L’information et sa représentation dans les systèmes de transmission

Différents types d’information

   Les informations transmises peuvent être réparties en deux grandes catégories selon ce qu’elles représentent et les transformations qu’elles subissent, pour être traitées dans les systèmes informatiques. [1] On distingue :
• Les données discrètes ou numériques : l’information correspond à l’assemblage d’une suite d’éléments dénombrables et indépendants les uns des autres.
• Les données continues ou analogiques : résultent de la variation continue d’un phénomène physique : température, voix, image… Un capteur fournit une caractéristique électrique proportionnelle à l’amplitude du phénomène physique analysé : signal analogique qui peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle déterminé.

Eléments de base de la transmission de données

   Une transmission de données met en œuvre les calculateurs et des éléments d’interconnexion suivants :
• Les équipements terminaux ou ETTD (Equipement Terminal de Traitement de Données) qui sont des calculateurs d’extrémités. Ils sont dotés de circuits particuliers pour contrôler les communications (contrôleur de transmission). Cet ETTD réalise alors la fonction de contrôle de dialogue.
• Les équipements d’adaptation ou ETCD (Equipement Terminal de Circuit de Données) qui réalisent l’adaptation entre les calculateurs d’extrémités et le support de transmission. Ces éléments remplissent essentiellement des fonctions électroniques, ils assurent un meilleur transport sur la ligne de transmission. Ils modifient la nature du signal, mais pas les données transmises.
• La jonction qui constitue l’interface entre ETTD et ETCD. Elle permet à l’ETTD de gérer l’ETCD afin d’assurer le déroulement des communications : établissement du circuit, initialisation de la transmission, échange de données et libération du circuit.
• Le support de transmission qui est un élément passif de la liaison.

ETTD 

   Pour communiquer les informations, il existe différentes possibilités de transmission des informations :
• La liaison unidirectionnelle ou simplex : échange qui n’a toujours lieu que dans une seule direction. Chaque correspondant ne remplit qu’une fonction : il est, soit émetteur, soit récepteur.
• La liaison bidirectionnelle à l’alternat ou semi-duplex ou encore half duplex : elle permet de faire dialoguer l’émetteur et le récepteur à tour de rôle; c’est-à-dire que les correspondants peuvent remplir les fonctions d’émetteur et de récepteur. Le temps mis par les systèmes pour passer d’une fonction à l’autre est appelé temps de retournement. Ce temps peut être de l’ordre de quelques dixièmes de seconde
• La liaison bidirectionnelle simultanée qu’on appelle aussi full-duplex est un échange qui peut s’effectuer dans les deux sens, sur des voies distinctes ou sur la même voie par utilisation de techniques spécifiques.

Le codage

   Le codage est réalisé par l’ETCD codeur/décodeur appelé Emetteur/Récepteur en Bande de Base (ERBdB). Comme on le constate sur la figure ci-avant (Figure 1.05), on distingue :
• Le codage de source, opération qui fait correspondre à chaque symbole d’un alphabet une représentation binaire. Il permet de supprimer la redondance contenue dans les messages de la source d’information et il peut être avec ou sans pertes d’information.
• Le codage de canal, opération qui sert à substituer au signal numérique un signal électrique mieux adapté à la transmission. Il consiste à insérer dans le message des éléments binaires dits de redondance suivant une loi donnée. Cette opération conduit donc à une augmentation du débit binaire de la transmission. Appelé aussi codage détecteur ou encore correcteur d’erreur, le codage de canal est une fonction spécifique des transmissions numériques, qui n’a pas son équivalent en transmission analogique. Le décodeur de canal, qui doit connaître la loi de codage utilisée à l’émission, vient vérifier si cette loi est toujours respectée en réception. Si ce n’est pas le cas, il détecte la présence d’erreurs de transmission qu’il peut corriger, sous certaines conditions.
a. Principaux codes utilisés. On utilise essentiellement trois types de codes :
• Ceux qui effectuent un codage des 1 et 0, comme le code Manchester par exemple ;
• Ceux qui ne codent que les 1 ou les 0 (bipolaire) ;
• Ceux qui mettent à la place d’un ensemble de n bits un autre ensemble de m bits (nB/mB par exemple).
b. Classifications des codes : Les codes peuvent être classés selon le nombre de niveaux électriques.
• Les codes à deux niveaux : code NRZ (Non Return to Zero), code NRZI (Non Return to Zero Invert), code biphase, code biphase différentiel, code de Miller, etc.
• Les codes à trois niveaux : code RZ (Return to Zero), code bipolaire (simple), code bipolaire entrelacé d’ordre 2, codes Bipolaires à Haute Densité d’ordre n (BHDn)
• Les codes par blocs : code nB/mB

Liaisons hertziennes

  Ce sont des transmissions par ondes électromagnétiques. Elles sont utilisées chaque fois qu’il est nécessaire :
• de diffuser une même information vers plusieurs utilisateurs (réseaux de diffusion),
• de mettre en relation des stations mobiles (réseaux de messagerie),
• de relier, à haut débit, deux entités éloignées (faisceaux hertziens) ou très éloignées (satellites de communication).
Les ondes radioélectriques peuvent, dans certains cas, remplacer avantageusement les liaisons filaires (cuivre ou optique). Les faisceaux hertziens ou câbles hertziens, par analogie aux réseaux câblés peuvent être analogiques ou numériques. Les débits peuvent atteindre 155 Mbit/s. Ils sont principalement utilisés pour des réseaux :
• de téléphonie (multiplexage fréquentiel ou temporel),
• de transmission de données,
• de diffusion d’émissions télévisées.
Ces faisceaux hertziens sont sensibles aux perturbations atmosphériques et aux interférences électromagnétiques. La fiabilité d’une infrastructure hertzienne repose sur l’existence de canaux de secours qu’ils soient hertziens ou filaires. Les cas particulier des liaisons hertziennes :
a. Les liaisons infrarouges et lasers qui sont généralement utilisées pour interconnecter des réseaux privés, sur des courtes distances, de l’ordre de quelques centaines de mètres.
b. Les liaisons satellitaires qui sont exploités pour la réalisation de liaison hertziennes à très grande distance (comme les liaisons transocéaniques)

Classification des réseaux

   On distingue les réseaux selon différents critères. La classification traditionnelle, fondée sur la notion d’étendue géographique, correspond à un ensemble de contraintes que le concepteur devra prendre en compte lors de la réalisation de son réseau. Généralement, on adopte la terminologie suivante :
• LAN (Local Area Network), réseau local d’étendue limitée à une circonscription géographique réduite. Il sert au transport de toutes les informations numériques de l’entreprise, en général au sein d’un bâtiment qui s’étendent sur quelques centaines de mètres.
• MAN (Metropolitan Area Network), d’une étendue de l’ordre d’une centaine de kilomètres, les MAN sont généralement utilisés pour fédérer les réseaux locaux ou assurer la desserte informatique de circonscriptions géographiques importantes (réseau de campus).
• WAN (Wide Area Network), ces réseaux sont destinés à transporter des données numériques sur des distances à l’échelle d’un pays, voire d’un continent ou de plusieurs continents Lorsque ces réseaux appartiennent à des opérateurs, les services sont offerts à des abonnés contre une redevance. Les débits offerts sont très variables de quelques Kbit/s à quelques Mbit/s.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 LES SYSTEMES DE TRANSMISSION
1.1 Généralités
1.2 L’information et sa représentation dans les systèmes de transmission
1.2.1 Différents types d’information
1.2.2 Représentation des informations
1.3 Eléments de base de la transmission de données
1.4 Types de transmission
1.4.1 Transmission numérique
1.4.2 Transmission analogique
1.5 Canaux de transmission
1.5.1 Caractéristiques des canaux de transmission
1.5.2 Supports de transmission
1.6 Conclusion
CHAPITRE 2 LES RESEAUX
2.1 Généralités
2.1.1 Classification des réseaux
2.1.2 Les modes de diffusion
2.1.3 Topologies des réseaux
2.1.4 Méthode d’accès
2.2 Catégories de réseaux
2.2.1 Les réseaux informatiques
2.2.2 Les réseaux des câblo-opérateurs
2.2.3 Les réseaux de télécommunications
2.3 Réseaux d’accès
2.3.1 Le réseau d’accès fixe
2.3.2 Réseaux d’accès fixe sans fils
2.3.3 Les réseaux d’accès mobile
2.4 Les réseaux électriques
2.4.1 Généralités et historiques
2.4.2 Architecture du réseau électrique
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3 LE COURANT PORTEUR EN LIGNE
3.1 La technologie CPL
3.1.1 Principe de fonctionnement
3.1.2 Différents types de technologies CPL
3.1.3 Standards et équipements CPL indoor
3.1.4 Combinaison de la technologie CPL avec les autres technologies
3.2 Méthode de couplage
3.3 Techniques de modulation
3.3.1 Modulation monoporteuse
3.3.2 Modulations à étalement de spectre (Spread Spectrum)
3.3.3 Modulation multiporteuse : la modulation OFDM
3.3.4 Comparaison des techniques par rapport à la montée de débit
3.4 Principes généraux des CPL indoor
3.4.1 Les différents modes de réseaux dans la technologie CPL
3.4.2 Principes généraux de la couche physique
3.4.3 Principes généraux de la couche liaison de données
3.4.4 Les trames
3.5 La sécurité du CPL
3.5.1 Cryptage DES ou AES
3.5.2 Utilisation d’un filtre sur le compteur électrique
3.6 Conclusion
CHAPITRE 4 SIMULATION DU STANDARD HOMEPLUG SOUS MATLAB 
4.1 Modulation OFDM
4.1.1 Principe de la modulation OFDM
4.1.2 Principe de la démodulation OFDM
4.2 Implantation numérique 
4.2.1 Implantation numérique du modulateur
4.2.2 Implantation numérique du démodulateur
4.3 Chaîne de transmission
4.3.1 Description de la chaîne de transmission de données sur un canal CPL
4.3.2 Description de la chaîne de transmission du standard HomePlug
4.3.3 Codage canal
4.3.4 Description de l’entrelacement
4.3.5 CAN et CNA
4.3.6 Estimation du canal
4.4 Réalisation de la chaîne de transmission sous Simulink
4.4.1 Description de la chaîne de simulation
4.4.2 Représentation détaillée de chaque bloc de la chaîne de transmission
4.4.3 Chaîne de transmission détaillée du standard HomePlug
4.4.4 Caractéristiques de la chaîne de transmission
4.5 Déroulement de la simulation
4.6 Résultats
4.6.1 Signal en sortie du PLC 64-QAM Mapper
4.6.2 Signal en sortie de l’OFDM Transmitter
4.6.3 Signal en sortie de l’OFDM Receiver
4.6.4 Le spectre du signal transmis
4.7 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE 1 Historique des CPL
ANNEXE 2 Historiques des modulations multiporteuses
ANNEXE 3 Les normes de niveaux de tension en Europe
ANNEXE 4 Le Code Reed-Solomon
ANNEXE 5 Le code convolutif
BIBLIOGRAPHIE
FICHE DE RENSEIGNEMENTS
RESUME
ABSTRACT

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