adapté.

 

Qualité d'une transmission

Que ce soit en propagation guidée ou en propagation libre, le signal initial va subir au cours de la transmission :

• une atténuation  : le niveau sortant est inférieur au niveau entrant :
  • absorption dans le milieu matériel (ex : une fibre optique n'est pas parfaitement transparente)
  • dispersion de l'énergie dans l'espace (en transmission libre, lorsque l'on s'éloigne de l'antenne émettrice, alors l'antenne réceptrice dont les dimensions restent fixes reçoit moins d'énergie)

 

• des perturbations dues à des "parasites" (par exemple des ondes électromagnétiques qui viennent induire des petites variations de tensions dans un câble : basculement d'un interrupteur, moteur électrique, présence d'autres câbles à proximité ...) :

Définitions liées à l'atténuation :

On considère un canal de transmission de longueur physique AB.

En entrée est injecté un signal de puissance P_A ; on récupère en sortie un signal atténué de puissance P_B : on a donc P_B < P_A.

Rappel : une puissance se mesure en watt (W)

On définit l'atténuation A du signal, exprimée en dB, entre les points A et B par la relation :

Pour un type de canal de transmission donné (un câble électrique, une fibre optique) il est utile aux ingénieurs et techniciens de connaître le coefficient d'atténuation α qui établit un lien entre la longueur de la ligne et l'atténuation qu'ele va générer ( = atténuation linéique).

Le coefficient d'atténuation est exprimé

• en dB.m^-1 si AB est en m,
• ou en dB.km^-1 si AB est en km

Définitions du débit binaire :

Puisque l'on parle de débit binaire, ce débit ne se définit que pour une transmission numérique.

On détermine le nombre de bits ("0" et "1")que l'on peut faire circuler à chaque seconde sur ce le canal de transmission mesuré... et se mesure donc en bit.s^-1 (que l'on peut préfixer par les symboles k, M ou G selon la rapidité de la transmission)

Exemple : évolution des débits en USB :

Date	1998	2000	2008
Norme	USB 1.1	USB 2.0	USB 3.1
Débit maxi	12 Mbit.s-1	480 Mbit.s-1	5 Gbit.s-1

 

Exemple : mesure du débit sur une connexion ADSL :

Voici une mesure instantanée et à côté le résultat final du test de débit sur ligne ADSL (réalisée à partir du site degrouptest.com) :

                

On voit que le débit n'est pas le même en réception (ici 8,8 Mbit.s^-1 en moyenne) et en émission (0,7 Mbit.s^-1) : en général la voie "montante"  ("upload") est 10 fois moins rapide que la voie "descendante" ("download") car nous avons plus de données à recevoir qu'à émettre. Le débit binaire est asymétrique en ADSL ... cela a donné d'ailleurs le nom à cette technologie : ADSL = asymmetric digital subscriber line !

Exercice : on reprend l'exemple du clavier d'ordinateur :

on voit qu'il y a transmission de 11 bits :

• le bit de Start pour indiquer que la transmission commence
• les 8 bits de données (= un octet)
• un bit de parité, P  (cela sert à contrôler que la transmission a été correcte)
• un bit de Stop pour indiquer la fin de la transmission

1. Estimer la durée de cette transmission
2. En déduire le débit binaire de la transmission clavier → PC
3. Quelle(s) norme(s) USB permet de supporter ce débit ?

Remarque : on voit sur cet exemple qu'il faut parfois transmettre davantage d'éléments binaires (bits) qu'il n'y en a dans la donnée utile (ici l'octet codant la touche A appuyée). Le calcul du débit binaire doit tenir compte de la totalité des bits nécessaires au transfert.

 

Stockage optique

Le stockage optique est réalisé sur CD, DVD ou Blue Ray.

Le même principe technologique est mis en oeuvre pour ces trois supports. On peut le découvrir grâce à ces animations :

• sur le site du CEA (Commissériat à l'Energie Atomique) :

 

• sur le site ostralo.net :

• un exercice de type bac pour vérifier que l'on a bien compris : Bac S 2014 Antilles .