Telecom

1. Concepts de base des télécommunications

Introduction

La transmission de données par l’entremise de lignes de communications telles le téléphone et les réseaux privés a connu son essor au milieu des années 60.

La popularité des systèmes informatiques centralisés amenait les firmes à développer des moyens pour relier les terminaux à l’ordinateur central. (télétraitement).

Au cours des années 70, les entreprises commencent à utiliser les mini-ordinateurs répartis sur plusieurs sites. Les minis sont reliés entre eux pour former les premiers réseaux.

La popularité des micro-ordinateurs dans les entreprises a amené le branchement de ceux-ci en réseau local. Les réseaux permettaient aux utilisateurs de partager des périphériques dans un premier temps et par la suite d'échanger de l’information.

Les années 90 peuvent représenter l’ère des télécommunications. Plusieurs réseaux locaux tels ceux des universités, des entreprises et des centres de recherches sont reliés entre eux pour offrir des services spécialisés offrant une riche gamme d’information aux utilisateurs. Également, le commerce électronique est en pleine expansion.

Aujourd'hui, le modem est un périphérique de base du micro-ordinateur. Il permet aux utilisateurs des micro-ordinateurs de se brancher à l'Internet à partir de la maison et d'accéder à plusieurs services.

1.1 Les signaux

a) Signal analogique- Tout ce qui est transmis naturellement tel le son et la lumière- Le téléphone transmet votre vois à la centrale en signaux analogiques- à l'origine la télévision et la radio diffusaient en mode analogique- Note : ces 3 médias de communication passent graduellement au mode numérique

b) Signal numérique- L’ordinateur produit 2 états: ouvert ou fermé représentés par le code binaire 0 et 1

1.2 Les modems (MODulateur - DÉModulateur)

Comme les réseaux de communication actuels sont conçus pour les transmissions de signaux analogiques, nous devons utiliser un appareil de conversion entre l'ordinateur et la ligne téléphonique. Le modem est un périphérique utilisé pour convertir les signaux d’un format à l’autre.

- Modulateur : conversion du signal numérique en format analogique- Démodulateur : conversion du signal analogique en format numérique

Page 2 Introduction aux télécommunications

1.2.1 Les types de modem

- Interne : utilise une fente d’extension, moins cher, mais dédié à un seul type d’ordinateur- Externe : plus cher, plus facile à configurer et pouvant s’installer sur plusieurs types d’ordinateurs

1.2.2 Caractéristiques courantes des modems

- Réponse automatique- Débranchement automatique- Composition automatique- Recomposition automatique (tant que c'est occupé)- Configuration logiciels des options- Correction automatique des erreurs de transmission de données

1.2.3 Vitesse de transmission

- La vitesse de transmission est mesurée en bits par seconde (bps). Un bit par seconde est appelé un BAUD.

- Vitesses courantes : 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14,400, 28,800, 33,600 et 56,000 bauds ou bps

- Plus la vitesse est grande plus le débit d’information est élevé

Exemple de transfert d’un fichier contenant 20 pages de texte en simple interligne.

Vitesse en bps Durée de transmission1,200 10 minutes14,400 50 secondes28,800 25 secondes500,000 1.5 seconde

- La qualité de transmission des lignes téléphoniques peut limiter la vitesse- Les conversions intermédiaires analogique-digitale effectuées par les compagnies de téléphone

limitent également la vitesse de transmission.- Les mécanismes de compression de l'information peuvent augmenter significativement le débit

des transferts, même à des vitesses réduites.

1.2.4 Le cas des modems à 56Kbps

En 1997, la firme U.S. Robotics a lancé un nouveau type de modem (le x2) capable d'atteindre des vitesses de transfert de 56Kbps. Le fonctionnement de ce modem diffère des modems conventionnels. Ainsi, contrairement aux autres modems, les x2 peuvent fonctionner avec des vitesses différentes de transmission et de réception simultanément. Ce type de modem a été conçu spécialement pour favoriser les "surfeurs" de l'Internet en privilégiant la vitesse de transfert vers le client. Cette clientèle reçoit beaucoup plus d'information en provenance du réseau qu'elle n'en transmet.

Normand Séguin, automne 1998 Introduction à l’Internet

Introduction aux télécommunications Page 3

- On peut atteindre une vitesse de 56Kbps en réception seulement (en pratique autour de 45Kbps)

- En transmission, la vitesse peut atteindre 33,6Kbps au maximum- Le fournisseur d'accès Internet doit posséder des équipements spéciaux pour transmettre à

56Kbps chez ses clients.- Seul le fournisseur peut transmettre à 56Kbps, deux modems 56Kbps branchés directement ne

peuvent pas échanger à cette vitesse. Les circuits de transmission à 56Kbps se trouvant seulement dans les équipements du fournisseur de services Internet.

- Ce type de modem est maintenant reconnu sous la norme V.90

1.2.5 Le modem câble

Certaines firmes de câblo-distribution offrent à leurs clients de les brancher à l'Internet via le câble coaxial de la télévision. Le principal avantage de ce service provient en fait de l'utilisation du câble coaxial qui permet des débits de données beaucoup plus élevés que les lignes téléphoniques conventionnelles (paires torsadées). La vitesse théorique maximale est de 5000 Mbs, mais en pratique, on peut s'attendre à un débit entre 500kbps et 1Mbps selon le volume de transfert de données dans le secteur. Le modem câble maximise la vitesse de transfert vers le client (tout comme le x2), en limitant le débit des transferts du client vers le réseau.

1.2.6 Le modem LNPA

Bell Canada, par l'entremise de sa filiale Sympatico, offre un tout nouveau type de modem pour le secteur résidentiel. Ce modem de technologie LNPA (Ligne Numérique à Paire Asymétrique) permet d'obtenir des vitesses de 1Mbps sur une ligne téléphonique résidentielle. De plus, il est possible de combiner la voix (téléphone normal) avec les signaux de communications informatiques.

1.3 Les supports de transmission

1.3.1 Paires torsadées (twisted-pairs)

- Câble de transmission le plus utilisé, le même type que celui utilisé pour les lignes téléphoniques

- Dans un câble multipaires, les deux fils de cuivre composant la paire sont torsadés afin de distinguer les paires et de diminuer l’interférence électromagnétique

- Peu coûteux et simple à installer- Utiliser sur de courtes distances- Sensible aux interférences (parasites électromagnétiques) qui nuisent à la qualité de la

communication- IBM a expérimenté une version blindée de ce câble pour diminuer l'impact des interférences et

maximiser le débit de transfert des données- Débit théorique de 1000 Mbs, en pratique 100 Mbs



1.3.2 Câble coaxial

- Le fil conducteur central de cuivre entouré d’une membrane métallique nommée blindage- Grande qualité de transmission- Grande capacité (multiplexage de fréquences, ex: câblodistribution, réception de plusieurs

chaînes simultanément)- Peu sensible aux interférences (à cause du blindage)- Débit théorique de 5000 Mbs, en pratique autour de 1000 Mbs- Plus coûteux que les paires torsadées- Vulnérable à la détérioration de son enveloppe, principalement les infiltrations d'eau

1.3.3 Fibre optique

- Fibre de verre transmettant l’information sous forme de signaux lumineux- La dimension d'une fibre optique est plus petite qu'un cheveu humain- Peu sensible aux interférences et à la corrosion- Sensible à l'humidité et supporte mal les contraintes mécaniques telles les tractions et les

pressions- Permet une vitesse de 100 Gbs- Remplace graduellement le câble en cuivre du réseau téléphonique- Jusqu'à 100km de distance avant de régénérer le signal- Possibilité d’une grande largueur de bande passante, donc une grande capacité de transfert de

données- En cas de bris mécaniques, la réparation des fibres est très délicate et difficile

1.3.4 Micro-ondes

- Transmission des données entre deux stations par un signal radio- Utilisés pour relier les différentes villes d'une même région- Nécessite des relais en moyenne aux 50 Km pour régénérer le signal (à cause de la courbure de

la terre)- Transmission de grande capacité à faibles coûts (vs câble en cuivre et fibre optique)- Peu être sujet au blocage à cause d'obstacles physiques tels les immeubles en hauteur ou les

montagnes

1.3.5 Satellites

- Satellites géostationnaires (22,300 miles d’altitude)- Les stations terrestres envoient les signaux au satellite qui les retransmet- Il y a réception du signal, amplification, changement de fréquence et retransmission vers la

terre- Toutes les stations qui «voient » le satellite peuvent se brancher- Durée de vie limitée des satellites (remplacement coûteux)



1.4 Les réseaux locaux

- Les réseaux locaux ont été conçus à l’origine pour relier les micro-ordinateurs afin de partager différents périphériques coûteux tels les imprimantes.

- Aujourd’hui, on branche en réseau les ordinateurs afin d’intégrer les différents équipements et de permettre aux différents ordinateurs d'avoir accès à l'ensemble des données et aux ressources matérielles et logicielles.

- L'intégration se fait par l'entremise des télécommunications informatiques.

- Chaque ordinateur doit posséder une interface spécifique (carte réseau) afin d'être en mesure de dialoguer avec le réseau.

1.4.1 Topologies des réseaux locaux

La topologie définie la façon dont seront connectés (le câblage) les différents ordinateurs composant le réseau. Nous présentons les 3 topologies les plus répandues.

a) Configuration en étoile (modèle centralisé) Un ordinateur dédié (serveur) fait la gestion du réseau et la gestion des périphériques. Tous les messages transmis au réseau passent par le serveur. Le serveur peut souffrir de surcharge, ce qui affectera tous les utilisateurs branchés En cas de panne du serveur, le réseau sera paralysé Topologie de moins en moins utilisée

b) Configuration en anneau Principe d'une boucle fermée Absence de serveur dédié Les ordinateurs se passent entre eux l’information transmise sur le réseau jusqu'au

destinataire Permet le partage de périphériques Si un ordinateur tombe en panne, l’anneau sera rompu et le réseau sera paralysé

c) Configuration en BUS Chacun des ordinateurs joue un rôle, mais la panne d’un entre eux ne peut pas paralyser le

réseau Configuration la plus populaire Configuration du câblage plus simple Tous les ordinateurs sont reliés au même câble Il n'y a qu'un seul ordinateur qui peut transmettre à la fois Il est possible de brancher ou de débrancher un ordinateur en tout temps sans nuire au

fonctionnement du réseau



1.4.2 Type de réseaux locaux

Pour brancher un ordinateur à un réseau local d'entreprise, nous avons besoin d'une carte d'interface de réseau. Cette carte, branchée à une des fentes d'extension de l'ordinateur, est l'interface physique nécessaire à l'envoie et à la réception de signaux électriques représentant les données. La carte réseau remplace l'utilisation d'un modem lorsque l'on désire brancher l'ordinateur au réseau local d'entreprise.

Il y a deux types courants d'interface réseau : Ethernet et IBM Token Ring. Il est à noter qu'il est nécessaire de choisir un modèle compatible au type de réseau utiliser par votre entreprise. Ethernet et IBM Token Ring sont des protocoles de bas niveau (incompatibles entre eux) suivis par les cartes réseaux afin d'assurer correctement l'échange de données entre ordinateurs. Le choix du type de carte réseau est étroitement lié à la topologie physique du réseau. Dans le cas de la topologie en étoile, celle-ci était utilisée pour le branchement de terminaux vers un ordinateur central.

a) Ethernet Populaire sur les réseaux de topologie BUS Comme les ordinateurs d'un même réseau transmettent sur le même câble, avant de

transmettre l’ordinateur doit vérifier si le réseau est libre pour éviter le brouillage des signaux.

Système de détection des collisions Protocole sensible à la congestion du réseau

b) IBM Token Ring Utilisé sur les réseaux de topologie en anneau Il y a un jeton (token) qui circule sur le réseau pour signaler que le réseau est libre L’ordinateur qui désire transmettre prend le jeton, transmet et repasse le jeton au suivant Un seul jeton sur le réseau, temps d’attente possible

1.5 Les protocoles de communication

Le protocole dicte les règles à suivre par les ordinateurs afin que les échanges de données sur le réseau puissent être faits sans faille et ainsi garantir que toute l'information se rendra à destination. C'est ainsi que les logiciels interagissent entre eux par l'entremise de protocoles de différents niveaux. Ethernet est un protocole de bas niveau. Il existe des protocoles de niveau intermédiaire et de haut niveau. Dans cette section nous ferons un survol de ceux-ci.

1.5.1 TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

En 1964, la Défense Nationale des États-Unis planifie la conception d'un réseau informatique décentralisé qui pourrait fonctionner même en cas de destruction d'une partie de celui-ci à la suite d'une attaque nucléaire. Jusqu'à ce jour, les ordinateurs étaient reliés entre eux par des lignes dédiées de communication. Le bris d'une ligne de communication rendait inaccessible un ou plusieurs ordinateurs. En 1969, le premier réseau basé sur la transmission par paquets vu le jour sous le nom de ARPAnet. Ce réseau se distinguait par le fait que la panne d'un de ses liens de communication ne pouvait pas entraîner l'interruption des communications sur le réseau. En fait chaque site avait plus d'un lien vers l'ensemble du réseau, ce qui permettait au réseau d'acheminer l'information par d'autres chemins en cas de panne d'un lien. Cette gestion des messages et de leur



acheminement sur le réseau était sous la responsabilité du protocole TCP/IP, connu sous ce nom depuis 1973. Ce protocole découpe l'information à transmettre en paquets (petite trame d’information) sur le réseau, gère son transport et son assemblage à la destination. Si un des paquets s'est perdu en cours de route, le protocole se charge de redemander seulement le paquet en question au site émetteur.

TCP/IP est un protocole de niveau intermédiaire qui est répandu sur plusieurs plates-formes et systèmes d'exploitation. L'Internet est directement issu du projet Arpanet et est basé sur la transmission de l'information à base de paquets (TCP/IP).

1.5.2 Les protocoles de haut niveau couramment utilisés sur l'Internet

Voici un sommaire des protocoles de haut niveau, aussi nommés services basés sur le protocole TCP/IP.

HTTP : Hyper Text Transfer Protocol Utilisé pour le transfert de pages Web d'un serveur à un navigateur.

SMTP : Simple Mail Transfer Protocol Utilisé pour le transfert du courrier électronique.

FTP : File Transfer Protocol Utilisé pour l'échange de fichiers.

NNTP : Network News Transfer Protocol Utilisé pour accéder aux groupes de discussions (news)

Telnet : Terminal Link Network Utilisé pour l'accès direct (en mode terminal) à un ordinateur distant.

1.6 Résumé des protocoles

Le tableau résume les différentes couches concernées par les télécommunications informatiques. Les protocoles de haut niveau sont plus près des logiciels tels Communicator de Netscape. Ainsi, lorsque l'on accède à une page Web, le navigateur utilise le protocole http qui lui s'adresse à TCP/IP et ainsi de suite jusqu'au bas niveau, le câblage.

Protocoles dehaut niveau

HTTP FTP SMTP Telnet NNTP

Protocole intermédiaire

TCP/IP

Réseaux locaux Accès distantInterface physique

Ethernet Token Ring Modem Modem câble

Câblage Coaxial, fibre optique et paires Paires torsadées Coaxial



1.7 Identification des ordinateurs

Tous les ordinateurs branchés à l'Internet doivent avoir une adresse IP (Internet Protocol) afin de les identifier d'une façon unique. Les adresses IP peuvent être fixes (toujours la même) pour un ordinateur en particulier ou obtenue dynamiquement lors du branchement à un fournisseur de services Internet. Une adresse IP est composée de 4 nombres (0 à 255) séparée par des points. Au niveau de l'interprétation des adresses IP, on constate une forme de hiérarchie en partant du global vers le particulier. Ainsi, dans l'exemple suivant, la portion 132.208 représente tout le réseau l'Uqam au complet. Le troisième nombre (33) représente un des sous réseaux spécifiques au Service de l'informatique et le quatrième nombre (68) identifie un ordinateur en particulier de ce sous réseau.

Exemple :132.208.33.68

l'ordinateur dans le bureau xRéseau du Service de l'informatiqueUqam

Les adresses IP peuvent être jumelées à une adresse nommée (adresse normalisée). Les adresses nommées permettent aux utilisateurs de faciliter les références à un ordinateur par son nom au lieu de son adresse IP. De plus, la forme nommée permet de changer l'adresse physique (IP) correspondante sans que les utilisateurs de ce serveur perçoivent le changement. Il est à noter que dans la forme nommée, l'identification de l'ordinateur vient en premier contrairement à la forme de l'adresse IP.

Exemple d'une adresse nommée

Grosmax.si.uqam.ca : Uqam.ca 132.208 Si 33 Grosmax 68

La traduction de l'adresse normalisée vers la forme numérique est effectuée par un service spécialisé nommé Domain Name System ou DNS. Le DNS est en fait une table de conversion qui permet de retrouver l'adresse IP d'un ordinateur à partir de l'adresse nommée. Il est à noter que sans le DNS, il n'est pas possible d'utiliser seulement les adresses nommées, car les ordinateurs sont identifiés par une adresse IP. L'Uqam possède son DNS pour traduire les adresses nommées uqam vers la forme numérique.

Traduction des adresses nommées vers les adresses IP

Normand Séguin, automne 1998 Introduction à l’InternetDomain Name

Systemgrosmax.si.uqam.ca 132.208.33.68

Domain Name Systemgrosmax.si.uqam.ca 132.208.33.68


1.8 Notion de domaines

Les domaines permettent de regrouper un ensemble d'ordinateurs ou de services sous un nom de domaine unique. Ainsi, les ordinateurs de l'Uqam sont regroupés sous le domaine uqam. Le domaine uqam est membre du domaine principal canadien CA. Les différentes adresses des ordinateurs de l'Uqam se terminent par uqam.ca (ex : grosmax.si.uqam.ca). Il existe plusieurs domaines principaux, dont le plus connu est sans doute celui des entreprises COM.

Exemples de domaines connus:

COM : entreprises et commerces EDU : éducation MIL : militaire ORG : organisations GOV : gouvernement FR : France UK: Grande Bretagne




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