Pour que la transmission de données puisse s'établir,
il doit exister une ligne physique, un signal radio
électrique ou lumineux, appelé aussi voie de transmission
ou canal. Ces voies de transmissions sont constituées
de plusieurs tronçons permettant de faire circuler les
données sous forme d'ondes électriques ou lumineuses.
Les méthodes décrites ci-dessous ne sont pas exhaustives,
ce sont les plus courantes.
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Qu'est-ce qu'une Opération de commutation ?
C'est l'établissement d'une connexion temporaire entre
deux points d'un réseau. On peut faire de la commutation
de circuit qui utilise le réseau téléphonique (RTC),
et de la commutation de paquets qui utilise le réseau
(IP) Internet....
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Bande passante
Bande passante, en communications analogiques : c'est
la différence entre les fréquences les plus hautes et
les plus basses au sein d'une plage donnée. Symbole
f min à f max .
Pour le numérique, la bande passante est exprimée en
bits par seconde (b/s). C'est le volume d'informations
pouvant transiter sur un support de communication informatique
(fil téléphonique, câble coaxial, fibre optique, ondes
radio, etc.). C'est aussi, l'intervalle de fréquences
à l'intérieur duquel les données seront correctement
transmises.
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La commutation par circuits
La voix, même numérisée, se prête peu au découpage en
paquets car la conversion numérique / analogique nécessaire
à la restitution du signal vocal au destinataire impose
le strict respect d'une contrainte de temps (ex: la
voix numérisée au débit de 64 Kbit/s, équivaut à un
échantillon d'un octet toutes les 125 ms). Ce besoin
spécifique de la voix par rapport aux données caractérise
un signal isochrone (Communications
où données transmises selon un timing précis).
La voix numérisée est sensible au temps de transmission
qui doit être respecté scrupuleusement, mais elle est
peu sensible aux erreurs de données jusqu'à un certain
seuil.
L'attribution d'une capacité fixe, pour une durée déterminée,
résout le problème du délai variable. Cette technique,
appelée commutation de circuits, si elle est bien adaptée
aux flux d'informations comme la voix, n'est pas très
efficace pour les transmissions de données. En commutation
de circuits, l'ensemble des ressources du réseau, contribuant
à cette capacité, est immobilisé pour toute la durée
de la connexion. Le principe de la commutation de circuits
consiste à établir, en préalable à la commutation, une
liaison par l'interconnexion de plusieurs voies bout
à bout. Chaque communication passe par trois phases
successives :
-
Établissement
de la liaison: phase de commutation active pour
détecter la demande de service, recevoir et interpréter
l'identité du terminal demandé, chercher et occuper
un itinéraire et interconnecter les deux terminaux
(décrocher, composer, sonner).
-
Maintien
de la liaison pendant toute la durée de la connexion
-
Libération
des connexions sur ordre et retour à l'état libre.
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Commutation
temporelle
Dans la commutation temporelle ou numérique, ce n'est
plus le courant électrique (engendré par la voix) qui
est transporté, mais les valeurs numériques représentant
les amplitudes du signal à des instants d'échantillonnage
régulièrement espacés. Le courant n'arrive plus dans
le central d'un côté pour en ressortir de l'autre: ce
qui entre c'est une information abstraite qui, selon
les principes de la modulation en impulsions codées
(MIC, Modulation par Impulsion et Codage), décrit point
par point la courbe du message sonore.
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La
commutation par paquets
Technologie qui consiste à diviser les données en paquets
et à les envoyer sur le réseau. Chaque paquet dispose
d'un en-tête qui indique la source, la destination,
un numéro de séquence pour réassembler les informations,
un bloc de contenu des données et un code de vérification
des erreurs. Les paquets de données peuvent emprunter
des itinéraires différents vers leur destination où
les informations d'origine sont réassemblées après l'arrivée
des paquets. La norme internationale pour les réseaux
à commutation de paquets est X25.
La spécification X25 définit l'interaction point à point
entre l'équipement terminal de traitement de données
(ETTD) et l'équipement de terminaison de circuit de
données (ETCD). Un ETTD est relié à un ETCD par une
unité de traduction appelée assembleur/désassembleur
de paquet (PAD, packet assembler/désassembler). La spécification
X25 est l'oeuvre des sociétés téléphoniques.
La communication de bout en bout entre les ETTD s'effectue
par l'intermédiaire d'un circuit virtuel. Les circuits
virtuels permettent la communication entre des éléments
de réseau distincts, par un nombre quelconque de noeuds
intermédiaires, sans qu'il soit nécessaire de leur consacrer
des portions fixes du réseau.
Les circuits virtuels conservent l'ordre des paquets,
autorisent l'échange en full duplex, utilisent le contrôle
de flux et permettent le multiplexage.
Il y a deux types de circuits virtuels :
-
Permanent Virtual Circuits (PVC). Voie logique vers
le réseau entre l'origine et sa destination. Une
fois que la voie logique a été établie dans des
conditions normales, tous les paquets la suivent.
En cas de défaillance, une nouvelle voie est négociée.
Les PVC sont utilisés pour les transferts de données
les plus fréquents.
-
Switched Virtual Circuits (SVC). N'établit pas de
voie logique. Chaque paquet se fraie un chemin vers
la destination, et empreinte le trajet le plus approprié
à l'instant de la transmission. Avec cette méthode,
les paquets suivent des routes différentes et peuvent
donc parvenir à destination dans un ordre incorrect.
X25 prend en compte cette situation pour assurer
une transmission sans erreur. Les SVC sont utilisés
pour les transferts de données sporadiques.
-
Numéro de voie logique. Les paquets étant fragmentés,
pour éviter d'avoir une adresse complète dans chacun
des fragments qui empruntent le circuit virtuel,
on attribut aux paquets des numéros de voie logique
liés au chemin virtuel. Pendant le transfert des
données, X25 utilise le protocole LAPB qui permet
de s'assurer que les trames arriveront à destination
dans le bon ordre et sans erreurs. De grande mémoires
tampons sont utilisées pour répondre à des pointes
dans la demande et pour vérifier l'état des données.
Cette technique (store and forward) stoker et retransmettre
en plus la correction d'erreurs, introduit des délais
dans transmission des données. La réception des
données par le destinataire, ne peut commencer que
lorsque les données transmisses on été intégralement
reçues.
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La
commutation de cellules
ATM (Asynchronous
Transfer Mode ou MTA : mode de transfert asynchrone,
en français). Actuellement, les deux types de technologies
de commutation existantes sont :
-
La commutation
de paquets (et le relais de trames), bien adaptée
à la transmission de données.
-
La commutation
de circuits, qui prend en compte le caractère isochrone
du service téléphonique
La commutation de cellules allie la simplicité de la
commutation de circuits ainsi que la flexibilité de
la commutation de paquets. Simplicité grâce à la longueur
de la cellule qui permet de concevoir des commutateurs
de cellules relativement simples et performants. D'autre
part, si l'on accepte de limiter la taille des files
d'attente dans les commutateurs et de ne pas utiliser
les liaisons d'accès au maximum des possibilités, la
petite taille des cellules permet une émulation de circuit
isochrone. Flexibilité du fait que les cellules sont
des paquets, avec entête, permettant d'établir des connexions
virtuelles qui peuvent être multiplexées. Le débit est
adapté aux caractéristiques de la source, au lieu d'être
imposé par la liaison d'accès.
|
Contraintes
|
Commutation de circuits
|
Commutation de paquets
|
Commutation de cellules
|
|
Temps réel
|
oui
|
non
|
oui
|
|
Transparence
|
oui
|
non
|
oui
|
|
Protocole de bout en bout
|
oui
|
non
|
oui
|
|
Débit variable
|
non
|
oui
|
oui
|
|
Multiplexage statistique
|
non
|
oui
|
oui
|
|
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Qu'est qu'une cellule ?
L'idée de base des réseaux à commutation de cellules
est de transmettre toutes les données dans des petits
paquets de taille fixe appelés cellules. La taille de
la cellule présente une certaine importance car celle-ci
influe sur la forme des protocoles des couches supérieures.
Afin que le récepteur puisse interpréter correctement
les données contenues dans la cellule, cette dernière
doit contenir des informations de contrôle décrivant
la relation de cette cellule avec les autres dans le
flot de données. La taille des cellules est de 48 octets
de charge utile et 5 octets d'en-tête, soit 53 octets.
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La
communication sans fil
Communication sans fil entre un ordinateur et un autre,
ou entre un ordinateur et un périphérique. La lumière
infrarouge constitue la forme de communication sans
fil proposée par le système d'exploitation Windows pour
la transmission des fichiers. Les fréquences radio,
semblables à celles utilisées par les téléphones portables
et les téléphones sans fil, constituent une autre forme
de communication sans fil.
IEEE 802.11g est la norme mondiale de réseau local sans
fil dans le spectre de 2,4 GHz. Elle spécifie un débit
élevé, à savoir 54 à 108 Mbits/s, alors que les normes
précédentes comme 802.11, Home RF et et 802.11b étaient
limitées à 2 et 11Mbits/s. Les technologies de réseau
local sans fil étant plus économiques et plus rapides,
elles sont considérées dans de nombreuses situations
comme une alternative viable au réseau câblé. Un réseau
local sans fil comprend deux composants principaux :
un point d'accès qui sert de récepteur du signal sans
fil qu'il transmet au câble interne et un client sans
fil compatible. Pour l'instant, aucun standard sans
fil ne s'est véritablement imposé. La technologie sans
fil Bluetooth est une méthode simple permettant d'établir
une connexion et une communication entre des dispositifs
électroniques comme des PC, des portables, des téléphones
cellulaires, des dispositifs d'accès au réseau et des
périphériques sans fil ni câble. Il s'agit d'une technologie
qui utilise la fréquence radio de courte portée similaire
à celle employée pour les téléphones sans fil. Elle
se caractérise par un coût peu élevé et une faible consommation
électrique. Elle est donc parfaitement adaptée aux dispositifs
alimentés par batterie.
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Codage des signaux de transmission (Liaison a travers
le RTC)
Pour qu'il puisse y avoir un échange de données, un
codage des signaux de transmission doit être choisi,
sa mise en oeuvre dépend du support physique qui est
utilisé pour le transfert des données, ainsi que de
la vitesse de transmission. Exemple:
Le modem émetteur transforme les données numériques
sortant de l'ordinateur source en signaux analogiques
pouvant être acheminés par une ligne téléphonique. Le
modem récepteur transforme les signaux analogiques en
signaux numériques qu'il renvoie à l'ordinateur de destination.
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Les types
de liaison
La liaison simplex: Les données circulent dans un seul
sens, de l'émetteur vers le récepteur. Exemple: Les
données circulent de votre ordinateur vers une imprimante.
La liaison half duplex: Les données circulent dans les
deux sens, mais pas simultanément. Ce type de liaison
permet d'avoir une liaison bidirectionnelle.
La liaison full duplex: Les données circulent de façon
bidirectionnelle et simultanément, ce qui signifie que
si vous utilisez deux transmissions sur le même support,
la bande passante est divisée par deux pour chaque sens
d'émission des données.
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Le multiplexage
C'est la capacité à transmettre sur un seul support
physique (voie haute vitesse) des données provenant
de plusieurs équipements (voies basse vitesse).
La voie haute vitesse: c'est la voie de communication
entre le multiplexeur et le démultiplexeur, elle prend
en charge l'ensemble du trafic.
La voie basse vitesse: c'est la voie de communication
reliant le terminal de l'utilisateur au multiplexeur,
elle prend en charge le trafic de l'utilisateur.
Multiplexeur:
Équipement permettant de combiner les signaux provenant
des émetteurs pour les transmettre sur la voie haute
vitesse. Le démultiplexeur et l'équipement sur lequel
les récepteurs sont raccordés à la voie haute vitesse.
Multiplexage
fréquentiel: Aussi appelé MRF (Multiplexage par
répartition de fréquence ou FDM, Frequency Division
Multiplexing) permet de partager la bande de fréquence
sur la voie haute vitesse en une série de plusieurs
canaux moins larges, qui permettront de faire circuler
sans interruption sur la voie haute vitesse les données
provenant des différentes voies basse vitesse.
Multiplexage
statistique: Le multiplexage statistique reprend
les caractéristiques du multiplexage temporel, à la
différence près qu'il ne transmet sur la voie haute
vitesse que les voies basses vitesses comportant des
données. Ce type de multiplexage se basent sur des statistiques
concernant le débit de chaque ligne basse vitesse. Ainsi,
la ligne haute vitesse ne transmettant pas les blancs
(problèmes spécifiques a l'électronique rencontrés à
des vitesses de plus 100 mégahertz).
Multiplexage
temporel: Le multiplexage temporel, Aussi appelé
MRT (Multiplexage par répartition dans le temps ou TDM,
Time Division Multiplexing) permet d'échantillonner
les signaux des voies basse vitesse pour les transmettre
successivement sur la voie haute vitesse en leur allouant
la totalité de la bande passante, même si celles-ci
ne possèdent pas de données à émettre (il n'est pas
possible de traiter les signaux en continu, par souci
de simplicité, on échantillonne les signaux à un rythme
régulier d'où la possibilité d'avoir une bande passante
sans émission).
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Communication Synchrone / Asynchrone
Précise
la façon dont un échange se déroule par rapport au temps.
La communication synchrone, dite aussi « en temps réel
» Caractéristique des signaux qui utilisent la même
fréquence d'horloge et qui ont la même référence temporelle.
Mode de transmission dans lequel les données sont envoyées
par blocs et ne demandent pas la présence de bits de
départ et d'arrêt entre les octets. La synchronisation
est assurée par l'envoi d'une part d'un signal d'horloge
avec les données, et d'autre part de configurations
de bits spéciales pour indiquer le début de chaque bloc.
Une communication téléphonique et un exemple courant
de communication synchrone.
La communication asynchrone: Mode de communication dans
lequel deux ordinateurs s'échangent des informations
sans être synchronisés. Les informations sont transmises
et traitées à intervalles variables selon les ressources
disponibles, en utilisant des références temporelles
différentes. Les signaux ont des phases et des fréquences
différentes. Dans la mesure où les données sont reçues
à intervalles irréguliers, il faut que le modem récepteur
soit informé du début et de la fin des bits de données
d'un caractère. Ceci s'effectue au moyen de bits de
départ et d'arrêt. Types des communications asynchrones
: Un forum Internet et le chat.
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Contôle de flux Materiel / logiciel
Contrôle de flux: Dans une connexion, six liens différents
entrent en jeu : de l'ordinateur d'émission au modem
d'émission, du modem d'émission au modem de réception,
du modem de réception à l'ordinateur, et vice-versa.
Chacun peut posséder des vitesses de transmission des
données différentes. Lorsque le modem de réception est
temporairement incapable d'accepter les données, il
doit pouvoir indiquer au modem d'émission de ralentir
ou de l'attendre. Le contrôle de flux est la méthode
permettant à un modem de contrôler la vitesse à laquelle
les données sont envoyées par les autres modems.
Contrôle de flux matériel: Le contrôle de flux matériel
(RTS/CTS) dépend du modem pour contrôler le flux des
données. Il doit être utilisé pour les modems ultra
rapides ou les modems utilisant la compression des données.
Contrôle de flux logiciel: Le contrôle de flux logiciel
(également appelé XON/XOFF) utilise les caractères de
données pour indiquer le démarrage ou l'arrêt du flux
de données. Cela permet au modem d'envoyer un caractère
de contrôle pour signaler à l'autre modem d'arrêter
la transmission tandis qu'il rattrape son retard. Le
contrôle de flux logiciel est plus lent et moins recommandé
que le contrôle de flux matériel. Le contrôle de flux
logiciel n'est utilisé que pour la transmission de données
textuelles. Il ne peut être utilisé pour le transfert
de fichiers binaires car les données binaires peuvent
contenir des caractères spéciaux de contrôle de flux
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