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 :

1. 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. 

2. 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.

3. 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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