Chapitre 1 : La couche physique

Chapitre 1 : La couche physique

• La couche physique définit les spécifications électriques, mécaniques et fonctionnelles des procédures assurant la transmission des éléments binaires sur la liaison physique.
• Le rôle de la couche physique est de gérer le codage de l'information en un signal (codage en bande de base, codage par modulation).
• Elle gère l'émission physique sur la ligne de communication.
• Le circuit de données est composé d'une ligne de transmission et de deux équipements de terminaison de circuit de données (ETCD).
• L'équipement terminal de traitement de données (ETTD) est un quelconque équipement informatique.
• La transmission est l'envoi de 0 et 1 entre l'émetteur et le récepteur sur un support de transmission, assurée par l'ETCD.
• Les modes de liaison peuvent être simplex (un seul sens), semi-duplex (alternant) ou duplex (simultane).
• Le traitement du signal comprend des signaux numériques et analogiques.
• La bande passante et le débit de transmission sont également des concepts essentiels dans la compréhension de cette couche.
• Le codage et la modulation sont des techniques importantes pour coder l'information.

Signaux

• Un signal numérique est discret dans le temps et a un nombre fini de valeurs (états).
• La valence d'un signal numérique correspond au nombre d'états (niveaux).
• Un signal analogique est continu dans le temps et a une infinité de valeurs.

Signal analogique sinusoïdal

• Un signal analogique peut être décomposé en un ensemble de signaux élémentaires.
• Les signaux élémentaires peuvent être sinus ou cosinus. -Amplitude (A): la force du signal -Fréquence (f): la vitesse du signal -Phase (φ): le décalage du signal par rapport à l'origine
• Un signal sous la forme d'une onde sinusoïdale est défini par : Sin( f * t + φ)

Propriétés d'un signal sinusoïdal

-Fréquence : Un signal sinusoïdal possède une période (T) et une fréquence (f= 1/T)

• Amplitude : Un signal possède une amplitude; valeurs comprises entre une valeur MAX = A et une valeur MIN= -A
• Phase : La phase représente le décalage du signal par rapport à l'origine. Les valeurs possibles pour φ sont 0, 90, 180, 270°.

Modulation en phase

• La modulation en phase utilise le décalage de la phase d'une onde pour transmettre des données. Le signal rouge a une phase de 0° et le signal noir a une phase de 180°.

Qualité d'un signal

• Plusieurs paramètres influencent la qualité d'un signal.
• La dégradation du signal a pour conséquences des erreurs de transmission.
• Les phénomènes qui affectent le plus un signal sont l'atténuation et le bruit.
• L'atténuation est la perte de la force du signal due à des facteurs comme la longueur excessive du câble ou la présence d'une résistance électrique.
• Le bruit est un signal indésirable ajouté au signal transmis, causant une perturbation dans les caractéristiques du signal (amplitude, fréquence, phase). Des causes principales du bruit incluent les intempéries (pluie, chaleur) et les champs électriques et magnétiques.

Caractéristiques d'un canal de transmission

• Un canal de transmission est le support physique pour la transmission de l'information.
• Il est caractérisé par sa bande passante.
• La bande passante est l'intervalle de fréquences dans lequel les signaux sont correctement transmis. -Elle possède des limites, caractérisée par Fmin et Fmax

Débit binaire de transmission

• Le débit binaire d'un circuit de données est le nombre maximum de bits qui peuvent être transportés par seconde.

Relation entre le débit binaire et la bande passante

• Le théorème de Shannon indique une relation entre le débit maximal et la bande passante.
• Il est difficile d'atteindre la limite de Shannon dans la pratique à cause du bruit et d'autres paramètres.

Débit physique/débit applicatif

• Le débit physique correspond au débit maximum sur le support physique.
• Le débit applicatif correspond au débit réel observé au niveau des applications. Il est souvent inférieur au débit physique à cause du partage et des processus d'encapsulation.

Calcul du temps de transfert

• Le temps de transfert d'une quantité de données dépend de plusieurs paramètres tels que le débit physique utilisé, la vitesse de propagation du signal et la distance entre la source et la destination.
• Le temps de transfert est la somme du temps d'émission et du temps de propagation.
• Le temps d'émission est le temps nécessaire pour mettre les données sur le support.
• Le temps de propagation est le temps pour que le signal arrive à la destination.

Vitesse et temps de propagation

• Une onde possède une vitesse qui dépend du support de transmission.
• Le temps de propagation est la distance divisée par la vitesse de l'onde.

Exercices

• Différents exercices sont donnés pour calculer le temps de transfert et le débit applicatif dans différents cas (utilisation d'un câble, d'un satellite).