1 - abrege sur les transmissions (bcn)

8/6/2019 1 - Abrege Sur Les Transmissions (Bcn)

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Bruno CHRISTMANN Abrg de Transmissions en Tlcommunications 1

ABREGE SUR LESTRANSMISSIONS

GnralitsLes rseaux de transmission

Novembre 2000 Juillet 2008 Bruno CHRISTMANN


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IntroductionVotre formateur Bruno CHRSITMANN

Formation : 1997-2000 : Ingnieurcole Centrale dlectronique (Paris), majeure Tlcoms

2003-2004 : Mastre Spcialis en Innovation Technologique et Management deProjets (CCIP/ESIEE Paris)

Exprience : 2000 2005 : Ingnierie Transmissions RAR SFR DTR IdF/Transmissions 2005 2006 : Support Niveau 2 pour les Faisceaux Hertziens Alcatel W.T.D.

2006 2007 : Intgration & Validation NSS Bouygues Telecom DTE/TIV/TVI-II Depuis fin 2007 : Avant-Vente AFD Technologies DDIS-SOM

Connaissances en Transmissions : Ingnierie rseaux oprateurs en matire de transmissions SDH & PDH

(backbone & raccordement terminal des BTS et NodeB) Planification radio et Swap de faisceaux hertziens (Gestion de Projet) Connaissances des configurations et paramtrages de liaisons FH :

Alcatel 98UX & 96USY, 96AWY, NEC PasoLink, SIAE SDH Procdures de dclarations de frquences vers lART(ARCEP) ANFr Matrise duvre en installation de sites radiotlphoniques (BTP Tlcoms)

Processus de Validation dquipement de rseau (transport & services)


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PrambuleBut de cette formation

Dfinir ce que sont les Transmissions

Donner une dfinition et des fonctionnalits des Transmissionsen Tlcommunications

Illustrer des modes de transmission connus

Donner un aperu des nouveauts (XXI sicle) *

Retracer lhistoire des transmissions depuis leur cration

Les points marqus de symboles * sont facultatifs,ils seront abords si le temps imparti le permet


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Abrg de Transmission

Dfinition

Typologies des Rseaux

Le Modle OSI Les Modes de Transmission

Les Utilisations Le Rseau PDH

Le Rseau SDH

Pour aller plus loin * Glossaire *

Histoire des Transmissions *


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Dfinition




Le Rseau SDH




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Dfinitions en TransmissionQuest-ce quun signal transmettre ?

Tout signal peut tre considr comme un moyen de transmissiondinformation, chacun son propre niveau :

Lumire :feux tricolores, panneaux dans le RER Parisien, phare, couleur

Vibration sonore, mcanique ou lectromagntique :alarme, bip, voix, son quelconque, ondulation, vibration de lair

Mouvement ou position :jauge qui se remplie ou se vide, eau qui coule, vitesse, courroie, poulie

Fichier informatique binaire (email, .doc, .zip, .pdf, .iso, .exe, .dll, .html) :des sries de 0 et de 1 successifs avec un ordre dfini

Affichage :texte (crit), film, projection, livre, journal, affiche, blog, publicit

Langage :lettre, syllabe, mot, chiffre, kana, kanji, hiroglyphe, image, syntaxe, gestuelle


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Dfinition de la TransmissionIT & tlcommunications

En tlcommunications, la Transmission

Cest : UnUn support physiquesupport physique mediummedium

Conducteur mtallique (Cu, Ag, Au, As-Ga)

lment dilectrique (gaz, substrat, air, liquide) Fibre optique (polymres, verres, rsines)

UneUne reprreprsentation du signalsentation du signal modulationmodulation

Horloge (analogique : spectre f, synchro) Codage/chiffrage (numrique : bits, octets)

Protection (numrique, analogique)


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Les Tlcoms et la TransmissionLes systmes tlcoms

Les Transmissions en Tlcommunications sont utilises pour : Transfrer des signaux quelle que soit la distance couvrir

du nanomtre (atome) plusieurs milliards de kilomtres (sondes spatiales) Donner un autre une information que lon a reue / que lon dtient

Les quipements de transmission (souvent extrmits des liens) : Supportent le signal vhicul (lectrique, optique ou acoustique)

Orientent le trafic au sein du rseau (en cas de routage) Permettent de conserver ltat de linformation vhicule : Adaptation du signal : voix, son, images et vidos (chantillonnage+codage) Transfert de donnes brutes, encodes ou chiffres Protection des flux de signaux vhiculer (CRC, marqueurs)

Grer en insrant des informations de gestion, indpendantes Empche parfois la dtection du signal par un tiers (brouillage, tanchit)

Elle sappuie sur un signal lectrique, optique ou acoustique maiscest trs souvent jusquaujourdhui une onde lectromagntique.(Les champs magntiques, les champs lectriques et la lumire en sont issus.)


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Les Tlcoms et la TransmissionLes supports courants de transmission

Le cuivre ou tout alliage/substrat conducteur: Longueur variable de 1nm (atome) des dizaines kilomtres (lien FT/EDF)

Sensible aux champs magntiques Forte perte en ligne Onde de 50Hz une dizaine de MHz) Transporte un signal lectrique ( V & A )

La fibre (guide donde optique) : Longueur variable de 1m plusieurs centaines de kilomtres Rgnration physique (dopage lherbium) du signal optique Transporte une (monomode) ou plusieurs porteuses (multi-mode) Une porteuse est une longueur donde (1560nm par exemple) On utilise la bande infrarouge IR moyen ( [1300 ; 1700] nm) Insensible aux perturbations lectromagntiques courantes

Lair ambiant (un gaz ou le vide) : Longueur variable de 50m 200Km environ Propagation difficile (obstacles, rflexions, parasites, interfrences) Besoin dtre face lobjectif (vis--vis) en permanence Sensible au vent (et parfois aux orages)


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Transmissions TlcomsDeux modes de transmission

Analogique Signal non numrique, forme brute On utilise souvent un dcalage en frquence (de la bande de base)

Consommateur en bande de frquence (signal non trait) La modulation damplitude est la plus utilise Fortes pertes avec la distance parcourue (sensible aux interfrences) Tout signal vhicul est analogique par essence Ex: la tlphonie fixe (analogique de France Tlcoms), la TV UHF/VHF le

morse, la tlgraphie, les signaux de fume, les smaphores (sur une piste

darodrome), deux gobelets joints par une corde, un tuyau de cuivreetc.

Numrique Signal form de nombres On chantillonne le signal (PSK, QAM, Scrambling code, IT) On protge le signal (CRC, Cyclic Redundant Check) On essaie de conserver ltat de linformation vhicule :

Encodage du signal analogique : voix, son, images et vidos (chantillonnage) Transfert de donnes brutes, encodes ou chiffres (brouillage par cl) Protection des flux de signaux vhiculs Transport et insertion des informations de gestion, indpendantes du signal

Ex: CRC, HDB3, QPSK, 4QAM, RSA, DES, MEPG, MP3, WMVetc.


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Transmissions TlcomsLa modulation en frquence Addition de signaux

Exemple de modulation simple : ajout de signaux (dcalage) Une porteuse de frquence Fp basse (50Hz par exemple)

Un signal utile de frquence moyenne Fs plus haute (1,6 30 MHz) On additionne les signaux physiquement pour le transporter

On obtient un signal Vfsous la forme dune enveloppe Vp oscillantsous la forme donde de Vs (utilis en CPL).

Problme : forte sensibilit aux onduleurs et redresseurs de courants

Uf = Up + Us

Vf Vp + Vs


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Dfinition




Le Rseau SDH




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Typologies des RseauxLes 3 types de rseaux

Le rseau local LAN Local Area Network

Un rseau de taille limite et souvent priv, donc coup des autres Exemples : les rseaux dentreprise sous Ethernet, les rseaux WiFi

La rseau moyenne distance MAN Medium Area Network

Un rseau tendu sur une rgion ou un dpartement, un gros LAN Exemples : le WiMax, les boucles locales SDH, liens inter-agences

bancaires, les Boucles Locales Radio, la PMR, Ttra & les 3RP

Le rseau longues distances WAN

Wide Area Network Un rseau global tendu sur un pays voire le monde entier Exemples : les rseaux PSTN (RTC, xDSL), PLMN (GSM, UMTS, GPRS),

les boucles SDH transatlantiques, les boucles FDDI, les liaisonsspatiales et satellites ou encore Internet WWW


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Typologies des RseauxLes 4 formes de rseaux

Le BUS Un rseau dentreprise sous Ethernet

Avec RJ45, on tend vers la forme en toile

La BOUCLE Backbone SDH (synchronis) Liaison FDDI (trs haut dbit sans correction) Rseau sous Token Ring ( jeton)

Le MAILLAGE Partie NSS des rseaux GSM et UMTS

LETOILE Les rseaux de Faisceaux Hertziens (PDH) Partie RAR GSM-UTRAN / Systme Client-Serveur


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Dfinition


Le Modle OSI

Les Modes de Transmission


Le Rseau SDH




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Le Modle OSIUn standard indispensable

OSI = Open System Interconnections

Ce modle de lITU divise tout systme detlcommunication en 7 couches superposes :

La Transmission sarrte au niveau du Rseau.

7 Application e-mail, tlphonie, chat, SMS, pilotage distance

6 Prsentation terminal, PC, signal vocal, numrique ou visuel5 Session adresse/numro du destinataire, adresse email, @IP, CLI

4 Transport tablit la connexion de bout en bout (TCP/IP, SCCP, TUP)

3 Rseau gre la circulation des flux (switch MSC, SSP, routeur)

2 Liaison vhicule les donnes, voix (LAP-D, SDH, Ethernet/HUB)1 Physique porte le signal lectromagntique (cble, guide donde)


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Le Modle OSIAttention aux confusions

Ne pas confondre OSI avec le systme IP de lIETF

Les couches IP, RNIS & MTP3 (SS7) sont de Niveau 3 NIVEAU 2 = MTP2 (E1), LAP-D, LAP-B, Ethernet, LLC/MAC, TkRg NIVEAU 1 = MIC, HDB3, QAM, QPSK

ISUP MAP TCAP INAP UDP TCP SNMP Niveau 4

7 Application e-mail, tlphonie, chat, SMS, pilotage distance

6 Prsentation terminal, PC, signal vocal, numrique ou visuel5 Session adresse/numro du destinataire, adresse email, @IP, CLI

4 Transport tablit la connexion de bout en bout (TCP/IP, SCCP, TUP)

3 Rseau gre la circulation des flux (switch MSC, SSP, routeur)

2 Liaison vhicule les donnes, voix (LAP-D, SDH, Ethernet/HUB)1 Physique porte le signal lectromagntique (cble, guide donde)


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Le Modle OSIVocabulaire li aux couches OSI *

Header : Entte de donnesCe sont les donnes dentte de signalisation dhomologue homologue de lacouche OSI N

Adresse(s) destinataire(s) Systme de protection (CRC, brouillage) Pointeurs vers les donnes utiles Identifiants de protocole et de fonctionnement (paramtres)

PDU : Protocol Data Unit / Unit de Donnes Protocolaire

Le PDU de la couche N (PDU(N)) contient toutes les donnes de Niveau N Le PDU(N) contient tout ou partie des donnes de Niveau N+1 compos de SDU(N) Le PDU(N) est vhicul tel quel vers la couche de Niveau N-1 et devient le SDU(N-1)

SDU : Service Data Unit / Unit de Donnes de Service Le SDU de la couche N (SDU(N)) contient des morceaux de PDU de la couche N+1 sous un

format compatible avec les couches N et N-1 (taille de trame notamment)

Le Headerde la couche N y est ajout au PDU(N) pour former le SDU(N-1)

La Couche N de lOSI assure la relation SDU(N) PDU(N+1) IPPDU(N) formatage(N,N-1) de SDU(N+1) EthernetSDU(N-1) Header(N) + PDU(N) Lien 802.3

Couche Paquets Couche

N+2 PDU(N+2) N+2N+1 SDU(N+1) / PDU(N+2) N+1

N SDU(N) / PDU(N+1) N

N-1 SDU(N-1) / PDU(N) N-1


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Le Modle OSILencapsulation *

Lencapsulation permet de diffuser un message dunsystme OSI via un autre systme OSI : aDSL : ATM (AAL5 de Niveau 3) est souvent exploit

comme couche de liaison (Niveau 2) pour transmettreles trames IP

VoIP : IP (Niveau 3/4) est utilis pour transporter desflux PCM (Niveau 2) pour vhiculer de la Voix

RNIS : LAP-D (Niveau 3 sur E1) est utilis souventcomme liaison pour vhiculer les flux ATM (cellules

issues de lUTRAN) Chaque encapsulation introduit des enttes qui font

augmenter le ratio Header / SDU (le surdbit ) La Charge Utile (SDU) est le message utilisateur (voix,

fichier, contenu de message) provenant de la couchesuprieure

Lentte contient les informations de gestion de lacouche protocolaire de pair pair (homologue homologue)

Ainsi, on peut insrer tout protocole OSI dans un autre un niveau diffrent dans la hirarchie des couches

Modle des changes entre lesdiffrents Niveaux OSI:


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Dfinition




Le Rseau SDH




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Asynchrone (qui nest pas synchrone, sans asservissement de lmission) Chaque lment envoie ses informations quand il le dsire

Il est difficile de synchroniserles quipements entre eux Les rseaux IP fonctionnent sur ce principe La rception ne se fait pas forcment au mme moment que lmission

dun signal, ou bien avec un dlai fixe et immuable comme cest le casde la TDMA ou de la SDH

ATM (Asynchronous Transfer Mode) Couches OSI 1 5 ATM repose sur les technologies de transmissions PDH et SDH Dcoupe les units dinformation transportes en cellules (PDU) Il introduit la Gestion de Qualit de Service

Asynchrone ne veut pas dire que le signal est asynchrone Seul le transfert du signal est asynchrone, le porteur est synchrone Les cellules ATM ne se suivent pas squentiellement comme les IT en

TDMA classique, mais sont toutes de 53 octets. ATM est trs exigeant en ressources sur lquipement le supportant

Les principaux modes de fonctionnement en Transmissions Numriques


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Synchrone

Plesiochronous Data Hierarchy (PDH) Couches OSI 1 & 2 Lquipement se synchronise sur le signal reu (point point) Utilisation de PLL (BVP) pour la rcupration de la porteuse Aucune encapsulation de dbits, la donne est brute

mission permanente sur horloge propre (interne)

Synchronous Data Hierarchy (SDH) Couches OSI 1 3 Hirarchie de donnes synchrones Tous les quipements mettent leur signal sur une mme horloge

rgie par une source fiable de type horloge atomique Les dbits sont encapsuls et des circuits traversent le rseau

(gestion des flux) Tout quipement SDH met et reoit au mme instant

Les principaux modes de fonctionnement en Transmissions Numriques


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TDMA Time Division Multiple Access / AMRT Synchronisation sur une horloge interne Facile traiter et squentiel Base de tout systme actuel de transmission

Est la rfrence des rseaux synchrones

FDMA Frequency Division Multiple Access / AMRF Permet de dialoguer en Point Multi-Points

Utilisation forte du spectre hertzien Convient au synchrone et lasynchrone Ex: saut de frquence porteuse en GSM Parfois appel CDMA (Carrier Division)

La gestion de laccs au medium Ressource ddie

Trame 1 Trame 3Trame 2 Trame 4

2

3

4

5

1A

B

C

D


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CSMA / CSMA-CD Carrier Sense Division MultipleAccess / AMRP-DC

La ressource est partage souvent sur une seule porteuse

Lmission des messages se produit de faon asynchrone surun bus partag (la ressource physique) => risque de collisions

Chacun nmet que lorsque personne dautre ne transmet Le bus est un medium comme un coaxial (guide donde HF) Fort risque de ROS et de TOS (retour/taux donde stationnaire)

La Gestion des Collisions (CSMA-CD) vite les envois

simultans de donnes sur le medium mais nempche pastoujours la perte de trames par : Une coute permanente du support (porteuse du medium) Lusage de temporisation pour viter les collisions de trames (en

mission et en coute suivant des valeurs alatoires de temps)

La gestion de laccs au medium Ressource partage


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CDMA Code Division Multiple Access / AMRC Partage de la ressource sur

la bande de frquence le temps

Codage orthogonal Un code unique est rserv chaque entit ( chaque liaison)

Bas sur des algorithmes polynomiaux complexes (ex. : UMTS) Thorie des Espaces Orthonorms complexes N dimensions

Propagation complique Modulation des signaux (PSK, voire QAM)

Porte du signal amoindrie et dpendante des codes utiliss Gourmand en bande passante, forte attnuation / distance La ressource physique devient mathmatique (codage)

La gestion de laccs au medium Ressource partage


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Les Modes de Transmission AM Amplitude Modulation A(t).K.cos(t+) o A(t) est le signal

Modulation sur lamplitude du signal A(t) vhicul

Bas sur le nombre de valeurs damplitude utilises dans la fonction A(t) PSK Phase-Shift Keying K.cos((t)+) o (t) est le signal

Modulation en dcalage de phase, par multiple de 2 phases distinctes Bas sur la variation de phase sur le signal vhicul Le plus courant est dutiliser des phases dcales de 90 (/2)

Ex: le HDB3 utilise une modulation BPSK (Binary PSK) /2 & -/2il sappuie sur un viol de parit ds 3 valeurs successives identiques Cette utilisation des phases spares de /2 sappelle la quadrature

QAM Quadrature Amplitude Modulation (AM+PSK) A(t).K.cos((t)+) Modulation du signal sur4 phases orthogonales (modulo /2) La phase prend par exemple une valeur dans lensemble /4[/2] La modulation damplitude peut varier et donne le nombre dtats qui,

reprsents en (x,y) donnent lieu une constellation QAM : 4QAM 1 seule amplitude pour 4 phases en quadrature 16QAM 4 amplitudes diffrentes pour 4 phases en quadrature 128QAM 32 amplitudes diffrentes pour 4 phases en quadrature

Les Modulations QAM


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Les Modes de Transmission QAM Quadrature Amplitude Modulation (AM+PSK) Nous prenons ici pour former la Constellation QAM :

4 amplitudes distinctes (1,25V, 2,5V, 3,75V et 5V) 4 phases distinctes (45, 135, 225et 315)

On obtient 16 tats distincts : la 16QAM, trs utilise aujourdhui sur les FH bas dbit (8x2)

Constellation en Modulations QAM *

Amplitude

Amplitude

Phase

45135

225 315

16 tats 24 valeurs

Codage de 4bitsde 0000 1111

0000

0100

10001100

1101

1001

0101

0001

0010

0110

1010

1110 1111

1011

0111

0011


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Lchantillonnage permet de transformer un forme donde

analogique en un valeur dfinie et rcuprable immuablement.Les convertisseurs analogique numrique sont bass sur ceprincipe.

Cette valeur est +/- prcise suivant le nombre dchantillons.

On parle de nombre de valeurs dchantillonnage comme : 128QAM : 128 valeurs de modulation en amplitude et phase.

Utilis pour la conversion Numrique -> Analogique/Numrique 32bits : 232 valeurs diffrentes de niveau pour une variable.

Utilis pour la conversion Analogique/Numrique -> Numrique

Les chantillonnages sont propres une donne et peuvent donc secumuler les uns aux autres : Codage sur 8 bits transport par un lien en HDB3 via un modem RNIS. Codage sur 1024 bits vhicul sur un lien 128QAM en hertzien SDH.

Lchantillonnage - Dfinition


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Affecter une valeur un niveau de champs (volt, ampre, gain,phase, champ magntique, frquence)

La voix est chantillonne sur 8 bits lorsquon donne 28

(256) valeursrparties sur lamplitude du signal Chaque frquence prend une valeur damplitude entre 00 & FF

Fonction de transformation BIJECTIVE ds la seconde transposition

T(signal original S) = A, puis T(T-1

(T(S))) = T(T-1

(A)) = A A est le signal vhicul dans les supports de transmission (forme brute) On reconstitue une forme donde B = T-1(A) la rception,

trs proche de la source sonore S initiale (pour le capteur en tout cas) 8 bits = 125sec de son pour le transfert si on veut avoir un rendu

correct loreille => 64Kbit/s

64Kbit/s est aujourdhui devenu la norme pour tous les dbits dedonnes, puisquils sont bass sur le service de voix.

Lchantillonnage - Principe


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Signal source

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6

Temps

Volt


On va coder un signal sur 2 bits (0/1/2/3)

Londe source a 4 niveaux de valeur :0, -1, +1 et 2 Volts 01, 00, 10, 11

Lchantillonnage Exemple *

00,11,01,10,11,10,00

T0,T1,T2,T3,T4,T5,T6

CAN

CNA

Signal reconstruit

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Temps

Volt


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Le tramage et le codage ont pour fonction doptimiser etde scuriser lutilisation du support physique

PDH et SDH On utilise la TDMA qui assure une division temporelle de laccs

au support. La taille de la trame varie suivant le dbit et lafiabilit du support. Ces technologies y insrent souvent un

codage permettant de protger les informations transmises. ATM (paradoxal puisque bas sur des supports en TDMA)

On utilise une division de laccs au support par cellule & priorit Il est possible de grer les dbits de chaque flux insr dans les

cellules lmentaires au travers de chemins et canaux virtuels Chaque cellule est un paquet binaire de 53 octets :

48 octets de donnes et 5 octets dentte

Tramage et Codage


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Le tramage et le codage ont pour fonction doptimiser etde scuriser lutilisation du support physique

Hertzien On utilise une division de laccs par frquence (FDMA) comme

pour le Faisceau Hertzien ou le terminal GSM, ou la TDMA estprotge par un codage (CDMA) comme pour les liens radio

wBTS Terminal UMTS, ou encore sur un canal WiFi. Autres

On peut citer le CSMA/CD utilis pour lEthernet 10Bn quiconsiste diviser laccs par une dtection de la porteuse

(Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Lutilisation dun FLAG de dlimitation est frquente.

Tramage et Codage


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Le Dcalage en frquence permet dadapter le signal au support physique

Frquence

Dcalage en Frquence (Bande de base) *

Lutilisation du dcalage en frquence permet notamment dadapter le signal brut dont le spectre

figure gauche en un signal dport sur une frquence (plus haute) adapte au support.Ainsi, le signal est transport par le support physique avant dtre dcals nouveau enfrquence (par suppression de cette frquence F) pour rcuprer le signal dorigine.

La frquence F de dcalage sappelle la Porteuse. La bande de frquence utilise par le signal est appele la Bande de Base .

Gain (Puissance)Gain (Puissance)

f0 F + f0

Frquence 00


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Synchrone toutes les trames se suivent dans un ordre dtermin et cyclique

Asynchrone toutes les trames se suivent dans un ordre indtermin, sans horloge

Trame 1 Trame 3 Trame 5Trame 2 Trame 4 Trame 6 Trame 7 Trame 8

lment 1 lment 2 lment 3 lment 2

tempsclock

TDMA Time Division Multiple Access (synchrone) *

Tous les systmes de transmission actuels utilisent une forme plus ou moins aboutie de TDMA.On arrive toujours dans un rseau un fonctionnement de ce type puisque les units de baseservant gnrer le signal sont des trames de taille multiple dun gabarit tablit par le matrielsur des critres comme : lhorloge, une taille octale, adresses binaires, registres -processeur


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Chaque Frquence correspond 1 liaison correspondance cyclique

FDMA Frequency Division Multiple Access *

Frq 1 Frq 3Frq 2 Frq 4

Voici comment on peut le reprsenter

2

3

4

5

(1)-(2) (1)-(3) (1)-(4) (1)-(5)

(A) (B) (C) (D)

1

A

B

CD

(A) (B) (C) (D)

Frquence


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Bouchon


Chaque Trame correspond 1 liaison fonctionnement asynchrone

CSMA Carrier Sens Division Multiple Access *

Explication des symboles utiliss :

Bus de communication(1 seule porteuse sur un cble coaxial blind)

Station 3Station 2Station 1 Station 4

Ecriture vers le medium

Lecture permanente du medium

Bouchon Le bouchon permet dadapter la ligne pour viter le ROS.De ce fait aucune rflexion du signal mis nest possible.

La Station X coute le medium dabord pour dtecter la prsence dune mission parune autre Station Y au moment o elle veut mettre, elle met son mission en attente

jusqu trouver une fentre dmission libre (via des timers bas sur un random).

Bouchon

ROS


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Station 1


Chaque liaison correspond 1 codage sur le mme supportLa bande de frquence est partage (gain en espace frquentiel)

CDMA Code Division Multiple Access *

Explication des symboles utiliss :

Bande de frquence unique(porteuse proche de 2GHz pour lUMTS / W-CDMA2000)

Station 3Station 2

Borne rseau

Station 4

Ecriture vers le mediumLecture depuis le medium

ScramblingCode 1

ScramblingCode 2

ScramblingCode 3

ScramblingCode 4

ScramblingCode 1Code 2Code 3

Code 4

Chaque station ne connat quun codage et sy tient. Tous parlent ensemble.La borne rseau les connat tous et gre les liaisons via ces codes uniques.


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Dfinition



Les Utilisations

Le Rseau PDH

Le Rseau SDH




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Les Utilisations

Modle de rseau SDH dits synchrones Cur de rseau (backbone, boucles)

Trs hauts dbits suprieurs 140Mbit/s Dbits en STM-n (multiple du STM-1 155Mbit/s) Scurisation logique et/ou physique (1+1 ou N+1) Idal pour les longues distances Une simple rgnration des trames sur un point de passage Une modification des flux par insertion/extraction la vole

Modle de rseau PDH & dits asynchrones Raccordement terminal de lusager (BTS, modem, PC, machine

de traitement autonome) Moyens et bas dbits (infrieurs 140Mbit/s) Distances courtes moyennes (< 200Km) Une dcompilation et reconstruction systmatique des trames


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Dfinition



Les Utilisations

Le Rseau PDH

Le Rseau SDH




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Les Rseaux PDHLe plsiochrone, cest

Des liaisons Point Point (face face, proche en proche)

Une synchronisation asymtrique : interne pour lmission sur le signal reu en rception

Des quipements metteurs/rcepteurs appairs

Le remplacement dun quipement par un autre dtruit la liaison Si on change lquipement une extrmit, rien de peut garantir sonfonctionnement sans un paramtrage adquat (matre/esclave, H/L)

Un support physique de fiabilit variable, gnrateur derreurs,dune attnuation +/- forte du signal transport, peu scuris

Des protocoles qui sont propres au fabricant, propritaires :Cisco, Ericsson, Alcatel, Nokia, Nortel, Siemens, Fujitsu, SIAE,Nec


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Les Rseaux PDHLe plsiochrone, cest aussi

Des Brasseurs dIT (intervalles de temps) et des Switch Routage des circuits physiques PDH

Extractions pour duplication ou surveillance du trafic Remontes des informations de supervision

Des liens de distance raisonnable (< 200Km)

filaires sur des paires de cble cuivr (LL ou LS) ariens reposant sur

un signal modul par exemple en quadrature damplitude (QAM)comme les faisceaux hertziens (FH, satellite), ou bien

un signal laser point comme les faisceaux optiques (FO)

Des dbits faibles comme par exemple :E1 : 2Mbit/s E3 : 34Mbit/sDS3 : 45Mbit/s STM-0 : 140Mbit/s


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Dfinition



Les Utilisations

Le Rseau PDH

Le Rseau SDH



L R SDH


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Les Rseaux SDHLes nuds des systmes synchrones

OMSN (Optical Multiservice SDH Node) LOMSN est capable dinjecter et dextraire de trs hauts comme des petits dbits

(SDH et PDH) On lutilise souvent comme brasseur de flux trs hauts dbits Il remonte les donnes de supervision, il insre peu de trafic bas dbit La somme des dbits entrants est la mme que celle des dbits sortants

ADM (Add / Drop Multiplexer)

Il injecte / extrait de petits et moyens dbits Il sait extraire et retrouver des donnes bas dbit dans le flux haut dbit La somme des dbits entrants est la mme que celle des dbits sortants

Brasseur SDH

Routeur de circuits virtuels (VCn) Il ne procde aucun extraction/insertion de donne Il peut sagir dun ADM dont la fonction est limite La somme des dbits entrants est la mme que celle des dbits sortants

ADM

OMSN

L R SDH


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Les Rseaux SDHLes systmes synchrones

Des liens dpendant de la distance parcourir : sur des cble cuivr pour les courtes distances (< 20m) sur fibre optique (STM-n) pour toute les distances

monomode (une seule longueur donde optique ) multi-modes (cas de la WDM [Wavelength Division Modulation] plusieurs )

ariens : le signal est modul en quadrature damplitude (QAM)

La forte interoprabilit entre quipements de fabricants diffrents

Une structure en boucle synchronise sur une source fiablela source est une horloge source PRC prcise et redistribue

Tous les quipements mettent et reoivent au mme moment.

Une scurisation des trajets physiques par une duplication : des circuits logiques, Niveau 1 facile des supports physiques (quipements), Niveau 2 complexe des quipements et des circuits Niveau 3 onreux des supports, circuits et des quipements Niveau 4 la plus fiable

L R SDH


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Les Rseaux SDHLa hirarchisation des dbits

Bas dbit

Moyen dbit

Haut dbit

ATM, PDH

Payload

L R SDH


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Les Rseaux SDHLe routage des flux

Contrairement au PDH, SDH est capable de faire traverser unedonne spcifique vers un lieu prcis par lutilisation des VC (et delidentit transporte dans ses enttes : octets J1, J2 et J3).

En PDH, la trame ne va que du point origine la destination qui luifait directement face.

En SDH, la trame est compile dans un flux qui peut tre redirigvers un autre nud du rseau de faon transparente via destables de cross-connection plus ou moins intelligentes.

AB

C

OSI 1+2 OSI 1+2

OSI 1+2+3

L R FTTH


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Les Rseaux FTTHLe raccordement haut dbit domestique

Le FTTH pour Fiber To The Homeest un systme qui permet de faire profiter dedbit suprieurs 100Mbit/s en Full Duplex contrairement laDSL dont les dbitsmontants sont limits (800Kb/s max contre 12000Kb/s en tlchargement).

FTTH est bas sur la fibre optique.

Pour le moment, plusieurs techniques cohabitent : Lpissurage par fibre optique et par frquence (couleur) sur plusieurs raccordements

dutilisateurs finaux (4 pour 1 en rgle gnrale).

Lpissurage par fibre optique directement chez lutilisateur final. Se rajoute parfois un multiplexage de plusieurs raccordements sur un nud optique.

De ce fait, les dbits maxima peuvent varier dun utilisateur lautre mais restenttoutefois largement plus levs quen aDSL2+ , le principal avantage tant desaffranchir de la distance au point de raccordement (trs influente en aDSL carporteuse analogique sur support cuivre).

Les oprateurs franais visent une couverture de lle-de-France pour fin 2009 et dela France entire dici 2012.


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Pour aller plus loin *


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Pour aller plus loin

La TDMA 2Mbit/s en RNIS La TDMA signifie :

Time Division Multiple Access

Un signal en TDMA se compose dIT qui chacunesupporte une information indpendante transporter Exemple de trame : le E1 (G703, modulation HDB3)

Les octets 1 15 et 17 31 contiennent les donnesLoctet 0 contient la synchronisation et lalarme SIALoctet 16 contient la signalisation pour le cas du RNIS

0 2 4 27 31291 3 16 28 30

IT de signalisation RNISIT de synchronisation et SIA



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Le X.25 (cher nos Minitels) Cette norme a t tablie en 1976 par le CCITT pour les rseaux

commutation de paquets sur proposition de 4 pays qui l'utilisentpour leurs rseaux publics de communication :

Transpac pour la France, EPSS pour la Grande-Bretagne,Datapac pour le Canada et Telenet pour les USA.

X.25 est un protocole de communication parcommutation depaquets en mode point point offrant de nombreux services.

X.25 dfinit l'interface entre un ETTD (quipement Terminal deTraitement de Donnes) et un ETCD (quipement de Terminaison

de Circuit de Donnes) pour la transmission de paquets.

Cette norme fixe les rgles de fonctionnement entre un quipementinformatique connect un rseau et le rseau lui-mme.



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Le X.25 (cher nos Minitels) Le rseau est compos de nuds X.25 qui routent les paquets de

donnes vers le destinataire la vole

Une trame X.25 ne poursuit pas systmatiquement le mme chemin laller et au retour entre deux terminaux

Ce protocole de communication normalis de rseaux par

commutation de paquets intgre les trois couches basses dumodle OSI (physique, liaison, rseau).

Les terminaux X.25 ne fonctionnent quen mode connect.Un lien est tabli chaque transaction entre deux entits du rseau.

Remarques : La commutation de paquet soppose la commutation de circuits (SS7). Il existe une version X.25 sur LAP-B (de H. Fernandez) X.25 disparat au profit de technologies plus rcentes (IP, fibre)



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La trame SDH STM-n STM-n = Synchronous Transport Module n n indique le nombre de STM-1 quivalents :

63 E1 en STM-1 252 E1 en STM-4 (4 STM-1) 1008 E1 en STM-16 (16 STM-1)

La trame STM-n contient : Des alertes pour la dtection derreurs Un tat de lquipement metteur et source (amont) Un tat de la source de synchronisation Le trafic utilisateur multiplex dans des conteneurs Du surdbit propre loprateur dj allou (canaux DCC) Des alertes sur la qualit de service Des pointeurs vers les diffrents contenus de la trame pour

faciliter lextraction des donnes



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Quest-ce quun ADM ? Un ADM sert extraire et insrer des flux dans le rseau

Le brasseur ninsert rien, nextrait rien, il redistribue lesflux selon une rgle prdfinie et statique.

100% des donnes dentres se retrouvent en sortie

ADMSDH SDH

PDH

A B C D E A U CX E

V BW DYSDH SDH

U V W X Y



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Quest-ce quun FH ?Un FH est une liaison radiolectrique entre deux points

IDU

ODU

IDU

ODU

Site A Site B

Propagation dans lair libre

ODU = OutDoor Unit, partie qui gre lmission Haute FrquenceIDU = InDoor Unit, partie qui gre le multiplexage et la bande de base

Onde lectromagntique38GHz, 25GHz

23GHz, 18GHz13GHz, 11GHz, 6GHz

Premire ellipsode de Fresnel(80% de la puissance)

Faisceau Hertzien



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La Supervision Tout quipement de transmission est supervisable

Supervision directe (locale) Loprateur se branche sur lquipement (NE) via un appareil de

supervision locale appel Craft Terminal (PC par exemple) Ceci permet de voir ltat et de modifier la configuration du NE

Supervision distante (globale) Chaque nud du rseau agrge les informations depuis les

nuds voisins, son propre tat et celui du support physique Des serveurs rcuprent les informations du rseau Loprateur peut suivre ltat de son rseau en temps rel Loprateur peut modifier la configuration des quipements Loprateur peut vrifier sil garantit la qualit de service

attendue par ses clients



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Les Atouts des Rseaux en ATM ATM Asynchronous Transfer Mode

Optimise les flux sur la disponibilit du support physique

Permet de faire des conomies de support physique tout engarantissant un service de qualit optimale Autorise mlanger des flux dbits variables et fixes

ATM sappuie sur Les rseaux physiques de Transmission (LAN, MAN ou WAN) Une qualit de service modulable suivant lutilisateur (priorits) Un dcoupage des flux au niveau de cellules de 53 octets Des chemins et conteneurs/canaux virtuels (VP et VC) / flux

Une configuration autonome des flux / services demands

ATM fiabilise et amliore Le transfert des donnes entre les lments du rseau La qualit de service fournie au client



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Cellule de 53 octets

p

Les Atouts des Rseaux en ATM La cellule ATM

53 octets

48 octets de donnes ( payload , trafic utile) 5 octets dentte pour dfinir la qualit de service et la route

Lentte ATM contient Le VP (chemin virtuel) utilis => canal physique

Le VC (canal virtuel) utilis => canal logique Le type de dbit (CBR, VBR, UBR, ABR) du payload Le nombre doctets de bourrage ( padding , hors payload) Des marqueurs de correction derreur (CRC) et dAcquittements

Payload + Padding 48 octets Entte 5 octets



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p

Les Rseaux aDSL Les rseaux aDSL (asynchronous Digital Subscriber Line)

Un lien ATM (rouge) depuis labonn vers le DSLAM (DSL Access Multiplexer) Un canal ddi chaque service avec priorits spciales

La connectivit au rseau est double : physique et logique

Les services de laDSL sont aujourdhui

Internet haut dbit (de 512Kbit/s 20Mbit/s en France, 100Mbit au Japon) Un canal denvoi allant de 128Kbit/s plus de 10Mbit/s Le support de la Vido en streaming (gestion de QoS ATM) Une asymtrie des dbit upload/download Le Multiple-Play est facilit par lATM (1 seul VP et plusieurs VC)

Une souplesse vis--vis des services aux usagers aDSL (TV, Voix, VoD, Data) Les autres types de liens DSL : xDSL version la plus labore permettant de jouer sur les dbits up/down hDSL hybride/HD, peut devenir un simple lien dbit constant full-duplex (FD) sDSL symetric DSL permet davoir une bande up et down quivalentes FD

MoDemUsager

DSLAMServices

(Internet, PSTN, PLMN, VoD)

Access Server



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p

La WDM, toujours plus DWDM pour Dense Wavelength Division Multiplexing, de type FDMA

Un signal (SDH en gnral) est affect une longueur donde n parmi leslongueurs donde disponibles et acceptes par le support (fibre optiquemulti modes).

Les systmes WDM supportent diffrent types dinterfaces, chaque signalpeut transporter un dbit diffrent (STM-1/STM-16) et diffrents formats(SDH/ATM/Ethernet).

DWDM implique plus de 32 longueurs dondes simultanes sur 1 fibre.



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Dfinition



Les Utilisations

Le Rseau PDH

Le Rseau SDH



Glossaire *


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Glossaire ADM Add/Drop Multiplexer ATM Asynchronous Transfer Mode BLHD Boucle Locale Haut Dbit (SDH, CPL, FTTH) BLR Boucle Locale Radio (FH, WiMax, Satellite) CDMA Carrier/Code Division Multiple Access FDMA Frequency Division Multiple Access

aka AMRF, accs multiple rpartition frquentielle FH Faisceau Hertzien

aka Microwave Link IT Intervalle de temps de 125s (un octet sur lE1), aussi appel slot LL / LS Liaison Loue , Ligne Spcialise

aka Leased Line GSM Groupe Spcial Mobile

aka Global System for Mobile

GPRS General Packet Radio Service OMSN Operation & Maintenance Service Node NE Network Element (quipement de rseau) PDH Plesyochronous Data Hierarchy QAM Quadrature Amplitude Modulation SDH Synchronous Data Hierarchy (voir http://www.epinard.free.fr/SDH/ pour plus dinfos) STM-n Synchronous Transport Module dordre n

TDMA Time Division Multiple Accessaka AMRT, accs multiple rpartition dans le temps UMTS Universal Mobile Telecommunication System VC/VP Virtual Container/Path Conteneur/Chemin virtuel (SDH & ATM) xDSL x Digital Subscriber Line (exemples : a=asymetric, s=symetric, h=hybrid)

Line dabonn numrique de type x



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Dfinition



Les Utilisations

Le Rseau PDH

Le Rseau SDH




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Histoire *


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1939 - 1946 1939 1942

Les difficults pour communiquer prouves en mai 1940 mettent en vidence une insuffisance de moyenset la ncessit de soustraire les transmissions la tutelle du gnie. Le 1er juin 1942, par dcret ministrieln 3600/EMA/1 du 4 mai 1942, les transmissions deviennent une arme distincte du gnie, au sein de larmedarmistice.

Moins de six mois aprs la cration de larme des transmissions, le dbarquement alli en Afrique du Nordentrane linvasion de la zone libre par larme allemande, et la fin de larme darmistice. Nanmoins, legnral Merlin prend Alger la destine de larme en main. Les transmetteurs reprennent le combat dansles campagnes de Tunisie, dItalie, de France et dAllemagne.

Afin de privilgier lengagement des hommes au combat, le gnral Merlin ouvre laccs des transmissionsaux femmes pour occuper des postes de centralistes tlphoniques et tlgraphiques, et dexploitants radio.Nat ainsi le corps fminin des transmissions. Ces spcialistes seront communment appeles lesMerlinettes . Certaines participeront aux campagnes dItalie, de France et dAllemagne.

Pendant les annes noires de lOccupation, un grand nombre de transmetteurs dmobiliss de larmedarmistice, se retrouvent dans la clandestinit o ils servent de radio au sein des diffrents rseaux dersistance.

En la mmoire de leur sacrifice, le drapeau du 8e rgiment de transmissions, en qualit d anctre detous les rgiments de larme, est le seul emblme des armes franaises arborer linscriptionRESISTANCE.

1944 1951

Les transmissions acquirent les structures qui lui confrent rellement le rang dune arme part entire. Cration le 1er dcembre 1944 de lEcole d'Applicatrion des Transmissions (EAT) Montargis, partirdlments du centre dorganisation des transmissions n40 dAlger, transfr en France.

Cration, le 1er avril 1945 de la Direction de linspection des transmissions Paris. Le 12 janvier 1951 le pape Pie XII dcide de faire de lArchange Gabriel, messager de Dieu, le saint patron

des transmissions. Il est clbr chaque anne le 29 septembre, et concrtise la nouvelle dimension delarme.

Source http://fr.wikipedia.org/wiki/Transmissions


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1 - abrege sur les transmissions (bcn)

Documents