Les RESEAUXLa liaison de données (Couches 1 et 2)

2Yonel GRUSSON

Définition : La Liaison Téléinformatique

A B

ÉquipementInformatique

Distance D

La Distance D est INDIFFERENTE(Pour l'utilisateur)

Moyen de transmission

ÉquipementInformatique

3Yonel GRUSSON

Définitions : Liaison de données Circuit de données

SS LL

CIRCUIT DE DONNEES

LIAISON DE DONNEES

E T T D (A) E T T D (B)

E T T D : EQUIPEMENT TERMINAL DE

TRAITEMENT DE DONNEES

Moyen de transmission

4Yonel GRUSSON

S

L

E T T D : EQUIPEMENT TERMINAL DE TRAITEMENT DE DONNEES

L’ETTD assure le traitement des données transmises ou reçues (ordinateur, terminal…)Il se compose de 2 parties :

Source des données

Un contrôleur de communication

2 contrôleurs de communication

+ 1 circuit de données

= 1 Liaison de données

5Yonel GRUSSON

Circuit de données

SS LL

CIRCUIT DE DONNEES

LIAISON DE DONNEES

E T T D (A) E T T D (B)

ETCD

ETCD

ETCD : EQUIPEMENT TERMINAL DE CIRCUIT DE DONNEES

Jonction ETTD/ETCD normalisée

6Yonel GRUSSON

ETCD : EQUIPEMENT TERMINAL DE CIRCUIT DE DONNEES

L’ETCD assure la gestion des communications, la bonne émission et réception des SIGNAUX.

Il établit la liaison, la maintient et y met fin. Il assure également la conversion du signal entre l’ETTD et le support de transmission.

Exemple : MODEM (Attention pas seulement)

7Yonel GRUSSON

ETTD

DTE : Data Terminal Equipment

ETCD

DCE : Data Communication Equipment

TERMINOLOGIE

8Yonel GRUSSON

Liaisons de données et réseau

ETTD

ETTD

ETCD

ETCDETCD

ETCD

ETCD

ETCD

ETCD

ETCD

9Yonel GRUSSON

La TRANSMISSION

L ’étude de la transmission de l ’information suppose :

– Une codification de cette information,

– Une technique pour transmettre ce code,

– Un support de transmission.

10Yonel GRUSSON

Les Différents Codes Code International n° 2 (ou Code

Baudot) Code DCB Code N° 5 du CCITT

(ou Code ASCII ou Code ISO) Code EBCDIC Code ANSI Code VideoText (Minitel)

Dans les transmissions l'octet reste encore une unité de référence.

11Yonel GRUSSON

Le Signal

La fonction d’une ondesinusoïdale élémentaire est :

a(t) = A SIN (w t + ph)

Avec : t : le Temps A : l’amplitude maximale w : la pulsation w = (2 pi f) avec f la fréquence ph : la phase a(t) : L’amplitude à l’instant t

12Yonel GRUSSON

Le Signal

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Temps

a(te

mps

)a(t) = 2 SIN (2.pi.t) ou f=1 et ph = 0

13Yonel GRUSSON

Le Signal

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Temps

a(te

mps

)

Am

pli

tud

ePhase 1

Phase 2

1 Période

FREQUENCE = Nombre de périodes par seconde1 Hz = 1 période par seconde

14Yonel GRUSSON

Caractéristiques du SIGNAL

L’AFFAIBLISSEMENTLa puissance du signal reçu (P2) est

plus faible que celle du signal émis (P1).

Affaiblt = 20 * log10 (P2/P1)Augmente avec la fréquence et la

distance.

15Yonel GRUSSON

Caractéristiques du SIGNAL

DISTORSION D’AMPLITUDEAu moment T l’amplitude est

augmentée ou diminuée

DISTORTION DE PHASEDéphase du signal par rapport à une

porteuse

16Yonel GRUSSON

Caractéristiques du SIGNAL

LES BRUITSEnsembles des composantes aléatoires

et non significatives d’un signal.Perturbations internes (composants

électroniques, échauffement…) ou externes (Champs électromagnétiques, radiations…).

Sr(t) = s(t) + b(t)avec Sr(t) : Signal reçu , s(t) :signal transmis et b(t) : bruit

17Yonel GRUSSON

Le rapport Signal sur Bruit (S / B)

est une caractéristique d'un canal.

Ce rapport varie dans le temps du fait qu'il est aléatoire.

Il s'exprime en DECIBELS (Db)

Caractéristiques du SIGNAL

18Yonel GRUSSON

Caractéristiques du SIGNAL

LARGEUR DE LA BANDE OU BANDE PASSANTE

Différence entre la plus haute et la plus basse fréquence que laisse passer sans altération un canal de transmission.

La Ligne téléphonique traditionnelle a une bande passante de 3100 Hz (de 300 à 3400 Hz)

19Yonel GRUSSON

Caractéristiques du SIGNAL

On appelle Bande Passante d’une voie de transmission pour un affaiblissement donné A, l’intervalle de fréquences soumises à un affaiblissement inférieure ou égale à A.

La Bande passante d’un canal de transmission peut être partagée

20Yonel GRUSSON

Caractéristiques du SIGNAL

Capacité maximale et théorique d’un canal. Formule de Shannon :

C = W Log2 (1 + S/B)avec W : la bande passante (en Hz) S : Puissance du signal B : Puissance du bruit S/B en Décibels (Db) C : Capacité en Bit/secExemple : Une ligne téléphonique avec une bande

passante de 3200 Hertz et S/B=10db pourra atteindre un débit théorique de 10 K/bit/s

21Yonel GRUSSON

TECHNIQUES DE TRANSMISSIONSERIE / PARALLELE

Parallèle sur 8 bits

8 Bits Transmis au moment T

Term

inal

Micro

Ordinateur

8

22Yonel GRUSSON

TECHNIQUES DE TRANSMISSION

Transmission en série d’un octet

D1D2D3D4D5D6D7D8

T1T1 T3T2Horloge

1

1

11

0

0

0

0

1

1

11

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0Sortie Série

Registreà Décalage

23Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

Ce type de transmission consiste à émettre sur la ligne des courants qui reflètent la valeur des bits transmis. Par exemple un courant nul pour un 0 et un courant positif pour un 1.

Il existe plusieurs techniques de transmission en bande de base.

24Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

Non Retourà Zéro N.R.Z

Code àémettre 00 01 1 1 1

+v

-v

CodeBiPolaire

+v

-v

0

25Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

1 : Transition au milieu de l’intervalle0 : Pas de transition si suivi par un 1Transition à la fin de l’intervalle si suivi d’un 0

Code àémettre 00 01 1 0 1

Code deMiller

+v

-v

0

26Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

1 : Transition de HAUT en BAS au milieu de l’intervalle0 : Transition de BAS en HAUT au milieu de l’intervalle

Code àémettre 11 10 0 1 0

+v

-v

CodeManchester

27Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

0 : Transition (selon la fin du bit précédent)1 : Pas de Transition

Code àémettre 10 11 0 1 0

+v

-v

CodeManchesterdifférentiel

28Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

Transmission TETRAVALENTE

+v1

+v0

-v0

Code àémettre 1001 10 11 00

-v1

0

29Yonel GRUSSON

Transmission en Bande de Base

Inconvénient : Dégradation très rapide des signaux avec la longueur de la transmission. Nécessite de régénérer régulièrement le signal. Distance maximum quelques kilomètres.Ne permet le partage de la bande passante (multiplexage).

Avantage : Technique facile à mettre en œuvre. Utilisation d'un adaptateur.

30Yonel GRUSSON

Transmission en MODULATION

La modulation consiste à modifier une des caractéristiques du signal sans modifier les autres. La nature de l’information (0 ou 1) vient moduler une onde qui devient «porteuse» de la donnée. On distingue :

Modulation de Fréquence Modulation d’Amplitude Modulation de Phase

31Yonel GRUSSON

Modulation de Fréquence

32Yonel GRUSSON

Modulation d’Amplitude

33Yonel GRUSSON

Modulation de Phase

34Yonel GRUSSON

VITESSE.....

Vmod = 1/T

Avec T la durée du moment élémentaire

Se mesure en BAUD

1 Baud = 1 moment significatif par seconde

Vtr = 1/T * log2VAvec V la VALENCE du Signal (Nombre de représentations possible avec le signal)Se mesure en BIT/Seconde.

35Yonel GRUSSON

VITESSE.....

00 01 1 1 1

+v

-v

20 20 20 2020 20 20Temps en ms

De MODULATION

Vmod = 1/0,02 = 50 BaudsDe TRANSMISSION

Vtr = 1/0,02 * log22 = 50 Bits/Sec.

36Yonel GRUSSON

VITESSE.....

+v1

+v0

-v0

1001 10 11 00

-v1

Ainsi avec une Transmission TETRAVALENTE

0

Avec T=0,005 et V=4

Vmod = 200 BaudsVtr = 400 Bits /s

37Yonel GRUSSON

Modulation par impulsions codée

Un signal analogique utilisant une BANDE PASSANTE égale à F peut être représenté par une série d’échantillons prélevés à une fréquence au moins égale à 2F

Par exemple un signal occupant une bande passante de 10 000 Hz devra échantillonner au moins 20 000 fois par seconde.

38Yonel GRUSSON

Modulation par impulsions codée

v5

v4

v2

v1

Les valeurs binaires Vi sont transmises

v6

v3

Temps entre deux échantillons

39Yonel GRUSSON

Les SUPPORTS DE TRANSMISSION

Les Paires METALLIQUES Le Câble COAXIAL La FIBRE OPTIQUE Les Supports "Immatériels"

– Rayon Infrarouge

– Faisceaux HERTZIENS

– Ondes radioélectriques (inutilisées)

– Les Satellites

40Yonel GRUSSON

Les Paires METALLIQUESou paires Torsadées

Support typique de l’infrastructure téléphonique.

Réamplification du signal sur longue distance. Quelques dizaines de Km sans régénération

La Bande Passante dépend :– du diamètre et de la pureté des conducteurs,– la nature des isolants.

Débit sur longue distance, quelques Kbit/s. En réseau local quelques Mbit/s

41Yonel GRUSSON

Le Câble COAXIAL

Cuivre

Isolant en Plastique

Tresse métallique

Gaine en plastique

42Yonel GRUSSON

Câble de 50 ohms pour les transmissions en bande de base et de 75 ohms pour les transmissions analogiques.

Bande passante et protection électromagnétique plus importante qu’avec la paire torsadée

Débit : 10 Mbit/s sur le Km, plus sur des distances plus courtes (et inversement).

Moins économique que la paire torsadée.

Le Câble COAXIAL

43Yonel GRUSSON

La FIBRE OPTIQUE

Fil de VERRE finà base de Silice

Gaine qui maintien la lumièreà l ’intérieur de la fibre

Sourcelumineuse

Propagation du rayon lumineux dans la fibre

44Yonel GRUSSON

La bande passante de la lumière visible est d’environ 1014 Hz - Support avec une forte potentialité de transmission.

Système de transmission = Dispositif émetteur (diode laser) + Fibre Optique + Dispositif de réception

Nécessite une transformation du signal à l’émission et à la réception.

Débit : Plusieurs Gbit/s sur quelques dizaines de kilomètres.

Insensibilité aux interférences Coût relativement élevé.

La FIBRE OPTIQUE

45Yonel GRUSSON

Supports Immatériels

Les systèmes « à vue directe »– L ’Infrarouge (essentiellement dans les LAN)– Les faisceaux Hertziens utilisent une bande

passante de 2 à 40 Ghz. La bande de 4 à 6 Ghz est la plus utilisée. Bien que directif, ce système reste de la diffusion (sécurité).

Les satellites– Bande Passante de 500 Mhz partagé entre

plusieurs répéteurs utilisant une bande de 36 Mhz.

– Diffusion des ondes

46Yonel GRUSSON

Le SENS DE TRANSMISSION

UNIDIRECTIONNEL ou SIMPLEX

ETCD

ETTD ETTD

ETCD

ETCD

Un seul sens possible

47Yonel GRUSSON

Le SENS DE TRANSMISSION

BIDIRECTIONNEL à l’Alternatou HALF-DUPLEX

ETCD

ETTD ETTD

ETCD

ETCD

2 Sens sont possiblesMais un seul au moment t

48Yonel GRUSSON

Le SENS DE TRANSMISSION

BILATERALE Simultanéou FULL-DUPLEX

ETCD

ETTD ETTD

ETCD

ETCD

2 Sens sont possibles simultanément(support doublé)

49Yonel GRUSSON

Le SYNCHRONISME

Liaison ASYNCHRONE (Start/Stop)

1

05 a 8 bits de Données

État Repos(Attente)

BIT DESTART

STOP =1 ou 2 Bits

Nouveau Bit de Startou mise en Attente

50Yonel GRUSSON

Le SYNCHRONISME

Liaison ASYNCHRONE (Start/Stop)

• Deux CARACTERES peuvent être émis à des moments quelconques (asynchrone).• Le synchronisme commence avec le START sur la durée d’un caractère.• Méthode inadaptée à des vitesses élevées

51Yonel GRUSSON

Le SYNCHRONISME

Liaison SYNCHRONE

1

0

0 0 1 1 00 0 1 0 1

Caractère desynchronisation

(ASCII)

BLOC deN Bits

52Yonel GRUSSON

Le SYNCHRONISME

Liaison SYNCHRONE

• La transmission concerne des blocs de N bits.• La synchronisation de l’émetteur et du récepteur se fait à l’aide d’un ou plusieurs caractères de synchronisation.• En mode synchrone les codes deviennent transparents. La transmission concerne N bits que le récepteur interprète comme il le désire.

53Yonel GRUSSON

Optimisation d ’une liaison de données

Le multiplexage La concentration

54Yonel GRUSSON

Le MULTIPLEXAGE

ETTD

ET

CD

ET

CD

MULTIPLEXEUR

Ligne detransmissionETTD

Le multiplexeur divise par une méthode invariable dans le temps ou dans l’espace (fréquences) un support commun entre plusieurs canaux. Il n’interprète pas les données qui le traversent, il est transparent.

55Yonel GRUSSON

Le MULTIPLEXAGE

TEMPORELE1

E2

E3 Temps réservé à E3

TEMPOREL STATISTIQUELes «tranches» de temps sont allouées dynamiquementet déterminées statistiquement.

56Yonel GRUSSON

En FREQUENCE

E1

E2

E3 Fréquences réservée à E3

Fréquences réservée à E2

Fréquences réservée à E1

Bande inutilisée pour éviter les interférences

Le MULTIPLEXAGE

57Yonel GRUSSON

Les multiplexeurs travaillent par paire. La somme des vitesses des différentes

terminaux est égale à celle de la ligne de transmission.

C >= di

avec C la capacité de la ligne

di le débit du ième équipement.

Le MULTIPLEXAGE

58Yonel GRUSSON

De nombreux appareils portent cette appellation (cf réseau local).

Le concentrateur est le plus souvent un multiplexeur avec des fonctions en plus :– Stockage des données (C < di )

– N’est pas transparent (transformation du synchrone en asynchrone).

– Mise en place d’un autre protocole

La CONCENTRATION

59Yonel GRUSSON

La CONCENTRATION

ORDINATEUR

CONCENTRATEUR

Lignes à Faible Débit

Ligne à Fort Débit

60Yonel GRUSSON

JONCTION NORMALISEEETTD / ETCD

Les jonctions ETTD / ETCD sont normalisées par l ’UIT-T (ex CCITT).

Ses normes portent le nom d’AVIS Exemple :

L’AVIS V24 également connu sous son appellation américaine RS232C

61Yonel GRUSSON

Établissement du circuit de données(s’il n’est pas permanent).

Initialisation : Émission de la porteuse, Synchronisation, Invitation à émettre ou à recevoir.

Transmission et Réception. Libération du circuit de données.

JONCTION NORMALISEEETTD / ETCD

62Yonel GRUSSON

PROTOCOLE DE TRANSMISSION

On distingue deux catégories de protocole :Les protocoles orientés

caractèresLes protocoles orientés

bits.

63Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

L’élément considéré est le caractère. Dans le code on distingue les caractères de

commande de la transmission et d’information. Les premiers ne peuvent apparaître dans les seconds.

Type de liaison : point à point et multipoint.

Circuit de données spécialisé ou commuté. Transmission asynchrone et synchrone

(surtout synchrone) Mode d’exploitation bilatérale à l’alternat.

64Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

Le transmission est découpée en

BLOCS.

2 Types de BLOC :– Blocs de SUPERVISION

Ne contient que des caractères de commande

– Blocs d’INFORMATION Encadrés par des caractères de commande

65Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

SOH : Début En-tête

STX : Début de Texte et Fin d’En-tête

ETX : Fin de Texte

ETB : Fin de Bloc

EOT : Fin de transmission

ENQ : Demande

Les caractères de commande

66Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

ACK : Accusé de réception

NAK : Accusé de réception négatif

SYN : Synchronisation

ETB : Fin de Bloc de Transmission

DLE : Caractère d’échappement

Les caractères de commande

67Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

Schéma d’une trame

Exemples :

SOH En-Tête (début) ETBSOH En-Tête (Fin) STX Texte (Début) ETBSTX Texte (Fin) ETXL ’en-tête est facultative. Son rôle est laissé à l ’appréciation de l ’utilisateur. Pour numéroter les blocs par exemple.

SYN SYN SOH En-Tête STX ETXTexte

ouETB

BCC

68Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

Exemple de dialogue a l’alternat

ENQACK

STX ... ETX BCC NACK

ACK

ENQ

STX ... ETX BCC

EOT

ACK

EOT

ACK

STX ... ETX BCC

Station A Station B

69Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Caractère

De nombreux protocoles découle de

ce mode de base :

BSC : Binary Synchronous

Communication d’IBM.

VIP : Visualing Interactive

Processing de Bull.

70Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Bit

Procédure adaptée au nouvelles exigences :– Importance du volume transmis– Transparence du code (Abandon de

l’Octet au profit du Bit)– Rapidité des transmissions– Indépendances vis à vis du matériel et

des systèmes informatiques connectés (notion de réseau)

71Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Bit

SDLC (Synchronous Data link Control) développé par IBM (pour SNA)

HDLC (High Level Data link Control) issu de SDLC et normalisé par l'ISO

X25 basé sur HDLC utilisé par le réseau Transpac

TCP/IP «Normalisé par les faits» utilisé sur le réseau INTERNET

72Yonel GRUSSON

Protocole Orienté Bit

Bidirectionnel simultané Les messages contiennent des données

ou des informations de services Protection contre les erreurs Pas d’acquittement systématique Transparence (abandon de l’octet au

profit du bit)

Caractéristiques communes

73Yonel GRUSSON

La Protocole Orienté BitH.D.L.C

Les Types de liaisons HDLC– Liaison non équilibrée (Unbalanced)

Liaison Point a Point et multipoint• Stations primaires : trame de commandes

• Stations secondaires : trame d’informations

– Liaison équilibrée (Balanced)Liaison Point à point uniquement

• Les stations sont mixtes et peuvent émettre et recevoir des trames de commandes et d’informations

74Yonel GRUSSON

La Protocole Orienté BitH.D.L.C

Mode de fonctionnement des stations– Mode de réponse normal

(Normal Response Mode - NRM)Pour une liaison non équilibrée. La station ne peut émettre qu’à la suite d’une invitation.

– Mode de réponse Asynchrone(Asynchronous Response Mode - ARM) Les stations secondaires peuvent émettre à tout moment sans invitation d’une station primaire

75Yonel GRUSSON

La Protocole Orienté BitH.D.L.C

HDLC définit donc

3 classes de procédures

(nommées LAP - Link Access Protocol)

– Unbalanced Normal Class - UNC

– Unbalanced Asynchronous Class - UAC

– Balanced Asynchronous Class - BAC

76Yonel GRUSSON

HDLC définit donc3 classes de procédures :

La Protocole Orienté BitH.D.L.C

NRM ARM

Équilibrée

Non Équilibrée UNC

BAC

UAC

Cas impossible

LiaisonStation

77Yonel GRUSSON

La Protocole Orienté BitH.D.L.C

Trame Information (Trame I)

Fanion FanionAdresse Comdes Info. FCS

01111110 011111108 bits 8 bits 16 bitsVariable

Dans le bloc d’informations, toute suite de 5 bitségaux à 1 doit être suivie par un bit 0 pour éviterla confusion avec le fanion.

78Yonel GRUSSON

La Protocole Orienté BitH.D.L.C

Fanion FanionAdresse Commandes FCS

01111110 011111108 bits 8 bits 16 bits

Trame de SUPERVISION (Trame S)ou NON SEQUENTIEL (Trame U)

Les RESEAUXLa liaison de données

Transmission en Bande de Base

Non Retourà Zéro N.R.Z

Code àémettre 00 01 1 1 1

+v

-v

CodeBiPolaire

+v

-v

0

Code àémettre 00 01 1 0 1

Code deMiller

+v

-v

0

Code àémettre 11 10 0 1 0

+v

-v

CodeManchester

Code àémettre 10 11 0 1 0

+v

-v

CodeManchesterdifférentiel

Transmission TETRAVALENTE

+v1

+v0

-v0

Code àémettre 1001 10 11 00

-v1

0