Codage et transmission

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Généralités

Les réseaux de données se fondent sur la numérisation des informations c'est-à-dire leur représentation sous forme de suite de "0" ou de "1". Ce sont ces données numérisées qui transitent sur les réseaux, sont mises en mémoire pour être utilisées par la suite. Pour effectuer la numérisation des informations sous forme binaire, on utilise des codes: Un code fait correspondre à chaque caractère une suite précise d'élément binaire, d'un nombre de bit "0" ou "1" pour représenter un caractère défini d'un nombre de moment d'un code. Un code à n moments permet de représenter 2n caractères distincts. On rappelle que par définition un caractère est tout chiffre (décimal, binaire), lettre, signe de ponctuation... entrant dans la composition d'un message.

Plusieurs codes ont été normalisés dans le but de faciliter des échanges entre matériel informatique. Le nombre de moment augmente également en fonction de la dimension de l'alphabet qui n'est constitué que du chiffre. On peut aussi prendre en compte les lettres minuscules et majuscules, les signes de ponctuation, les opérations arithmétiques ainsi que le nombre de commandes particulières. Les principaux codes utilisés sont:

  • Le code Télégraphique à 5 Moment dont l'alphabet peut comporter 32 caractères mais seulement 31 sont utilisés.
  • Le code ASCII à 7 moments. ASCII (American Standard Code for Information Interchange) utilise 128 caractères.
  • Le code EBCDIC à 8 moments qui autorise 256 caractères. EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

Après l'étape du codage intervient celle de la transmission. Pour envoyer les suites binaires de caractères vers l'utilisateur final, on peut utiliser un transport en série ou en parallèle. Dans le premier cas, les bits sont envoyés les uns derrière les autres. La succession de caractère peut se faire de deux façons: en mode asychrone ou en mode synchrone.
Dans le cas d'une transmission parallèle, les bits d'un même caractère sont envoyés dans des fils distincts, de façon qu'ils arrivent ensemble à destination. Cette méthode pose des problèmes de synchronisation conduisant à ne l'utiliser que sur les très courtes distances comme sur les bus d'un ordinateur.
Un bus est l'ensemble des conducteurs électriques montés en parallèle et permettant la transmission de l'information.
Le mode asynchrone indique qu'il n'existe pas de relation préétablie entre l'émetteur et le récepteur. Les bits d'un même caractère sont encadrés de deux signaux, l'un START indiquant le début du caractère, l'autre STOP indiquant la fin. Le début d'une transmission peut se placer à une espace quelconque dans le temps.

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Dans le mode synchrone, l'émetteur et le récepteur se mettent d'accord sur un intervalle constant entre les transmissions, intervalle qui se répète sans arrêt dans le temps. Les bits d'un caractère sont envoyés les uns derrière les autres, et sont synchronisés avec les début des intervalles de temps (chaque bit envoyé pendant un intervalle de temps), dans ce type de transmission les caractères sont émis en séquence sans aucune séparation, seul se montre des transmissions utilisées pour les très forts débits. Dans tous les cas, le signal synchronisé est obtenu à partir d'une horloge (dispositif permettant d'obtenir des signaux périodiques et servent de base aux techniques de synchronisation et d’échantillonnage). La vitesse d'horloge donne le débit de la ligne en Bauds, c'est-à-dire nombre top d'horloge par seconde. Par exemple une ligne de transmission qui fonctionne à 50 bouts indique qu'il y'a 50 intervalles de temps élémentaires dans une seconde. Sur un intervalle élémentaire, on émet en général un bit c'est-à-dire un signal "1" ou un signal "0". Cependant rien n'empêche de transmettre 4types de signaux distincts ayant comme signification 0; 1; 2; 3. On dit dans ce dernier cas que le signal a une valence de 2 (il s'agit du nombre de bit transmis par temps élémentaire), plus généralement un signal à une valence de n si le nombre de niveau transporté dans un intervalle de temps élémentaire par le signal est de 2n. La capacité de transmission de la ligne a un nombre de bit transporté par seconde vaut n multiplié par la vitesse en baud. On exprime cette capacité en bit par seconde: par exemple une ligne de vitesse de 50 bauds avec une valence de 2 a une capacité de 100Bits/s.

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Se signal a une valence de 2.

Exemple de codage de la suite 01; 11; 10; 00; 10; 01

 
 

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Codage de l'information 00 01 001 100 110 011 101 111 de valence 3 (8 niveaux)

 
 

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Bruit à la transmission

 

Lors de la transmission d'un signal des perturbations de la ligne physique peuvent se produire et affecter le signal à transmettre, ces perturbations ont le nom général de bruits ou phénomène de bruit. Si l'on connaît les niveaux de ces bruits on peut calculer la capacité de transport maximal de la ligne exprimée en bit/s. Plus précisément le bruit correspond à l'ensemble des perturbations qui affectent la voie de transmission, il provient de la qualité de la ligne ainsi que des éléments intermédiaires comme les modems, les multiplexeurs etc. Ces dispositifs intermédiaires n'envoient pas toujours exactement les signaux demandés, le bruit est constitué comme un processus aléatoire décrit par la fonction b(t). Si s(t) est le signal transmis, le signal qui provient du récepteur s'écrit s(t)+b(t). Le rapport signal sur bruit est une caractéristique d'un canal, c'est le rapport de l'énergie du signal sur l'énergie du bruit. Ce rapport varie dans le temps puis que le bruit n'est pas uniforme. On l'estime donc par une valeur moyenne sur un intervalle de temps exprimé en décibel (dB). Le rapport signal sur bruit s'écrit S/B, le théorème de Shannon donne la capacité maximale d'un canal soumis par la formule C=ω.Log2(1+S/B).
C: capacité maximale en bit/s
ω: bande passante en Hz