Représentation des données

Le but d'un réseau est de transmettre des informations d'un ordinateur à un autre. Pour cela il faut dans un premier temps décider du type de codage de la donnée à envoyer, c'est-à-dire sa représentation informatique. Celle-ci sera différente selon le type de données, car il peut s'agir de :

• Données sonores
• Données textuelles
• Données graphiques
• Données vidéos
• ...

La représentation de ces données peut se diviser en deux catégories :

• Une représentation numérique: c'est-à-dire le codage de l'information en un ensemble de valeurs binaires, soit une suite de 0 et de 1
• Une représentation analogique: c'est-à-dire que la donnée sera représentée par la variation d'une grandeur physique continue

Support de transmission des données

Pour que la transmission de données puisse s'établir, il doit exister une ligne de transmission, appelée aussi voie de transmission ou canal, entre les deux machines.

Ces voies de transmission sont constituées de plusieurs tronçons permettant de faire circuler les données sous forme d'ondes électromagnétiques, électriques, lumineuses ou même acoustiques. On a donc un phénomène vibratoire qui se propage sur le support physique.

Codage des signaux de transmission

Pour qu'il puisse y avoir un échange de données, un codage des signaux de transmission doit être choisi, celui-ci dépend essentiellement du support physique utilisé pour transférer les données, ainsi que de la garantie de l'intégrité des données et de la vitesse de transmission.

Transmission simultanée de données

La transmission de données est "simple" lorsque seules deux machines sont en communication, ou lorsque l'on envoie une seule donnée. Dans le cas contraire il est nécessaire de mettre en place plusieurs lignes de transmission ou bien de partager la ligne entre les différents acteurs de la communication. Ce partage est appelé multiplexage...

Protocoles de communication

Un protocole est un langage commun utilisé par l'ensemble des acteurs de la communication pour échanger des données. Toutefois son rôle ne s'arrête pas là. Un protocole permet aussi :

• L'initiation de la communication
• L'échange de données
• Le contrôle d'erreur
• Une fin de communication "courtoise"

Qu'est-ce qu'un canal de transmission ?

Une ligne de transmission est une liaison entre les deux machines. On désigne généralement par le terme émetteur la machine qui envoie les données et par récepteur celle qui les reçoit. Les machines peuvent parfois être chacune à son tour réceptrice ou émettrice (c'est le cas généralement des ordinateurs reliés par réseau).

La ligne de transmission, appelée aussi parfois canal de transmission ou voie de transmission, n'est pas forcément constituée d'un seul support physique de transmission, c'est pourquoi les machines d'extrémités (par opposition aux machines intermédiaires), appelées ETTD (équipement terminal de traitement de données, ou en anglais DTE, Data Terminal Equipment) possèdent chacune un équipement relatif au support physique auxquelles elles sont reliées, appelé ETCD (équipement terminal de circuit de données, ou en anglais DCE, Data Communication Equipment). On nomme circuit de données l'ensemble constitué des ETCD de chaque machine et de la ligne de données.

Notions sur les ondes électromagnétiques

La transmission de données sur un support physique se fait par propagation d'un phénomène vibratoire. Il en résulte un signal ondulatoire dépendant de la grandeur physique que l'on fait varier :

• dans le cas de la lumière il s'agit d'une onde lumineuse
• dans le cas du son il s'agit d'une onde acoustique
• dans le cas de la tension ou de l'intensité d'un courant électrique il s'agit d'une onde électrique
• ...

Les ondes électromagnétiques sont caractérisées par leur fréquence, leur amplitude et leur phase.

Types de supports physiques

Les supports physiques de transmissions sont les éléments permettant de faire circuler les informations entre les équipements de transmission. On classe généralement ces supports en trois catégories, selon le type de grandeur physique qu'ils permettent de faire circuler, donc de leur constitution physique :

• Les supports filaires permettent de faire circuler une grandeur électrique sur un câble généralement métallique
• Les supports aériens désignent l'air ou le vide, ils permettent la circulation d'ondes électromagnétiques ou radioélectriques diverses
• Les supports optiques permettent d'acheminer des informations sous forme lumineuse

Selon le type de support physique, la grandeur physique a une vitesse de propagation plus ou moins rapide (par exemple le son se propage dans l'air à une vitesse de l'ordre de 300 m/s alors que la lumière a une célérité proche de 300 000 km/s).

Perturbations

La transmission de données sur une ligne ne se fait pas sans pertes. Tout d'abord le temps de transmission n'est pas immédiat, ce qui impose une certaine "synchronisation" des données à la réception.
D'autre part des parasites ou des dégradations du signal peuvent apparaître.

• Les parasites (souvent appelés bruit) sont l'ensemble des perturbations modifiant localement la forme du signal. On distingue généralement trois types de bruit :
  • Le bruit blanc est une perturbation uniforme du signal, c'est-à-dire qu'il rajoute au signal une petite amplitude dont la moyenne sur le signal est nulle. Le bruit blanc est généralement caractérisé par un ratio appelé rapport signal/bruit, qui traduit le pourcentage d'amplitude du signal par rapport au bruit (son unité est le décibel). Celui-ci doit être le plus élevé possible.
  • Les bruits impulsifs sont de petits pics d'intensité provoquant des erreurs de transmission.
• L'affaiblissement du signal représente la perte de signal en énergie dissipée dans la ligne. L'affaiblissement se traduit par un signal de sortie plus faible que le signal d'entrée et est caractérisée par la valeur:

  A = 20 log (Niveau du signal en sortie / Niveau du signal en entrée)

  
  L'affaiblissement est proportionnel à la longueur de la voie de transmission et à la fréquence du signal.
• La distorsion du signal caractérise le déphasage entre le signal en entrée et le signal en sortie.

Bande passante et capacité

La bande passante (en anglais bandwidth) d'une voie de transmission est l'intervalle de fréquence sur lequel le signal ne subit pas un affaiblissement supérieur à une certaine valeur (généralement 3 dB, car 3 décibels correspondent à un affaiblissement du signal de 50%), on a donc :

Une ligne de téléphone a par exemple une bande passante comprise entre 300 et 3400 Hertz environ pour un taux d'affaiblissement égal à 3 dB.

La capacité d'une voie est la quantité d'informations (en bits) pouvant être transmis sur la voie en 1 seconde.
La capacité se caractérise de la façon suivante :

C = W log2 (1 + S/N)

• C capacité (en bps)
• W la largeur de bande (en Hz)
• S/N représente le rapport signal sur bruit de la voie.

Upload et download

On appelle download le téléchargement en mode descendant (du serveur vers votre ordinateur) et on appelle upload le téléchargement en mode ascendant (de votre ordinateur vers le serveur). Il est intéressant de savoir que l'upload et le download se font sur des canaux de transmissions séparés (que ce soit sur un modem ou une ligne spécialisée). Ainsi lorsque vous envoyez un document (upload) vous ne perdez pas de bande passante en download ! 

Les modes de transmission

Pour une transmission donnée sur une voie de communication entre deux machines la communication peut s'effectuer de différentes manières. La transmission est caractérisée par :

• le sens des échanges
• le mode de transmission: il s'agit du nombre de bits envoyés simultanément
• la synchronisation: il s'agit de la synchronisation entre émetteur et récepteur

Liaisons simplex, half-duplex et full-duplex

Selon le sens des échanges, on distingue 3 modes de transmission :

• La liaison simplex caractérise une liaison dans laquelle les données circulent dans un seul sens, c'est-à-dire de l'émetteur vers le récepteur. Ce genre de liaison est utile lorsque les données n'ont pas besoin de circuler dans les deux sens (par exemple de votre ordinateur vers l'imprimante ou de la souris vers l'ordinateur...).

  

• La liaison half-duplex (parfois appelée liaison à l'alternat ou semi-duplex) caractérise une liaison dans laquelle les données circulent dans un sens ou l'autre, mais pas les deux simultanément. Ainsi, avec ce genre de liaison chaque extrémité de la liaison émet à son tour. Ce type de liaison permet d'avoir une liaison bidirectionnelle utilisant la capacité totale de la ligne.

  

• La liaison full-duplex (appelée aussi duplex intégral) caractérise une liaison dans laquelle les données circulent de façon bidirectionnelle et simultanément. Ainsi, chaque extrémité de la ligne peut émettre et recevoir en même temps, ce qui signifie que la bande passante est divisée par deux pour chaque sens d'émission des données si un même support de transmission est utilisé pour les deux transmissions.

  

Transmission série et parallèle

Le mode de transmission désigne le nombre d'unités élémentaires d'informations (bits) pouvant être simultanément transmises par le canal de communication. En effet, un processeur (donc l'ordinateur en général) ne traite jamais (dans le cas des processeurs récents) un seul bit à la fois, il permet généralement d'en traiter plusieurs (la plupart du temps 8, soit un octet), c'est la raison pour laquelle la liaison de base sur un ordinateur est une liaison parallèle.

Liaison parallèle

On désigne par liaison parallèle la transmission simultanée de N bits. Ces bits sont envoyés simultanément sur N voies différentes (une voie étant par exemple un fil, un câble ou tout autre support physique). La liaison parallèle des ordinateurs de type PC nécessite généralement 10 fils.

Ces voies peuvent être :

• N lignes physiques: auquel cas chaque bit est envoyé sur une ligne physique (c'est la raison pour laquelle les câbles parallèles sont composés de plusieurs fils en nappe)
• une ligne physique divisées en plusieurs sous-canaux par division de la bande passante. Ainsi chaque bit est transmis sur une fréquence différente...

Etant donné que les fils conducteurs sont proches sur une nappe, il existe des perturbations (notamment à haut débit) dégradant la qualité du signal...

Liaison série

Dans une liaison en série, les données sont envoyées bit par bit sur la voie de transmission. Toutefois, étant donné que la plupart des processeurs traitent les informations de façon parallèle, il s'agit de transformer des données arrivant de façon parallèle en données en série au niveau de l'émetteur, et inversement au niveau du récepteur.

Ces opérations sont réalisées grâce à un contrôleur de communication (la plupart du temps une puce UART, Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Le contrôleur de communication fonctionne de la façon suivante :

• La transformation parallèle-série se fait grâce à un registre de décalage. Le registre de décalage permet, grâce à une horloge, de décaler le registre (l'ensemble des données présentes en parallèle) d'une position à gauche, puis d'émettre le bit de poids fort (celui le plus à gauche) et ainsi de suite :

  

• La transformation série-parallèle se fait quasiment de la même façon grâce au registre de décalage. Le registre de décalage permet de décaler le registre d'une position à gauche à chaque réception d'un bit, puis d'émettre la totalité du registre en parallèle lorque celui-ci est plein et ainsi de suite :

  

Transmission synchrone et asynchrone

Etant donné les problèmes que pose la liaison de type parallèle, c'est la liaison série qui est la plus utilisée. Toutefois, puisqu'un seul fil transporte l'information, il existe un problème de synchronisation entre l'émetteur et le récepteur, c'est-à-dire que le récepteur ne peut pas a priori distinguer les caractères (ou même de manière plus générale les séquences de bits) car les bits sont envoyés successivement. Il existe donc deux types de transmission permettant de remédier à ce problème :

• La liaison asynchrone, dans laquelle chaque caractère est émis de façon irrégulière dans le temps (par exemple un utilisateur envoyant en temps réel des caractères saisis au clavier). Ainsi, imaginons qu'un seul bit soit transmis pendant une longue période de silence... le récepteur ne pourrait savoir s'il s'agit de 00010000, ou 10000000 ou encore 00000100...
  Afin de remédier à ce problème, chaque caractère est précédé d'une information indiquant le début de la transmission du caractère (l'information de début d'émission est appelée bit START) et terminé par l'envoi d'une information de fin de transmission (appelée bit STOP, il peut éventuellement y avoir plusieurs bits STOP).
• La liaison synchrone, dans laquelle émetteur et récepteur sont cadencés à la même horloge. Le récepteur reçoit de façon continue (même lorsque aucun bit n'est transmis) les informations au rythme où l'émetteur les envoie. C'est pourquoi il est nécessaire qu'émetteur et récepteur soient cadencés à la même vitesse. De plus, des informations supplémentaires sont insérées afin de garantir l'absence d'erreurs lors de la transmission.

Lors d'une transmission synchrone, les bits sont envoyés de façon successive sans séparation entre chaque caractère, il est donc nécessaire d'insérer des éléments de synchronisation, on parle alors de synchronisation au niveau caractère.

Le principal inconvénient de la transmission synchrone est la reconnaissance des informations au niveau du récepteur, car il peut exister des différences entre les horloges de l'émetteur et du récepteur. C'est pourquoi chaque envoi de données doit se faire sur une période assez longue pour que le récepteur la distingue. Ainsi, la vitesse de transmission ne peut pas être très élevée dans une liaison synchrone.

Le principe de la transmission analogique

La transmission analogique de données consiste à faire circuler des informations sur un support physique de transmission sous la forme d'une onde. La transmission des données se fait par l'intermédiaire d'une onde porteuse, une onde simple dont le seul but est de transporter les données par modification de l'une de ces caractéristiques (amplitude, fréquence ou phase), c'est la raison pour laquelle la transmission analogique est généralement appelée transmission par modulation d'onde porteuse. Selon le paramètre de l'onde porteuse que l'on fait varier, on distinguera trois types de transmissions analogiques:

• La transmission par modulation d'amplitude de la porteuse
• La transmission par modulation de fréquence de la porteuse
• La transmission par modulation de phase de la porteuse

La transmission analogique de données analogiques

Ce type de transmission désigne un schéma dans lequel les données à transmettre sont directement sous forme analogique. Ainsi, pour transmettre ce signal, l'ETCD doit effectuer une convolution continue du signal à transmettre et de l'onde porteuse, c'est-à-dire que l'onde qu'il va transmettre va être une association de l'onde porteuse et du signal à transmettre. Dans le cas d'une transmission par modulation d'amplitude par exemple la transmission se fait de la manière suivante :

La transmission analogique de données numériques

Lorsque les données numériques ont fait leur apparition, les systèmes de transmission étaient encore analogiques, il a donc fallu trouver un moyen de transmettre des données numériques de façon analogique.

La solution à ce problème était le modem. Son rôle est:

• A l'émission: de convertir des données numériques (un ensemble de 0 et de 1) en signaux analogiques (la variation continue d'un phénomène physique). On appelle ce procédé la modulation.
• A la réception: de convertir le signal analogique en données numériques. Ce procédé est appelé démodulation.

C'est pour cela que modem est en réalité l'acronyme de MOdulateur/DEModulateur...

Introduction à la transmission numérique

La transmission numérique consiste à faire transiter les informations sur le support physique de communication sous forme de signaux numériques. Ainsi, des données analogiques devront préalablement être numérisées avant d'être transmises.

Toutefois, les informations numériques ne peuvent pas circuler sous forme de 0 et de 1 directement, il s'agit donc de les coder sous forme d'un signal possédant deux états, par exemple :

• deux niveaux de tension par rapport à la masse
• la différence de tension entre deux fils
• la présence/absence de courant dans un fil
• la présence/absence de lumière
• ...

Cette transformation de l'information binaire sous forme d'un signal à deux états est réalisée par l'ETCD, appelé aussi codeur bande de base, d'où l'appellation de transmission en bande de base pour désigner la transmission numérique...

Codage des signaux

Pour que la transmission soit optimale, il est nécessaire que le signal soit codé de façon à faciliter sa transmission sur le support physique. Il existe pour cela différents systèmes de codage pouvant se classer en deux catégories :

• Le codage à deux niveaux: le signal peut prendre uniquement une valeur strictement négative ou strictement positive (-X ou +X, X représentant une valeur de la grandeur physique permettant de transporter le signal)
• Le codage à trois niveaux: le signal peut prendre une valeur strictement négative, nulle ou strictement positive (-X, 0 ou +X)

Codage NRZ

Le codage NRZ (signifiant No Return to Zero, soit Non Retour à Zéro) est le premier système de codage, car le plus simple. Il consiste tout simplement à transformer les 0 en -X et les 1 en +X, de cette façon on a un codage bipolaire dans lequel le signal n'est jamais nul. Par conséquent, le récepteur peut déterminer la présence ou non d'un signal.

Codage NRZI

Le codage NRZI est sensiblement différent du codage NRZ. Avec ce codage, lorsque le bit est à 1, le signal change d'état après le top de l'horloge. Lorsque le bit est à 0, le signal ne subit aucun changement d'état.

Le codage NRZI possède de nombreux avantages, dont :

• La détection de la présence ou non du signal
• La nécessité d'un faible courant de transmission du signal

Par contre, il possède un défaut: la présence d'un courant continu lors d'une suite de zéro, gênant la synchronisation entre émetteur et récepteur.

Codage Manchester

Le codage Manchester, également appelé codage biphase ou PE (pour Phase Encode), introduit une transition au milieu de chaque intervalle. Il consiste en fait à faire un OU exclusif (XOR) entre le signal et le signal d'horloge, ce qui se traduit par un front montant lorsque le bit est à zéro, un front descendant dans le cas contraire.

Le codage Manchester possède de nombreux avantages, dont :

• le non passage par zéro, rendant possible par le récepteur la détection d'un signal
• un spectre occupant une large bande

Codage Delay Mode (de Miller)

Le codage Delay Mode, aussi appelé code de Miller, est proche du codage de Manchester, à la différence près qu'une transition apparaît au milieu de l'intervalle uniquement lorsque le bit est à 1, cela permet de plus grands débits...

Codage bipolaire simple

Le codage bipolaire simple est un codage sur trois niveaux. Il propose donc trois états de la grandeur transportée sur le support physique :

• La valeur 0 lorsque le bit est à 0
• Alternativement X et -X lorsque le bit est à 1

Les différents types de câblage

Pour relier les diverses entités d'un réseau, plusieurs supports physiques de transmission de données peuvent être utilisés. Une de ces possibilités est l'utilisation de câbles. Il existe de nombreux types de câbles, mais on distingue généralement :

• Le câble de type coaxial
• La double paire torsadée
• La fibre optique

Le câble coaxial

Le câble coaxial (en anglais coaxial cable) a longtemps été le câblage de prédilection, pour la simple raison qu'il est peu coûteux et facilement manipulable (poids, flexibilité, ...).

Un câble coaxial est constitué d’une partie centrale (appelée âme), c'est-à-dire un fil de cuivre, enveloppé dans un isolant, puis d’un blindage métallique tressé et enfin d'une gaine extérieure.

• La gaine permet de protéger le câble de l'environnement extérieur. Elle est habituellement en caoutchouc (parfois en Chlorure de polyvinyle (PVC), éventuellement en téflon).
• Le blindage (enveloppe métallique) entourant les câbles permet de protéger les données transmises sur le support des parasites (autrement appelés bruit) pouvant causer une distorsion des données.
• L'isolant entourant la partie centrale est constitué d'un matériau diélectrique permettant d'éviter tout contact avec le blindage, provoquant des interactions électriques (court-circuit).
• L'âme, accomplissant la tâche de transport des données, est généralement composée d’un seul brin en cuivre ou de plusieurs brins torsadés.

Grâce à son blindage, le câble coaxial peut être utilisé sur des longues distances et à haut débit (contrairement à un câble de type paire torsadée), on le réserve toutefois pour des installations de base.

A noter qu'il existe des câbles coaxiaux possédant un blindage double (une couche isolante, une couche de blindage) ainsi que des câbles coaxiaux à quadruple blindage (deux couches isolantes, deux couches de blindage).

On distingue habituellement deux types de câbles coaxiaux :

• Le 10Base2 - câble coaxial fin (appelé Thinnet, traduisez réseau fin ou encore CheaperNet, traduisez réseau plus économique) est un câble de fin diamètre (6 mm), de couleur blanche (ou grisâtre) par convention. Très flexible il peut être utilisé dans la majorité des réseaux, en le connectant directement sur la carte réseau. Il permet de transporter un signal sur une distance d’environ 185 mètres sans affaiblissement.
  Il fait partie de la famille des RG-58 dont l’impédance (la résistance) est de 50 ohms. On distingue les différents types de câbles coaxiaux fins selon la partie centrale du câble (âme).

  Câble	Description
  RG-58 / U	Brin central constitué d’un unique toron de cuivre
  RG-58 A/U	Torsadé
  RG-58 C/U	Version militaire du RG-58 A/U
  RG-59	Transmission à bande large (Télévision par câble)
  RG-6	Diamètre plus large, conseillé pour des fréquences plus élevées que RG-59
  RG-62	Réseau Arcnet

   

• Le 10Base5 - câble coaxial épais (en anglais Thicknet ou Thick Ethernet et également appelé Yellow Cable, en raison de sa couleur jaune conventionnelle) est un câble blindé de plus gros diamètre (12 mm) et de 50 ohms d'impédance. Il a longtemps été utilisé dans les réseaux Ethernet, ce qui lui a valu l'appellation de « Câble Ethernet Standard ». Etant donné que son âme a un plus gros diamètre, la distance susceptible d’être parcourue par les signaux est grande, cela lui permet de transmettre sans affaiblissement des signaux sur une distance atteignant 500 mètres (sans réamplification du signal). Sa bande passante est de 10 Mbps Il est donc employé très souvent comme câble principal (backbone) pour relier des petits réseaux dont les ordinateurs sont connectés avec du Thinnet. Toutefois, étant donné son diamètre il est moins flexible que le Thinnet.

Transceiver : la connexion entre Thinnet et Thicknet

La connexion entre Thinnet et Thicknet se fait grâce à un transceiver. Il est muni d’une prise dite "vampire" qui effectue la connexion physique réelle à la partie centrale du Thinnet en transperçant l’enveloppe isolante. Le câble du transceiver (drop cable) est branché sur un connecteur AUI (Attachment Unit Interface) appelé également connecteur DIX (Digital Intel Xerox) ou connecteur DB 15 (SUB-D 15).

Les connecteurs pour câble coaxial

Thinnet et Thicknet utilisent tous deux des connecteurs BNC (Bayonet-Neill-Concelman ou British Naval Connector) servant à relier les câbles aux ordinateurs.
Dans la famille BNC, on trouve :

• Connecteur de câble BNC : il est soudé ou serti à l’extrémité du câble.
• Connecteur BNC en T : il relie la carte réseau des ordinateurs au câble du réseau.
• Prolongateur BNC : il relie deux segments de câble coaxial afin d’obtenir un câble plus long.
• Bouchon de terminaison BNC : il est placé à chaque extrémité du câble d’un réseau en Bus pour absorber les signaux parasites. Il est relié à la masse. Un réseau bus ne peut pas fonctionner sans. Il serait mis hors service.

Câblage à paire torsadée

Dans sa forme la plus simple, le câble à paire torsadée (en anglais Twisted-pair cable) est constitué de deux brins de cuivre entrelacés en torsade et recouverts d’isolants.

On distingue généralement deux types de paires torsadées :

• les paires blindées (STP : Shielded Twisted-Pair) ;
• les paires non blindées (UTP : Unshielded Twisted-Pair).

Un câble est souvent fabriqué à partir de plusieurs paires torsadées regroupées et placées à l’intérieur de la gaine protectrice. L’entrelacement permet de supprimer les bruits (interférences électriques) dus aux paires adjacentes ou autres sources (moteurs, relais, transformateur).

La paire torsadée est donc adaptée à la mise en réseau local d'un faible parc avec un budget limité, et une connectique simple. Toutefois, sur de longues distances avec des débits élevés elle ne permet pas de garantir l’intégrité des données (c'est-à-dire la transmission sans perte de données).

La paire torsadée non blindée (UTP)

Le câble UTP obéit à la spécification 10BaseT. C’est le type de paire torsadée le plus utilisé et le plus répandu pour les réseaux locaux. Voici quelques caractéristiques :

• Longueur maximale d’un segment : 100 mètres
• Composition : 2 fils de cuivre recouverts d’isolant
• Normes UTP : conditionnent le nombre de torsions par pied (33 cm) de câble en fonction de l’utilisation prévue
• UTP : répertorié dans la norme Commercial Building Wiring Standard 568 de l’EIA/TIA (Electronic Industries Association / Telecommunication Industries Association). La norme EIA/TIA 568 a utilisé UTP pour créer des normes applicables à toutes sortes de locaux et de contextes de câblage qui garantissent au public l’homogénéité des produits. Ces normes incluent cinq catégories de câbles UTP :
• Catégorie 1 : Câble téléphonique traditionnel (transfert de voix mais pas de données)
• Catégorie 2 : Transmission des données à 4 Mbit/s maximum (RNIS). Ce type de câble est composé de 4 paires torsadées
• Catégorie 3 : 10 Mbit/s maximum. Ce type de câble est composé de 4 paires torsadées et de 3 torsions par pied
• Catégorie 4 : 16 Mbit/s maximum. Ce type de câble est composé de 4 paires torsadées en cuivre
• Catégorie 5 : 100 Mbit/s maximum. Ce type de câble est composé de 4 paires torsadées en cuivre
• Catégorie 5e : 1000 Mbit/s maximum. Ce type de câble est composé de 4 paires torsadées en cuivre

La plupart des installations téléphoniques utilisent un câble UTP. Beaucoup de locaux sont pré-câblés pour ce genre d’installation (souvent en nombre suffisant pour satisfaire les futurs besoins). Si la paire torsadée pré-installée est de bonne qualité, il est possible de transférer des données et donc l’utiliser en réseau informatique. Il faut faire attention cependant aux nombres de torsades et aux autres caractéristiques électriques requises pour une transmissions de données de qualité.

Le majeur problème provient du fait que le câble UTP est particuliàrement sujet aux interférences (signaux d’une ligne se mélangeant à ceux d’une autre ligne). La seule solution réside dans le blindage.

La paire torsadée blindée (STP)

Le câble STP (Shielded Twisted Pair) utilise une gaine de cuivre de meilleure qualité et plus protectrice que la gaine utilisée par le câble UTP. Il contient une enveloppe de protection entre les paires et autour des paires. Dans le câble STP, les fils de cuivre d’une paire sont eux-mêmes torsadés, ce qui fournit au câble STP un excellent blindage, c'est-à-dire une meilleure protection contre les interférences). D'autre part il permet une transmission plus rapide et sur une plus longue distance.

Les connecteurs pour paire torsadée

La paire torsadée se branche à l’aide d’un connecteur RJ-45. Ce connecteur est similaire au RJ-11 utilisé dans la téléphonie mais différent sur certains points : le RJ-45 est légèrement plus grand et ne peut être inséré dans une prise de téléphone RJ-11. De plus, le RJ-45 se compose de huit broches alors que le RJ-11 n’en possède que six, voire quatre généralement.

Fibre optique

La fibre optique est un câble possédant de nombreux avantages :

• Légèreté
• Immunité au bruit
• Faible atténuation
• Tolère des débits de l'ordre de 100 Mbps
• Largeur de bande de quelques dizaines de mégahertz à plusieurs gigahertz (fibre monomode)

Le câblage optique est particulièrement adapté à la liaison entre répartiteurs (liaison centrale entre plusieurs bâtiments, appelé backbone, ou en français épine dorsale) car elle permet des connexions sur des longues distances (de quelques kilomètres à 60 km dans le cas de fibre monomode) sans nécessiter de mise à la masse. De plus ce type de câble est très sûr car il est extrêmement difficile de mettre un tel câble sur écoute.

Toutefois, malgré sa flexibilité mécanique, ce type de câble ne convient pas pour des connexions dans un réseau local car son installation est problématique et son coût élevé. C'est la raison pour laquelle on lui préférera la paire torsadée ou le câble coaxial pour de petites liaisons.

Introduction au multiplexage

On appelle multiplexage, la capacité à transmettre sur un seul support physique (appelé voie haute vitesse), des données provenant de plusieurs paires d'équipements (émetteurs et récepteurs) ; on parle alors de voies basse vitesse.

On appelle multiplexeur l'équipement de multiplexage permettant de combiner les signaux provenant des émetteurs pour les faire transiter sur la voie haute vitesse. On nomme démultiplexeur l'équipement de multiplexage sur lequel les récepteurs sont raccordés à la voie haute vitesse.

Le multiplexage fréquentiel

Le multiplexage fréquentiel, appelé aussi MRF (Multiplexage par répartition de fréquence ou en anglais FDM, Frequency Division Multiplexing) permet de partager la bande de fréquence disponible sur la voie haute vitesse en une série de canaux de plus faible largeur afin de faire circuler en permanence sur la voie haute vitesse les signaux provenant des différentes voies basse vitesse.

Ce procédé est notamment utilisé sur les lignes téléphoniques et les liaisons physiques en paires torsadées afin d'en accroître le débit.

Le multiplexage temporel

Le multiplexage temporel, appelé aussi MRT (Multiplexage par répartition dans le temps ou en anglais TDM, Time Division Multiplexing) permet d'échantillonner les signaux des différentes voies basse vitesse et de les transmettre successivement sur la voie haute vitesse en leur allouant la totalité de la bande passante, et ce, même si celles-ci ne possèdent pas de données à émettre.

Le multiplexage statistique

Le multiplexage statistique reprend les caractéristiques du multiplexage temporel, à la différence près qu'il ne transmet sur la voie haute vitesse uniquement les voies basse vitesse comportant des données. Le nom de ce type de multiplexage provient du fait que les multiplexeurs se basent sur des statistiques concernant le débit de chaque ligne basse vitesse.
Ainsi, la ligne haute vitesse ne transmettant pas les blancs, les performances sont meilleures qu'avec un multiplexage temporel.