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Bruno Delb http://www.brunodelb.com Date : 18/03/1996 Les réseaux locaux Sommaire INTRODUCTION...................................................................3 TÉLÉTRAVAIL....................................................................5 Travailler à distance........................................................................................................................................... 5 Travailler ensemble simultanément (groupware) ........................................................................................... 5 Limites.................................................................................................................................................................. 5 Avantages............................................................................................................................................................ 6 NÉCESSITÉ D’UNE NORMALISATION..................................................7 ORGANISMES DE NORMALISATION.......................................................7 Au niveau mondial .............................................................................................................................................. 7 Particularisme..................................................................................................................................................... 7 Le CCITT................................................................................................................................................................ 8 Au niveau européen............................................................................................................................................ 8 Les organismes de coordination des postes et télécommunications ............................................................ 8 Les autres groupes - Les constructeurs............................................................................................................. 8 AUTRES SOURCES DE NORMES.........................................................8 Les associations................................................................................................................................................... 8 Les problèmes de la standardisation................................................................................................................ 9 STRUCTURES DE RESEAUX - OSI......................................................9 Définition............................................................................................................................................................. 9 Principe de la structure en Couche................................................................................................................. 10 Définition de protocole de niveau N............................................................................................................... 10 Les sept Couches............................................................................................................................................... 10 RNIS (RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES)..................................11 Principes directeurs.......................................................................................................................................... 11 La numérisation................................................................................................................................................ 11 Les services du RNIS......................................................................................................................................... 12 Evolution du RNIS............................................................................................................................................. 12 Architecture du RNIS......................................................................................................................................... 12 Spécifique de RNIS............................................................................................................................................ 13 Les types d'appareils........................................................................................................................................ 13 Les interfaces de référence.............................................................................................................................. 13 Multiplexage et débits sur les points de références S et T............................................................................ 14 Conclusion : avenir du RNIS............................................................................................................................. 14 PABX (AUTOCOMMUTATEUR PRIVÉ)....................................................15 RTC (RÉSEAU TÉLÉPHONIQUE COMMUTÉ)...............................................16 Réseau téléphonique commuté (RTC)............................................................................................................. 16 Principe de la commutation............................................................................................................................ 16 Limites du réseau téléphonique commuté..................................................................................................... 17 Liaison spécialisée............................................................................................................................................ 18 1

Les réseaux locaux

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Page 1: Les réseaux locaux

Bruno Delb http://www.brunodelb.com Date : 18/03/1996

Les réseaux locaux

Sommaire

INTRODUCTION....................................................................................................3

TÉLÉTRAVAIL....................................................................................................................................5Travailler à distance................................................................................................................5Travailler ensemble simultanément (groupware)..................................................................5Limites......................................................................................................................................5Avantages................................................................................................................................6

NÉCESSITÉ D’UNE NORMALISATION.......................................................................7

ORGANISMES DE NORMALISATION........................................................................................................7Au niveau mondial...................................................................................................................7Particularisme..........................................................................................................................7Le CCITT...................................................................................................................................8Au niveau européen.................................................................................................................8Les organismes de coordination des postes et télécommunications....................................8Les autres groupes - Les constructeurs..................................................................................8

AUTRES SOURCES DE NORMES............................................................................................................8Les associations.......................................................................................................................8Les problèmes de la standardisation......................................................................................9

STRUCTURES DE RESEAUX - OSI.........................................................................................................9Définition..................................................................................................................................9Principe de la structure en Couche.......................................................................................10Définition de protocole de niveau N......................................................................................10Les sept Couches...................................................................................................................10

RNIS (RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES)....................................................................11Principes directeurs...............................................................................................................11La numérisation.....................................................................................................................11Les services du RNIS..............................................................................................................12Evolution du RNIS..................................................................................................................12Architecture du RNIS..............................................................................................................12Spécifique de RNIS.................................................................................................................13Les types d'appareils.............................................................................................................13Les interfaces de référence...................................................................................................13Multiplexage et débits sur les points de références S et T..................................................14Conclusion : avenir du RNIS..................................................................................................14

PABX (AUTOCOMMUTATEUR PRIVÉ)...................................................................................................15RTC (RÉSEAU TÉLÉPHONIQUE COMMUTÉ)..........................................................................................16

Réseau téléphonique commuté (RTC)..................................................................................16Principe de la commutation...................................................................................................16Limites du réseau téléphonique commuté...........................................................................17Liaison spécialisée.................................................................................................................18

TRANSPAC.....................................................................................................................................19RÉSEAUX LOCAUX...........................................................................................................................19

Point à point...........................................................................................................................19Multipoint...............................................................................................................................19Bus..........................................................................................................................................20Réseau en étoile....................................................................................................................21Réseau maillé........................................................................................................................21Anneau...................................................................................................................................22

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Page 2: Les réseaux locaux

LES LIAISONS.....................................................................................................24

TYPES DE LIAISON...........................................................................................................................24Les liaisons en télécommunications.....................................................................................24Les liaisons guidées...............................................................................................................24Les liaisons non guidées........................................................................................................26Gammes de fréquences utilisées pour les télécommunications..........................................27

PROBLÈMES DE LIAISON...................................................................................................................27Calcul des pertes dans les réseaux de communication.......................................................27Cas d'une antenne collective pour illustrer le calcul des pertes..........................................28Moduler pour transmettre.....................................................................................................29Les principales modulations..................................................................................................29

LES TERMINAUX.................................................................................................31

PRÉLIMINAIRES...............................................................................................................................31Représentation des données.................................................................................................31Ordinateur..............................................................................................................................31

MODEM.........................................................................................................................................31Présentation...........................................................................................................................31Paramètres physiques...........................................................................................................31Paramètres logiciels..............................................................................................................32Logiciel (serveur BBS)............................................................................................................33

MINITEL........................................................................................................................................35Matériel..................................................................................................................................35Logiciel (serveur Minitel).......................................................................................................35

FAX (OU TÉLÉCOPIEUR)....................................................................................................................36Matériel..................................................................................................................................36Utilisation en émission..........................................................................................................36Utilisation en réception..........................................................................................................37Logiciel (serveur fax de diffusion de documentations)........................................................37

CARTE VOCALE...............................................................................................................................38Matériel (fonctionnalités de la carte)....................................................................................38Logiciel (serveur vocal de diffusion d'informations).............................................................38

TELEX...........................................................................................................................................39

BIBLIOGRAPHIE..................................................................................................40

Glossaire.......................................................................................................................................41

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Page 3: Les réseaux locaux

Introduction

L’homme de tout temps a eu besoin de communiquer. C’est pourquoi il a inventé des moyens de plus en plus performants pour satisfaire ses désirs et converser en étant de plus en plus éloigné.

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Page 4: Les réseaux locaux

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Télétravail

Travailler à distance

transférer des fichiers pour travailler à distance

intervenir à distance sur un ordinateur

télémaintenance

Travailler ensemble simultanément (groupware)

Affichage sur grand écran, lisible par tous. Exemples :

élaborer l'analyse fonctionnelle dune application informatique avec plusieurs utilisateur en utilisant un logiciel de gestion d'idées,

prendre une décision en commun en utilisant un tableur.

Gestion de projets établis en commun.

Conception en groupe d'un document : mémorisation des annotations de chacun, ...

Mise au point d'un document par un groupe de travail.

Partage d'écrans : what you see is what I see.

Messagerie électronique intelligente : aide à la décision et à la préparation de réunions. Exemples : Je vais faire le marché vendredi prochain. Indiquer cette action sur le calendrier et avertir le reste de l'équipe.

Limites

frappe

nécessite une grande ergonomie et rapidité d'exécution

nouvelles habitudes de travail

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Page 6: Les réseaux locaux

Avantages

popularité de la notion de travail en groupe

forte pénétration des OP

développement des configuration de réseau local et l'accès à d'autres postes de travail grâce aux réseaux blics

valeur ajoutée pour les utilisateurs qui ont un besoin précis correspondant aux produits commercialisés

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Page 7: Les réseaux locaux

Nécessité d’une normalisation

Organismes de normalisation

Au niveau mondial

L'ISO ( International Organisation For Standardisation). Organisme international non gouvernemental dont le rôle est de définir, coordonner et unifier au niveau international les efforts de normalisation (rattaché à l'organisation des Nations Unies). Ses membres sont les organismes nationaux de normalisation

AFNOR en France

ANSI aux Etats Unis

BSI en Angleterre

DIN en Allemagne

JISC au Japon

Particularisme

L'ISO s'occupe de tous les domaines techniques à l'exclusion de l'électricité, l'électrotechnique et l'électronique qui est traité par un organisme particulier (néanmoins affilié à l'ISO) le CEI (Comité Electrotechnique International IEC en anglais).

Problème pour le secteur des technologies de l'information : harmonisation des procédures dans les domaines communs.

Création en 1987 d'un comité technique conjoint : ISO/IEC JTC 1 (Joint Technical Comittee) devenu organisme principal des technologies de l'information (1/3 des normes ISO).

Fonctionnement ISO

Groupes de travail (technical Comittee TC) (200 personnes)

Sous-groupes (SC Sub Comittee) constitués uniquement de bénévoles (100 000 personnes).

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Page 8: Les réseaux locaux

Le CCITT

L'Union Internationale Des Télécommunications (UIT, IUT) : organisation internationale dépendant de l'ONU compétente en matière de télécommunications. Elle possède deux organes principaux :

Le CCITT ( Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique ). Il est à l'origine de très nombreuses normes relatives niveaux physiques mais également à toutes les couches réseau X25, messagerie X400, annuaires X500 ... etc reprises ensuite par l'ISO.

Le CCIR (Comité Consultatif International des Radiocommunications)

Au niveau européen

Existence d'un grand nombre d'institutions dont il est difficile de justifier la multiplicité.

CEN / CENELEC ( Comité Européen de Normalisation )

Harmonisation des normes nationales

Promotion des normes ISO

Préparation de normes européennes lorsqu'il n'existe pas de normes internationales.

CENELEC groupe spécialisé en électrotechnique

ITSTC Information Technologies STeering Committee. Coordination européenne dans le domaine des technologies de l'information.

Les organismes de coordination des postes et télécommunications

CEPT Conférence Européenne des administrations Des Postes et Télécommunications qui préparait anciennement des normes européennes a donné naissance à

ETSI European Telecommunication Standard Institute ( janvier 1988 ) ( statut d'association )

Les autres groupes - Les constructeurs

ECMA ( European Computers Manufacturers Association ) a produit des normes ensuite consolidées à l'ISO.

SPAG ( Standard Promotion And Application Group ). Réunion de 12 constructeurs européen ( en France : BULL, Thomson et CGE ) qui ont décidé d'adopter les normes ISO pour leurs produits.

Autres Sources de Normes

Les associations

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers. Association d'ingénieurs américains avec des structures de groupe de recherche et de travail technique produisant des standards.

Les problèmes de la standardisation

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Page 9: Les réseaux locaux

Date d'apparition d'un standard

découverte d'un problème ð phase de recherche (discussions, contributions, articles, congrès) ð obtention de solutions satisfaisantes retombée de l'intérêt scientifique.

prise en compte industrielle du thème ð investissements industriels (souvent énormes) ð produits

Un standard doit optimalement apparaître dans le temps mort entre recherche et industrialisation

standard trop précoce ð solutions immatures, insuffisamment élaborées, mauvaises.

standard trop tardif ð standardisation inutile puisque les investissements sont engagés et l'industrie ne peut revenir en arrière.

Cas particulier :

Standards "De Facto" : un produit industriel s'impose sur la majeur partie du marché et devient le standard de fait.

IBM PC

UNIX

Ethernet

Structures de reseaux - OSI

Définition

La communication des systèmes impose des normes et implique qu'ils acceptent d'être appelés (OUVERTS) ð Open System Interconnexion (1984) (OSI).

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Page 10: Les réseaux locaux

Principe de la structure en Couche

Dû à la complexité des systèmes, on décompose les systèmes en sous-systèmes capables d'exécuter une fonction et ne connaissant que leurs voisins (Structure en Couche).

Les sous-systèmes correspondant aux Couches ont des points d'accès à la Couche supérieure et en reçoivent de la Couche inférieure.

La Couche physique (basse) matérialisée par la jonction offre ses services (émission, réception de bits) à la couche liaison (procédure en coupleurs).

Définition de protocole de niveau N

Ensemble des conventions et de formats réglant les échanges d'informations de contrôle et de données entre les couches N de deux systèmes pour offrir un service à la Couche N + 1.

Les sept Couches

Les Couches basses (1, 2 et 3) gèrent le transport des informations.

Couche 1 : Couche physique

Fonction : Transport de l'information sur une liaison permanente ou non.

Unité : Bit

Couche 2 : Couche Liaison

Fonction :

Acheminement sans erreurs de blocs d'informations.

Etablir et libérer des connections.

Couche 3 : Couche Réseau

Fonction : Mise en communication de deux équipements lorsqu'il n'existe pas de liaison physique directe entre eux.

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Page 11: Les réseaux locaux

Les Couches hautes (4, 5, 6 et 7) gèrent les informations pour les systèmes connectés.

Couche 4 : Couche Transport

Fonction de contrôle du transport des informations dans le réseau et de l'arrivée des messages à leurs destinataires.

Couche 5 : Couche Session

Fonction : Mise en place et contrôle du dialogue entre tâches distantes, activation et synchronisation de certains événements.

Unité : Transaction

Couche 6 : Couche Présentation

Fonction : Présentation des données échangées par les applications pour avoir une compatibilité entre les matériels.

Couche 7 : Couche Application

Fonction : Responsable de l'application traitée (messagerie, transfert de fichiers, ...).

RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services)

Principes directeurs

Utiliser les progrès réalisés en commutation temporelle synchrone pour offrir à l'utilisateur final (abonné des PTT ou Entreprise) un service de transmission de données numériques de débits très amélioré.

La numérisation

Besoin des utilisateurs d'avoir autre chose qu'une simple conversion vocale (télécopie, vidéotex,...).

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Page 12: Les réseaux locaux

Les services du RNIS

Téléphone classique

Mise en service au niveau grand public de nombreuses améliorations déjà disponibles sur les PABX.

Réduction du délai d'établissement de communication

Affichage du numéro de l'appelant et éventuellement d'informations le concernant (par intégration du service téléphonique et des possibilités de l'informatique)

Transfert d'appels

Audioconférences

Support de terminaux (vidéotex)

Accès à des répertoires (annuaires)

Accès à des services (réservation, banques, ...)

Support de messageries vocales, textuelles, images

Alarmes / Télémétrie

Surveillance des malades , maisons...

Acquisition automatique de valeurs...

Evolution du RNIS

Les différents services du RNIS sont déjà expérimentés et opérationnels sous des modes divers. L'un des apports essentiels du RNIS est de les intégrer et de les rendre aussi disponibles que le téléphone d'aujourd'hui - NUMERIS (taxation à l'abonnement à la distance et à la durée)

Les investissements énormes des réseaux téléphoniques actuels devront terminer leur amortissement et être progressivement remplacés.

ð Délai de montée en puissance du RNIS : plusieurs dizaines d'années avec la superposition des divers modes de fonctionnement.

Architecture du RNIS

L'état d'esprit du RNIS est de fournir un outil d'acheminement au niveau physique pour des suites binaires en mode synchrone.

Les protocoles s'inspirent des protocoles OSI qui ont été définis jusqu'au niveau 3.

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Page 13: Les réseaux locaux

Spécifique de RNIS

Niveau physique (complètement original)

Niveau liaison

Niveau local d'abonné (original)

Protocole de liaison (adaptation du protocole X25 niveau liaison)

Niveau réseau

Protocole D

Simplification de X25 niveau paquet

Les types d'appareils

NT1 : "Network Terminal 1" : dispositif de raccordement d'un abonné au réseau RNIS

NT2 : Dispositif de type auto commutateur privé pour raccordement d'Entreprise au RNIS.

TE1 : Equipement terminal aux normes RNIS (téléphone, micro-ordinateur ...)

TE2 : Equipement terminal aux autres normes ( normes actuelles )

TA : Adaptateur pour des terminaux qui ne sont pas aux normes RNIS.

Les interfaces de référence

R: désigne une connexion entre un terminal non RNIS et l'adaptateur de terminaux TA aux normes RNIS.

S: désigne la connexion entre un terminal RNIS et un dispositif de raccordement au RNIS NT2 de type commutateur privé.

T: désigne la connexion entre les appareils d'abonné (particulier ou commutateur NT2 ) et le dispositif de raccordement d'abonné NT1.

U: désigne la connexion entre le dispositif d'abonné NT1 et le standard du prestataire.

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Schéma de raccordement d'un particulier ( ou d'une petite Entreprise )

Multiplexage et débits sur les points de références S et T

Chaque point de référence représente un multiplexage temporel de canaux A,B,C,D,E,H dont les débits sont différents. Par ailleurs des informations de service (verrouillage de trame ... etc) devant accompagner les informations utiles. Elles circulent dans des bandes baptisées Y.

A - canal 4 Khz téléphone analogique ( pour mémoire non multipléxée )

B - canal 64 Kb / s MIC pour voix et données

C - canal 8 ou 16 kb / s numérique

D - canal 16 ou 64 kb / s numérique pour la signalisation hors bande

E - canal 64 kb / s signalisation interne au RNIS

H - canal 384,1536,1920 kb / s numérique

Conclusion : avenir du RNIS

Pour ses concepteurs : solution inévitable pour

Uniformiser au niveau mondial les interfaces téléphoniques numériques

"Ramasser" au niveau physique des données numériques dans un premier temps à faible débit et ultérieurement à haut débit (RNIS large bande) pour toutes les applications souhaitables.

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Page 15: Les réseaux locaux

On peut reconstruire ensuite toutes les applications souhaitables des niveaux 2 à 7 (réseaux à valeur ajoutée, ...)

Pour ses détracteurs : multiples attaques techniques, économiques, politiques.

Techniquement : la principale difficulté provient des délais de mise en place qui font que les solutions retenues au départ sont déjà vieillissantes alors que le démarrage commercial n'est pas effectué massivement.

Exemple : choix du 64 kb / s pour le codage de la voix parlée. On sait maintenant le réaliser sur 32 kb / s avec des codes prédictifs (peut-être sur 16 kb / s dans 10 ans).

Pour les réseaux d'Entreprise les PABX RNIS devront affronter des réseaux locaux à fibre optique de 100 Mb / s et plus. D'ores et déjà le RNIS ne sert à rien pour les réseaux de stations de travail.

Economiquement : Le RNIS peut-il être proposé à un tarif attrayant pour l'usager et rentable pour les compagnies?

Politiquement : Le RNIS est une solution qui s'adapte plutôt aux organisations monopolistes ( unifiées du style PTT ) alors que le climat est à la déréglementation et à la privatisation.

PABX (Autocommutateur privé)

Le PABX (Private Automatic Branch Exchange) joue le rôle de standardiste.

Exemple : La société X désire avoir 40 postes. Il ne serait pas raisonnable d'apporter 40 lignes. On peut n'installer qu'une seule ligne physique.

On accédera à la société par les quatre premiers chiffres du numéro de téléphone (exemple : 43-52). Les quatre chiffres suivant désigneront le numéro du poste du correspondant dans la société.

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Page 16: Les réseaux locaux

RTC (Réseau Téléphonique Commuté)

Les communications informatiques peuvent utiliser trois grandes catégories de réseaux : les réseaux commutés initialement conçus pour le télégraphe ou le téléphone, les circuits spécialisés entre deux ou plusieurs points ou les réseaux publics et téléinformatiques.

Réseau téléphonique commuté (RTC)

Même si le réseau télex a été utilisé dès 1963 pour les transferts informatiques, le téléphone l'a rapidement supplanté, à partir de son ouverture au trafic informatique en 1964. Le réseau téléphonique est utilisable pour des transmissions, à faible vitesse, de données peu volumineuses. Son usage est satisfaisant lorsque les considérations de délai ne sont pas fondamentales.

Le système de la commutation constitue la règle de base de ce type de réseau.

Principe de la commutation

La connexion physique de chaque poste d'abonné à celui de tous les autres abonnés du réseau aboutirait à un monstrueux enchevêtrement de lignes, ainsi qu'en témoigne la figure ci-dessus.

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Page 17: Les réseaux locaux

Afin d'éviter cette situation, les téléphones puis maintenant les ordinateurs sont reliés à des commutateurs capables d'établir des connexions temporaires entre les abonnés.

Ces connexions furent d'abord établies manuellement par les fameuses opératrices du téléphone. Ensuite des automatismes électromécaniques furent mis en oeuvre avant de laisser la place au système actuel, dans lequel les commutateurs sont devenus de véritables ordinateurs spécialisés dans l'aiguillage des communications.

Cependant, le réseau téléphonique commuté a été initialement conçu pour le transport exclusif de la parole. L'oreille humaine étant extrêmement tolérante, il n'était pas indispensable d'avoir une qualité de liaison exceptionnelle. Depuis que ce réseau est utilisé pour transporter des données informatiques, le besoin de qualité n'est plus du tout le même et les limites du RTC se font sentir.

Limites du réseau téléphonique commuté

vitesse de transmission insuffisante : 1200 < v < 2400 bauds

affaiblissement du signal ð gênant si déforme le signal car erreur d'interprétation possible

bande passante limitée (3100 Hz ð 300 - 3400 Hz) or la voix (100 - 10.000 Hz) et FO (200 MHz)

déphasage, distorsion

bruits ... (personne en arrière plan : pour un homme, pas de problème, pour une machine, problème)

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Page 18: Les réseaux locaux

Liaison spécialisée

L'utilisateur demande à France Télécom de lui attribuer une ligne permanente, dont il aura l'usage exclusif à tout moment.

L'intérêt de cette solution réside dans une qualité supérieure à celle du réseau commuté et dans une disponibilité constante. Bien entendu, les lignes spécialisées ne sont économiquement justifiées que pour des utilisations fréquentes. Un calcul financier doit être établi pour comparer les coûts respectifs du réseau commuté et de la ligne spécialisée.

On distingue trois types principaux de liaisons spécialisées :

les liaisons téléphoniques : 2 ou 4 fils

qualité normale équivalente à celle du RTC en vitesse

qualité supérieure (4 fils => v = 19.200 bauds)

les liaisons en Bande de base

liaisons numériques à grand débit utilisant infrastructure existante pour des besoins téléinformatiques

lignes métalliques à 2 ou 4 fils qui réunissent ordinateurs des abonnés aux centraux téléphoniques

les liaisons à large bande

liaisons mixtes analogiques-numériques utiles lorsque l'on souhaite faire communiquer deux établissements éloignés :

partie analogique ð 48K à 72K bauds

partie numérique ð relie abonné au central liaison en bande base sur circuit métallique à 4 fils

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Page 19: Les réseaux locaux

Transpac

C'est un réseau de transmission de données par paquets, dont le débits va de 300 bits/s à 48 kbits/s.

Coût de transmission :

indépendant de la distance.

dépend du temps de transmission et du volume transmis.

Liaison logique entre 2 abonnés :

La transmission est indépendante de la distance, mais dépend du temps et du volume de transmission.

C'est un circuit virtuel qui restitue les paquets dans l'ordre fourni et qui contrôle le flux des différents terminaux connectés (vitesses différentes).

Transpac est sécurisé, le nombre d'abonnés ayant accès peut être restreint.

Réseaux locaux

Point à point

Deux appareils (ordinateur ou terminal) reliés par câble et communiquent directement. C'est la forme la plus rudimentaire d'un réseau.

Multipoint

C'est une liaison multi-point : un dispositif maître (généralement un ordinateur) est relié à au moins deux dispositifs secondaires tels que des terminaux.

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Page 20: Les réseaux locaux

L'ordinateur communique à tout de rôle avec les terminaux en gardant en permanence le contrôle de la transmission. Deux terminaux ne peuvent évidemment pas communiquer entre eux.

Bus

On trouve une artère principale sur laquelle sont raccordées un certain nombre de stations par l'intermédiaire d'un émetteur-récepteur. Cette artère est souvent matérialisée par un câble coaxial.

Les données émises par une station sur le réseau sont reçues par toutes les autres. Un problème survient lorsque deux stations émettent sur le bus simultanément. Des techniques de ré-émission du message doivent être mises en oeuvre. Le principal inconvénient de cette méthode réside dans l'augmentation des temps de réponse lorsque le trafic s'accroît sur le réseau.

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Page 21: Les réseaux locaux

Réseau en étoile

Il regroupe un dispositif central et des stations éloignées connectées au central par des lignes de communication distinctes. Ce réseau est simple à mettre en œuvre. Exemples :

un ordinateur central doté de terminaux

un autocommutateur privé e ses postes téléphoniques

Inconvénients :

manque d'évolutivité : ajouter une nouvelle ligne pour chaque station supplémentaire

vulnérabilité : en cas de panne du site central, tout le réseau est bloqué

Réseau maillé

Chaque station est connectée à toutes les autres, de sorte que les communications soient possibles entre tous les usagers du réseau.

La plupart des réseaux à longue distance (téléphone, Transpac) sont des réseaux maillés. Bien évidemment, chaque station n'est pas physiquement reliée à toutes les autres mais des dispositifs intermédiaires assurent le transport entre deux stations distantes.

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Page 22: Les réseaux locaux

Les réseaux locaux d'ordinateurs forment également une catégorie simplifiée de réseau maillée.

Anneau

Dans une architecture en anneau, le câble du réseau passe dune station à une autre jusqu'à ce que tous les sites soient interconnectés sous la forme d'une boucle ou d'un anneau.

Une des caractéristiques principales de cette structure réside dans la liaison point à point qui existe entre une station et sa voisine sur l'anneau. La transmission des informations est effectuée de manière unidirectionnelle sur le câble.

Dans la pratique, les réseaux installés correspondent fréquemment à une combinaison de ces topologies qui, en outre, ne sont pas exclusives les unes des autres. C'est ainsi qu'un réseau local de micros forme un réseau maillé et peut être constitué à partir d'un anneau.

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Page 23: Les réseaux locaux

Actuellement le téléphone reste toujours le plus important des réseau de télécommunications. Il est donc normale de commencer notre présentation des principaux réseaux par celui-ci.

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Page 24: Les réseaux locaux

Les liaisons

Types de liaison

Les liaisons en télécommunications

Montrons maintenant comment sont matérialisées les liaisons en matière de télécommunications. Ces liaisons ont pour rôle de permettre la propagation d'une information entre deux points géographiquement distincts.

Le plan de cette présentation sera le suivant :

Les liaisons guidées

Les lignes de transmission

Les fibres optiques

Les liaisons non guidées

Les faisceaux hertziens

Les liaisons guidées

Nous vous présentons dans ce chapitre un cas particulier de propagation : la propagation guidée dans une direction imposée par une structure physique.

Les lignes de transmission

Les lignes de transmission sont le moyen plus "simple" d'établir une liaison. Ces lignes sont caractérisées par la présence d'au moins deux conducteurs métalliques isolés l'un de l'autre par un diélectrique.

Les fibres optiques

Les fibres optiques sont utilisées pour la propagation de la lumière et sont un élément clé des systèmes de télécommunications actuels.

Principe de fonctionnement : La fibre optique est un fil circulaire constitué de deux ou plusieurs matériaux diélectriques disposés comme montré ci-dessous.

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Page 25: Les réseaux locaux

La propagation de la lumière le long de ces fibres optiques est possible en raison de l'utilisation de matériaux à différents indices de réfraction. Ainsi le transport de l'information se fait par réflexions successives sur les surfaces frontières entre les différents matériaux.

Caractéristiques : Les performances des fibres optiques sont potentiellement énormes. Actuellement il est possible de transmettre un Giga-bit par seconde sur une distance de l'ordre de 1 km. Pour mieux apprécier ces performances rappelons que les ordinateurs, malgré les progrès réalisés, sont encore incapables d'utiliser de tels débits.

Avantages :

Très hauts débits

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Page 26: Les réseaux locaux

Large bande de fréquences

Faibles pertes

Inconvénients :

Faible immunité au bruits

Protection contre les interceptions et le brouillage délicate

Les liaisons non guidées

Ce genre de liaison n'utilise aucun support physique pour le transport de l'information, cette dernière se propage à travers l'atmosphère.

Les faisceaux hertziens assurent cette propagation. Un faisceau hertzien est un système de transmission entre deux points par ondes radioélectrique. On peut ainsi transmettre des conversations téléphonique, des programmes de télévision, des données (1200 Bauds en ce qui concerne l'informatique), etc...

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Page 27: Les réseaux locaux

Gammes de fréquences utilisées pour les télécommunications

A l'heure actuelle les télécommunications se font de plus en plus dans le domaine des hautes fréquences, ce qui permet la transmission simultanée d'un très grand nombre de données.

Gamme de 30 à 300 MHz, appelée Très Hautes Fréquences (VHF Very High Frequencies). Ce sont les ondes métriques (1m < l < 10m) principalement utilisées en France pour :

les émissions de télévisions (Bande I de 41 à 68 MHz et Bande III de 162 à 216 MHz)

la radio FM (Bande II de 87.5 à 108 MHZ)

les liaisons radio de la police (l » 110 MHz)

certains systèmes de radionavigation pour l'aviation civile

les radio amateurs (l » 144 MHz)

Gamme de 300 MHz à 3 GHz, appelée Ultra Hautes Fréquences (UHF Ultra High Frequencies). Ce sont les ondes décimétriques (0.1m < l < 1m) principalement utilisées en France pour :

les émissions de télévisions (Bande IV de 460 à 585 MHz et Bande V de 610 à 940 MHz)

certains systèmes de radionavigation pour l'aviation civile, par exemple le radar vers 1.3GHz

Gamme au delà de 3GHz, appelée HyperFréquences ou micro-ondes. Ce sont les ondes centimétriques et inférieures (l < 10 cm) de plus en plus utilisées pour les télécommunications par faisceaux hertziens et par satellites artificiels.

Problèmes de liaison

Calcul des pertes dans les réseaux de communication

Quelques soient les domaines d'application (télévision, téléfax...), les calculs de pertes sur le support physique, qui sert à véhiculer les informations, se font suivant les mêmes principes de base.

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Page 28: Les réseaux locaux

Cas d'une antenne collective pour illustrer le calcul des pertes

Plan de calcul :

Pour effectuer le calcul d'une antenne collective, il est nécessaire de procéder par étapes :

Niveaux à la sortie de l'antenne

Dessin de la répartition

Définition du matériel à utiliser

Calcul des pertes

Calcul du niveau à obtenir en tête de colonne

Calcul du niveau à la sortie de la station de tête

Choix de l'amplification

Exemple :

Un immeuble de RC + 1 étage

4 appartements par niveau

A la sortie de l'antenne : 86 dbmv

Type de répartition : étoile

Après étude, nous allons avoir besoin de :

1 répartiteur 2 directions

1 répartiteur 4 directions

Câble coaxial colonne B-4-5

Câble coaxial raccordement C6-3B

Longueur entre le répartiteur du RC et la station de tête : 5 mètres

Longueur entre le répartiteur du RC et l'appartement le plus éloigné : 20 mètres

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Page 29: Les réseaux locaux

Calcul des pertes :

Répartiteur 2 directions 5,5 db

Répartiteur 4 directions 9,0 db

Câble colonne 26x0,1 2,5 db

Câble raccordement 20x0,25 5,0 db

Total pertes 22,0 db

Sachant qu'à la prise d'arrivée le niveau doit être de 60 dbmv, le niveau à la sortie de la station sera donc de 60 + 22 = 82 dbmv.

Si le niveau à la sortie de l'antenne avait été de 62dbmv, il aurait été nécessaire de poser un ampli 82 - 62 = 20 db

Remarque : Les pertes ne seront pas les mêmes suivant que nous utiliserons tel ou tel type matériel. Cependant le principe de calcul reste identique.

Moduler pour transmettre

La modulation, est une transformation de l'information à émettre (sous forme de signal électrique) de façon à permettre et augmenter les performances de la transmission. Cette transformation affecte principalement la fréquence du signal émis. Cette fréquence se trouve alors, augmentée.

Montrons la nécessite et les intérêts de la modulation :

Un signal haute fréquence se propage mieux dans l'atmosphère (cas des faisceaux hertziens). Cette propriété implique une plus grande sécurité quant au message véhiculé et une plus grande distance de transmission.

La nature de l'information à émettre peut occuper une plage de fréquences qui lui est caractéristique. La voix en est un exemple. Si la transmission de la voix se faisait sans modulation, une conversation à la CB serait perturbée par les émissions radio, ou par les ordres d'une tour de contrôle d'aéroport. La modulation permet de "déplacer" en fréquence l'information transmise permettant aux différentes sortes de communications de cohabiter dans une même région géographique.

Dans le cas des transmissions hertziennes, on utilise des antennes pour émettre et recevoir l'information. La dimension de ces antennes doit être de l'ordre de la longueur d'onde émise (l = c/f). Prenons l'exemple d'un signal audio occupant la bande de fréquences 50 Hz - 15kHz. Le calcul des longueurs d'ondes donne 20 km et 6000 km ! De plus le rapport de ces deux longueurs est de 300, soit le rapport des dimensions des antennes à utiliser.

Par modulation les fréquences précédentes sont portées à (108+50) Hz et

(108+1500) kHz. Nous obtenons maintenant des dimensions d'antennes "raisonnables" et le rapport des deux fréquences est proche de 1, une même antenne peut être efficace pour toutes les fréquences du signal.

Les principales modulations

La modulation d'amplitude : L'information utile est données par la variation de l'amplitude du signal modulé.

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Page 30: Les réseaux locaux

La modulation de fréquence : L'information utile est donnée par la variation de fréquence du signal modulé.

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Page 31: Les réseaux locaux

Les terminaux

Préliminaires

Représentation des données

Une même entité peut être représentée sous plusieurs formes :

caractère ASCII (ou ASTI étendu) : ABCDE...123...éè...

numérique décimale (avec des chiffres de 0 à 9) : 0 à 255

numérique hexadécimale (avec des chiffres de 0 à F) : 00 à FF

numérique binaire (avec les seuls chiffres 0 et 1) : 0 et 1

Ordinateur

Machine autonome permettant d'effectuer des traitements sous certaines conditions et pouvant être reliées à certains équipements (carte modem, carte fax, ...).

Modem

Présentation

Les ordinateurs fonctionnent avec des informations numériques.

Pour faire communiquer deux ordinateurs, dans un même local, on peut les relier ensemble par un câble série. Le câble série permet de faire transiter des bits. L'information est donc aussi numérique. Aucune adaptation n'est donc à envisager.

Pour faire communiquer deux ordinateurs, distants, on veut utiliser les lignes téléphoniques classiques de France Télécoms (le Réseau Téléphonique Commuté). Mais le problème est qu'il ne peut faire transiter que des informations sous forme analogique. Le but du modem (MODulateur/DEModulateur) va donc, entre autres, convertir le signal numérique en analogique lors de l'envoi puis de l'analogie vers le numérique lors de la réception.

On distingue les paramètres physiques, qui sont gérés par l'électronique, des paramètres logiciels, qui sont gérés par l'informatique (c'est une approximation).

Paramètres physiques

Vitesse (en bauds, bits par seconde) : Valeurs les plus courantes : 75 à 14400 Bauds

Données : Valeurs possibles : 7 ou 8 bits

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Page 32: Les réseaux locaux

Parité (pour contrôle des données) : Valeurs possibles : paire, impaire ou sans (pour compter le nombre de bit "1 dans les données)

Paramètres logiciels

Echo (oui ou non)

Emulation (Videotex, ANSI VT/100, ...). Remarque : C'est un simple ensemble de conventions posées pour pouvoir faire dialoguer deux ordinateurs. La séquence (c'est-à-dire suite) de codes "ESC" 2J signifie en émulation ANSI VT/100 "Effacer l'écran". La séquence "code 22"Be signifie à, et "code 22"Ba signifie è, ... en émulation Videotex.

Protocole de transfert de fichiers (Xmodem, Zmodem, Kermit, ...). Remarque : Ce sont des conventions permettant de recevoir ou d'envoyer des fichiers. Chacun de ces protocoles e distinguent les uns des autres par la présence ou non de contrôle d'erreurs, de la grandeur de chaque bloc de données, la possibilité de reprendre au point d'arrêt en cas de rupture de transmission, ...

Remarques :

La vitesse maximale commune aux deux équipements (modem appelé et appelant) est sélectionnée automatiquement.

Il arrive que la ligne soit de "mauvaise qualité" (nombreux bruits). Dans ce cas, les performances baissent d'autant. Plus précisément, c'est le rapport CPS (Caractères Par Seconde) qui baisse.

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Page 33: Les réseaux locaux

Logiciel (serveur BBS)

� Vous appelez un numéro de téléphone classique.

� Affiche du message de connexion du type "Wildcat v3.09. BBS Software. Node 1."

� "Choose a language :"

� Vous choisissez "Français"

� "Quel est votre nom, votre prénom et votre mot de passe."

� Si vous être déjà enregistré, vous répondez. Sinon, il faut distinguer deux cas :

le BBS est dit "ouvert" : vous indiquez votre nom, prénom et entrez un mot de passe et vous êtes alors enregistré (cependant, vous n'aurez en général pas les mêmes droits que tous les autres)

le BBS est dit "fermé" : "Désolé, vous n'êtes pas inscrit. Au revoir."

� Affichage de la liste des bulletins (exemples : bulletin d'inscription, logiciels de compression utilisés, utilisation du BBS, ...)

� Affichage des "news" (nouvelles) sur tout changement de numéro d'accès au BBS, de la configuration du serveur, ...

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Page 34: Les réseaux locaux

� Menu Principal :

Menu Messages : écrire/lire/sélectionner/rechercher/recevoir un ou des message(s)

Menu Fichiers : recevoir ("download")/envoyer ("upload")/rechercher/lister (les nouveautés depuis votre dernier appel ou depuis une certaine date) un ou des fichier(s)

Changer de conférence : changer de conférence. Une conférence est un mini-BBS compris dans votre BBS. Il a ses propres messages, ses propres bulletins, ses propres fichiers, ...

Menu Bulletins : visualiser un des bulletins proposés dans la liste

Nouvelles : affichage des nouvelles (automatique lors de la connexion)

Aide : affichage d'une aide "contextuelle" (c'est-à-dire tenant du contexte, autrement dit de l'endroit où vous vous trouvez)

Configuration : choisir le protocole de transfert de fichier, l'émulation (ANSI VT/100, RIP, ...), le nombre de lignes, ...

Chat : dialogue en direct avec les autres utilisateurs en ligne

Quitter

Avantages :

Capture d'écran possible (c'est-à-dire garder une trace des affichages)

Protocoles de transfert de fichier standards (exemple : Kermit, ZModem, YModem, ...)

Grande sécurité des données (si bien conçu !)

Vitesse fonction des capacités du modem (14400 bauds commence à se répandre)

Accès à des réseaux de messagerie internationaux (exemple : Internet, ...)

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Page 35: Les réseaux locaux

Inconvénients :

Moins répandu (nécessite à la fois un ordinateur et un modem)

Pas de graphisme, sauf avec une nouvelle émulation (RIP), un peu plus lourde à mettre en oeuvre

Logiciel serveur BBS souvent en anglais à l'origine, et donc souvent incomplètement traduit

Minitel

Matériel

MINITEL = ECRAN + CLAVIER + MODEM paramétré comme suit :

75/1200 bauds : 75 bauds dans le sens appelant vers appelé, 1200 bauds dans l'autre sens

émulation Vidéotex

Remarque : On peut utiliser le Minitel par le PC par un câble série spécial comme un modem.

Logiciel (serveur Minitel)

� Vous appelez le 36.15 code JUJU.

� Une mire de bienvenue est affichée.

� Eventuellement, vous saisissez un pseudonyme.

� Le menu suivant est affiché :

BAL (Boîte Aux Lettres)

Téléchargement de fichiers

PA (Petites Annonces)

Jeux "en ligne" (c'est-à-dire en restant connecté)

Nouvelles (informations sur les produits, ...)

Dialogue en direct avec d'autres utilisateurs

Recherche d'informations (dans des banques de données)

Avantages :

Paiement en douceur, à la durée de la connexion

Beaucoup de Minitel distribués

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Page 36: Les réseaux locaux

Inconvénients :

Vitesse de transfert faible (1200 bauds)

Protocole de transfert de fichiers particulier à (pratiquement) chaque serveur

Pertes de temps (en particulier à cause des graphismes Videotex)

Pas de trace de l'affichage (c'est-à-dire de "capture d'écran")

Fax (ou télécopieur)

Matériel

FAX = SCANNER + IMPRIMANTE + MODEM paramétré comme suit :

9600 bauds et noir et blanc (pour G3) et 14400 bauds et couleur (pour G4)

Si l'appelé est à 9600 bauds et que vous êtes à 14400 bauds, la vitesse de 9600 bauds est automatiquement sélectionnée.

A l'origine, le fax fut inventé par les Japonais pour permettre la transmission des caractères nippons.

Utilisation en émission

� Insérer le document dans la fente du scanner du fax.

� Appuyer sur la touche équivalente à TEL.

� Taper le numéro de téléphone du fax appelé.

� Appuyer sur la touche équivalente à DEPART.

� Pour chaque ligne (en terme graphisme) du document :

Scannérisation (donc transformation en une suite de bits)

Compression (d'ailleurs efficace) des bits

Emission des bits compressés

Attente d'un accusé de réception pour être sûr de la bonne réception

� S'il reste une autre page, envoyer un code le signalant à l'appelé et aller en 5.

� Envoyer un code indiquant la fin de l'émission.

� Impression d'un rapport d'émission.

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Page 37: Les réseaux locaux

Utilisation en réception

� Sonnerie (nombre paramétrable)

� Décroché automatique

� Pour chaque ligne (en terme de graphisme) du document :

Réception d'une suite de bits compressés

Décompression des bits

Impression des bits décompressés

Envoi d'un accusé de réception pour confirmer la bonne réception

� Attente d'un code indiquant s'il reste d'autre(s) page(s) ou non.

� S'il reste une page, aller en 3.

� Raccrocher.

� Imprimer un rapport de réception.

Logiciel (serveur fax de diffusion de documentations)

� Vous découpez le formulaire dans une revue.

� Vous le remplissez (nom, prénom, numéro de fax, numéro des documentations).

� Vous le faxez au numéro inscrit sur le formulaire.

� Vous attendez deux ou trois minutes (temps de la reconnaissance des caractères).

� Vous recevez sur votre fax les documentations demandées.

Variante :

� Vous composez un numéro de téléphone à partir de votre téléphone.

� "Bonjour. Bienvenue sur le serveur PAFICE.". "Tapez le numéro de la documentation demandée."

� Vous tapez le numéro de la documentation.

� "Tapez le numéro de votre fax.". "Vous allez recevoir sur votre fax la documentation demandée."

� Au même instant, votre fax sonne et vous sort la documentation demandée.

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Page 38: Les réseaux locaux

Carte vocale

Matériel (fonctionnalités de la carte)

Appel d’un numéro (un appel sortant)

Réponse à un appel (appel entrant)

Transfert d’appel

Synthèse vocale (jouer un fichier “ numérique ” vocal sur la ligne téléphonique)

Enregistrement vocal (stocker dans un fichier “ numérique ” vocal les sons reçus sur la ligne téléphonique)

Reconnaissance des touches du téléphone pressées

Logiciel (serveur vocal de diffusion d'informations)

� On appelle le 43256789.

� Décroché.

� "Bonjour. Bienvenue sur le serveur de Thierry." "Si vous voulez savoir si je suis là, tapez 1." "Si vous voulez connaître mon emploi du temps d'aujourd'hui, tapez 2." "Si vous voulez me laisser un message, tapez 3."

� Vous tapez "1".

� "Tapez votre code personnel."

� Vous tapez un code sur 4 chiffres.

� "Ne quittez, je viens décrocher ..."

� L'appel est transféré vers le poste de Thierry.

� Une discussion passionnante s'ensuit.

�. Raccroché.

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Page 39: Les réseaux locaux

Telex

Assure des liaisons de 50 bits/s pour la transmission de messages textuels.

Codage baudot sur 7 bits, vitesse 50 bauds maximum.

C'est le principe d'une machine à écrire : on frappe et le caractère est envoyé Puis les bandes perforées ont été introduites.

L'appel se faisait par un numéro de téléphone.

Trace écrite ð valable devant les tribunaux.

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Page 40: Les réseaux locaux

Bibliographie

Réseaux informatiques. Cours et exercices. Danièle Dromard, Fetah Ouzzani et Dominique Seret. Edition EYROLLES

Intégration voix et données. Principes et concepts. P. Millet. Edition MASSON

L’indispensable pour communiquer avec son micro. Edition MARABOUT

Informatique et Communication. P. Reynaud / B. Ragot. Edition SYBEX

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Page 41: Les réseaux locaux

Glossaire

Terme Définition

Auto-commutateur Matériel assurant de manière automatique la communication.

Baud Unité de vitesse de modulation de données. Il correspond à une vitesse d'un intervalle unitaire par seconde, voire bit par seconde.

Commutation de paquets (packet switching)

Technique nouvelle de transmission de données consistant à regrouper plusieurs flux d'information sur une même liaison, l'entrelacement et l'aiguillage des paquets étant gérés par des calculateurs situés aux "noeuds" du réseaux.

Faisceau hertzien (microwawe beam system)

Technique utilisée pour l'acheminement des informations télévisées, pour les liaisone avec les satellites, dans les régions accidentées etc... Il s'agit d'une transmission radio sous très haute fréquence, entre deux tours hertziennes. Les ondes ultra courtes ne peuvent comme les ondes longues, être réfléchies par l'ionosphère (couche supérieure de l'atmosphère) et doivent donc être transmises à vue, ce qui nécessite la présence de tours, de relais.

Full Duplex Bidirectionnel simultané. Mode de transfert permettant un échange simultané d'informations dans les deux sens.

Half Duplex Bidirectionnel non simultané. Mode de transmission permettant le transfert d'informations dans les deux sens, mais non simultanément.

Modem Il désigne un dispositif effectuant les fonctions de modulation et de démodulation des signaux numériques envoyés sur des transmissions analogiques. Il assume la synchronisation et l'émission/réception à cadences prédéterminées, la vitesse de transmission lui étant fournie par un commutateur (interne ou externe au coffret du modem). Il forme habituellement un ensemble autonome dont le type de modulation doit être identique aux deux extrémités.

Noeud (node) Dispositif permettant une ramification et une concentration des lignes. L'emploi de ce dispositif s'est plus particulièrement développé avec la mise en place de réseaux maillés. Technologie utilisée dans certaines architectures de réseaux pour indentifier les composants du système.

Norme X25 Norme internationale pour le protocole d'accès aux réseaux publics de commutation par paquets. Elle comporte un ensemble de formats et de règles d'échange à respecter sur ces réseaux pour communiquer. Cette norme facilite l'interconnexion des réseaux de différents pays.

Protocole Ensemble de conventions définissant les règles à respecter pour établir et entretenir des échanges d'informations entre composants en général distants.

Réseau (Network) Identifie un ensemble de voies et de supports reliant entre eux plusieurs points, pour assurer leurs communications. Les réseaux sont à la base des communications inter systèmes et permettent de faire des partages de ressources.

Réseau de communication (Communication Network)

Réseau assurant le transfert des informations entre les différents points raccordés.

Réseau de télécommunication (Telecommunication Network)

Réseau assurant la communication et la transmission des informations à distance.

Réseau commuté (Switched Network) Réseau basé sur l'utilisation des lignes et des organes de commutation de circuits.

Réseau maillé (meshed network) Réseau basé sur la multiplicité des chemins entre les différents point du réseau. Cette technique est utilisée dans les réseaux de commutatiuons publics (téléphone...) Elle permet d'obtenir une bonne fiabilité des réseaux de transport.

Réseau numérique (digital or numeric netwrork)

Réseau basé sur l'utilisation des techniques de numérisation de l'information. Les projets Hermès et Transmic sont à la base des nouveux réseaux français de transmission numérique.

Réseau télex (Telex Network) Réseau public de transmission télégraphique. Son mode d'exploitation est du type commuté et autorise deux vitesses, 50 et 200 bauds. Utilisé dans les transmissions de message à trace écrite et dans certaines apllications téléinformatiques.

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Réseau Transpac (Transpac Network) Réseau à commutation de paquets, opérationnel depuis la fin de 1978. 40 points d'accès sont prévus pour le début de années 80. Il autorise des vitesses de 50 à 48000 bits/sec. Basé sur les techniques de commutation de paquets, il se conforme aux normes X25.

TéléFax Service offert par les PTT dans le cadre des nouvelles techniques de télécopie.

Téléphone Appareil permettant l'appel d'un correspondant et les dialogue entre correspondants.

Temps réel (real time) Mode de fonctionnement d'un système de traitement dans lequel les demandes introduites doivent être traitées immédiatement. Le temps doit être très court pour permettre de réagir immédiatement par rapport au millieu extérieur (réponse à un demande de réservation de place, conduite de processus industriels...).

Visiophone (Videophone, Picturephone)

Appareil permettant une double fonction, la reconstitution de la parole et la visualisation des correspondants. La diffusion de cette technique a été freinée par l'importance de la bande nécessaire si l'on veut obtenir une image correcte.

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