transmission de données (suite)

Théorème de Shannon

Le mathématicien américain Claude Elwood Shannon (né en 1916) a établi la relation théorique qui lie la quantité d’informations susceptible d’être transmise sur un circuit téléphonique ayant une bande passante donnée au rapport signal/bruit :

Dans cette relation, C représente le débit binaire, exprimé en bits par seconde, W la bande passante du circuit, évaluée en hertz, S la puissance du signal et B la puissance du bruit. Ainsi, pour un circuit téléphonique ayant une bande passante de 3 000 Hz et un rapport S/B de 1 000 (30 dB), le débit binaire théorique maximal est de 29 000 bit/s. En pratique, cette limite n’est jamais atteinte, et le débit maximal atteint est voisin de la moitié de cette valeur.

Méthode générale utilisée pour transmettre des données

La première disposition prise pour transmettre des données est de transformer le spectre du signal afin de le rendre acceptable par le circuit téléphonique. La méthode utilisée consiste, à l’émission, à moduler une onde porteuse placée sur une fréquence correctement choisie dans la bande passante du circuit et, à la réception, à effectuer l’opération inverse de démodulation. Ces opérations de modulation et de démodulation sont effectuées dans des appareils appelés modems (contraction de modulateur-démodulateur). De très nombreuses études ont été faites sur les différentes méthodes applicables : modulation d’amplitude, modulation de fréquence, modulation de phase, combinaison de deux méthodes. L’optimisation consiste à trouver le procédé de modulation qui, pour une rapidité de transmission donnée, présente la densité spectrale la plus grande et la meilleure résistance au bruit afin de se rapprocher de la valeur optimale donnée par le théorème de Shannon. Sur les circuits téléphoniques, on utilise en général, jusqu’à la rapidité de 1 200 bauds, les principes de la modulation de fréquence et, aux rapidités de 2 400 et de 4 800 bit/s, la modulation de phase quadrivalente ou octovalente. La rapidité maximale atteinte dans les modems actuellement commercialisés pour un circuit téléphonique est de 9 600 bit/s si l’on utilise les principes de la modulation d’amplitude plurivalente à bande latérale unique. Il existe des modems utilisant la bande passante de 12 circuits téléphoniques (groupe primaire) ou de 60 circuits téléphoniques (groupe secondaire), qui fonctionnent respectivement à des rapidités de 72 000 bit/s et de 700 000 bit/s. Un des principes couramment utilisés à ces rapidités est la modulation d’amplitude à bande latérale unique avec démodulation synchrone.

Les données étant généralement peu redondantes en information, les altérations qui sont amenées par le bruit lors de la transmission introduisent des erreurs qui ne sont plus détectables. Pour réduire le nombre des erreurs dues à la transmission, on ajoute aux données à transmettre, au moyen d’opérations appelées codages, des informations supplémentaires, qui permettent soit de détecter les erreurs (code détecteur), soit de les corriger directement (code correcteur d’erreurs). Ces opérations, ainsi que certaines autres modifiant le format des données, telles que transformation parallèle série, sont réalisées dans les organes de traitement des informations.

Organisation d’une liaison de transmission de données

Dans une transmission de données, un certain nombre de fonctions essentielles sont effectuées par la source et le collecteur de données, l’organe de traitement de l’information et le modem.

La figure 4 illustre schématiquement l’organisation d’une telle transmission. En général, le circuit téléphonique peut être utilisé indifféremment pour le téléphone ou la transmission de données. Le choix entre l’une ou l’autre des utilisations se fait au moyen d’un organe de connexion qui peut être soit manuel, soit automatique. Il existe des cas où le circuit téléphonique est exclusivement réservé à la transmission des données.

• Les sources et les collecteurs de données sont les organes qui, respectivement, possèdent les informations à transmettre ou sont chargés de les recevoir. Très variés, leurs types font appel à beaucoup de techniques, qui vont de l’électronique très avancée à l’électromécanique. Ils comprennent les calculateurs, les lecteurs-perforateurs de bandes, les lecteurs enregistreurs de bandes magnétiques, les consoles de visualisation, les téléimprimeurs, etc. D’autre part, par principe, certains équipements sont uniquement sources de données : lecteurs de cartes perforées, lecteurs de bandes, capteurs de grandeurs électriques. D’autres sont uniquement collecteurs de données : imprimantes, panneaux de visualisation.

• L’organe de traitement de l’information adapte les signaux provenant des sources de données et allant vers les collecteurs aux exigences de la transmission. Cette adaptation porte principalement sur la protection contre les erreurs de transmission.

Principaux types de liaisons

Transmission de données sur le réseau téléphonique commuté général

Les caractéristiques de ces circuits étant difficilement perfectibles, les rapidités de transmission autorisées sont limitées aux valeurs suivantes : 200, 600 et 1 200 bauds et, dans certains pays, 2 400 bauds. Les modems de ces équipements répondent à des normes internationales très sévères, qui assurent leur compatibilité quels que soient les constructeurs. Les possibilités offertes par cette méthode sont grandes, puisqu’elles permettent, en principe, de transmettre des données entre deux abonnés au téléphone, quel que soit leur éloignement relatif dans le monde.

Transmission de données sur circuits téléphoniques spécialisés

Les circuits téléphoniques sont, dans ce cas, loués aux administrations exploitant le réseau téléphonique. Ils sont affectés d’une façon permanente vingt-quatre heures sur vingt-quatre ou pendant des périodes de temps régulières au cours de la journée. Ces liaisons étant établies de façon permanente, les défauts qu’elles présentent peuvent être corrigés. Les rapidités de transmission sont très grandes et peuvent atteindre 9 600 bit/s sur un seul circuit téléphonique, 72 000 bit/s sur un circuit en groupe primaire ou 700 000 bit/s sur un circuit en groupe secondaire.