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Cours d’hyperfréquence Par MATTHIEU RUCHOGOZA NKULIZA, DEA Master of Engineering 1 HYPERFREQUENCE PLAN DU COURS PLAN DU COURS ..................................................................................................................................... 1 BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................................................................... 5 CHAP I. RAPPEL SUR LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES ...................................................................... 6 I.1. L’onde électromagnétique et le rayonnement .............................................................................. 6 I.2. Description et propriétés d’une onde électromagnétique ............................................................ 6 I.3. RAPPEL SUR LES EQUATIONS DE MAXWELL ................................................................................ 10 I.4. Les équations de Propagation en électromagnétique ................................................................. 11 1.4.1. Equations de propagation de A ........................................................................................... 11 1.4.2. Equation de propagation de V .............................................................................................. 11 1.4.3. Equation de propagation de E ............................................................................................ 12 1.4.4. Equation de propagation de B ............................................................................................ 12 1.5. L’onde électromagnétique dans un milieu (diélectrique, conducteur et dans le vide) ............... 12 1.5.1. Dans le vide.......................................................................................................................... 12 1.5.2. L’onde électromagnétique dans un diélectrique ................................................................... 13 En remplaçant par 0 , la vitesse de propagation de l’onde devient : ........................................... 13 1.5.3. L’onde électromagnétique dans un conducteur .................................................................... 14 1.6. L’énergie des ondes électromagnétiques ................................................................................... 15 1.7. Equations de MAXWELL et approximation des états quasi-stationnaires .................................. 15 1.8. Les différents types d’ondes électromagnétiques ...................................................................... 17 CHAP. II. LES ONDES HYPERFREQUENCES ............................................................................................. 18 2.1. Le domaine hyperfréquence ou micro onde ............................................................................ 18 II.2. Particularités des ondes hyperfréquences ................................................................................. 21 II.3. Composants hyperfréquences.................................................................................................... 22 2.3. Circuits intégrés monolithiques hyperfréquences (MMIC) ......................................................... 24 CHAP. III. LA THEORIE DE TRANSMISSION............................................................................................. 27 III.1. Les médias de transmission ...................................................................................................... 27

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RÉPUBLIQUE DÉMOCRATIQUE DU CONGO RENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET UNIVERSITAIREINSTITUT SUPÉRIEUR DES TECHNIQUES APPLIQUÉESISTA /GOMA

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  • Cours dhyperfrquence

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    1

    HYPERFREQUENCE

    PLAN DU COURS PLAN DU COURS ..................................................................................................................................... 1

    BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................................................................... 5

    CHAP I. RAPPEL SUR LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES ...................................................................... 6

    I.1. Londe lectromagntique et le rayonnement .............................................................................. 6

    I.2. Description et proprits dune onde lectromagntique ............................................................ 6

    I.3. RAPPEL SUR LES EQUATIONS DE MAXWELL ................................................................................ 10

    I.4. Les quations de Propagation en lectromagntique ................................................................. 11

    1.4.1. Equations de propagation de A ........................................................................................... 11

    1.4.2. Equation de propagation de V .............................................................................................. 11

    1.4.3. Equation de propagation de E ............................................................................................ 12

    1.4.4. Equation de propagation de B ............................................................................................ 12

    1.5. Londe lectromagntique dans un milieu (dilectrique, conducteur et dans le vide) ............... 12

    1.5.1. Dans le vide .......................................................................................................................... 12

    1.5.2. Londe lectromagntique dans un dilectrique ................................................................... 13

    En remplaant par0 , la vitesse de propagation de londe devient : ........................................... 13

    1.5.3. Londe lectromagntique dans un conducteur .................................................................... 14

    1.6. Lnergie des ondes lectromagntiques ................................................................................... 15

    1.7. Equations de MAXWELL et approximation des tats quasi-stationnaires .................................. 15

    1.8. Les diffrents types dondes lectromagntiques ...................................................................... 17

    CHAP. II. LES ONDES HYPERFREQUENCES ............................................................................................. 18

    2.1. Le domaine hyperfrquence ou micro onde ............................................................................ 18

    II.2. Particularits des ondes hyperfrquences ................................................................................. 21

    II.3. Composants hyperfrquences .................................................................................................... 22

    2.3. Circuits intgrs monolithiques hyperfrquences (MMIC) ......................................................... 24

    CHAP. III. LA THEORIE DE TRANSMISSION ............................................................................................. 27

    III.1. Les mdias de transmission ...................................................................................................... 27

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    III.2. Le partage du mdia de Transmission ....................................................................................... 28

    III. 3 Les Moyens de transmission ..................................................................................................... 29

    III.3.1 Transmission par cble ......................................................................................................... 29

    III.3.2. La fibre optique ................................................................................................................... 31

    III.3. Transmission par satellite ......................................................................................................... 32

    III.4. Les canaux de transmission ....................................................................................................... 32

    III.5. LES TECHNOLOGIES DE TRANSMISSION .................................................................................... 36

    III.5.1. Tlcommunications avec talement de frquence (frequency spectrum) .......................... 36

    III.5.2. Technique de saut de frquence (FHSS=Frequency Hopping Spread spectrum) ................... 37

    III.5.3. Etalement de spectre squence directe (Directed Sequence Spread Spectrum DSSS) ........ 38

    III.5.4. TECHNOLOGIE INFRAROUGE ............................................................................................... 41

    III.6. LES MODES DE TRANSMISSION ................................................................................................. 42

    III.6.1. Tx analogique des donnes ................................................................................................. 43

    III.6.2. Transmission numrique des donnes ................................................................................. 43

    III.6.3. LE MULTIPLEXAGE ............................................................................................................... 47

    III.6.4. Liaisons SIMPLEX, HALF DUPLEX et FULL DUPLEX .............................................................. 48

    III.6.5. Transmission srie et parallle ............................................................................................ 49

    III.6.6. TRANSMISSIONS SYNCHRONE ET ASYNCHRONE .................................................................. 51

    CHAP IV. TRANSMISSION PAR FIBRE OPTIQUE ..................................................................................... 53

    IV.1. Description ............................................................................................................................... 53

    IV.2. Propagation dans la fibre optique............................................................................................. 54

    IV.3. Types de fibre optique .............................................................................................................. 54

    IV.3.1. Fibre optique multimode .................................................................................................... 54

    IV.3.2. La fibre optique monomode ................................................................................................ 56

    IV.3.3. La fibre optique multi/Monomode ...................................................................................... 57

    IV.4. ATTENUATION ET LONGUEUR DONDE ..................................................................................... 58

    IV.5. EFFETS DE CAPACITE DE TRANSMISSION .................................................................................. 60

    IV.6. Attnuation et pertes par effet de courbure .......................................................................... 60

    IV.7. LA DISPERSION CHROMATIQUE ................................................................................................ 61

    IV.8. BANDE PASSANTE DES FIBRES .................................................................................................. 63

    IV.9. LES EFFETS NON LINEAIRES ET LA FIABLITE DE LA FIBRE OPTIQUE ............................................ 63

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    IV.10. LE CABLES ET LE RACCORDEMENT ........................................................................................... 65

    IV.11. TRANSMISSION SUR FIBRE OPTIQUE ...................................................................................... 66

    IV.12. BOUCLE LOCALE OPTIQUE ....................................................................................................... 71

    IV.13 DISPERSION DE POLARISATION ................................................................................................ 72

    VI. 14. BILAN DE LIAISON OPTIQUE ................................................................................................... 72

    CHAP. V TRANSMISSION PAR SATELLITE ............................................................................................... 74

    V. 1. COMMUNICATION PAR SATELLITE ............................................................................................ 74

    V.2. Spcificits des communications par satellite.......................................................................... 77

    V. 3. Particularits de la propagation ................................................................................................ 79

    V. 4. BILAN DE LIAISON ..................................................................................................................... 79

    V. 5. EFFET DOPPLER ......................................................................................................................... 81

    V.6. ANTENNES EMBARQUEES SUR SATELLITE .................................................................................. 82

    V. 7. LES REPETEURS ......................................................................................................................... 84

    V. 8. ACCES AU SATELLITE ................................................................................................................. 86

    V. 9. Principales frquences utilises dans les systmes par satellite ............................................... 88

    V. 10. LES RESEAUX VSAT (very small Aperture Terminal) ................................................................ 89

    CHAP. VI. LES FAISCEAUX HERTZIENS .................................................................................................... 92

    VI.1. Gnralits ............................................................................................................................... 92

    VI. 2. TYPES DE LIAISONS RADIOELECTRICITES .................................................................................. 93

    VI. 4. PROPAGATION EN VISIBLITE DIRECTE ...................................................................................... 97

    VI. 4.1. DIFFRACTION ........................................................................................................................ 98

    VI. 4.2. PROPAGATION EN ESPACE LIBRE : .................................................................................... 100

    PHENOMENES LIES A LATMOSPHERE TERREST ............................................................................ 100

    VI. 5. CARACTERISTIQUES DES ANTENNES POUR FAISCEAUX HERTZIENS........................................ 103

    VI. 6. LES ANTENNES POUR LES FAISCEAUX HERRTZIENS ................................................................ 105

    VI. 7. BILAN DE LIAISON : AFFAIBLISSEMENT DE PROPAGATION ..................................................... 106

    VI. 7. 1. EN ESPACE LIBRE ............................................................................................................. 106

    VI. 7. 2. BILAN DE LIAISON : BRUIT ET RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT .............................................. 107

    VI. 7.3. BILAIN DE LIAISON : bruit et rapport porteur sur bruit ...................................................... 107

    VI. 7. 4. PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DUNE ANTENNE ......................................................... 108

    VI.8. STRUCTURE DE LEMISSION/RECEPTION POUR LES FAISCEAUX HERTZIE NS ........................... 108

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    VI.9. faisceaux hertzien numriques ............................................................................................... 109

    VI. 10. DVB T (DICITAL BROAOCASTING TERRESTRE) .................................................................... 110

    VI. 11. BOUCLE LOCALE VIDEO ........................................................................................................ 112

    CHP. VII. BRUIT EN HYPERFREQUENCE .............................................................................................. 113

    INTRODUCTION ............................................................................................................................... 113

    VII.1. TEMPERATURE ET FACTEUR DU BRUIT .................................................................................. 113

    VI.2. BRUIT ET TEMPERATURE DE SOURCE ...................................................................................... 118

    VII.3. BRUIT EN HYPERFREQUENCE ................................................................................................. 128

    CHAP. VIII. LES PARAMETRES DUNE LIGNE HYPERFREQUENCE ......................................................... 132

    VIII.1. ADAPTATION DE LA LIGNE A LANTENNE .............................................................................. 132

    VIII.2. LES FACTEURS QUI INFLUENCENT LA TRANSMISSION ........................................................... 132

    VIII.3. LES PARAMETRES DE DISPERSION (voir Matrice [S]) ............................................................. 135

    VIII.4. LES PARAMETRES DE TRANSFERT (SCATERING T PATAMETERS) ........................................... 136

    VIII.5. LIMPEDENCE CARRACTERISTIQUE ET LE COEFFICIENT DE REFLEXION .................................. 136

    VIII. 6. LA PUISSANCE ISOTROPE RAYONEE .................................................................................... 142

    VIII.7. ABAQUE DE SMITH ............................................................................................................... 147

    CHAP. IX. LES ANTENNES EN HYPERFREQUENCE ................................................................................. 155

    IX.1. GENERALITE ............................................................................................................................ 155

    IX.2. QUELQUES ANTENNES PARTICULIERES ................................................................................... 159

    IX.3. RESISTANCE DE RAYONNEMENT ............................................................................................. 164

    IX.4. GAIN DUNE ANTENNE ............................................................................................................ 165

    IX.5. lANTENNE PARABOLIQUE ...................................................................................................... 169

    IX.6. GROUPEMENT DANTENNES ................................................................................................... 174

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    BIBLIOGRAPHIE 1. Propagation, Rayonnement, Electromagntisme, cours B8, Electronique CNAM, J.Salset,

    M. Terr

    2. Les faisceaux hertziens analogiques et numriques, E. Fernandez et M. Mathieu, Ed.

    DUNOD

    3. Sites internet

    http://www.ico.com/

    http://www.geolink.fr/

    4. Cours B7 OPTO lectronique et tlcommunication optiques , G. HINCELIN, J.C

    DUDEK, CNAM.

    5. Lucien Boithias, propagation des ondes radiolectriques , DUNOND, 1983

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    CHAP I. RAPPEL SUR LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES

    I.1. Londe lectromagntique et le rayonnement

    Londe lectromagntique est la propagation, la vitesse de la lumire, dune

    dformation harmonique des proprits lectriques et magntiques de lespace.

    Elle est le rsultat de la prsence simultane dun champ magntique (H) et dun champ

    lectrique variables dans le temps.

    Londe lectromagntique est donc un modle utilis pour reprsenter les rayonnements

    lectromagntiques. Elle est associe la notion de photon.

    On distingue :

    Le rayonnement lectromagntique qui est le phnomne tudi

    Londe lectromagntique qui est une des reprsentations de phnomne.

    Une onde lumineuse est donc une onde lectromagntique dont la longueur donde

    correspond au spectre visible ; soit entre = 380 et 780m, ce qui correspond aux nergies de

    photon de 1,5 3ev.

    I.2. Description et proprits dune onde lectromagntique

    Comme toutes les ondes, une onde lectromagntique peut sanalyser en utilisant lanalyse

    spectrale. On peut dcomposer londe en ondes dites monochromatiques . Londe

    monochromatique peut se modliser par un diple lectrostatique vibrant convenablement. On

    peut dire donc quune onde lectromagntique est une oscillation couple du champ lectrique

    et du champ magntique.

    +q

    -q

    B

    E

    K

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    BEK ,, est le tridre direct. Les variations des champs lectriques et magntiques sont lies par les quations de MAXWELL.

    On peut donc reprsenter londe par un seul de ces champs, en gnral, le champ lectrique

    dont lquation gnrale dune onde plane monochromatique est la suivante :

    0).cos(),( ErkttrE ; avec

    , la pulsation

    c2

    r , le vecteur de polarisation du point considr

    k , le vecteur donde dont la norme vaut

    2

    , la phase lorigine

    Sous forme complexe, 0)( .),( EeRtrE rkte

    Proprits

    1. La polarisation

    Elle correspond la direction et lamplitude du champ E . Pour une onde non polarise (ou

    naturelle), E tourne autour de son axe de faon alatoire et imprvisible au cours du temps.

    Polariser une onde correspond donner une trajectoire dfinie au champ lectrique. Il existe

    plusieurs sortes de polarisation.

    La polarisation linaire : quand E reste toujours dans le mme plan.

    La polarisation circulaire : quand le champ magntique

    Polarisation elliptique

    2. Le comportement ondulatoire

    La propagation

    Dans un milieu homogne et isotrope, londe lectromagntique se propage en ligne

    droite.

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    Lors de la rencontre avec un obstacle, il y a diffraction ; lors dun changement de

    milieu, il y a rflexion ou rfraction.

    Il y a aussi rfraction si les proprits du milieu changent selon lendroit (htrognit)

    La rflexion

    Lors dun changement de milieu de propagation, une partie de londe

    lectromagntique repart vers le milieu dorigine ; cest la rflexion. Ex : le miroir.

    La rflexion concerne galement les rayons X (miroir rayon X) et les ondes radio

    (rflexion sur lionosphre des ondes, antenne parabolique, rflexion sur la lune).

    La rfraction

    Lors dun changement de milieu de propagation, si le second milieu de propagation est

    transparent pour londe, celle-ci se propage dans le second milieu, mais avec une

    direction diffrente. Cela concerne la lumire (lentille optique, mirage), mais aussi les

    ondes radio (rflexion des ondes dcamtriques dans lionosphre).

    La diffusion

    Lorsquune onde rencontre un atome, elle se diffuse sur celui-ci et change de direction.

    On distingue :

    La diffusion RAYLEIGH (ou diffusion lectromagntique) au cours de laquelle

    londe ne change pas de longueur donde.

    La diffusion RAMAN qui est une diffusion lectronique avec diminution ou

    augmentation de longueur donde.

    La diffusion COMPTON, dans le cas des rayons X, diffusant sur des atomes

    lgers au cours de laquelle la longueur donde augmente.

    Interfrences

    Comme toutes les ondes, les ondes lectromagntiques peuvent interfrr. Dans les cas

    des radiocommunications, cela provoque un parasitage du signal.

    La diffraction

    Linterfrence dondes diffuses porte le nom de diffraction,

    3. Dualit onde corpuscule

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    La notion donde lectromagntique est complmentaire de celle de photon. En fait, elle

    fournit une description plus pertinente de la radiation pour des faibles frquences (c d les

    grandes longueurs donde) comme les ondes radio.

    En fait, londe lectromagntique reprsente deux choses :

    La variation macroscopique du champ lectrique et du champ magntique

    La fonction donde du photon

    Lorsque le flux dnergie est grand devant lnergie des photons, on peut considrer que lon a

    un flux quasi-continu de photons et les deux notions se recouvrent. Ceci nest plus vrai lorsque

    le flux dnergie est faible (ou envoie des photons un par un).

    Le flux dnergie est donn par le vecteur de POYNTING. Chaque photon emporte une quantit

    dnergie dtermine, E = h.F

    Avec : h = la constante de PLANK

    F = la frquence

    Quelques thoriciens de la thorie ondulatoire

    Cette thorie a t principalement dveloppe par CHRISTIAAN HUYGENS vers 1670 et par

    AUGUSTIN FRESNEL.

    La thorie ondulatoire sopposait lpoque la thorie corpusculaire dfendue par RENE

    DESCARTES.

    Hughens travaillait sur les lois de rflexion et de la rfraction. Fresnel dveloppa les notions

    dinterfrence et de longueur donde.

    Les approches ondulatoires et corpusculaires furent runies par ALBERT EINSTEIN lorsque celui-

    ci tablit le modle du photon en 1905 dans les travaux sur leffet photo-lectrique. La grande

    avance thorique fut la synthse des lois de llectromagntisme par James Clark MAXWELL

    dont les quations prdisaient la vitesse de la lumire, dmontra que la lumire tait de nature

    lectromagntique.

    Les ondes radio, basse frquence et grande longueur donde, furent dcouvertes la

    fin du 19e sicle avec les travaux dALEXANDRE POPOV, HEINRICH HERTZ, Edouard

    BRANLY et de Nicolas TESLA. Les rayons X, haute frquence et faible longueur donde,

    furent dcouvertes par WILHEM RNTGEN en 1895.

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    10

    I.3. RAPPEL SUR LES EQUATIONS DE MAXWELL

    Equation de MAXWELL GAUSS

    div D avec D = dplacement lectrique

    = densit volumique des charges relles

    Equation de la conservation du flux de B

    div B = 0, B = champ (ou induction) magntique

    Equation de MAXWELL FARADAY (phnomne dinduction)

    rot t

    BE

    E = champ lectrique

    Equation de MXWELL AMPERE

    rot t

    DJH

    , avec H = excitation (ou champ magntique)

    J = densit volumique des courants de charges relles

    EEpED )1(00 pour un milieu linaire, homogne et isotrope.

    p est le vecteur de polarisation, la susceptibilit dilectrique et la permittivit du

    dilectrique

    mMHB 1(00 HH pour un milieu linaire, homogne et isotrope.

    M est le vecteur aimantation

    m est la susceptibilit magntique et la permabilit du milieu magntique.

    Conditions de passage la surface de sparation de deux milieux 1 et 2

    Le vecteur unitaire normal 12n est orient du milieu 1 vers le milieu 2.

    Lapplication des quations de MAXWELL donne la frontire de deux milieux ce qui suit :

    12 nn DD , 12 nn BB 1221 DE 122112 njHH s

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    11

    I.4. Les quations de Propagation en lectromagntisme

    div 0B c d quil existe un vecteur A , appel POTENTIEL VECTEUR tel que ArotB

    rot

    t

    Arot

    t

    BE

    ; c d quil existe une fonction scalaire V appele POTENTIEL

    SCALAIRE tel que Vgradt

    AE

    o V nest pas dfini de manire unique puisque

    un gradient n est dfini qu une constante additive prs et puisque le potentiel vecteur

    nest dfini quau gradient dune fonction quelconque prs. Il convient de parler de

    couples des valeurs vA, possibles associs un mme champ lectromagntique BE, .

    1.4.1. Equations de propagation de A

    t

    EjBrot

    E quesait on

    )()(

    2

    2

    t

    Aj

    t

    A

    t

    VAdivgradA

    AAdivgradArotrot

    Comme il existe plusieurs couples de valeurs possibles vA, , on choisit celui qui vrifie

    0t

    VAdiv

    (quation de LORENTZ)

    Ainsi, nous obtenons lquation de propagation jt

    AA

    2

    2

    1.4.2. Equation de propagation de V

    Vt

    AdivEdiv

    )(

    On sait que t

    VAdiv

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    2

    2

    t

    VV

    1.4.3. Equation de propagation de E

    t

    jgrad

    t

    EE

    t

    E

    t

    j

    t

    BrotEEdivgradErotrot

    2

    2

    2

    )()()(

    Ds lors, on sait que

    Ediv

    t

    EjBrot et

    1.4.4. Equation de propagation de B

    )(

    )()(

    Erott

    jrot

    BBdivgradBrotrot

    On sait que t

    B

    t

    EjBrot

    Erotet

    jrott

    BB

    1.5. Londe lectromagntique dans un milieu (dilectrique, conducteur et

    dans le vide)

    1.5.1. Dans le vide

    0

    B ;0

    0000

    t

    B

    t

    EE

    Ici nous traitons des quations aux drives partielles pour les grandeurs vectorielles (trois

    dimensions despace)

    Bet E sont relis dans les quations de MAXWELL (il sagit dun champ lectromagntique), ils

    ont t dcoupls en utilisant des drivations pour former les quations de propagation.

    Posons tjBtjEE exp'Bet exp'

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    13

    On appelle onde plane monochromatique le cas particulier o 'Bet 'E ne sont fonctions que

    dune seule variable cartsienne soit x par exemple.

    x)composante de pas an' ondel' de magntique champ (le 0 'B

    ;0'

    x)composante de pas an' ondel' de lectrique champ (le 0 'E

    ;0'

    x

    xBdiv

    x

    xEdiv

    - Le champ lectromagntique est contenu dans des plans perpendiculaires laxe des x.

    Le choix de laxe y permet dcrire yexfE )(' ; en rapportant dans lquation de

    propagation, on obtient )1( 0

    00 cf

    cdx

    fd

    y

    e

    x ec

    xtjwEx

    c

    xtjEB

    ex

    expexp 21 on trouve la superposition de deux

    ondes (progressive et rgressive) se propageant la vitesse c appele vitesse de la

    lumire .

    Avec londe progressive, on a :

    xec

    xtj

    c

    EB

    t

    BErot

    exp1 Pour londe progressive, le vecteur vitesse

    est gal vBeCv x Eet

    Cette dernire relation reste vrifie pour londe rgressive condition dcrire

    xecv

    N.B : Ces relations ne sont vraies que pour les ondes planes monochromatiques. Il en est de

    mme pour le vecteur donde.

    xec

    k

    qui, pour une propagation suivant la direction x, scrit c

    )k( avec )(

    xekk

    1.5.2. Londe lectromagntique dans un dilectrique

    En remplaant par0 , la vitesse de propagation de londe devient :

    n

    ccv

    r

    00

    1 o n est lindice de rfraction du milieu

    0

    nr

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    14

    Les milieux dilectriques sont dispersifs puisque )( rr (la polarisation dpend de la

    frquence du champ excitateur)

    1.5.3. Londe lectromagntique dans un conducteur Supposons vrifies les conditions de validit de la loi dohm

    =

    (nous excluons le

    domaine des hyperfrquences), ce qui entrane que la densit volumique des charges est

    nulle.

    ;0

    10

    t

    E

    ct

    EE

    0

    10

    t

    B

    ct

    BB

    La direction x est choisie comme direction dcoulement du courant.

    0'

    '

    '

    ')exp(),(' 0 E

    cEj

    y

    E

    x

    EetjyxEE x

    En posant E = f(x)g(y) (technique de sparation des variables), on obtient :

    0

    ''

    cf

    f et 0

    ''0 j

    g

    g

    En se limitant une onde progressive et un conducteur suffisamment pais (direction y

    importante)

    yEeE x

    2c

    x-tjexp y)

    2exp( 00

    Cette formule montre que le courant lectrique passe plus facilement en surface quen

    profondeur. Ce phnomne est appel effet pelliculaire ou effet de peau , il devient

    significatif dans un conducteur pour des frquences leves, lpaisseur de peau est dfinie par

    0

    2 cette formule montre aussi en quoi consiste lapproximation des tats quasi

    stationnaires dans un conducteur, (c--d quand on peut ngliger laspect propagation).

    En ngligeant les phnomnes lis leffet de peau (ce qui se passe dans la direction y) ; on

    peut crire :

    c

    xtjEeE x

    exp0 pour un conducteur de longueur l, ngliger le

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    15

    phnomne de propagation revient avoir la condition

    Lc

    L2 pour 50Hz,

    km6000

    1.6. Lnergie des ondes lectromagntiques

    Il est commode de dfinir le vecteur de POYNTING HE

    On a alors rotHEErotHHEdiv )(

    = t

    DEjE

    t

    BH

    Nous reconnaissons :

    t

    BH

    t

    DE

    tme

    )( o met e sont les densits volumiques dnergie lectrique et

    magntique.

    jo

    tjE

    j est la densit volumique dnergie par effet joule (on dit dissipe par effet

    joule pour rappeler que cette nergie se transforme en dautres formes que lnergie

    lectromagntique. Selon le thorme dOSTROGRADSKY ; on a :

    djt

    djHEdivdsHEdS

    jme

    SS

    Cette relation montre lintrt pratique du vecteur de POYNTING.

    1.7. Equations de MAXWELL et approximation des tats quasi-

    stationnaires

    En reprenant les quations de propagation, on remarque que les phnomnes de propagation

    sont lis lexistence du terme

    t

    E

    t

    D

    Dans le cadre de lapproximation des tats quasi-stationnaires, les quations de Maxwell

    scrivent :

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    16

    jBrot

    gradVt

    AE

    t

    BErot

    ArotBBdiv

    Ddiv

    0

    0

    - La conservation de la charge devient 0jdiv

    - Dans lapproximation des tats quasi stationnaires, 0t

    (la densit volumique des

    charges est constante ou nulle).

    - Lquation de Lorentz devient celle de coulomb )0( Adiv

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    17

    1.8. Les diffrents types dondes lectromagntiques

    Pour m 100 , on parle du domaine OPTIQUE ; il tudie tout ce qui concerne la lumire

    Pour cm1 et celui du domaine des ondes radio, le phnomne de propagation devenant ngligeable, est grande

    (circuits lectriques).

    Rayons gamma

    Rayons X

    Radiations ultraviolettes

    Radiations infrarouges

    Ondes radar

    Ondes radiolectriques FM TV Ondes grandes Ondes moyennes ondes courtes

    Circuits courant

    alternatif

    Bleu Jaune Vert vert

    Violet Bleu Vert Jaune Orange rouge

    Spectre

    visible

    400 500 600 700

    nmen

    10-14 10-12

    10-10 10-8

    10-6 10-4 10-2 1 102 104 106 10

    8

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    18

    CHAP. II. LES ONDES HYPERFREQUENCES

    2.1. Le domaine hyperfrquence ou micro onde

    Pour rappel, une onde lectromagntique est la propagation, la vitesse de la lumire, dune

    dformation harmonique des proprits lectriques et magntiques de lespace.

    Lamplitude de cette dformation est ce que lon appelle longueur donde ( ).

    On dfinit galement une onde par sa frquence, cest dire le rapport entre sa vitesse et

    sa longueur donde.

    F

    VVF

    La frquence (en Hz) reprsente la quantit dondes passant en un point donn en une

    seconde.

    Dans les diffrentes radiations du spectre lectromagntique, leur dnomination tient des

    raisons historiques, mais aussi la faon dont elles sont gnres.

    Les frontires entre les diffrentes radiations du spectre lectromagntique sont toutes

    artificielles. En allant des ondes radio vers les ondes gamma, la longueur donde devient plus

    courte (les ondes deviennent plus pntrantes), la frquence augmente (les oscillations pour

    les produire deviennent plus rapides) et lnergie devient plus leve (cela demande plus

    dnergie pour produire des rayons que cela nen demande pour les ondes radio).

    N.B : au-del des rayons se trouvent les rayons cosmiques dont la frquence est de lordre de

    1030Hz.

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    19

    Le spectre lectromagntique

    Radiographies

    Maison

    103 102 101

    Ballon de Football

    Point Cellule Virus Molcule deau

    1 10-1 10-2

    10-3 10-4 10-6 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12

    mm)(en

    Taille de

    londe

    106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 10

    16 1017 1018 1019 1020

    Frquence

    (HZ)

    Ondes radio Micro-Ondes Infrarouge Ultraviolet

    Rayons X

    (mous)

    Rayons X

    (durs)

    Rayons lment

    radioactif

    Nom commun

    de londe

    Sources Radio

    AM

    Radio

    FM

    Four micro-onde Radar V

    iolet

    Corps

    humain

    Ampoule

    lectrique

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    20

    Les ondes qui nous concernent se situent cheval entre les ondes radio et linfrarouge : cest le

    domaine micro-onde. Cest un domaine appartenant une bande de frquences comprises

    entre 300MHZ et 300GHZ, soient les longueurs donde dans lair ou le vide comprises entre 1m

    et 1mm.

    Analysons la place quoccupent les micro-ondes dans le spectre des frquences des ondes

    lectromagntiques. On peut distinguer 3 zones pour lesquelles ces ondes, pour tre de mme

    nature, ne se distinguent pas moins dans leur manifestation physique.

    De ce fait, le paramtre dusage pour caractriser les ondes en question peut varier.

    De la frquence de distribution de lnergie lectrique (50HZ) jusqu celle des tlcoms, on

    utilise le terme de frquence.

    Dans le domaine de linfrarouge et de loptique jusquaux rayons X, cest la longueur donde

    dans le vide que lon considre.

    Enfin, lnergie quantique associe londe est utilise pour les rayonnements ionisants.

    A ces trois domaines sont associes deux frontires qui sont des larges zones de recouvrement.

    En effet, de mme que lultraviolet et les rayons X relvent de la double description de

    loptique et des rayonnements ionisants, les micro-ondes se situent une autre frontire, celle

    des ondes lectriques et de loptique. Cette double appartenance confre aux micro-ondes une

    richesse particulire des caractristiques lectriques pour leur production qui relvent de

    loptique pour leur propagation.

    Lutilisation des micro-ondes est celle du four de mme nom apparu en 1950 dont le principe

    est de gnrer des ondes capables de faire vibrer des molcules deau assez rapidement pour

    les chauffer.

    Linteraction des micro-ondes avec la matire est domine par le mcanisme dabsorption

    dilectrique, celle-ci tant due aux interactions entre les molcules ou lments polaires.

    Ainsi, seuls les aliments contenant de leau sont concerns. Ces fours fonctionnent dans la

    gamme de frquence 915MHZ 2,45GHZ.

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    21

    Les micro-ondes peuvent tre cres par le mouvement des lectrons dans une petite bote en

    mtal sous vide. Cest le magnetron (prsent dans les fours micro-ondes).

    Un dcoupage plus prcis du domaine hyperfrquence a t ralis : ce sont les bandes IEEE

    (Institute of Electrotechnical and Electrical Engineers) (voir ci-dessous).

    Il existe aussi dautres dsignations moins utilises, comme celles du dpartement de la

    dfense amricaine.

    Dsignation Domaine de

    frquences (GHZ)

    VHF

    UHF

    Bande L

    Bande S

    Bande C

    Bande X

    Bande Ku

    Bande K

    Bande Ka

    Bande Q

    Bande U

    Bande V

    Bande E

    Bande W

    Bande F

    Bande D

    Bande G

    0,03 0,30

    0,30 1,00

    1 2

    2 4

    4 8

    8 12

    12 18

    18 26,5

    26,5 40

    30 50

    40 60

    50 75

    60 90

    75 110

    90 140

    110 170

    140 220

    II.2. Particularits des ondes hyperfrquences

    On utilise les micro-ondes pour les Tlcoms et la dtection.

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    22

    Les raisons qui incitent lutilisation dondes courtes peuvent tre illustres, par exemple, la

    dtection Radar dont le principe est dilluminer une cible par des impulsions

    lectromagntiques pour en rcuprer lcho.

    Tout dabord, il y a concentration de lnergie rayonne, plus est faible par rapport aux

    dimensions de larien, plus le faisceau est troit, c.--d. meilleure est la directivit de londe et

    donc sa prcision.

    Des obstacles ne peuvent tre dtects que si leurs dimensions sont au moins comparables la

    longueur donde ; sinon lnergie rayonne devient trs faible.

    Pour dceler des lments petits, les micro-ondes sont donc trs appropries. Dune faon

    gnrale, les micro-ondes sont apprcies pour leur large bande passade, de leur rsolution

    spatiale lev et leur grande immunit aux interfrences.

    Toutefois, une consquence pratique de linteraction des ondes lectromagntiques avec la

    matire et les diffrents composs de latmosphre est que seuls certains domaines dondes

    peuvent pntrer facilement latmosphre. Ces rgions sont appeles des fentres

    atmosphriques qui correspondent aux rgions ou laltitude de demi-absorption (ou

    lattnuation) de latmosphre est trs faible.

    Les fentres dominantes dans latmosphre sont dans le domaine visible, le domaine radio et

    micro-onde alors que les rayons X et ultra-violet sont fortement absorbs et le rayon et

    linfrarouge le sont un peu moins.

    II.3. Composants hyperfrquences

    La gnration dondes de plus en plus courtes ne peut tre satisfaite quavec lapparition des

    composants semi-conducteurs au dpend du magnton. Toute fois, la rduction de la longueur

    donde du centimtrique vers le millimtrique exige le dveloppement de composants. Cela

    repose sur la diminution des dimensions des composants, sur lutilisation des matriaux semi-

    conducteurs possdant des meilleures proprits de transport et sur lutilisation des structures

    nouvelles.

    En ce qui concerne lamplification ncessaire pour la transmission et la rception des signaux, le

    Transistor est le composant clef.

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    23

    Bien que le transistor Bipolaire et le MOS (Metal Oxyde semi conductor) raliss en silicium

    bnficient dun march norme reposant sur la simplicit de mise en uvre et sur la grande

    maturit de cette technologie, cette filire est limite des frquences de quelques GHZ ;

    limitation intrinsque au matriau.

    Afin de satisfaire aux applications, les recherches se sont orientes vers larsniure de gallium

    qui sest impos avec les structures MESFET (Metal semi conductor Field Effet Transistor) ; qui

    permettent de rpondre des applications jusqu des frquences denviron 30GHZ.

    Malgr la rduction des dimensions de la zone active, ce type de composant est limit en

    frquence par le transport lectronique seffectuant dans un matriau dop. Les transistors

    htrojonction sont alors apparus, permettant dobtenir une importante densit de porteurs

    dans le matriau intrinsque o la mobilit et les vitesses lectroniques sont plus leves.

    Dautres matriaux comme la PHOSPHURE dINDIUM (IPn) sont tudis afin de pouvoir

    rpondre la monte en frquence des applications.

    Les principaux avantages de ces matriaux sont :

    - Une proprit semi-isolante permet de fabriquer des circuits intgrs hyperfrquences.

    - Leur rsistance aux radiations

    - Leur capacit travailler haute temprature que le silicium, ce qui est important pour

    les applications militaires.

    - Leurs performances vitesse/consommation nettement suprieures celles des

    calculateurs utilisant des circuits en silicium (application numrique).

    - Leur trs vaste domaine de frquences couvert puisquil stend de 1GHZ plus de

    100GHZ.

    - Larsniure de gallium est parfaitement appropri la ralisation des circuits

    hyperfrquences.

    Ces circuits sont classs en :

    Circuits bas niveau

    o Amplification faible bruit

    o Fonction de contrle

    o Commutation, etc

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    24

    Circuits de puissance : le domaine des tlcoms et le balayage lectronique radar pour

    les circuits intgrs micro-ondes.

    Les circuits numriques

    2.3. Circuits intgrs monolithiques hyperfrquences (MMIC)

    Le MMIC (monolithic Microwave Integrated Circuit) est la solution monolithique qui a remplac

    la solution hybride.

    1) Militaire

    Dans la rception des armements lectroniques, linformation est caractrise par un trs faible

    bruit et une forte bande passante ; les frquences y sont leves (millimtriques). Trois

    principales familles dapplication sont :

    a) Dtection guidage

    Ce sont les radars au sol ou aroports, les minutions intelligentes (radar de trs courte

    dure) et les autos dtecteurs des missiles.

    Lapplication importante est lantenne active balayage lectronique.

    Les circuits base darsniure de gallium permettent de raliser les modules actifs mission-

    rception qui sont les principaux lments constitutifs de ces radars dont les principaux

    avantages sont les capacits antibrouillage, multicble et laquasi invulnrabilit.

    Des prototypes de modules dantennes ont dj t raliss pour des radars au sol en bande L,

    S, C et X.

    b) La guerre lectronique

    Cela comprend les dispositifs de brouillage lectronique qui doivent suivre llvation

    des frquences des communications militaires.

    Les circuits pour les contre-mesures lectroniques sont caractriss par une trs grande largeur

    de bande instantane (1 20GHZ).

    Ces systmes sont capables didentifier et de suivre simultanment de multiples cibles au

    moyen de rcepteurs dtecteurs et de dclencher une riposte approprie sous forme de

    signaux de brouillage par lintermdiaire dune chane damplificateurs de puissance.

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    25

    2) Les tlcommunications

    3 principales applications des MMIC sont :

    a) La rception satellite

    Les communications satellites prennent de plus en plus dessor avec le lancement des projets

    ambitieux visant couvrir notre plante dune gigantesque toile daraigne satellitaire avec

    diverses applications : tlphone sans fil, transports, multimdia,

    Elles reposent toutes sur le transfert de donnes en ondes hyperfrquences. Ce transfert se

    fait via des terminaux VSAT (Very Small Aperture Terminal) fonctionnant dans la bande de 20

    30GHZ, mais aussi le systme GPS (Global Positionning System) travaillant autour de 1,5gHZ

    pour le transport.

    Le GPS utilise 3 signaux cods synchroniss manant de 3 satellites pour localiser le point de

    rception mieux que 15m dans les trois dimensions. Le rcepteur comprend un amplificateur

    faible bruit, un mlangeur et une source de frquence synthtise.

    On cite aussi la balise SART (Search And Rescue Transponder) fonctionnant 9,5GHZ. Cette

    balise renvoie automatiquement un train dimpulsions de localisation lorsquelle est interroge

    par les radars maritimes ou aroports.

    - Il y a aussi le rcepteur DBS (Direct Broadcast Satellite) dvelopp pour la tlvision par

    satellite.

    b) La tlphonie sans fil (WLAN)

    Le Wireless Local Area Network utilise un rseau terrestre des stations de base permettant

    de relier entre eux les possesseurs de tlphone cellulaire.

    Les bandes de frquences concernes pour les stations de base sont de 2,4GHZ (USA et

    Angleterre) pour les faibles dbits jusqu 1Mbits/seconde.

    Notons que le GSM (Global System fo Mobile Communication) utilise 900MHZ, 1800MHZ ou

    1900MHZ.

    c) Les communications par fibres optiques

    Les applications de lArsniure de gallium sont pour linstant limites au pilote de diode Laser et

    lamplificateur transimpdance en rception principalement pour la distribution de canaux TV

    par cble.

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    26

    3) Les transports

    a) Les communication

    Cela comprend les tlcoms courte distance (2 20m). les frquences normalises sont de

    2,45GHZ par la gestion des wagons et des containers et 5,8GHZ pour les pages autoroutiers, la

    tl montique, lidentification des objets colls,

    b) Le contrle

    on retrouve le GPS dans les applications civiles et aronautique o il est actuellement tudi

    comme alternative au MLS (Microwave Landing System) en navigation maritime ou en version

    terrestre portable, des fins de cartographie ou guidage transport. Lapplication est le radr

    anti-collision automobile initi par AEG TELEFUNKEN en Allemagne (35GHZ, 776 GHZ).

    4) Lindustrie et le mdical

    Le domaine industriel est concern par les capteurs pour lanalyse des matriaux, mais

    galement ceux ayant trait la robotique, aux tlmesures et linstrumentation. Les

    applications mdicales concernent la dtection et le traitement des tumeurs, mais aussi les

    metteurs et rcepteurs pour applications biomdicales.

    5) Le spatial

    La technologie MMIC permet la rduction de la surface et de poids. On utilise autant de

    modules actifs, incluant dphaseurs et amplificateurs (mission et rception) connects

    derrire les lments rayonnants.

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    27

    CHAP. III. LA THEORIE DE TRANSMISSION

    III.1. Les mdias de transmission

    La transmission seffectue par diffrents mdias selon les systmes.

    - Historiquement, le fil tlphonique fut le premier support de tlcommunication et

    permit le dveloppement du tlgraphe et du tlphone. Il est toujours le mdia

    principal pour le raccordement aux rseaux tlphonique et informatique (tlphone,

    fax, internet) sous forme de paire (S) torsade (s).

    - Le cble coaxial tait le mdia de haut dbit avant lapparition des fibres optiques. Il est

    toujours utilis dans les rseaux industriels en raison de sa robustesse face aux

    perturbations pour les raccordements en radio frquence lintrieur dun quipement,

    parfois remplac par le guide donde pour les transmissions de micro-ondes de forte

    puissance.

    - La fibre optique, qui raccorde progressivement les abonns en ville est aussi le mdia

    des cbles sous marins modernes, cest un fil en verre ou en plastique trs fin qui a la

    proprit de conduire de la lumire.

    - La radio qui peut tre dfinie comme toute communication par lintermdiaire de

    lespace hertzien, a rvolutionn les tlcoms. Cest le mdia de la radiodiffusion de

    programmes, des services, de communications en radiotlphonie, des rseaux de

    tlphonie mobile, des liaisons par satellite de tlcommunications ou par faisceau

    hertzien. La radiolectricit tudie la transmission hertzienne, la propagation des ondes,

    les interfaces entre lmetteur et le rcepteur par lintermdiaire des antennes.

    - Les liaisons optiques dans lespace, donc non guides par fibres, sont utilises en

    communication par satellites.

    - Enfin, certains milieux ne peuvent tre traverss que par des ondes acoustiques, cest le

    cas des communications dans les mines qui seffectuent par ondes ultra sonores.

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    28

    III.2. Le partage du mdia de Transmission

    Le partage du mdia entre utilisateurs se fait par les techniques daffectation, du multiplexage

    et daccs multiple.

    - Laffectation de frquence, par bande et par service sur le mdia hertzien est la

    premire technique apparue pour empcher les brouillages mutuels.

    - A lintrieur dune bande de frquence, le multiplexage frquentiel est la division dun

    mdia de transmission en plusieurs canaux, chacun tant affect une liaison.

    Cette affectation peut tre fixe, par exemple en radiodiffusion FM, une station met

    96,1MHz, une autre 94,5MHz.

    - Laffectation des frquences peut tre dynamique comme en FDMA (Accs multiples par

    division en frquence), utilis par exemple, lors de la transmission par satellite.

    Chaque utilisateur du canal y reoit dans ce cas une autorisation temporaire pour une

    des frquences disponibles.

    - En communication numriques, le multiplexage peut galement tre temporaire ou par

    codage.

    - Les techniques dtalement de spectre comme le CDMA (Code Division Multiple Access)

    sont utilises en tlphonie mobile.

    Chaque liaison y est module par un code unique dtalement, pour lequel les autres

    utilisateurs apparaissent comme du bruit aprs dmodulation.

    - Le codage par paquet (TDMA = Time division multiple access) o chaque utilisateur y

    transmet des paquets numriques munis dadresses, qui se succdent dans le canal.

    Le fonctionnement de ces techniques daccs multiples ncessite des protocoles pour

    les demandes daffectation, les adressages, dont le plus connu est le TCP/IP dinternet.

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    29

    III. 3 Les Moyens de transmission

    III.3.1 Transmission par cble

    a) Le cble coaxial

    Il a t longtemps le cblage de prdilection parce quil est peu coteux et facilement

    manipulable (poids, flexibilit,) il est constitu dune partie centrale (me) (fil de cuivre)

    envelopp dans un isolant, puis dun blindage mtallique enfin dune gaine extrieure.

    - La gaine permet de protger le cble de lenvironnement extrieur. Elle est en

    caoutchouc (parfois en chlorure de polyvinyle PVC)

    - Le blindage (enveloppe mtallique) entourant les cbles permet de protger les

    donnes transmises sur le support des parasites (bruits) pouvant causer une distorsion

    des donnes.

    - Lisolant, entourant la partie centrale, est constitu dun matriau dilectrique

    permettant dviter tout contact avec le blindage, provoquant des interactions

    lectriques (court circuit)

    - Lme, accomplissant la tche de transport des donnes, est galement compose dun

    seul brin en cuivre et plusieurs brins torsads. Il existe des cble coaxiaux possdant un

    blindage double (une couche isolante, une couche de blindage) ainsi que des cbles

    coaxiaux quadruple blindage (2 couches isolantes, deux couches de blindage) ;

    Il existe habituellement deux types de cbles coaxiaux :

    Le 10 base 2 cble coaxial fin (appel Thinet ou en cheapernet) son diamtre est de 6

    mm, sa couleur est blanche (ou gristre). Trs flexible, il est utilis dans la majorit des

    rseaux, en le connectant directement sur la carte rseau. Il permet de transporter un

    Ame

    Blindage

    Gaine Isolant

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    30

    signal sur une distance denviron 185m sans affaiblissement. Il fait partie de la famille

    RG-58 dont limpdance est de 50.

    On a :

    Cble Description

    RG-58/U brin central avec un unique toron de cu

    RG-58A/U torsad

    RG-58C/U Verion militaire de RG-8A/U

    RG-59 Tx large bande (TV par cble)

    Le 10 base 5 ou cble coaxial pais (thicknet ou Thick Ethernet, appel yellow cable)

    Cest un cble blind de plus gros diamtre (12mm) et 50 dimpdance. La distance

    susceptible dtre parcourue par les signaux est grande, cela lui permet de transmettre

    sans affaiblissement des signaux sur une distance atteignant 500m (sans ramplification

    du signal) sa bande passante est de 10Mbps. Il est employ comme cble principal

    (backbone) pour relier des petits rseaux dont les ordinateurs sont connects avec de

    Thinet, mais il est moins flexible que le thinet

    Les connecteurs pour cble coaxial

    Thinet et thicknet utilisent tous deux le BNC (Boyet neill Cancelman ou british naval

    connector) servant relier les cbles aux ordinateurs.

    Dans la famille BNC on trouve :

    Le connecteur pour le BNC: soud ou sorti lextrmit du cble

    Le BNC en T : relie la carte rseau des ordinateurs au cble du rseau.

    Prolongateur BNC : il relie 2 segments de cble coaxial afin dobtenir un cble plus long.

    Bouchon de terminaison BNC : il est plac chaque extrmit du cble dun rseau en

    Bus pour absorber les signaux parasites. Il est reli la masse.

    b) Le TRANSCEIVER

    Cest la connexion entre Thinet et Thicknet ; elle se fait grce au transceiver. Il est muni dune

    prise dite Vampire qui effectue la connexion en transperant lenveloppe isolante. Le cble

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    31

    du transceiver (drop cable) est branch sur connecteur AUI (Attachement unit Interface) appel

    galement connecteur DIX (Digital Intel Xerox)

    c) La paire torsade

    En anglais TWISTED PAIR (CBLE) ; il est constitu de deux brins en cuivre entrelaces en

    torsad et recouverts disolants.

    Il y a 2 types de paires torsades :

    - Le STP : shielded Twisted pair : blindes

    - Le UTP : Unshielded Twisted pair : non blinde

    Catgories des UTP

    Catgorie 1: cble tlphonique traditionnel, transport de voix, mais pas de donnes

    Catgorie 2 : transmission des donnes 4 Mbits/sec de service). Il a 4 paires torsades

    Catgorie 3 : 10Mbits par seconde au maximum. 4 paires torsades et 3 torsions par pied.

    Catgorie 5 : 100Mbits/sec max : 4 paires torsades en cuivre

    Catgorie 5me : 1000Mbit /sec max : 4 paires torsade en cuivre.

    Le problme majeur provient du fait que le cble UTP est sujet aux interfrences. La seule

    solution rside dans le blindage.

    Connecteurs pour la paire torsade

    RJ-45 ; similaire au RJ-11 utilis dans la tlphonie. Il est lgrement plus grand et ne peut tre

    insr dans une prise de tlphone RJ-11. De plus RJ-45 se compose de 8 broches alors que le

    RJ-11 nen possde que 6 ou 4.

    III.3.2. La fibre optique

    Cest un cble possdant de nombreux avantages :

    - Lgret

    - Immunit au bruit

    - Faible attnuation

    - Tolre des dbits de londe de 100mbits/sec

    - Largeur de bande de quelques dizaines de MHZ plusieurs gigahertz (fibre monomode).

    Le cblage optique est particulirement adapt la liaison entre rpartiteurs (liaison

    centrale entre plusieurs btiments, appel BACKBONE ou en franais pine dorsale) car

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    32

    elle permet des connexions sur des longues distances (de quelques kilomtres 60km

    dans le cas de la fibre monomode ncessit la mise la masse. De plus, ce type de cble

    est trs dur car il est extrmement difficile de mettre un tel cble sur coute.

    III.3.3. Transmission par satellite

    Cette transmission utilise comme principe une station terrestre vers le satellite (voie

    montante). Le satellite nest quun simple rcepteur. Il rgnre des signaux et les rmets en

    direction de la terre (voie descendante).

    III.4. Les canaux de transmission

    On appelle canal de transmission, une bande troite de frquence utilisable pour une

    communication. Une ligne de transmission est une liaison entre les deux machines : un

    metteur (qui envoie les donnes) et le rcepteur (qui les reoit).

    La ligne de transmission, parfois appele CANAL de transmission ou voie de transmission nest

    pas forcment constitue dun seul support physique de transmission ; cest pourquoi les

    machines dextrmits (par opposition aux machines intermdiaires), appeles ETTD

    (quipement Terminal de traitement de donnes) ou en anglais DTE Data terminal

    Equipment) possdant chacune un quipement relatif au support physique auxquelles elles

    sont relies, appel ETCD (quipement terminal de circuits de donnes) ou DCE (data

    communication quipment.

    - On nomme circuit de donnes lensemble constitu des ETCD de chaque machine et de

    la ligne de donnes.

    Circuits de donnes

    ETTD

    ETTD

    ETCD

    ETCD

    Voie de Transmission

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    33

    La propagation sur un support physique se fait par propagation dun phnomne vibratoire. Il

    en rsulte un signal ondulatoire dpendant de la grandeur physique que lon fait varier :

    - Dans le cas de la lumire : une onde lumineuse

    - Dans le cas du son : une onde acoustique

    - Dans le cas de lintensit dun courant lectrique, leur amplitude et leur phase.

    Types de supports physiques

    Les supports physiques de transmission permettent de faire circuler les informations entre les

    quipements de transmission. Trois types de support existent :

    - Les supports filaires : font circuler une grandeur lectrique sur un cble mtallique.

    - Les supports ariens : lair ou le vide ; ils permettent la circulation dondes

    lectromagntiques ou radiolectriques diverses.

    - Les supports optiques : ils permettent dacheminer des informations sous forme

    lumineuse.

    Selon le type de support physique, la grandeur physique a une vitesse de propagation plus

    ou moins rapide (par exemple ; le son se propage dans lair une vitesse de 300m/s alors

    que la lumire a une clrit proche de 300 000km/s.

    Perturbations

    Les transmissions de donnes sur une ligne ne se font pas sans pertes. Tout dabord, le temps

    de transmission nest pas immdiat, ce qui impose une certaine synchronisation des donnes

    la rception. Dautre part, des parasites ou des dgradations du signal peuvent apparatre.

    Les parasites (souvent appels Bruits) sont lensemble des perturbations modifiant

    localement la forme du signal. On distingue :

    - le bruit blanc : cest une perturbation uniforme du signal c d quil rajoute au signal une

    petite amplitude dont la moyenne sur le signal est nulle. Le bruit blanc est caractris

    par un ratio appel Rapport Signal sur bruit qui traduit le pourcentage damplitude du

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    34

    signal par rapport au bruit (son unit est le dcibel). Celui-ci doit tre plus lev

    possible.

    - Les bruits impulsifs : ce sont de petits pics dintensit provoquant des erreurs de

    transmission

    - Laffaiblissement du signal reprsente la perte de signal en nergie dissipe dans la

    ligne. Laffaiblissement se traduit par un signal de sortie plus faible que le signal

    dentre et est caractrise par la valeur :

    alenentreniveausignLogA

    sortieau signalniveau 20 .

    Laffaiblissement est proportionnel la longueur de la voie de transmission et la

    frquence du signal.

    - La distorsion du signal caractrise le dphasage entre le signal en entre et le signal en

    sortie.

    - Bande passante et capacit dun canal de transmission

    La bande passante (bandwidth) dune voie de transmission est lintervalle de frquence sur

    lequel le signal ne subit pas un affaiblissement suprieur une certaine valeur, gnralement

    de 3db car 3dB correspond un affaiblissement du signal de 50%, on a donc :

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    35

    Une ligne de tlphone a, par exemple, une bande passante comprise entre 300 et 3400Hz

    environ pour un taux daffaiblissement gal 3dB. La capacit dune voie est la quantit

    dinformations (en bits) pouvant tre transmise sur la voie en une seconde.

    C = WLog2 (1+0N

    S)

    c =capacit en bps

    w = largeur de bande (en Hz)

    N

    S= rapport signal sur bruit de la voie

    UPLOAD et DOWNLOAD

    Le download est le tlchargement en mode descendant (du serveur vers votre ordinateur) et

    le upload est le tlchargement en mode ascendant (de votre ordinateur vers le serveur).

    Le download et le upload se font sur des canaux de transmission spars (sur un modem ou sur

    une ligne spcialise).

    Ainsi en envoyant un document (upload) on ne perd pas de bande passante en download.

    Bande passante

    Frquence

    Affaiblissement

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    36

    III.5. LES TECHNOLOGIES DE TRANSMISSION

    Les rseaux locaux radiolectriques utilisent les ondes radio ou infrarouges afin de transmettre

    des donnes. La technique utilise lorigine pour les transmissions radio est appel

    transmission en bande de base troite, elle consiste passer les diffrentes communications

    par des canaux diffrents.

    Les transmissions radio sont toutefois soumises de nombreuses contraintes rendant ce type

    de transmission non suffisantes. Ces contraintes sont notamment :

    - Le partage de la bande passante entre les diffrentes stations prsentes dans une mme

    cellule.

    - La propagation par des chemins multiples dune onde radio.

    Une onde radio peut en effet se propager dans diffrentes directions et ventuellement

    tre rflchie ou rfracte par des objets de lenvironnement physique, si bien quun

    rcepteur peut tre amen recevoir quelques instants dintervalles deux mmes

    informations ayant emprunt des cheminements diffrents par rflexions successives.

    La couche physique dfinit ainsi initialement plusieurs techniques de transmission

    permettant de limiter les problmes ds aux interfrences :

    La technique de ltalement de spectre saut de frquence

    La technique de ltalement de spectre squence directe

    La technologie infrarouge

    III.5.1. Tlcommunications avec talement de frquence (frequency

    spectrum)

    - La technique bande passante troite (narrow band) consiste utiliser une frquence

    radio spcifique pour la transmission et la rception de donnes.

    - La bande de frquence utilise doit tre aussi petite que possible afin de limiter les

    interfaces sur les bandes adjacentes.

    - Dans la technique dtalement de spectre (spead spectrum), un signal est transmis sur

    une bande passante plus large que lensemble des frquences composant le signal

    original ne serait transmis par des mthodes classiques de modulation.

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    37

    - Cette technique diminue le risque dinterfrences avec dautres signaux reus tout en

    garantissant une certaine confidentialit. Ltalement de spectre utlise gnralement

    une squence PN pseudo-alatoire cr par une porte logique pour taler le signal de

    bande troite en un signal de relative large bande. Le rcepteur rcupre le signal

    original en corrlant le signal ru avec une rplique de cette squence.

    - A lorigine, se trouvaient deux motivations :

    o Rsister aux efforts ennemis pour brouiller le signal

    o Cacher la communication elle-mme

    - De nos jours, laspect partage dune mme frquence par plusieurs utilisateurs (accs

    multiple) est une de ses principales applications. Par ailleurs, ltalement de spectre

    DSSS facilite les transmissions numriques dans le cas dinterfrences par trajets

    multiples.

    III.5.2. Technique de saut de frquence (FHSS=Frequency Hopping Spread

    spectrum)

    FHSS ou talement de spectre de frquence par saut de frquence ou talement de spectre par

    vasion de frquence.

    Cette technique consiste dcouper la large bande de frquence en un minimum de 75 canaux

    (hops ou sauts) dune largeur de 1MHZ) ; puis de transmettre en utilisant une combinaison de

    canaux connus de toutes les stations de la cellule.

    - Dans la norme 802.11, la bande de frquence 2,4 2,4835GHZ permet de crer 79

    canaux de 1MHZ. La transmission se fait ainsi en mettant successivement sur un canal

    puis sur un autre pendant une courte priode de temps (denviron 400ms), ce qui

    permet un instant donn de transmettre un signal plus facilement reconnaissable sur

    une frquence donne.

    - En effet, une station ne connaissant pas la combinaison de frquence utiliser, on ne

    pouvait pas couter la communication car il tait impossible dans le temps imparti de

    localiser la frquence sur laquelle le signal tait mis puis de chercher la nouvelle

    frquence.

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    38

    - Aujourdhui, la squence de frquence est connue, ltalement de spectre par saut de

    frquence nassure donc plus cette fonction de scurisation des changes.

    - En contrepartie, le FHSS est utilis dans le standard 802.11 de telle manire rduire les

    interfrences entre les T des diverses stations de base dune cellule.

    III.5.3. Etalement de spectre squence directe (Direct Sequence Spread

    Spectrum DSSS)

    Il est connu aussi comme (DIRECT SEQUENCE CDMA). Cest une technique dtalement de

    spectre utilise dans les communications par satellite et les rseaux sans fil.

    Objectifs du DSSS

    Rendre les signaux occupant une bande de frquence rduite, comme un signal de la

    parole, plus rsistants aux brouillages rencontrs lors de la transmission

    Permettre plusieurs liaisons de partager la mme frquence porteuse (Accs multiple

    par rpartition par code). Pour cela, ils sont combins avec un signal pseudo-alatoire

    de frquence bien plus leve. En consquence, le signal rsultant occupe une bande de

    frquence plus large, dtermine par la frquence du signal pseudo alatoire ;

    Cette technique sapplique des liaisons numriques, le signal dtalement est une

    squence de code pseudo alatoire.

    Le fait dtaler la puissance du signal mis sur une large bande diminue la densit de

    puissance mise.

    Dans le cadre dapplications militaires, le DSSS peut tre utilis dans un but autre :

    dissimuler le signal en augmentant une ressemblance avec un bruit alatoire.

    Technique DSSS

    - Elle consiste transmettre pour chaque bit une squence Burber (parfois appele bruit

    pseudo alatoire ou en anglais pseudo random noise, not PN) de bits. Ainsi, chaque

    bit valant 1 est remplac par une squence de bits et chaque bit valant 0 par son

    complment.

    - La couche physique de la norme 802.11 dfinit une squence de 11 bits (10110111000)

    pour reprsenter un 1 et son complment (01001000111) pour coder un zro. On

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    39

    appelle Chip ou CHIPPING CODE (en franais puce) ; chaque bit encod laide de la

    squence.

    Cette technique appele CHIPPING) revient donc moduler chaque bit avec la squence

    Barker.

    Grce au chipping de linformation redondante transmise, cela permet deffectuer des

    contrles derreurs sur les transmissions, voire la correction derreurs.

    Dans le standard 802.11b, la bande de frquence 2,400 2,4835GHZ (dune largeur de

    83.5MHZ) a t dcoupe en 14 canaux spars de 5MHZ, dont seuls les 11 premiers sont

    utilisables aux USA.

    Voici les frquences associes aux 14 canaux.

    Canal 1 2 3 4

    Frq(GHZ) 2,411 22,41 72,42 22,42

    5 6 7 8

    72,43 22,43 72,44 22,44

    9 10 11 12

    72,45 22,45 72,46 22,46

    13 14

    72,47 22,484

    1 0 1 1

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    40

    Toutefois, pour une transmission de 11 Mbps correcte, il est ncessaire de transmettre sur une

    bande de 22MHZ car, daprs le thorme de SHANNON, la frquence dchantillonnage doit

    tre au minimum gale au double du signal numriser. Ainsi, certains canaux recouvrent

    partiellement les canaux adjacents, cest la raison pour laquelle des canaux isols (les canaux 1,

    6 et 11) distants les uns des autres de 25MHZ sont gnralement utiliss.

    Ainsi, si 2 points daccs utilisent les mmes canaux ont des zones dmission qui se recoupent,

    des distorsions du signal risquent de perturber la transmission. Ainsi, pour viter toute

    interfrence, il est recommand dorganiser la rpartition des points daccs lutilisation des

    canaux de telle manire ne pas avoir deux points daccs utilisant les mmes canaux proches

    lun de lautre.

    Figure

    Le standard 802.11a utilise la bande de frquence 5,15GHZ 5,35GHZ et la bande 5,725GHZ

    5,825GHZ, ce qui permet de dfinir 8 canaux distincts dune largeur de 20MHZ chacun ; c d

    une bande suffisamment large pour ne pas avoir de parasites entre canaux.

    1 11 1

    6

    11

    6

    1

    11

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    41

    III.5.4. TECHNOLOGIE INFRAROUGE

    Le standard IEEE 802.11 prvoit galement une alternative lutilisation des ondes radio : la

    lumire infrarouge.

    - La technologie infrarouge a pour caractristique principale dutiliser une onde

    lumineuse pour la transmission de donnes.

    Ainsi, les transmissions se font de faon unidirectionnelle, soit en vue directe, soit par une

    rflexion. Le caractre peu dissipatif des ondes lumineuses offre un niveau de scurit plus

    lev.

    Il est possible grce la technologie infrarouge dobtenir des dbits allant de 1 2Mbits par

    seconde en utilisant une modulation PPM (pulse Position Modulation).

    Le PPM consiste transmettre des impulsions amplitude constante et code linformation

    suivant la position de limpulsion.

    Le dbit de 1Mbps est obtenu avec une modulation de 16-PPM tandis que le dbit de 2Mbps

    est obtenu avec une modulation 4 PPM permettant de coder deux bits de donnes avec 4

    positions possibles.

    Tandis que la radio classique utilise une FM ou bien une AM, le standard 802.11b utilise la

    modulation de phase (PSK).

    Ainsi, chaque bit produit une rotation de phase. Une rotation de 180 permet de transmettre

    des dbits peu levs (technique BPSK).

    Une srie de 4 rotation de 90 (QPSK) permet des dbits deux fois plus levs.

    OPTIMISATIONS

    0 0

    0 1

    1 0

    1 1

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    42

    - La norme 802.11b propose dautres types dencodage permettant doptimiser le dbit

    de la transmission. Les deux squences Barker ne permettent de dfinir que deux tats

    (0 ou 1) laide de mots de 11 bits (complments lun de lautre).

    - Une mthode alternative appele CCK (complementary code keying) permet dencoder

    directement plusieurs bits de donnes en une seule puce (chip) en utilisant 8 squences

    de 64 bits. Ainsi, en codant simultanment 4 bits, la mthode CCK permet dobtenir un

    dbit de 5,5Mbps et elle permet dobtenir un dbit de 11Mbps en codant 8 bits de

    donnes.

    - La technologie PBCC (Pacquet Binary Convolutionary Code) permet de rendre le signal

    plus robuste vis--vis des distorsions dues au cheminement multiple des ondes

    hertziennes.

    - LOFDM (orthogonal Frquency division Multiplexing) permet dobtenir des dbits

    thoriques de 54Mbps en envoyant les donnes en parallle sur les diffrentes

    frquences.

    Tableau

    Technologie Codage Type de modulation Dbit

    802.11b 11 bits (Barker sequence) PSK 1 Mbps

    802.11b 11bits (Barker sequence) QPSK 2 Mbps

    802.11b CCK (4 bits) QPSK 5,5 Mbps

    802.11b CCK (8 bits) QPSK 11 Mbps

    802.11a CCK (8 bits) OFDM 54 Mbps

    802.11g CCK (8 bits) OFDM 54 Mbps

    III.6. LES MODES DE TRANSMISSION

    Pour une transmission donne sur une voie de communication entre deux machines, la

    communication peut seffectuer de diffrentes manires. La transmission est caractrise par :

    - Le sens des changes

    - Le mode de transmission : il sagit du nombre de bits envoys simultanment.

    - La synchronisation : il sagit de la synchronisation entre metteur et rcepteur.

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    43

    III.6.1. Tx analogique des donnes

    Elle consiste faire circuler des informations sur un support physique de transmission sous la

    forme dune onde. La transmission de donnes se fait par lintermdiaire dune onde porteuse,

    une onde simple dont le seul but est de transporter les donnes par modification de lune de

    ses caractristiques (amplitude, frquence ou phase), cest la raison pour laquelle la Tx

    analogique est gnralement appele Tx par modulation donde porteuse.

    a) Tx analogique de donnes analogiques

    Ce type de Tx dsigne un schma dans lequel les donnes transmettre sont directement sous

    forme analogique. Ainsi, pour transmettre un signal, lETCD doit effectuer une convolution

    continue du signal transmettre et de londe porteuse c d que londe quil va transmettre

    va tre une association de londe porteuse et du signal transmettre.

    b) Tx analogique de donnes numriques

    Lorsque les donnes numriques ont fait leur apparition, les systmes de transmission

    taient encore analogiques, il a donc fallu trouver un moyen de transmettre des donnes

    numriques de faon analogique. La solution ce problme tait le MODEM. Son rle est :

    - A lmission : convertir les donnes numriques (O et 1) en signaux analogiques (la

    variation continue dun phnomne physique : cest la modulation.

    - A la rception : convertir le signal analogique en donnes numriques : cest la

    dmodulation.

    III.6.2. Transmission numrique des donnes

    Elle consiste faire transiter les informations sur le support physique de communication sous

    forme de signaux numriques. Ainsi, les donnes analogiques devront pralablement tre

    numrises avant dtre transmises.

    Signal analogique ETCP

    Porteuse

    Ligne

    physique

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    44

    Toutefois, les informations numriques ne peuvent pas circuler sous forme de 0 et 1

    directement, il sagit donc de les coder sous forme dun signal possdant deux tats, par

    exemple :

    - 2 niveaux de tension par rapport la masse

    - La diffrence de tension entre 2 fils

    - La prsence/absence de courant dans un fil

    - La prsence/absence de lumire

    Cette transformation de linformation sous forme binaire dun signal 2 tats est ralise par

    lETCD, appel aussi Codeur Bande de base, do lappellation de Tx en bande de base pour la

    designer la Tx numrique.

    Codage des signaux

    Pour que la Tx soit optimise, le signal doit tre cod de faon faciliter sa transmission sur le

    support physique. Il existe deux catgories de codage :

    - Le codage deux niveaux : le signal peut prendre uniquement une valeur strictement

    ngative ou strictement positive (-X ou +X), X reprsentant une valeur de la grandeur

    physique permettant de transporter le signal.

    - Le codage 3 niveaux : le signal peut prendre une valeur strictement ngative, nulle ou

    strictement positive (-X, 0 ou +X).

    Codage NRZ (No Return to Zero)

    Cest le premier systme de codage car le plus simple. Il consiste transformer les 0 en X et les

    1 en +X, de cette faon on a un codage bipolaire dans lequel le signal nest jamais nul. Par

    consquent, le rcepteur peut dterminer la prsence ou non dun signal.

    Donnes numriques ETCD codeur

    bande de base 110101110

    Donnes analogique Convertisseur

    A/N

    ETCD Codeur

    bande de

    base

    0110

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    Codage NRZJ

    Il est sensiblement diffrent du codage NRZ.

    Avec lui, lorsque le bit est 1 le signal change dtat aprs le top de lhorloge. Lorsque le bit est

    0, le signal ne subit aucun changement dtat.

    Ce codage possde de nombreux avantages dont :

    - La direction de la prsence ou non dun signal

    - La ncessit dun faible courant de Tx du signal

    Par contre, il possde un dfaut : la prsence dun courant continu lors dune suite de zro,

    gnant la synchronisation entre lmetteur et le rcepteur.

    1

    0

    +X

    -X

    Signal

    original

    Codage

    NRZI

    1

    0

    +x

    X

    -X

    Signal

    original

    Codage

    NRZ

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    Le codage MANCHESTER

    Il est aussi appel codage biphase ou PE (phase Encode). Il introduit une transition au milieu de

    chaque intervalle. Il consiste en fait faire un Ou exclusif (XOR) entre le signal et le signal

    dhorloge, ce qui se traduit par un front montant lorsque le bit est zro, un front descendant

    dans le cas contraire.

    Code delay Mode (de MILLER)

    Il est proche du codage de MANCHESTER, la diffrence prs quune transition apparat au

    milieu de lintervalle uniquement lorsque le bit est 1, cela permet de plus grands dbits.

    Code Bipolaire simple

    1

    0

    +X

    -X

    Signal

    original

    Codage MILLER

    1

    0

    +X

    -X

    Signal

    original

    Codage

    MANCHESTER

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    47

    Le codage bipolaire simple est un codage sur 3 niveaux. Il propose donc 3 tats de la grandeur

    transporte sur le support physique :

    - La valeur 0 lorsque le bit est 0

    - Alternativement X ou X lorsque le bit est 1.

    III.6.3. LE MULTIPLEXAGE

    On appelle multiplexage , la capacit transmettre sur un seul support physique (appele

    voie haute vitesse) des donnes provenant de plusieurs paires dquipements (metteurs et

    rcepteur), on parle alors de voies basse vitesse.

    Vitesse

    On appelle multiplexeur , lquipement de multiplexage permettant de combiner les signaux

    provenant des metteurs pour les faire transiter sur la voie haute vitesse. On nomme

    dmultiplexeur, lquipement de multiplexage sur lequel les rcepteurs sont raccords la voie

    haute vitesse.

    Voie haute

    vitesse

    Multiplexage Dmultiplexage

    1

    0

    +X

    -X

    Signal

    original

    Codage bipolaire

    simple

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    - Le multiplexage frquentiel

    Il est aussi appel MRF (multiplexage par rpartition de frquence) ou FDM (Frequncey

    division multiplexing). Il permet de partager la bande de frquence disponible sur la voie

    haute vitesse en une srie de canaux de plus faible largeur afin de faire circuler en

    permanence sur la voie haute vitesse les signaux provenant des diffrentes voies basse

    vitesse.

    Il est utilis sur les lignes tlphoniques et les liaisons physiques en paires torsades afin

    den accrotre le dbit.

    Le multiplexage temporel

    Il est aussi appel MRT (multiplexage par rpartition dans le temps) ou TDM (time division

    multiplexing). Il permet dchantillonner les signaux de diffrentes voies basse vitesse et de les

    transmettre successivement sur la voie haute vitesse en leur allouant la totalit de la bande

    passante, et ce, mme si celles ci ne possdent pas de donnes mettre.

    Le multiplexeur statique

    Il reprend les caractristiques de multiplexage temporel la diffrence prs quil ne transmet

    sur la voie haute vitesse uniquement les voies basse vitesse comptant des donnes.

    Les multiplexeurs se basent sur des statistiques concernant le dbit de chaque ligne basse

    vitesse.

    III.6.4. Liaisons SIMPLEX, HALF DUPLEX et FULL DUPLEX

    Selon le sens des changes, on a 3 modes de transmission :

    - La liaison SIMPLEX : elle caractrise une liaison dans laquelle les donnes circulent dans

    un seul sens, c d de lmetteur vers le rcepteur. Ce genre de liaison est utile lorsque

    les donnes nont pas besoin de circuler dans les deux sens (exemple : ordinateur vers

    une imprimante ou la souris vers lordinateur, ).

    ETTD

    ETTD

    ETCD

    ETCD

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    49

    - La liaison Half duplex : (parfois appel liaison lalternat ou semi duplex)/

    Elle caractrise une liaison dans laquelle les donnes circulent dans un sens ou lautre,

    mais pas les deux simultanment. Ainsi, avec ce genre de liaison chaque extrmit de la

    liaison met son tour. Ce type permet davoir une liaison bidirectionnelle utilisant la

    capacit totale de la ligne.

    - Liaison Full Duplex (ou duplex intgral)

    Elle caractrise une liaison dans laquelle les donnes circulent de faon bidirectionnelle et

    simultanment. Ainsi, chaque extrmit de la ligne peut mettre et recevoir en mme temps,

    ce qui signifie que la bande passante est divise par deux pour chaque sens dmission des

    donnes si un mme support de transmission est utilis pour les deux transmissions.

    III.6.5. Transmission srie et parallle

    Ce mode de transmission dsigne le nombre dunits lmentaires dinformations (bits)

    pouvant tre simultanment transmises par le canal de communication. En effet, un processeur

    ne traite jamais un seul bit la fois, il permet den traiter plusieurs (la plupart de temps 8 soit

    un octet). Cest la raison pour laquelle la liaison de base sur un ordinateur est une liaison

    parallle.

    Liaison parallle

    Cest la transmission simultane de N bits. Ces bits sont envoys simultanment sur N voies

    diffrentes (une voie tant par exemple un fil, un cble ou tout autre support physique). La

    liaison parallle des ordinateurs de type PC ncessite 10 fils.

    ETTD

    ETTD

    ETCD

    ETCD

    ETTD

    ETTD

    ETCD

    ETCD

    Ou

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    50

    Ces voies peuvent tre :

    N lignes physiques auquel cas chaque bit est envoy sur une ligne physique (cest la raison

    pour laquelle les cbles parallles sont composs de plusieurs fils en nappe).

    Une ligne physique est divise en plusieurs sous canaux par division de la bande

    passante.

    Ainsi chaque bit est transmis sur une frquence diffrente. Etant donn que les fils conducteurs

    sont proches sur une nappe, il existe des perturbations (notamment haut dbit) dgradant la

    qualit du signal.

    Liaison srie

    Dans une liaison en srie, les donnes sont envoyes bit par bit sur la voie de transmission.

    Toutefois, tant donn que la plupart des processeurs traitant des informations de faon

    parallle, il sagit de transformer des donnes arrivant de faon parallle en donnes sris

    au niveau de lmetteur et inversement au niveau du rcepteur.

    Ces oprations sont ralises grce un contrleur de communication, la plupart du temps une

    puce UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), ce contrle fonctionne de la faon

    suivant : la transmission parallle srie se fait grce un registre de dcalage. Le registre de

    Machine A Machine B

    Machine A Machine B

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    51

    dcalage permet, grce une horloge, de dcaler le registre (lensemble des donnes prsents en

    parallle) dune position gauche, puis dmettre le bit de poids fort (celui le plus gauche) et

    ainsi de suite.

    - La transformation srie parallle

    Elle se fait quasiment de la mme faon grce au registre de dcalage. Le registre de dcalage

    permet de dcaler le registre dune position gauche chaque rception dun bit, puis

    dmettre la totalit du registre en parallle lorsque celui-ci est plein et ainsi de suite.

    III.6.6. TRANSMISSIONS SYNCHRONE ET ASYNCHRONE

    Etant donn les problmes que pose la liaison de type parallle, cest la liaison srie qui est la

    plus utilise. Toutefois puisquun seul fil transporte linformation, il existe un problme de

    synchronisation entre lmetteur et le rcepteur, c d que le rcepteur ne peut pas priori

    distinguer les caractres (ou mme de manire plus gnrale les squences de bits) car les bits

    sont envoys successivement. Il existe deux types de transmission permet