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Voie de communication
Notes et transcriptions du cours intitulé “Principes des réseaux de données” proposé par Mines Telecom sur la plateforme FUN-MOOC.
Une voie de communication est constituée de 3 parties :
- un émetteur source des données;
- un canal de transmission;
- un récepteur (puits).
Le but de tout réseau de communication est de permettre de construire des voies de communication entre les utilisateurs. La voie de communication (aussi appelé ligne, canal, liaison, tuyau) est le moyen par lequel l’information est transmise de la source (émetteur) vers le puits (destinataire). Tous moyens aptes à faire transiter une information d’une origine vers une destination peuvent être considérés comme une voie de communication.
Illustrons ce modèle sur une liaison physique composée d’une paire téléphonique, par exemple.
Le câble de cuivre téléphonique constitue le canal de communication physique. L’émetteur module ses données, par exemple sous forme de niveaux électriques. Le récepteur les démodule pour retrouver les informations émises.
L’information la plus élémentaire est le bit : binary digit, chiffres 0 ou 1. Les ordinateurs travaillent au niveau physique uniquement avec ces deux chiffres.
L’équipement d’émission doit donc transformer les octets qu’il lit dans la mémoire de l’ordinateur en une série de 1 et 0 contenus dans ces octets. On dit que les données sont sérialisées. A l’inverse, le récepteur doit ré-assembler les bits reçus sous forme d’octets qu’il peut ranger en mémoire.
On appelle Modem, pour Modulateur Démodulateur, l’équipement électronique qui réalise ces deux fonctions. Il fait l’interface entre les informations numériques qui sont dans une machine et le type de signal qui peut être transmis (propagé) sur la voie.
Exemple de voies physiques
| Émetteur | Canal | Récepteur |
|---|---|---|
| Modulateur électrique | Câble téléphonique | Démodulateur électrique |
| Modulateur électronique → optique | Fibre optique | Démodulateur optique → électronique |
| Modulateur électronique → antenne | Fréquence hertzienne | Modulateur antenne réception → électronique |
Mais d’autres supports physiques sont utilisés : la fibre optique, les fréquences hertziennes (Wifi, téléphonie mobile…)… Nous-mêmes, pour être entendus, nous modulons l’air via nos cordes vocales.
Attention, une voie de communication est un concept qui ne se résume pas au support physique. Il ne faut pas assimiler voie de communication avec support physique. Le support physique (câble électrique, véhicule, air, lumière) est nécessaire pour le transit de l’information, mais n’est pas suffisant pour construire une voie apte à transporter des données.
Débit ou bande passante
Une caractéristique importante d'une voie de communication est son débit. On appelle débit, le nombre de bit émis par seconde (bps ou bitrate) sur une voie de communication. Nous le noterons souvent D. Les débits ayant fortement augmentés ces dernières années, on les exprime généralement par multiples de bp/s:
bps ⇒ kb/s,
bps ⇒ Mb/s, etc.
Unités de mesure de débit
| Unité | Notation | Grandeur |
|---|---|---|
| bit par seconde | bit/s b/s ou bps | |
| kilobit par seconde | kbit/s ou kb/s | |
| megabit par seconde | Mbit/s ou Mb/s | |
| gigabit par seconde | Gbit/s ou Gb/s | |
| terabit par seconde | Tbit/s ou Tb/s | |
| petabit par seconde | Pb/s | |
| exabit par seconde | Ebit/s | |
| zettabit par seconde | Zbit/s | |
| yottabit par seconde | Ybit/s | |
Kibi-octets soit 1024 octets noté Kio;
, Mébi-octets noté Mio;
, Gibi-octets noté Gio.
La page Wikipédia débit binaire détaille également les débits associés aux principales applications.
durée d'émission
- Soit
le débit de la voie de communication;
- Soit
la taille du message.
La durée d'émission
La durée d'émission est une composante du délai d'acheminement.
Exemple: Pour transmettre une image de 4Mo sur une voie à 1Mb/s
Durée d'émission =
La taille d’un message, notée , est limitée. Aussi, la durée d’émission est le rapport « taille du message » sur « débit » :
. La durée d’émission est une composante du délai d’acheminement. Lorsque vous avez un document à transmettre, sa durée d’émission est proportionnelle à sa taille divisée par le débit.
Le délai de propagation noté c’est le temps nécessaire à la propagation d’un signal physique de la source vers le puits: c'est une grandeur physique incompressible. Ce délai de propagation est fonction de L, la distance à parcourir et de la vitesse V de propagation dans le
support.
Le délai d’acheminement sur un canal physique est la somme du délai de propagation + la durée d’émission
.
Au même instant, du fait du délai de propagation, le modem émetteur et le modem récepteur ne travaillent pas sur la même donnée. Ces entités étant distantes, il n’y a pas d’horloge commune comme sur un ordinateur. Les deux processus émetteur et récepteur sont dits asynchrones. Les deux processus travaillent en parallèle.
On retrouve, à ce niveau, le parallélisme déjà évoqué mais, à la différence d’un ordinateur, sans possibilité de mémoire partagée ni d’horloge commune.
Cette propriété d’asynchronisme est fondamentale dans le traitement des problèmes réseau. En réseau, il n’est pas possible de provoquer l’arrêt simultané des processus. Il n’y a plus de base de temps unique (universelle). Cela a des conséquences majeures qui distinguent radicalement la conception d’une application centralisée de celle d’une application parallèle (en réseau).
Voie bidirectionnelle
La voie que nous avons dessinée au début est unidirectionnelle. On dit aussi simplex. Par exemple : un canal radio ou un canal satellite.
Un canal half-duplex est un canal simplex utilisé à l’alternat dans un sens puis dans l’autre.
La plupart des voies sont bidirectionnelles, ou full-duplex. Un modem permet l’émission et la réception afin de construire une voie bidirectionnelle. Les fonctions émission et réception travaillent en parallèle.
Par contre, chacun des sens de la voie peut avoir un débit propre. C’est le cas de aDSL ou le débit descendant de l’opérateur est plus élevé que celui remontant vers l’opérateur.
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