EPIGRAPHE
Puisse le Très-Haut combler de ses multiples
grâces et fixer son regard de pitié sur tous ceux qui ont fait de
nous ce que nous sommes devenus.
Ronsard MAYEMBA
DEDICACE
v À Dieu tout puissant créateur du ciel et de la
terre, l'auteur de la vie éternelle et donateur de tout don excellent,
lui qui retire le pauvre de la poussière, relève l'indigent du
fumier pour le faire asseoir avec les grands de son peuple. Pour l'espoir nous
redonné et les riches bénédictions nous
comblées.
v Au couple Paul et Honorine VANGU ;
v Au couple Nico et Godée DIAO ;
v Au couple Honoré et Marie MANGUNGULU ;
v Au couple André et Nicole KOBI ;
v À notre tendre mère Elisabeth BUANGA.
Qui nous ont donné le sens de la vie et nous ont
toujours compté parmi les leurs à tout jamais. Leur
dévouement spontané a été pour nous un signe
d'encouragement pour l'élaboration de ce travail mais aussi durant tout
notre cursus académique car, les obstacles de toute sorte n'ont pas
manqué. Nous dédions cette oeuvre fruit de nos durs labeurs, et
moisson des germes qu'ils ont semés pour notre formation parce qu'ils
ont été les plus forts.
Ronsard MAYEMBA
REMERCIEMENTS
Connaître, parler et percevoir les
phénomènes dans la nature, ne pouvaient jamais être
possible dans notre pauvre existence sans le concours des autres. C'est
pourquoi, nous tenons ici à remercier ceux dont la présence au
monde nous soutient et dont les vertus nous ont appris le travail manuel ou
intellectuel.
Un grand merci tout particulier à :
v Professeur Jean PUKUTA et l'Ingénieur Patrick LUKELE
respectivement directeur et rapporteur qui, en dépit de leurs multiples
occupations tant personnelles que professionnelles, ont accepté
volontiers d'assumer la direction éclairée de ce travail.
v Toute la corporation professorale de l'ESMICOM pour son
professionnalisme et son dynamisme dans la qualité des matières
nous enseignées et qui, certains par leurs oeuvres nous ont
inspirés pour la réalisation de notre travail.
v Nos frères et soeurs, cousins et cousines, amis et
connaissances nous citons : Serge MAYEMBA, Doudou YIMBU, Nadine MAMBIMBI,
Daddy MNGL, Diddy MNGL, Doudou de Benita, Dorcas MNGL, Syla MNGL, Serge MPUNGI,
JB ZELEME, Hugues MVUNI, Désiré MBUANGI, Don MBAMBI, July IKONGE,
Berthe NIONGO, Omba NTOTO, Ange MPONDANI, Don LUYELO, Eric NSEKA, Benjamin,
Arnold PKT, Yves LELO, Junior MAK, Taylor PUATI, Lori, Agnès,
Edwige, et Joslyne MAYEMBA; Pour leurs réconforts
désintéressés.
v Tous les ministres de Dieu ; pour leurs
précieuses oraisons et prédications qui nous ont aidé
à grandir dans la foi en notre seigneur et maître
Jésus-Christ.
v Nos compagnons de lutte : Patrick MAYIMONA, Giscard
MANANGA et Jerry TSUMBU avec qui nous avons partagé les
réjouissances et les peines et pour l'affectueuse
fraternité nous témoignée.
Enfin, que tous ceux qui de près ou de loin, nous ont
assisté d'une manière ou d'une autre, bien que les noms ne soient
pas tous mentionnés car certains ne le souhaitent d'ailleurs pas,
découvrent à travers cette oeuvre qu'ils nous sont d'une
utilité considérable.
Ronsard MAYEMBA
INTRODUCTION GENERALE
1. Etat de la question
Pour bâtir les réseaux du futur, les
opérateurs des télécoms ont réutilisé la
structure du réseau téléphonique existante (RTC), devenue
numérique, et y ont introduit des services d'abord de type informatique,
puis vidéo.
Ces nouveaux réseaux ont hérité de leur
origine, de la voix téléphonique, une forte contrainte de
qualité de service, devant être au moins égale à
celle proposée par la commutation des circuits.
Pour arriver à ce but, ils ont peu
à peu intégré la qualité de service au transport
d'application de données dans leurs offres de réseaux par
l'implication d'un média de transmission spécial.
2. Choix et intérêt du sujet
Les réseaux multiservices impliquent l'utilisation
simultanée de plusieurs services qui sont transportés de
façon plus ou moins intégrée.
Partant de cette certitude nous disons que, ce sujet
revêtant d'une importance capitale nous a attiré l'attention car,
il nous permet de connaître et de comprendre explicitement un
modèle de ce type de réseaux proposant de transporter
simultanément de la parole téléphonique, des
données informatiques et des applications multimédias notamment
le RNIS, sur un support de transmission
sûr, capable de minimiser l'intégration de ses services,
spécialement la fibre optique.
3. Buts et objectifs de l'étude
La fibre optique est le support désigné pour les
réseaux à haut débit. Le réseau numérique
à intégration de services se scinde en deux types, nous
citons : le RNIS bande étroite et le RNIS large bande.
Le but de notre étude est de comprendre pourquoi et
comment la fibre optique est le support le mieux adapté pour la
transmission des données dans les réseaux multiservices hauts
débits à l'instar du RNIS et le pourquoi de la migration bande
étroite vers large bande du Numéris.
4. Problématique
Jusqu'au début des années 70, la diffusion de
l'information se faisait sous forme uniquement analogique. Les canaux
étaient alors spécifiques : le téléphone
véhiculait la parole, la radio les sons, la télévision la
vidéo. Chaque canal était régi par des règles qui
lui étaient propres. Puis vinrent les PDN, destinés au transport
des fichiers informatiques.
Mais à l'âge où la numérisation de
l'information progresse, la notion de canal spécifique s'efface, et on
parle aujourd'hui de l'intégration des services.
Cette problématique engendre des petites questions qui
nous éclairerons d'avantage :
ü Que veut dire intégration des services ?
ü Quel avantage tire-t-on avec le RNIS ?
ü Qu'est-ce qui justifie le choix de la fibre optique par
rapport aux autres supports de transmission ?
5. Hypothèse
L'intégration des services n'est rien d'autre que le
fait de transporter des données provenant des sources différentes
via un support unique.
L'avantage du RNIS est l'utilisation d'une seule voie pour le
transport des données issues des medias différents.
Le choix de la fibre optique lui, est lié à ses
énormes caractéristiques et performances permettant d'augmenter
considérablement les capacités des systèmes de
transmission à haut débit.
6. Méthodes utilisées
La méthode est l'ensemble des moyens raisonnés
par lequel, une discipline cherche à atteindre les vérités
qu'elle poursuit, les démontre et les vérifie. Pour
l'élaboration de notre travail, nous avons fait recours à deux
méthodes, nous citons :
ü la méthode structuro-fonctionnelle et
ü la méthode analytique.
7. Techniques utilisées
La technique est l'ensemble organisé des
procédés d'un travail. Et comme tout travail nécessite
des techniques, pour celui-ci, nous avons opté pour :
ü la technique d'analyse documentaire :
Elle met en présence le chercheur d'une part et de
l'autre, les documents contenant les informations recherchées ;
surtout qu'elle transite sur la réalité sociale par lecture des
oeuvres aussi matérielles qu'immatérielles.
8. Délimitation du travail
Dans le cadre de ce travail, nous ne prétendons pas
aborder tous les aspects liés à sa réalisation parce
qu'il faut plus le limiter sur le plan spatio-temporel :
ü Dans le temps, notre étude couvre la
période allant du 12 décembre 2008 au 29
juin 2009 ;
ü Dans l'espace, elle s'est menée sur le plan
local qu'international.
9. Difficultés rencontrées
Durant l'élaboration de notre travail, nous nous sommes
butés devant plusieurs difficultés dont la plus complexe est la
faible documentation sur le sujet enquêté dans les
bibliothèques de la place etc.
10. Subdivision du travail
Les données de nos recherches rassemblées nous
ont amené à articuler l'ossature de notre travail autour de
quatre chapitres outre l'introduction qui retrace sa philosophie et la
conclusion qui expose d'une manière résumée, le
succès de la transmission optique pour oeuvrer dans les réseaux
multiservices hauts débits de même que le RNIS; mais avant d'y
arriver, nous les précédons d'un glossaire pour apporter plus
d'éclairage dans l'entendement des termes utilisés au coeur de
cette oeuvre.
v Chapitre I : Généralités sur les
supports de transmission
Ce chapitre est orienté sur les deux moyens de
transmission qui puissent exister et en énumère les
variétés.
v Chapitre II: La Transmission Optique
Le second chapitre réserve une étude approfondie
sur la fibre optique puis sur son principe de transmission ; mais aussi
bien que sur le pourquoi de son choix comme support mieux adapté
pour oeuvrer dans les réseaux multiservices hauts débits ici le
RNIS dans notre cas.
v Chapitre III: Les Réseaux Multiservices
Le troisième chapitre se consacre sur la nature des
informations à transporter aussi bien que sur les différentes
techniques utilisées dans les réseaux multiservices.
v Chapitre IV : Le Réseau Numérique
à Intégration de Services
Le dernier chapitre quant à lui, est axé sur le
prototype des réseaux multiservices notamment "le RNIS" qui fait
d'ailleurs l'objet de notre étude dans lequel nous observons l'ampleur
de la fibre optique comme support de tronc. .1(*)
GLOSSAIRE
Dans le souci d'éviter tout équivoque ou toute
contradiction dans l'entendement des termes utilisés dans ce travail,
nous avons jugé bon de clarifier ou de préciser en avance le
contexte et le sens spécifiques dans lesquels nous les utilisons. Il
sied ce pendant de préciser que, chaque locution tout en ayant son
contenu scientifique général peut avoir une portée
sémantique particulière dans le cadre de ce travail.
v Réseau : Ensemble des moyens
matériels et logiciels mis en oeuvre pour assurer la communication.
v RNIS : Réseau Numérique
à Intégration de Services.
v PDN : Private Data Network, Réseau
privé des données.
v Fibre optique : Guide
diélectrique permettant la transmission des ondes
électromagnétiques sous forme lumineuse.
v Bande passante : Quantité
maximale d'informations en bits par seconde que peut véhiculer un canal
de transmission.
v Débit : Quantité
d'informations circulant dans un support de transmission en un instant
donné s'exprimant en Mbit/s
v Diaphonie : Défaut de
transmission résultant de l'interférence des signaux.
v Diélectrique : Qui ne conduit pas
le courant électrique.
v Filiforme : Mince comme un fil.
v Translucide : qui laisse passer la
lumière, mais sans laisser voir les objets.
v WDM : Wavelength
Divisions Multiplexing (Multiplexage en longueur d'onde
v DWDM : Dense Wavelength Divisions
Multiplexing, lorsque la séparation des canaux entre longueurs d'onde
voisines est inférieure à 2nm.
v Qos : Quality Of service.
(qualité de service).
v Commutation : Ensemble des techniques
permettant d'établir la connexion entre l'émetteur et le
récepteur.
v Commutateur : Equipement ayant pour
fonction d'assurer la transmission d'informations entre deux liens par
commutation.
v Paquet : Unité d'encapsulation
de bas, passant entre la couche réseau et la couche liaison de
données.
v Cellule : Unité de base
d'encapsulation et de transmission sur ATM.
v Numérisation : Action de
représenter un signal sous forme de nombres binaires.
v Echantillonnage : Décomposition
d'un signal analogique en échantillons numériques.
v Quantification : Remplacement de la
valeur exacte de chaque échantillon par une valeur approchée
prise dans un ensemble fini des valeurs prédéterminées.
v Codage : représentation de
chacune de ces valeurs par un signal numérique.
v PABX : Private Automatic Branch exchange.
(Autocommutateur Téléphonique d'entreprise).
v LAP : Link Access Protocol (Protocole
d'accès à la liaison)
v LAPB : LAP Balenced gère le trafic
sur les canaux B
v LAPD : LAP sur le canal D gère
le trafic sur le canal D.
v So : Interface RNIS 2B+D permettant de
connecter un périphérique RNIS (Ex : carte RNIS BRI sur un
Pc).
v S2 : Interface 30B+D permettant de
connecter un périphérique RNIS (Ex : carte RNIS PRI sur un
Pc).
v S/T : Interface utilisée sur
un accès RNIS BRI, coté utilisateur de la TNR et sur les
équipements clients.
v BRI : Basic Rate
Interface (Accès de base RNIS ; type d'accès offrant 2
canaux B à 64Kbps et un canal D à 16 kbps.
v PRI : Primary Rate Interface
(Accès primaire RNIS offrant 30 canaux B à 64Kkbps et un canal D
également à 64 Kbps servant à la signalisation.
v Canal B : Canal commuté en mode
circuit sur un RNIS servant à l'acheminement des données.
v Canal D : Canal utilisé pour la
signalisation su un RNIS.
v CCITT : Comité consultatif
international pour le téléphone et les télécoms.
v ATM : Asynchronous Tranfer Mode 2(*)
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES SUPPORTS DE
TRANSMISSION
I.1 Introduction
Le transport des informations d'un point à un autre
nécessite un média de transmission.
Dans ce chapitre, nous allons découvrir les
différents moyens de transmission qui puissent existés
notamment :
Ø Les supports guidés (supports en cuivre et
supports optiques) ;
Ø Les supports libres (faisceaux hertziens, et liaisons
satellitaires).
Il porte aussi essentiellement sur l'explication de
différentes variantes de ces moyens de transmission, quelques
caractéristiques communes et donne un aperçu sur le choix de la
fibre optique jugé précieux pour des
réseaux à hauts débits tel que le RNIS.
I.2 Caractéristiques communes
I.2.1 Bande passante
On appelle bande passante, la quantité des
données pouvant transmettre un moyen de transmission.
I.2.2 Impédance caractéristique
L'impédance caractéristique représente
l'impédance que l'on mesure à l'origine d'une ligne de
transmission.
I.2.3 Coefficient de vélocité
Le coefficient de vélocité est une grandeur qui
mesure la vitesse de propagation du signal dans un support. C'est le rapport
entre la vitesse de propagation réelle et la vitesse de la
lumière (c=3.108m/s).3(*)
I.3 les supports guidés
I.3.1 La paire torsadée
Constituée de deux conducteurs identiques
torsadés. Les torsades réduisent l'inductance de la ligne
(L).
Généralement plusieurs paires sont
regroupées sous une enveloppe appelée gaine pour former un
câble. Les câbles contiennent 1 paire (desserte
téléphonique), 4 paires (réseaux locaux), ou plusieurs
dizaines de paires (câble téléphonique).
Les signaux transmis dans ce type de médium peuvent,
selon leurs caractéristiques, parcourir plusieurs dizaines de
kilomètres sans amplification ou régénération.
Au-delà de ces distances, la remise en forme des signaux
numériques en bande de base, et l'amplification des signaux analogiques
en modulation sont nécessaires.
Généralement dans un même câble il y
a rassemblement de plusieurs paires torsadées, et les signaux qui sont
transportées dans ces diverses paires peuvent interférer les uns
sur les autres par rayonnement. Ce phénomène est appelé
diaphonie.
Si les distances entre deux entités de communication
sont inférieures à 1 kilomètre les vitesses de
transmissions peuvent atteindre plusieurs centaines de Kbit/s avec des taux
d'erreurs très acceptables. Sur des distances plus courtes, on atteint
aisément le Mbit/s. Il existe toute une variété de
câbles à paires torsadées présentant des
caractéristiques et des performances électriques
différentes; leurs prix sont également liés à ces
performances.
Fig. I. 1 : Paire torsadée
Voici les cinq catégories de paires
torsadées :
Catégorie 1: Elle n'a aucune contrainte et sert
pour les communications bas
débit.
Catégorie 2: Fréquence de 2 Mhz, de 2
à 25 paires. Dédié au transport de voix et bas
débit.
Catégorie 3: Référence pour les
réseaux locaux Ethernet et Token Ring, fréquence de 16 Mhz.
Catégorie 4: Complément de la catégorie
3 pour une plus grande sécurité.
Catégorie 5: Le standard le plus élevé
avec une fréquence de transmission de 100 Mhz.
I.3.2 Le Câble coaxial
Un autre support de transmission courant est le câble
coaxial (souvent abrégé en coax). Il bénéficie
d'une meilleure protection que la paire torsadée, ce qui lui permet
d'offrir un d débit élevé sur de plus longues
distances.
Deux types de câble coaxial sont très
répandus : L'un d'une impédance de 50 ohms, est
fréquemment utilisé dans les installations qui, dès le
départ, se destinent à la transmission numérique. L'autre
de 75 Ù, est généralement utilisé pour la
communication analogique et la télévision par câble, mais
gagne en importance depuis l'apparition de l'accès Internet par le
câble.
Un câble coaxial se compose d'une âme, un
conducteur rigide en cuivre, enfermée dans un matériau isolant
lui-même entouré d'une tresse conductrice. Une gaine en plastique
protectrice recouvre le tout.4(*)
Fig. I.2 : Câble Coaxial
De part sa constitution et son blindage, le câble
coaxial offre à la fois une large bande passante et une excellente
immunité contre le bruit. La largeur de bande dépend de la
qualité du câble, de sa longueur et du rapport signal sur bruit.
Dans les câbles modernes, elle se rapproche de 1 GHz. Ce type de
câble était largement employé au sein du système
téléphonique sur les lignes interurbaines, mais il est maintenant
remplacé par la fibre optique, surtout sur les artères longue
distance. Il est toutefois encore très utilisé pour la
télévision par câble et sur les réseaux
métropolitains.
Les inconvénients majeurs du cuivre sont une forte
atténuation et une vitesse de transmission relativement faible, ce qui
limite la distance maximum entre deux stations ou entre deux appareils
d'interconnexion.
I.3.3 Les guides d'ondes
Représenter pratiquement sous forme des tuyaux
métalliques creux, diélectriques ; les guides d'ondes
servent comme lignes de transmission en hyperfréquences.
On en distingue sous plusieurs formes à savoir :
Ø Guide rigide à section rectangulaire
Ø Guide à section circulaire
Ø Guide semi souple à section elliptique
etc.
Les guides d'ondes ont pour inconvénient majeur, le non
utilisation sur des longues distances mais possèdent néanmoins
quelques propriétés :
· Fréquence de coupure : c'est la
fréquence à partir de la quelle, les ondes peuvent être
transmises dans un guide.
· Energie électromagnétique : c'est
l'énergie transportée à l'intérieur d'un guide
d'ondes.
I.3.4 La fibre optique
La fibre optique est une alternative de plus en plus
répandue aux câbles métalliques, qui utilise la
lumière comme support des informations plutôt que
l'électricité.
Il faut donc ajouter deux étages transducteurs (les
équipements destinés à convertir les signaux), l'un au
départ, pour assurer la conversion électricité
/lumière ; l'autre, à l'arrivée, pour la conversion
inverse. Dans le premier cas, il s'agit d'une diode laser ; dans le
second, d'une photo diode.
La fibre optique est de plus en plus utilisée
grâce à ses propriétés exceptionnelles et
particulièrement une bande passante très élevée et
une atténuation très faible. Elle offre un débit
d'informations nettement supérieur à celui des cuivres et
supporte un réseau « large bande » par lequel
peuvent transiter aussi bien la télévision, la
téléphonie, la visioconférence ou les données
informatiques.5(*)
Dans une transmission optique le support étant sans
doute la fibre optique, et son influence fait l'objet de notre étude,
particulièrement dans un réseau multiservices, un
approfondissement lui est réservé au second chapitre.
I.4 Les supports libres
I.4.1 Faisceaux hertziens
Ce sont des émissions électromagnétiques
dirigées et reçues par des paraboles et des réflecteurs
semi - périphériques.
Les faisceaux hertziens existent sous formes fixes ou mobiles
et peuvent assurer la transmission des signaux analogiques ou
numériques. Les équipements faisceaux utilisent les
hyperfréquences. La forme ronde de la terre et la propagation en ligne
droite des supers hautes fréquences (SHF) qu'on ait une station
intermédiaire après 60km environ (ce qui constitue un bond).
I.4.2 Satellites
Ce sont des dispositifs chargés de diffuser sur une
partie de la surface terrestre sous forme de cône d'ondes, les ondes
électromagnétiques reçues d'un seul point terrestre.
Bref, les liaisons sans fil sont possibles grâce
à des infrarouges ou laser sur de courtes distances et grâce aux
faisceaux hertziens pour les liaisons satellitaires. Les débits sont
très élevés mais les transmissions sont sensibles aux
perturbations et les possibilités d'écoute sont nombreuses.
Après avoir donné une idée
générale sur les différents médias de transmission,
nous allons aborder au chapitre suivant, les procédés de la fibre
optique pour l'acheminement à très grande portée des flux
importants d'informations intégrées sur une même ligne de
transmission.
CHAPITRE II : LA
TRANSMISSION OPTIQUE
II.1 Introduction
Pour guider des signaux porteurs d'informations d'un
émetteur à un récepteur, la technique des
télécommunications utilise essentiellement deux moyens à
savoir :
§ Soit un support matériel entre l'émetteur et
le récepteur ;
§ Soit une transmission par ondes radioélectriques.
Il est ce pendant à noter que, parmi les supports
matériels, le mieux adapté pour des trafics importants à
haut débit est la fibre optique ; c'est pourquoi,
ce chapitre est consacré au traitement minutieux de ce moyen de
transmission, question de bien appréhender son succès.
II.2 Définition
La transmission optique fait son étude sur la
propagation de la lumière en lieu et place de la propagation des ondes
radioélectriques et exige un support de transmission spécial dit
"Fibre optique".
La fibre optique est un guide diélectrique, filiforme,
translucide permettant la transmission de la lumière. Elle est
fabriquée avec le matériau en verre de quartz ou en silice
extrêmement pur avec adjonction de bore, de phosphore ou de germanium.
Les fibres sont placées dans un tube de protection
puis réunies en un câble à plusieurs fibres armées
d'acier pour supporter l'attraction ; elles ont un diamètre de
coeur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de
micromètre.6(*)
Fig.II.1 : Fibre optique
II.3 Principe d'une transmission optique
Le principe de la transmission optique a été
développé dans les années 1970 dans les laboratoires de
l'entreprise américaine Corning Glass Woeks (actuelle Corning
Incorporated).
L'information à transmettre est transportée par
des ondes lumineuses guidées par la fibre suivant le principe de
réflexion qui se produit au niveau de la frontière entre le coeur
et la gaine. La figure ci-dessous illustre le chemin emprunté par un
rayon lumineux le long de la fibre.
Fig. II.2 : Parcours d'un rayon lumineux le long de
la fibre optique
Un système de transmission optique possède trois
composants essentiels :
§ Une source de lumière (l'émetteur
optique) appelée transducteur électro-optique ;
§ Un support de transmission guidant la
lumière et
§ Un détecteur de lumière (le
récepteur optique) appelé transducteur optoélectrique.
Récepteur
Optique
Ex Op
Emetteur
Optique
Rx Op
Signal
Signal É.
restitué
Fig. II.3 : principe d'une transmission
optique
Par convention, une impulsion de lumière indique un bit
à 1 et l'absence de lumière à 0. Le média de
transmission est une fibre en verre ultrafine, la fibre
optique.
Lorsque le détecteur reçoit de la
lumière, il génère une impulsion électrique. En
reliant à une fibre optique une source de lumière d'un
coté et un détecteur de l'autre, on obtient un système de
transmission de données unidirectionnel pouvant accepter un signal
électrique, le convertir et le transmettre sous forme d'un signal
lumineux, lequel est reconverti à l'autre extrémité en un
signal électrique.
Mais comme tout rayon dont l'incidence atteint l'angle
critique subit une réflexion interne, de nombreux rayons se propagent
sous différents angles dans la fibre optique. On dit que chacun a un
mode différent. Une fibre présentant cette
propriété est donc appelée fibre
multimodes.
Toutefois, si le diamètre de la fibre est réduit
dans des proportions telles qu'un seul rayon lumineux puisse s'y propager,
alors la fibre agit comme un guide d'ondes et la lumière ne peut se
propager qu'en ligne droite sans réflexion ; on obtient alors une
fibre monomode. Elle est plus chère que la fibre
multimodes, mais est largement utilisée sur des distances plus longues.
Les fibres monomodes disponibles actuellement permettent de
transmettre des données à 50 Gbit/s sur 100 km sans
amplification, et les débits supérieurs ont même
été atteints en laboratoire sur des distances plus courtes (plus
de 10 Tbit/s).
II.3.1 Emission
La source de lumière est un semi-conducteur en
arséniure de gallium qui peut être une diode
électroluminescente (DEL ou LED en anglais) ou une diode laser.
II.3.2 Réception
Le détecteur est aussi un semi-conducteur
appelé un photo-détecteur en général une photo
diode ou un phototransistor qui convertit un signal optique en signal
électrique.
II.4 Types de fibres optique
Suivant les modes de propagations qu'elles utilisent, les
fibres optiques peuvent être classées en 3 catégories:
Ø Les fibres monomodes
Ø Les fibres multimodes à saut d'indice
Ø Les fibres multimodes à gradient d'indice
II.4.1 Fibre monomode
Le diamètre de la fibre étant plus petit, elle
transporte le signal sur un seul chemin lumineux. Elle est surtout
utilisée pour des très longues distances.
C'est ce type de fibre qui présente les plus grandes
performances mais son coût est relativement élevé par
rapport aux fibres multimodes.
Diamètre du coeur 5 à 10um, gaine 125um ;
Bande passante très élevée de l'ordre du tétra
hertz au km ; Atténuation très faible 0.5dB/km à 13um
et 0.2dB/km à 1.5um raccordements très délicats.
Utilisée essentiellement par des opérateurs des
télécommunications. Actuellement des liaisons de 100 à 300
km sans répéteurs sont possibles.
Fig.II.4 : Fibre monomode
II.4.2 Fibre multimodes à saut d'indice
La lumière se réfléchit angulairement (en
Zig-Zag). C'est le plus courant dans les entreprises.
L'indice du coeur de la fibre est constant ;
Diamètre du coeur 50umou 62.5um le plus souvent, gaine
1,25um
Ouvert numérique 12°
Bande passante : 60MHz.km
Atténuation faible : 3dB/km à saut
0,85um
Fig. II.5 : Fibre multi mode à saut
d'indice
II.4.3 Fibre multimodes à gradient d'indice
La lumière suit une trajectoire sinusoïdale. Elle
est utilisée pour des lignes téléphoniques de moyenne
portée.
Fig. II.6 : Fibre multi mode à gradient
d'indice
Diamètre du coeur : 50um ou 62,5um, gaine de
125um
Bande passante : plusieurs GHz.km
Atténuation : 3 dB/km à 0,85 à 1,3um
II.6 Avantages et inconvénients de la transmission
optique
II.6.1 Avantages
§ Très grande bande passante
§ Très faible atténuation
§ Insensibilité aux parasites
électromagnétiques
§ Très faible encombrement
§ confidentialité,
§ Faible volume,
§ Grande légèreté (quelques grammes par
Km),
§ Très bonne qualité de transmission,
II.6.2 Inconvénients
§ Difficultés de raccordement entre 2 fibres,
§ Dérivations difficiles,
§ Difficultés sur le multiplexage de l'onde,
§ Coût d'exploitation élevé,
II.7 Applications de la fibre optique
L'application de la fibre est plus considérable du
coté télécoms, pour la construction des réseaux
à grande échelle à l'exemple du câble
transatlantique mais aussi, dans des épines dorsales (back-bones)
de certains réseaux assurées par cette dernière.
De nos jours, les stations de travail sont
connectées entre elles à l'aide de réseaux utilisant
la fibre optique car son utilisation permet des débits
d'informations plus rapides et une plus grande sûreté lors des
transmissions.
En téléphonie, les câbles coaxiaux sont
remplacés peu à peu par des fibres optiques en effet,
elles sont plus économiques sur des longues et courtes
distances et le nombre de composants nécessaires est moins important.
Son utilisation est particulièrement
intéressante pour les militaires car elle leur apporte certains
avantages:
§ faible poids
§ insensibilité au brouillage et à la
détection
II.8 Raccordement des fibres optiques
Dans l'établissement d'une liaison par fibre optique on
est contraint de relier :
§ La source émettrice à la fibre optique.
(fibre amorce)
§ Les fibres optiques entre-elles.
§ La fibre optique au récepteur optique.
On distingue 3 méthodes de raccordement des fibres
optiques :
II.8.1 Jointage
Consiste à souder deux fibres entre-elles, bout
à bout, par fusion des matériaux en utilisant une fusionneuse
automatique. (Affaiblissement 0.15dB maxi.)
II.8.2 Epissurage
Consiste, comme précédemment à assembler
bout à bout deux fibres, et de coller le tout par l'apport d'une colle
spéciale de même indice optique que les fibres à raccorder.
(Affaiblissement 0. 3dB maxi.)
II.8.3 Connexion
Consiste à utiliser deux pièces
mécaniques qui s'emboîtent ou se vissent pour amener les deux
fibres en vis-à-vis.
Les connecteurs les plus utilisés sont :
o Les connecteurs à baïonnettes ST ou ST2
o Les connecteurs à encliquetage de type Push-pull
SC
Fig.II.7 : Connecteur
SC
Fig. II.8: Les principales
structures de câble à fibres optiques sont :
II.10 Multiplexage optique
Le multiplexage optique ou multiplexage en longueur d'onde,
appelé aussi multiplexage WDM (Wavelength Divisions Multiplexing) ou
DWDM (Dense Wavelength Divisions Multiplexing)
La technologie WDM est née de l'idée d'injecter
simultanément dans la même fibre optique plusieurs trains de
signaux numériques à la même vitesse de modulation, mais
chacun à une longueur d'onde distincte.
A l'émission, on multiplexe "n" canaux au débit
nominal D, à la réception, on démultiplexe le signal
global " D" en "n" canaux nominaux.
La technologie WDM est dite dense (DWDM) lorsque la
séparation des canaux entre longueurs d'onde voisines est
inférieure à 2nm.
La technologie WDM / DWDM multiplie la capacité de
transfert d'informations d'une fibre par le nombre de longueurs d'onde qu'elle
transporte.
Un des composants clés du WDM/DWDM est l'amplificateur
à fibre dopée à l'erbium (EDFA, Erbium Doped silica based
Fibre Amplifier) qui permet de compenser les pertes d'insertion dues au
multiplexage/démultiplexage des longueurs d'onde sans passer par un
circuit électronique.
Fig. II.7 : Principe d'une liaison WDM
II.11 Modulation optique
En communication optique, le codage par bloc de type nBmB est
le plus utilisé.
Principe : On divise la séquence binaire à
transmettre en blocs de 'n' bits que l'on code par bloc de 'm' bits avec m >
n.
Ces codes permettent d'éviter de transmettre de longues
suites de '0' afin de permettre une récupération aisée du
rythme de l'horloge.
Code binaire
|
0
|
1
|
Code 1B/2B
|
01
|
Alternativement 11 et 00
|
Code Binaire
|
|
Code 1B/2B
|
|
Exemple : Code 1B/2B
II.12 Maintenance d'une liaison optique
Le réflectomètre permet de mesurer
l'atténuation de la liaison, de repérer les différents
défauts présents lors de la mise en service. (Mauvaise jonction,
contrainte,...)
La courbe peut être imprimée ou stockée
sur un ordinateur pour ensuite être utilisée pour vérifier
la performance de liaison par fibre soit périodiquement, soit en
continu.
Fig. II. Exemple de réflectomètre :
Anritsu Mw9076
Une solution pour
réaliser un réseau d'accès performant consiste à
câbler complètement le réseau de distribution. Le moyen le
plus souvent évoqué pour cela est la fibre optique. Cette
technique, qui donne de hauts débits jusqu'au terminal, est
particulièrement bien adapter au réseau numérique à
intégration de services (RNIS) large bande.7(*)
CHAPITRE III : LES RESEAUX MULTISERVICES
III.1 introduction
Les applications multiservices impliquent l'utilisation
simultanée de plusieurs services qui sont transportés par un
réseau de façon plus ou moins intégrée comme nous
l'avons fait savoir à l'introduction. A ce titre, nous songerons
à élucider d'abord la nature des informations ou des services
à transporter dans ces types de réseaux et enfin, les
différentes techniques utilisées dans ces derniers.
Ce pendant, l'intégration de plusieurs services par
l'intermédiaire d'un même réseau présente une
difficulté ; Elle doit en effet supporter les différentes
qualités de service et les contraintes liées au type de
service.
Pour répondre à ces nouveaux besoins, et avoir
les possibilités technologiques de les satisfaire, les réseaux
multiservices à hauts débits s'avèrent indispensables car
les applications multiservices (données, sons, images) sont gourmandes
en bande passante.
Fig. III.1 : Réseau multiservices
III.2 Nature des informations à transporter
Ø Données informatiques :
trafic asynchrone et sporadique
Ø Parole interactive : voix
à temps réel
Ø Vidéo : (Images ou
signaux)
Les deux applications qui posent plus de problèmes
concernent la parole et la vidéo interactives qui font intervenir un
temps de transport en temps réel.
Le service de la parole demande un débit constant avec
une contrainte de temps de bout en bout, tandisque le service de données
est asynchrone ; il n'a pas de contrainte de synchronisation, mais peut
requérir un fort débit.
Les applications multiservices se développent
très vite car elles apportent de nouvelles fonctionnalités
à la communication entre deux utilisateurs. Elles permettent un spectre
plus large de services et elles peuvent s'appuyer sur le média le plus
approprié à un instant donné.
III.3 Techniques des réseaux hauts débits
III.3.1 les modes de connexion :
Quelque soit le principe physique de l'interconnexion, il
existe deux principaux modes de fonctionnement différents :
III.3.1.1 Le mode connecté
L'avantage principal de ce mode de fonctionnement est
l'identification de l'émetteur et le récepteur ainsi la
possibilité de définir une qualité de service à
l'avance
III.3.2 Le mode non connecté
Ce principe rappelle davantage celui du courrier postal,
aucune vérification de la disponibilité du destinataire et des
intermédiaires éventuels n'est effectuée avant l'envoi.
III.3.2 Les modes d'exploitation
Le transfert d'informations entre deux systèmes A et B
peut s'effectuer en fonction des besoins et des caractéristiques des
éléments, suivant 3 modes d'exploitation de la liaison.
III.3.2.1 Liaison simplex
Le système A est un système émetteur, le
système B est un récepteur, les données sont transmises
dans un seul sens. L'exploitation en mode unidirectionnel est justifié
pour les systèmes dont le récepteur n'a jamais besoin
d'émettre (liaisons radio ou télévision).
Système A
(ETTD+ETCD)
Système B
(ETTD+ETCD)
Récepteur
Emetteur
Fig.III.2 : Liaison Simplex
III.3.2.2 Liaison sémi-duplex (half duplex)
La transmission est possible dans les deux sens mais non
simultanément, l'exploitation est en mode bidirectionnel à
l'alternat.
Ce type de liaison est utilisée lorsque le support
physique est commun aux deux sens de transmission (cas des lignes
téléphoniques) ne possède pas une largeur de bande
suffisante pour permettre des liaisons bidirectionnelles simultanées
par modulation de deux fréquences porteuses différentes ;
des procédures particulières permettent alors d'inverser le sens
de transmission (liaisons CB, par exemple).
Système A
Système B
Récepteur
Emetteur
Emetteur
Récepteur
Système A
Système B
Où
Emetteur
Récepteur
Récepteur
Emetteur
Fig.III.3 : Liaison Half Duplex
III.3.2.3 Liaison duplex intégrale (full duplex)
Les données peuvent être émises ou
reçues simultanément dans les deux sens. L'exploitation est en
mode bidirectionnel simultané.
À chaque sens de transmission correspond un canal de
communication propre ; lorsque le support physique est commun aux deux
sens de transmission. Chaque canal est défini dans une bande de
fréquence spécifique.
Système B
Système A
Emetteur
Récepteur
Récepteur
Emetteur
Fig.III.4 : Liaison Full Duplex
III.3.3 Qualité de Service
Pour assurer le support de ces applications, on a
défini une certaine qualité de service (QoS) basée sur
deux critères :
Ø La transparence temporelle (délai de transfert
et variation du délai (gigue)
Ø La transparence sémantique (respect de la
signification des informations)
III.3.4 La commutation
La commutation est l'ensemble des techniques permettant
d'établir la connexion entre l'émetteur et le récepteur.
C'est dans ce sens que les communications sont basées sur un principe
de commutation pour acheminer l'information d'un client vers un autre.
Parmi les techniques existantes nous citons :
III.3.4.1 Commutation de circuits
Les données sont transmises sur un circuit,
matérialisé par une continuité électrique,
établi provisoirement entre deux ETTD.
Les caractéristiques principales de ce type de
commutation sont :
Ø Bande passante disponible : Fixe ;
Ø Principe de facturation : À la distance et
à la durée ;
Ø Pas de stockage des informations communiquées
dans le réseau.
La commutation de circuits est utilisée principalement
sur les réseaux téléphoniques. Pour des communications
à grandes distances, la liaison est établie par une série
de commutateurs hiérarchisés et situés dans les
différents centres de transit (centres locaux, centres interurbains,
centres nationaux).
III.3.4.2 Commutation
de paquets
Un message est coupé en paquets de longueur fixe. Les
paquets sont transmis de commutateur en commutateur jusqu'à l'ETTD
destinataire. À leur arrivée dans un commutateur, chaque paquet
est mémorisé dans les tampons alloués et transmis vers le
commutateur suivant lorsqu'un tampon de celui-ci est disponible.
Les tampons d'un commutateur peuvent donc contenir à
un instant donné les paquets de différents messages.
Les caractéristiques de la commutation de paquets
sont :
Ø Bande passante disponible : Dynamique ;
Ø Principe de facturation : Au volume d'informations
transmis;
Ø Une politique de routage (choix des chemins suivant la
capacité et l'état du réseau ;
Ce type de commutation est utilisé dans les réseaux
X25.
|
Commutation de circuits
|
Commutation par paquets
|
Circuit dédié
|
Oui
|
Non
|
Bande passante disponible
|
Fixe
|
Dynamique
|
Gaspillage potentiel de bande passante
|
Oui
|
Non
|
Transmission store and forward (stocker, verifier,
faire suivre )
|
Non
|
Oui
|
Chaque paquet suit la même route
|
Oui
|
Oui ou Non (suivant le réseau)
|
Quand peut apparaître la congestion
|
À l'établissement du circuit
|
À chaque paquet transmis
|
Principe de facturation
|
À la distance et à la durée
|
Au volume d'informations transmis
|
Tableau III.1 : Comparaison des réseaux
à commutation de circuits et à commutation par paquets
III.3.4.3 Commutation des cellules
Dans la commutation de paquets, la taille de ceux -ci ne
permet pas de prévoir le délai de transmission des informations,
ce qui est incompatible avec le transport de la voix ou de la vidéo.
Pour pallier cet inconvénient l'OSI a normalisé une technique de
commutation de cellules de longueur constante, émises à
l'intervalle de temps constant sur des voies de communication. Cette technique
est principalement exploitée dans le réseau ATM (Asynchronous
Tranfer Mode) qui doit à terme remplacer le X25.
Les stations transmettent leurs données sous forme de
cellules dans des voies de communication communes. Chaque cellule est
identifiée en entrée et en sortie du commutateur par une
étiquette comprise dans son entête et sera redirigée vers
une voie de sortie suivant une table de commutation.
Les commutateurs n'ont pas de fonctions de
mémorisation, ils permettent d'optimiser les trafics en créant
des chemins virtuels regroupant les différentes voies actives.
Les performances (cellules commutées par seconde)
demandées aux commutateurs doivent être très
élevées pour satisfaire à la contrainte du temps de
transit qui doit rester constant dans le réseau, notamment pour le
transfert de la voix.
Bref, la commutation des cellules est une commutation de
trames assez particulières, dans laquelle toutes les trames
possèdent une longueur à la fois constante et très petite.
La cellule est formée d'exactement 53 octets, comprenant 5 octets
d'entête et 48 octets de données. Sur les 48 octets provenant de
la couche supérieure, jusqu'à 4 octets peuvent concerner la
supervision. 8(*)
III.3.4.4 Commutation des messages
Cette commutation consiste à envoyer un ensemble
d'information (un message) d'un émetteur vers un récepteur en
passant par un ou plusieurs noeuds de commutation. Chacun de ces noeuds attend
la réception complète du message avant de le
réémettre, cela demande des buffets sur chaque équipement,
ainsi qu'un contrôle des flux pour éviter les engorgements. De
plus le taux d'erreurs, pour des messages de taille importante doit être
très bas.
III.3.5 Numérisation du signal
Presque tous les transports d'information s'effectuent
aujourd'hui en numérique : téléphone, TV
numérique, Web, etc. Pour ce faire, les signaux analogiques doivent au
préalable être transformés en une suite
d'éléments binaires. La valeur du débit
binaire obtenu par la numérisation du signal requiert un support
physique dont la bande passante puisse être parfois supérieure
à celle nécessaire au transport du même signal
analogique.
En dépit de ces contraintes, le passage à la
numérisation généralisée s'explique par une demande
en bande passante plus faible que celle utilisée en analogique.
Trois opérations successives doivent
être réalisées pour arriver à cette
numérisation.
III.3.5.1 Echantillonnage
La première phase est l'échantillonnage, qui
consiste à choisir des points, ou échantillons, du signal
analogique au fur et à mesure que ce dernier se déroule. Ces
échantillons sont transportés au récepteur et
reliés les uns aux autres de sorte à retrouver une approximation
du signal. Il est évident que plus la bande passante est grande, plus
il faut prendre d'échantillons par seconde pour que le signal
récupéré par le récepteur soit valide.
III.3.5.2 Quantification
La deuxième phase est celle de la quantification, qui
consiste à représenter un échantillon par une valeur
numérique au moyen d'une loi de correspondance. La loi la plus simple
consiste à diviser l'ordonnée en segments égaux. Le
nombre de segments dépend du nombre de bits choisi pour la
numérisation.
III.3.5.3 Codage
La troisième et dernière phase est le codage,
quant à lui, il consiste à coder Chaque échantillon sur un
ensemble de bits. Pour permettre le codage des différentes valeurs, 8
bits sont nécessaires.
La numérisation résulte des études
effectuées par Nyquist et Shannon.
C'est la technique MIC (Modulation par impulsion et codage) ou PCM (Pulse Code
Modulation).
En effet, le signal de la parole (que nous appellerons signal
téléphonique) fut le premier à être
numérisé pour être transmis sur un réseau
appelé RNIS (Réseau Numérique à
Intégration de Services) ou ISDN (Integrated Services
Digital Network).9(*)
La technique MIC consiste en trois
étapes citées ci-dessus et illustrer à
la figure imminente.
Fig.III.7 : Les trois étapes de MIC
III.3.5.4 Avantages de la numérisation
Les plus importants avantages de la numérisation
sont :
III.3.5.4.1 Fiabilité de la transmission
L'information transmise étant une séquence
binaire, les valeurs représentés par un signal appartiennent
à un ensemble discret et limité (un bit a deux valeurs, un
débit a 4 valeurs, un tribit 8 valeurs...). Ainsi, contrairement
à une source d'information analogique, il est possible d'utiliser des
techniques à seuil lors de la déformation du signal transmis
(qu'il soit analogique ou numérique). Après reconnaissance par
discrimination, le signal est régénéré
(répété) offrant ainsi une transmission fiable.
III.3.5.4.2 Compression
Les algorithmes de compression informatiques pourront
être utilisés dès la phase de numérisation
terminée. Dans ce cas, il est possible de choisir entre tel ou tel
algorithme selon le contenu informationnel d'origine.
III.3.5.4.3 Cryptage
De la même façon que la compression, il est
possible d'appliquer des techniques de cryptage issu du monde informatique.
III.3.5.4.4 Protection contre les erreurs
Lorsque l'application le permet (pas de contrainte temporelle
élevée), des techniques de protection contre les erreurs peuvent
être mises en oeuvre pour offrir encore plus de fiabilité
III.3.6 Multiplexage
Le multiplexage consiste à faire transiter sur une
seule et même ligne de liaison, dite voie haute vitesse, des
communications appartenant à plusieurs paires d'équipements,
émetteurs et récepteurs. Plusieurs techniques sont
possibles :
III.3.6.1 Le multiplexage fréquentiel :
Le multiplexage en fréquence, encore nommé MRF
(Multiplexage par répartition en fréquence) ou FDM (Frequency
Division Multiplexing) consiste à diviser la bande passante de la ligne
en sous bandes ou canaux à l'aide de filtres passe-bande, chaque circuit
de données correspond alors à un canal.
III.3.6.2 Le multiplexage temporel
Dans un multiplexage temporel, encore nommé MRT
(Multiplexage à Répartition dans le temps) ou TDM (Time Division
Multiplexing), l'allocation complète de la ligne aux différentes
voies est effectuée périodiquement et pendant des intervalles de
temps constants. Ce type de multiplexage est réservé aux signaux
numériques.
Fig.III.8. Multiplexage temporel
III.3.6.3 Le multiplexage statique
Lui améliore le multiplexage temporel en n'attribuant
la voie haute vitesse qu'aux voies basses vitesses qui ont effectivement
quelque chose à transmettre. En ne transmettant pas les silences des
voies basses cette technique implantée dans des concentrateurs
améliore grandement le débit global des transmissions mais elle
fait appel à des protocoles de plus haut niveau et est basée sur
des moyennes statistiques des débits de chaque ligne basse vitesse.
10(*)
Après avoir évoquer les procédés
des réseaux multiservices hauts débits dont fait parti le
Numéris, nous voilà au chapitre suivant pour aborder dans les
plus amples détails le RNIS mais aussi pour observer l'influence de la
fibre optique dans la transmission des informations dans ce genre de
réseau car, celle-ci est d'ailleurs à la base de sa migration de
la bande étroite à la large bande.
CHAPITRE IV : LE RESEAU NUMERIQUE A INTEGRATION DE
SERVICES
IV.1 Introduction
En vue de bien cerner ce chapitre, qui marque même le
terme de notre travail, nous présumons que nul n'ignore à ce
stade, que le sigle RNIS signifie Réseau Numérique à
Intégration de Services.
Ce réseau étant le paradigme des réseaux
multiservices précisément dans lequel nous observons l'ampleur de
la transmission optique, il est ce pendant capital de signaler, que ce denier
est apparu au tout début des années 80, lorsque les
opérateurs des télécommunications prennent conscience de
la possibilité d'offrir simultanément sur les circuits
destinés à la parole téléphonique, des applications
de données puis de la vidéo.
IV.2 Définition
Le RNIS est défini comme un réseau fournissant
une connectivité numérique de bout en bout avec une grande
variété de services à l'instar de :
· La voix
· Les données informatiques
· La vidéo.
IV.3 Concept d'intégration de services
Les services de transmission des données se sont
développés, depuis le début des années 70, sur le
principe des réseaux spécialisés : à un usage
correspondait un réseau spécifique. L'utilisateur qui avait
besoin de communiquer avec chacun de ces réseaux était donc
obligé d'avoir autant de raccordement que de réseaux ou
d'applications à atteindre.
Cette multitude de raccordements différents et
indépendants n'était optimale ni du point de vue de l'utilisateur
ni du point de vue de l'exploitation de télécommunications ;
de cette constatation est né le concept d'intégration de
services.11(*)
Le RNIS est une approche service du réseau devenu alors
le réseau unique qui permet, à partir d'un seul raccordement, de
disposer à la fois de services voix (téléphonie),
vidéo (visiophonie, téléconférence), de
transmission de données en mode paquets ou autre et de la transmission
de l'écrit (télécopie).12(*)
Bref l'intégration de services n'est rien d'autre que
la possibilité de transporter des données provenant des sources
différentes via un support unique.
IV.4 Présentation du RNIS
Les objectifs du RNIS sont :
· D'assurer le transport sur un même support
physique des informations relatives à la voix, au texte, aux
données informatiques et à l'image ;
· De proposer sur un seul réseau tous les services
existants sur l'ensemble des autres ainsi que des nouveaux services
(Téléphonie améliorée, Télécopie,
Visioconférence...) ;
· D'utiliser à la fois les réseaux
téléphoniques et des données existantes (réseaux
à commutation de circuits et de paquets) ;
· D'étendre jusqu'à l'abonné la
numérisation des informations ;
· De proposer à l'usager un accès standard
(interface S/T) ;
· D'utiliser un canal spécifié
(réseau sémaphore) entre l'abonné et le réseau pour
la gestion des communications et des ressources (signalisation).
Interface standard d'accès
Au RNIS
RNIS
Terminal normalisé
(Abonné)
Communication de circuits
Communication de circuits
Prise
Accès au réseau
Communication de paquets
unique
Fibre optique
Signalisation par réseau sémaphore
Infos numériques
(Parole, données et vidéos)
Signalisation usager/réseau
Signalisation usager/usager13(*)
Fig. IV.1 : Eléments de base du RNIS
La numérisation et l'intégration permettent
d'améliorer le nombre et la qualité des services en procurant
notamment :
· Une meilleure qualité d'écoute
téléphonique ;
· Un débit plus élevé en transmission
de données.
IV.5 Transmission des services intégrés
Les orientations des opérateurs et constructeurs
informatiques et télécoms démontrent l'émergence
des réseaux hauts débits. On peut constater cette croissance par
le nombre de kilomètres de fibres optiques tirées dans les
différents continents. La fibre optique étant le support
désigné pour les réseaux à haut débit dans
lesquels circulent des grands flux d'informations.
Le RNIS faisant parti de ces réseaux, inclut des
nombreux services bien que multiplexés soient-ils mais, qui
nécessitent un moyen de transmission disposant d'une très grande
bande passante.
Certes qu'il y a bien d'autres médias de transmission
qui peuvent répondre à la complexité de ces services
intégrés mais, lorsqu'il faut les trafiquer d'une manière
fiable sur des très grandes portées, ces derniers tombent au
profit de la fibre optique car, celle-ci obéit la mieux en terme des
critères d'autant plus qu'elle transmet les informations sous forme
lumineuse excluant presque l'atténuation du signal.
IV.6 Canaux RNIS
Le protocole du RNIS prévoit que les
données transitent dans des canaux , et que plusieurs canaux
fonctionnent simultanément sur la même ligne
téléphonique.
Il existe deux types de canaux :
· Le canal B (Bearer Channel),
utilisé pour la transmission des données numériques,
fonctionnant par commutation de circuits, à 64 kbit/s.
· Le canal D (Delta Channel),
utilisé pour la signalisation, fonctionnant par commutation de paquets
à 16 ou 64 kbit/s)
IV.7 Modes d'accès au RNIS
Il en existe deux :
· L'accès de base (Basic Rate
Interface=BRI) comporte deux canaux B et un canal D (à 16kbit/s. On
l'appelle aussi connexion 2B+D. Utilisé par les
télétravailleurs, et les entreprises ayant à transmettre
de petits volumes de données.
· L'accès primaire (Primary Rate
Interface=PRI), définie de manière différente suivant les
pays. Utilisé par les entreprises ayant à transmettre de gros
volumes de données.
Aux USA et au Japon : 23 canaux B et un canal D (à
64 kbit/s). On l'appelle parfois connexion 23B+D.
En Europe : 30 canaux B et un canal D (à 16 kbit/s).
On l'appelle parfois connexion 30B+D.
Fig. II.2 : Topologies des installations RNIS
IV.8 Paquet RNIS
La partie utile du paquet RNIS est constituée de
216bits ; elle représente 90% du paquet. Elle transporte
l'information des canaux B et D dans les rapports 4/4/1, ce qui correspond bien
aux bandes passantes 64/64/16 kilobits/sec des canaux B/B/D.
Fig. IV.2 : Contenu d'un paquet RNIS14(*)
VI.9 Protocoles RNIS
Organisation des protocoles RNIS dans la modélisation
OSI.
Fig. IV.3 :
Protocoles
RNIS vue complète15(*)
IV.10. Dispositif de connexion RNIS
La configuration physique vu du côté de
l'utilisateur RNIS est divisée en groupes fonctionnels
séparés par des points de référence. Un groupe
fonctionnel est une association particulière d'équipements qui
assurent un ensemble de fonctions RNIS. Les points de référence
sont les limites qui séparent les différents groupes
fonctionnels. A chacun de ces points de référence correspond une
interface standard à laquelle les fournisseurs d'équipements
doivent se conformer. Ces interfaces standards ont aussi pour but de permettre
à l'utilisateur de choisir son équipement librement.
Fig. IV.4 : Dispositifs d'interconnexion RNIS
IV.10.1. Terminal Numérique de Réseau ou de
Ligne
Selon la définition, le groupe fonctionnel NT1 est la
liaison physique et électrique entre le commutateur central de
l'opérateur téléphonique et le réseau de
l'abonné.
IV.10.2. Terminal Numérique d'Abonné
Le groupe fonctionnel NT2 n'est utilisé que pour les
accès primaires.
IV.10.3. Terminal RNIS
Un Terminal RNIS (TE1) possède une interface S0 sans
adaptation. Typiquement, les ordinateurs avec des modems internes RNIS sont des
terminaux RNIS.
IV.10.4. Adaptateur
Le rôle de l'adaptateur est de rendre compatible le
débit du terminal non-RNIS avec celui du canal B du bus S0 : 64Kbps.
Typiquement, les modems externes sont appelés Terminal
Adapters.
IV.10.5. Terminal non-RNIS
Un terminal non-RNIS (TE2) ne possède pas d'interface
S0 directe. Tous les dispositifs utilisant des ports série, des bus USB,
etc.
IV.11 Les générations de RNIS
Deux générations de RNIS se sont
succédées, dont la première s'est appelée RNIS
bande étroite pour indiquer que les bandes passantes de ce réseau
étaient faibles. La deuxième génération, le RNIS
large bande, opère en fait une véritable résolution par
rapport à la première génération, puisque la
technologie de base passe du circuit au paquet. Pour mettre en oeuvre des
débits importants et des temps de réponse courts
réclamés par le RNIS large bande, les organismes de normalisation
des opérateurs de télécommunications ont
développé l'ATM (Asynchronous Transfer Mode). L'ATM est donc la
technologie cible du RNIS large bande.
IV.11.1 Le RNIS bande étroite
Le réseau numérique à intégration
de services (RNIS) est depuis la fin des années 80 une
réalité commerciale dans tous les pays européens, en
Amérique du nord et au japon.
Le réseau numérique à intégration
de services bande étroite peut être considéré comme
l'ultime étape d'un processus d'informatisation et de
numérisation du réseau téléphonique. Cette
dernière étape se caractérise par la distribution, jusque
chez l'abonné, des canaux numériques déjà
présents dans le réseau actuel. De ce fait, l'utilisateur a
désormais accès non seulement au réseau
téléphonique, mais aussi à un réseau de
transmission apte à véhiculer le son, les images et les
données informatiques. L'étape RNIS apporte donc un changement
qualitatif majeur qui ouvre de nouvelles perspectives industrielles et
commerciales.
Le RNIS bande étroite correspond à une
évolution du réseau téléphonique. Au début
des années 80, le réseau téléphonique achève
sa numérisation : toutes les conversations
téléphoniques sont numérisées à l'aide d'un
codec en entrée du réseau, sous la forme de flots à 64
Kbit/s. Cette numérisation permet d'utiliser les lignes
numériques à 64 Kbit/s à d'autres fins que pour le simple
service téléphonique.
Le RNIS bande étroite n'est pas un réseau
supplémentaire entrant en concurrence avec les réseaux existants,
comme le téléphone traditionnel, les réseaux X.25 ou les
liaisons spécialisées. C'est la réutilisation du
réseau existant, devenu numérique, pour introduire des services
de type informatique.
La principale évolution concerne d'ailleurs la partie
du réseau qui dessert l'utilisateur, le réseau d'accès,
devenant également numérique pour permettre la continuité
numérique d'un utilisateur émetteur vers un utilisateur
récepteur.
Le RNIS apparaît comme un moyen de communication rapide,
normalisé, intelligent et souple :
v Rapide, car l'accès de base à
144 Kbit/s comporte deux voies à 64 Kbit/s et une voie à 16
Kbit/s (2B+D16). Les canaux B permettent, par exemple, de
téléphoner tout en envoyant une télécopie rapide
(groupe IV). Le canal D, pour sa part, convoie les signaux servant à
l'établissement de la communication et toutes les informations de
service ; il peut aussi transporter des informations à bas
débit. Il existe des accès primaires qui comportent 30 canaux
B et un canal D.
v Normalisé, car tous les
éléments d'accès au RNIS sont spécifiés par
des normes internationales : même canal de base, même
protocole D, même câblage et même prise (interface S) pour
tous.
v Intelligent, car les centraux sont capables
de gérer une signalisation bien plus riche que celle du
téléphone classique. Cette possibilité offre un grand
nombre de services complémentaires, comme l'identification de l'appelant
ou la possibilité de transfert d'appel. Par ailleurs, il existe un
contact permanent entre l'abonné et le réseau ; par exemple,
si un abonné occupe ses deux canaux B avec une communication
téléphonique et un transfert de données, il pourra quand
même être averti par le réseau, grâce au canal d,
qu'un autre correspondant cherche à le joindre.
v Souple et simple, car le RNIS a vocation
d'héberger la grande majorité des services de communication et
fait un pas vers la transparence des réseaux avec son accès
universel aux services des télécommunications.
Le RNIS, c'est avant tout une interface unique pour
l'utilisateur. Par cette interface, la machine terminale peut accéder
à différents réseaux qui permettront d'optimiser le
transport de données demandées.
Equipements terminaux
X.25
X.21
Réseau téléphonique
Relais de trame
Signalisation (CCITT N°7
Interface
Interface
Fig. IV.5 : Architecture du RNIS bande
étroite
IV.11.2 Le RNIS large bande
Parmi les techniques qui ont influencé fortement
l'évolution des réseaux, on retiendra surtout la fibre
optique, les techniques de codage d'images et les techniques de
transfert asynchrone (Asynchrone Transfer Mode, ou ATM).
La fibre optique permet d'augmenter
considérablement les capacités des systèmes de
transmissions ; les systèmes de codage d`images contribuent
à la banalisation et à l'intégration des signaux
vidéos dans les réseaux, l'ATM, enfin, apporte la
flexibilité nécessaire au domaine du multiplexage de la
communication.
Le RNIS large bande représente la deuxième
génération du RNIS. Il a été conçu pour
permettre la mise en oeuvre de flots d'informations plus volumineux et
variés sur un même réseau, en utilisant un ensemble
limité de types de connexions et d'interfaces utilisateur/réseau.
La couche ATM est de type connecté ; en revanche, les niveaux
peuvent l'être ou non. Les connexions dans un RNIS large bande assurent
des services en mode circuit virtuel.
Les normes jouent le rôle important de
régularisation de l'évolution du RNIS bande étroite vers
le RNIS large bande.
L'UIT-T, qui remplace le CCITT depuis mars 1993 (cf. annexe1),
a émis de très nombreuses recommandations recouvrant les
différents aspects de ces réseaux large bande. De nouvelles
normes apparaissent chaque année et celles déjà existantes
évoluent.
Le RNIS large bande prends deux directions
complémentaires dans le domaine des télécommunications.
La première concerne le concept d'un réseau à
intégration de services, fournissant aux utilisateurs des accès
à tous les services de télécommunications, existants ou
à venir, par une seule interface. Cela était déjà
à la base des normes du RNIS bande étroite en 1984 et 1985.
La deuxième orientation vise le développement
rapide des terminaux, en particulier, des terminaux capables de traiter des
applications à données intensives.
Ces perspectives sont favorisées par le
développement rapide des techniques concernant la fibre
optique et la communication ATM.
Les avantages et l'intérêt de la fibre optique
dans les réseaux sont aujourd'hui incontestés ; cela a
conduit à la mise en place d'importants programmes de
développement et d'installation.
Interface réseau
Opérateur/réseau privé
Equipements terminaux
COMMUTATEUR
COMMUTATEUR
Réseau large bande
Réseau sémaphore
Passage de commandes. Réseau de distribution ou
réseau local
de distribution
Fig. IV.6 : Le réseau large bande
intégré16(*)
L'évolution vers le RNIS large bande a
été décidée pour répondre à la
demande croissante de services hauts débits. Son déploiement a
pu commencer grâce à l'émergence de technologie telles que
la transmission par fibre optique, qui permet d'atteindre plusieurs gigabits
par seconde, les équipements de commutation rapide, pour suivre le
rythme de la fibre optique et l'arrivée de techniques rapides sur le
réseau d'accès. 17(*)
IV. 12 Maintenance du RNIS
Pour la maintenance du réseau Numéris,
l'analyseur COMPLIS un outil très performant dédié pour la
cause.
Il a pour applications :
· Mise en service et maintenance des réseaux
· Mise en service et maintenance des équipements
Fig.IV.7s :
Complis analyseur de RNIS
À
savoir que, outre toutes ces architectures du RNIS que nous venons d'illustrer
par différentes figures, on note également l'existence d'un
module appelé le ITT1240 qui est une technologie qui permet une
évolution continue vers les réseaux numériques capables
d'écouler des services téléphoniques et non
téléphoniques donc permettant l'applicabilité du RNIS avec
ses panoplies de services.
CONCLUSION
Au
bout de cette étude, la réalité persistante demeure que,
la lumière permet de transmettre beaucoup plus d'informations que ne le
permet l'électricité. Elle permet également un choix de
fréquences beaucoup plus vaste, d'où le terme large bande. Il
est alors possible d'envoyer différents types de signaux et par
conséquent, plusieurs services à la fois sur une seule et
même ligne dans un réseau adapté à une telle
application.
Grâce
à ses nombreux avantages et performances cités au
préalable à l'instar de sa grande bande passante et de sa faible
atténuation, la transmission optique reste la meilleure de tous les
moyens de transmissions qui puissent exister d'où la présence des
plusieurs câbles transocéaniques.
Toutes
fois, si les promesses sont très grandes, le nombre de
difficultés non résolues bat aussi son plein ;
néanmoins, comme dans les réseaux multiservices hauts
débits de même que le RNIS, le flux d'informations est important,
on convoite aussi un moyen de transmission spécial, sûr,
convaincant, capable d'accroître le volume des trafics,
d'améliorer et de rendre plus fiable la qualité de service afin
de minimiser l'intégration des différents services, la
transmission optique du fait de ses nombreuses qualités, obéit la
mieux à toutes ces contraintes. Voilà ce qui justifie son
adoption parmi tant d'autres à opérer dans des réseaux
multiservices hauts débits.
A
ceux qui se disent prêts à continuer des investigations sur ce
sujet en vue de bien en approfondir les connaissances parce qu'ils le trouvent
intéressant, voici à la page suivante les Ouvrages, Revues,
Notes de cours et Sites web qui nous ont servi des références
pour sa réalisation tout en vous signalant que nous restons ouverts
à votre égard car, ce travail scientifique étant une
oeuvre humaine, n'échappera certainement pas à vos suggestions et
remarques que nous ne manquerons d'admettre.
BIBLIOGRAPHIE
A.
OUVRAGES
v
Guy PUJOLLE : " Initiation aux Réseaux ", Editions Eyrolles,
Paris, 2000
v
Guy PUJOLLE : " Les Réseaux " Editions Eyrolles, Paris,
2003
v
Guy PUJOLLE : " Réseaux et Télécoms" Editions
Eyrolles,
Paris, 2004
v
Claude SERVIN : " Réseaux et Télécoms "
2e Edition Dunod,
Paris, 2003
v
Andrew TANENBAUM : " Réseaux " 4e Edition, Paris,
2007
v
Victor SANDOVAL : " Les Autoroutes de l'Information "
Editions Hermès, Paris,
1995
v
Stéphane LOHIER et Dominique PRESENT: "
Transmission et Réseaux " 3e Edition Dunod, Paris,
2003
v
J.c SHOM "Transfert des Données via le RNIS" Edition
1998.
B.
REVUES
v
Alcatel (ITT 1240) :"Revue des télécommunications" Volume
56. Numéro 43 Edition 1981
C.
NOTES DE COURS
v
Prof Patrick TOMUNUA, Notes de cours de Bases de télécoms,
inédites G2 RTM.ESMICOM, Kinshasa, 2007-2008
v
Prof Jaker KASESE, Notes de cours des Hyperfréquences, inédites
G 3 RTM. ESMICOM, Kinshasa, 2008-2009
D.
WEBIOGRAPHIE
v
www.touslesréseaux.com
v
www.commentçamarche.com
TABLE DES MATIERES
EPIGRAPHE................................................................................................i
DEDICACE.................................................................................................ii
REMERCIEMENTS......................................................................................iii
INTRODUCTION GENERALE
1
1. Etat de la question
1
2. Choix et intérêt du sujet
1
3. Buts et objectifs de l'étude
1
4. Problématique
2
5. Hypothèse
2
6. Méthodes utilisées
3
7. Techniques utilisées
3
8. Délimitation du travail
3
9. Difficultés rencontrées
3
10. Subdivision du travail
4
GLOSSAIRE
5
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES SUPPORTS
DE TRANSMISSION
8
I.1 Introduction
8
I.2 Caractéristiques communes
8
I.2.1 Bande passante
8
I.2.2 Impédance caractéristique
8
I.2.3 Coefficient de vélocité
8
I.3 les supports guidés
9
I.3.1 La paire torsadée
9
I.3.2 Le Câble coaxial
10
I.3.3 Les guides d'ondes
11
I.3.4 La fibre optique
12
I.4 Les supports libres
12
I.4.1 Faisceaux hertziens
12
I.4.2 Satellites
13
CHAPITRE II : LA TRANSMISSION OPTIQUE
14
II.1 Introduction
14
II.2 Définition
14
II.3 Principe d'une transmission optique
15
II.3.1 Emission
17
II.3.2 Réception
17
II.4 Types de fibres optique
17
II.4.1 Fibre monomode
17
II.4.2 Fibre multimodes à saut
d'indice
18
II.4.3 Fibre multimodes à gradient
d'indice
18
II.6 Avantages et inconvénients de la
transmission optique
19
II.6.1 Avantages
19
II.6.2 Inconvénients
19
II.7 Applications de la fibre optique
19
II.8 Raccordement des fibres optiques
20
II.8.1 Jointage
20
II.8.2 Epissurage
20
II.8.3 Connexion
20
Fig. II.8: Les principales structures de
câble à fibres optiques sont :
21
II.10 Multiplexage optique
21
II.11 Modulation optique
22
II.12 Maintenance d'une liaison optique
23
CHAPITRE III : LES RESEAUX MULTISERVICES
25
III.1 introduction
25
III.2 Nature des informations à
transporter
26
III.3 Techniques des réseaux hauts
débits
26
III.3.1 les modes de connexion :
26
III.3.1.1 Le mode connecté
26
III.3.2 Le mode non connecté
26
III.3.2 Les modes d'exploitation
27
III.3.2.1 Liaison simplex
27
III.3.2.2 Liaison sémi-duplex (half
duplex)
27
III.3.2.3 Liaison duplex intégrale (full
duplex)
28
III.3.3 Qualité de Service
28
III.3.4 La commutation
29
III.3.4.1 Commutation de circuits
29
III.3.4.3 Commutation des cellules
31
III.3.4.4 Commutation des messages
32
III.3.5 Numérisation du signal
32
III.3.5.1 Echantillonnage
33
III.3.5.2 Quantification
33
III.3.5.3 Codage
33
III.3.5.4 Avantages de la numérisation
34
III.3.5.4.1 Fiabilité de la
transmission
34
III.3.5.4.2 Compression
34
III.3.5.4.3 Cryptage
35
III.3.5.4.4 Protection contre les erreurs
35
III.3.6 Multiplexage
35
III.3.6.1 Le multiplexage
fréquentiel :
35
III.3.6.2 Le multiplexage temporel
35
III.3.6.3 Le multiplexage statique
36
CHAPITRE IV : LE RESEAU NUMERIQUE A
INTEGRATION DE SERVICES
37
IV.1 Introduction
37
IV.2 Définition
37
IV.3 Concept d'intégration de services
37
IV.4 Présentation du RNIS
38
IV.5 Transmission des services
intégrés
39
IV.6 Canaux RNIS
40
IV.7 Modes d'accès au RNIS
40
IV.8 Paquet RNIS
41
VI.9 Protocoles RNIS
42
IV.10. Dispositif de connexion RNIS
42
IV.10.1. Terminal Numérique de
Réseau ou de Ligne
43
IV.10.2. Terminal Numérique
d'Abonné
43
IV.10.3. Terminal RNIS
43
IV.10.4. Adaptateur
43
IV.10.5. Terminal non-RNIS
43
IV.11 Les générations de RNIS
44
IV.11.1 Le RNIS bande étroite
44
IV.11.2 Le RNIS large bande
46
IV. 12 Maintenance du RNIS
49
CONCLUSION
50
BIBLIOGRAPHIE
51
TABLE DES MATIERES
52
Ir. Ronsard MAYEMBA
* 1 Cette introduction doit
beaucoup au cours de MRS 2è graduat RTM 2007-2008 (ESMICOM)
du Prof NDOLO Gallixte et au Séminaire sur la
recherche scientifique animée en 3ègraduat (toutes)
2008-2009 (ESMICOM) par le prof YENE Denis.
* 2 Cette partie du travail
doit beaucoup au glossaire RESEAU et TELECOM de Jérôme
DAGONET de Netopia mais aussi aux 36 dictionnaires et recueils de
correspondance de Microsoft.
* 3
TOMUNUA, P. Bases de télécommunications,
Syllabus, G2 R.T.M,(2007-2008) ESMICOM, P.18, 19
* 4 Andrew
TANENBAUM, Réseaux, 4è Edition, Paris,
2007, P 99
* 5 Victor
SANDOVAL, Les Autoroutes de l'Information, Editions
Hermès, Paris, 1995, P 85
* 6
KASESE, J. Cours des hyperfréquences,
3e graduat RTM, ESMICOM, 2008-2009 (inédit)
* 7 Guy
PUJOLLE, Réseaux et Télécoms,
Editions Eyrolles, Paris, 2004, P 439
*
8STEPHANE, L. et
DOMINIQUE, P, Transmission et Réseaux, Edition
Dunod, P 95, 96 et 97
* 9 STEPHANE,
L. et DOMINIQUE, P., Op.cit, P 140
et 141
* 10
www.touslesréseaux.com
* 11 Guy
PUJOLLE, Les réseaux, Editions Eyrolles, Paris,
2003, P 209
* 12
Claude SERVIN, Réseaux et
Télécoms, Edition Dunod, 2003, P 520
* 13
Stéphane LOHIER et Dominique
PRESENT, Op.cit, P 212
* 14 SOHW
J.C, Le transfert des données via le RNIS,
1998, P 18
* 15
www.commentçamarche.com
* 16
Guy PUJOLLE, Initiation aux Réseaux, Eyrolles
Editions, 2000, P10, 11, 12,13 et 14
* 17 Guy
PUJOLLE, Op.cit, Eyrolles Edition, P 340
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