Introduction aux télécommunications


"Le monde des télécommunications est en train de subir une révolution entièrement d'origine technique. Les révolutions industrielles des XVIIIème et XIXème siècles avaient créé le métier d'ingénieur. Aujourd'hui le monde a besoin d'ingénieurs décideurs ayant une vision claire des technologies et de leur évolution."

 
  1. Le spectre des fréquences
  2. Principes de la transmission de la voix
  3. Le téléphone
  4. GSM
  5. Téléphonie sur internet
  6. La vidéo
  7. Transmission et internet
  8. Télécom par constellation de satellites
  9. GPS

Les télécommunications : le spectre des fréquences

Les fréquences utilisées pour les télécommunications radio ne représentent qu'une faible part du spectre radio électrique :

LE SPECTRE DES FRÉQUENCES, les longueurs d'onde, l'utilisation humaine

Hz

KHz
10^3

MHz
10^6

GHz
10^9

THz
10^12

PHz
10^15

EHz
10^18

ZHz
10^21

YHz
10^24

300 000 Km
3 10^8 m

300 Km
3 10^5 m

300 m
3 10^2

30 cm
3 10^-1

0,3 mm
3 10^-4

0,3 microns
3 10^-7

0,3 nm
3 10-10

0,3 pm
3 10^-13

0,3 am
3^10-16

Jusqu'à 30 MHz
les couches
de l'atmosphère
sont un
guide d'onde

micro ondes
IR
visible
UV
X et gamma

téléphone
fixe RTC,
réseau
téléphonique
commuté 980
à 1800 Hz

radio

radars,
TV, GSM
téléphones mobiles
900 MHz
(Itinéris, SFR)
DCS
téléphones mobiles

1800 MHz

(Bouygues)
réseaux sans fil :
2,4GHz et 5GHz
boucle locale radio :
3,4GHz et 26GHz

infrarouge

lumière
visible

Ultra
Violets

rayons
X

rayons
gamma

Radiocommunications
de 9 KHz à 60 GHz

LES RADIOCOMMUNICATIONS

100 KHz

1 MHz

10 MHz

100 MHz

1 GHz

10 GHz

100 GHz

GO
OM
PO
OC
CB

Police
FM
TV
VHF3
TV
UHF
radars
GSM
DCS

Sat.
Astra

radars
aériens

Radio longue
distance
FM, TV,
stations mobiles
radars, satellites,
mobiles courte portée

Réflexion
atmosphérique
des ondes
radio jusque
30MHz
plus de réflexion atmosphérique -->

 

NB : Les multiples d'unités s'appellent Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta, Exa, Zetta, Yotta (Voir une table des multiples à http: //www.mines.u-nancy.fr/~tisseran/cours/architectures/multiples.html)

Tout est onde : la longueur d'onde quantique associée à un raton laveur de 1 Kg se déplaçant à 1m/s est 10^-31 cm...

Classification des longueurs d'onde employées en télécommunications :

 

Téléphonie : Les principes de la transmission de la voix

Fréquences vocales.

La téléphonie classique "sur cuivre" utilise largement quelques propriétés de la sensibilité physiologique aux ondes radio électriques :

1.

Si l'oreille humaine est sensible à une gamme de fréquences étendue, allant des infrasons jusqu'aux ultrasons, une plage beaucoup plus réduite de fréquences suffit pour reconnaitre une voix. Cela vient de la courbe de répartition de l'énergie associée à chaque fréquence. Cette courbe atteint son maximum vers 800 Hz :

2. Le cerveau a une capacité d'interprétation du signal qui lui permet de reconstituer la signification des phrases prononcées, même avec un signal très dégradé. La ligne de transmission peut donc être de qualité médiocre.
3. Enlever les "basses fréquences", inférieures à 300 Hz, et les "hautes fréquences", supérieures à 3400 Hz, enlève relativement peu d'énergie au signal. L'oreille n'entendra que assez peu de différence. La bande passante "utile" est donc très réduite.
4. La transmission analogique de la voix sur fils téléphoniques impose de perdre de toutes façons les hautes et les basses fréquences : la bande passante est étroite et cela suffit.

Les normes en vigueur dans le monde de la téléphonie fixe, érigées par l'UITT, fixent  la plage de numérisation de 300 Hz à 3400 Hz, avec une fréquence d'échantillonnage de 8 KHz.
Par comparaison le son d'un CD, beaucoup plus musical, est échantillonné sur la plage de 0 à 15 000 Hz, avec une fréquence d'échantillonnage de 44 KHz.

Comment procéder pour numériser la voix, afin de transmettre le signal vocal sur les réseaux de transmission de données ?

Première opération : échantillonnage.

La norme fixe l'échantillonnage à 8 KHz. Cela correspond à une prise d'échantillon toutes les 1/8000s = 125 microsecondes.
Le théorème de Shanon fixe la fréquence maximale F d'un signal échantillonné à fe par F<fe/2
Un échantillonnage à 8 KHz permet donc la transmission d'un signal de 4KHz. Le signal vocal analogique 300-3400 Hz passera bien.

Deuxième opération : numérisation.

L'amplitude mesurée du signal (pris toutes les 125 microsecondes) est codée sur n bits, donc en 2^n classes. L'approximation de la valeur analogique par une valeur numérique discrète provoque une distorsion du son, dite bruit de quantification. Pour limiter ce bruit, l'on choisit un nombre de classes élevé.
En transmission téléphonique, le nombre de classes est de 2^8=256 niveaux, ce qui correspond à un codage sur un octet.
Cependant, aux USA, le codage se fait sur 7 bits.

Troisième opération : codage.

L'erreur relative de quantification vaut en moyenne (1/2 * amplitude_maxi / 256) / valeur_du_signal.
Pour une amplitude forte, cette fonction est négligeable, mais pour une amplitude faible l'erreur relative devient très grande.
Il est hors de question de numériser sur 16 bits pour règler cette difficulté, ce serait trop coûteux. Le remède au problème de la trop grande sensibilité aux basses amplitudes consiste à prendre une loi de quantification logarithmique. L'effet obtenu est alors équivalent à une compression.

Modulation du signal.

Comment transmettre du binaire sur une ligne élctrique ? En électronique, la transmission de signaux carrés pour représenter des valeurs binaires est impossible. L'atténuation du signal élargit les fronts montant et descendants de l'onde, le signal est donc difficile à identifier à l'arrivée.

Pour coder les valeurs binaires en signaux électriques, nous disposons de trois types de modulation des signaux sinusoïdaux :

Modulation
de fréquence

Modulation
de phase

Modulation
d'amplitude

Les modems jouent sur les trois modulation pour augmenter leur débit : ils codent le signal dans un espace de modulations à trois dimensions. Par exemple les modems à la norme V33 codent sur 27 états.

Débits : définitions des unités "bauds" et "bits par seconde".

La transmission du signal emploie des "filtres passe bas", faits pour transmettre un signal le plus fidèle possible jusqu'à une fréquence dite fréquence de coupure (c'est la "bande passante" du filtre). Le temps de commutation se définit à partir de cette fréquence de coupure.

Soit T le temps de commutation. La rapidité de commutation, qui s'exprime en bauds, se définit par R=1/T.

Le débit binaire est alors D = R log2 N, où N est le nombre d'états de codage. D s'exprime en bits par seconde.

 

Interférence inter symbole.

 

 

Les télécommunications : Le téléphone numérique

Le téléphone classique

Le réseau téléphonique reposait initialement sur quelques principes simples :

Le téléphone numérique

La commutation temporelle repose sur le principe suivant :

La plage retenue pour la voix va jusque 3,4 KHz. Pour reproduire correctement un signal vocal dont la fréquence maximale est de 4KHz, il suffit d'échantillonner l'amplitude du signal à une fréquence 2x4KHz, donc échantillonner à 8 KHz; la discrétisation de l'amplitude se fait sur 256 niveaux, représentables sur 8 bits.

Le temps entre deux prises d'échantillons est alors de 1/2x4KHz = 125 microsecondes, soit 8 échantillons par milliseconde.

Quel doit être le débit de la ligne de transmission ?
1 octet doit être transmis toutes les 125 microsecondes.
8 bits divisé par 125 microsecondes = 64 Kbps
C'est le débit universel retenu pour la transmission numérique de la voix.
En fait, aux USA où le signal est échantilloné sur 7 bits le débit est de 56 Kbps.

C'est par abus de langage que l'on parle de bande passante de 8KHz. La bande passante ne peut être définie que pour un signal analogique. Pour un signal numérique, l'on devrait parler de débit binaire équivalent à la transmission du même signal en analogique.

Multiplexage temporel.

L'intervalle de temps séparant deux prises d'échantillon est fixé à 125 microsecondes, c'est ce que l'on appelle IT (un intervalle de temps). Si la durée de prise d'échantillon reste faible, 4 microsecondes par exemple, alors l'on peut multiplexer 125/4 = 32 signaux dans un même IT.
En réalité l'on ne mutiplexe pour le téléphone que 30 voies, les deux restantes étant consacrées à à signalisation. L'IT 0 sert à la synchonisation, l'IT 16 transporte la signalisation des 30 autres IT.

Le débit binaire de la ligne sera de 1/125x10-3 secondes x 32 voies x 8 bits = 2048 Kbps, soit 2 Mbps.

Transmission informatique.

Le protocole mis en place pour créer les réseaux de transmission de données vocales a naturellement repris les solutions qui avaient fait le succès du téléphone analogique.

Le réseau est informatique, il transporte donc des paquets parce que c'est la solution la plus économique.

Mais il reproduit la commutation de circuits jugée indispensable pour la transmission point à point, en réservant des circuits virtuels. Ce protocole s'appelle X25, il est à la base des grands réseaux nationaux comme Transpac de France Télécom, ou Retipac de la SNCF. Il a assuré le succès du minitel.

Puis l'arrivée de la norme de fait TCP/IP a bousculé ce beau montage...

Compression.

Au début de la construction du réseau RNIS, l'estimation de bande passante nécessaire pour la voix était de 64 Kbps. Depuis, les technologies de compression destructive du signal ont réduit le débit nécessaire de quatre fois, voire même de dix fois si l'on accepte un diminution très notable de la qualité.

 

Les télécommunications : GSM

GSM : Global System for Mobile Communication.

Cette norme de téléphonie mobile date de 1992. Le GSM sur 900 MHz (SFR, Orange) est la principale norme utilisée en Europe. L'autre système de téléphonie mobile est le DCS sur 1800 MHz (Bouygues Telecom).

GSM comptait en 1998 déjà 50 millions d'abonnés dans le monde. En 2001, quelque 650 millions de personnes utilisent actuellement des téléphones cellulaires. En septembre 2001, le parc de téléphones mobiles a dépassé celui des lignes fixes en France : 34,6 millions d'abonnés à un service de téléphonie mobile.

- Le GSM 900 utilise la bande 890-915 MHz pour l'envoi des données, voie montante (TX), et la bande 935-960 MHz pour la réception des informations, voie descendante (RX).
- Le GSM 1800, appelé aussi DCS 1800, utilise la bande 1710-1 785 MHz pour l'envoi des données et la bande 1805-1 880 MHz pour la réception des informations.
Chacune de ces bandes comprend 124 canaux de 200 KHz chacune. Chaque porteuse comporte huit time slots, d'environ 577 μs.

 

Les télécommunications : La voix sur IP
Téléphonie sur internet

Les produits de téléphonie sur internet sont en vente partout. Internet est la même déferlante dans les télécom qu'il l'a été dans les réseaux informatiques. Pourtant les problèmes techniques sont complexes, nous allons le voir.

Internet

Internet peut être vu comme

L'échange de fichiers a d'abord été l'application de base d'internet.

Puis le courrier électronique est venu faciliter les échanges, suivi de près par des extensions comme les news, et par des services qui ont déja perdu de l'importance : telnet, archie, wais, gopher.

Une seconde génération de services internet est venue avec le world wide web, avec ses protocoles html, http, url. A partir de 1993, internet a entamé sa croissance exponentielle, et son extension vers les masses du grand public et vers l'activité commerciale des entreprises.

Internet et le temps réel

Une troisième génération débute avec la communication en temps réel, chat, phonie ou visio, l'interactivité donnée par Java, la 3D de VRML. La plus part de ces nouveaux services relèvent de la transmission en temps réel. Or les protocoles asynchrones d'internet ne sont pas du tout prévus pour des flux temps réel.

Dès que le son ou la vidéo sont numérisés, ils deviennent des données à transmettre, presque comme les autres données informatiques, et internet parait par analogie le bon support.

En réalité, ce n'est pas du tout le cas. Les protocoles d'internet privilégient le résultat et le coût, c'est à dire la délivrance quasi certaine des messages pour un prix restant faible, et ceci même si le réseau venait à être sévèrement endommagé (par une guerre nucléaire, par exemple). L'assurance de délivrance des messages est privilégiée par rapport à la vitesse. Par exemple le découpage des données en paquets va permettre de partager les délais de transmission entre tous les utilisateurs, ou encore le même message pourra être remis à toute une liste de destinataires.

Par contre le réseau téléphonique commuté assure le transport d'un flot continu vocal en réservant des circuits physiques pour toute la durée de la communication. Il garantit à la fois la livraison (puisque le circuit a été réservé) ainsi la constance du débit et du délai (puisque le circuit est réservé à un usage privatif).

Internet et X25

Comparons le standard X25 et la norme de fait IP :

X25
IP

Etablissement de la connexion

Mode connecté

Mode non connecté
(sans TCP)

Réservation d'un circuit

Oui
(circuit virtuel)

Non

Routage

Déterministe,
sur le circuit réservé

Adaptatif,
chaque routeur recalcule en permanence les chemins.

Transport de l'adresse

Non,
le paquet ne contient que les données puisque le circuit est réservé

Oui,
le paquet contient les adresses d'émetteur et de destinataire

Réservation de ressources

Oui,
en permanence

Non,
premier arrivé premier sorti

Acquittement

Oui,
systématique

Non

Garantie de livraison

Oui

Non
(sans TCP)

Contrôle de congestion

Oui

Non
(sans TCP ou RTP)

Interconnexion des réseaux

Très complexe

Très simple

Avantages

Bien adapté aux télécom,
fiable

Bien adapté à l'échange de données informatiques,
simple, universel, robuste, indestructible, bon marché

Inconvénients

Complexe, vulnérable, cher

Le mode non connecté et sans sessions impose de la complexité pour les services ftp ou téléphone

 

La voix sur internet

La question du temps réel sur internet revient à se demander comment garantir un débit et un délai de livraison, alors qu'avec IP les délais de transmission sont variables, d'une centaine de millisecondes localement, à 2 ou 3 secondes entre continents, et que l'ordre d'arrivée des paquets de données n'est pas garanti, pas plus que l'arrivée elle-même. La puissance de traitement du terminal doit aussi être suffisante pour assurer en temps réduit les tâches de compression et décompression.

Si l'on additionne le temps de traitement du signal au délai variable d'acheminement, l'on obtient une forte variation des intervalles de temps entre la disponibilité de deux paquets successifs. Cette variation s'appelle en téléphonie la gigue. La transmission n'est pas synchrone. Elle n'est pas non plus isochrone, car les débits d'entrée et de sortie ne sont pas égaux. Pour corriger la gigue et l'ordre dispersé d'arrivée des paquets, les routeurs stockent le signal dans des tampons, de taille parfois importante.

Un problème supplémentaire vient de la non garantie de livraison. Un routeur saturé détruit des paquets, Une route trop longue produit le même effet. Et de toutes façons un paquet arrivé après le moment prévu pour sa restitution vocale ou vidéo en temps réel ne sert plus à rien !

Résumons les contraintes de transmission pour la voix :

Délai minimal. Le délai de transmission doit être faible pour permettre le full duplex, 150 ms de préférence, 400 ms au grand maximum. Sur internet, il varie de 50 ms à plusieurs secondes...

Gigue réduite. La gigue doit être très faible. Sur internet le délai de transmission n'est pas stable, de grands tampons doivent corriger les variations de débit.

Perte exceptionnelle. La perte de paquets doit être faible, au maximum 5% peut être. Sur internet, la perte peut être couramment de 5 à 20%. Avec ces valeurs la voix devient trop hachée pour être comprise. Il faut augmenter la bande passante, ou compresser encore plus le signal, ou réserver les ressources d'un circuit par l'emploi d'un protocole comme RSVP.

Délai garanti. La contrainte de délai d'acheminement n'est pas compatible sur internet avec la contrainte de fiabilité de livraison. En effet la garantie de livraison suppose l'emploi d'un protocole avec des accusés de réception permettant la réexpédition des paquets manquants. Ce type de protocole fonctionne en faisant glisser une fenêtre de congestion, qui régule à son avantage le débit d'émission des paquets. Sur internet, IP achemine les paquets, tandis que TCP réalise les contrôles. Ce mécanisme fonctionne bien pour les pages web, mais est inadapté pour le temps réel où TCP est inutilisable :
- Les accusés de réception et les réexpéditions ajoutent du délai de transmission,
- La fenêtre glissante aggrave la gigue.

Signalons enfin le protocole ATM, où le transport des données est assuré par des cellules de 48 octets +3, transmisses en mode connecté. ATM permet

ATM est donc un concurrent sérieux pour la transmission temps réel. La concurrence de l'ethernet commuté 100 Mbps puis 1 Gbps a remis en question le succès commercial d'ATM.

La téléphonie coopérative.

Les besoins en produits de workgroup téléphonique sont variés et en évolution constante :

Voir aussi un dossier sur la téléphonie internet, par la revue Netsurf : http://www.netsurf.ch/telephony.html

Le rapprochement des mobiles et d'internet

Le parc installé de téléphones mobiles devient très important. L'évolution naturelle va vers le raccordement à internet pour recevoir et envoyer des messages, des images, et des vidéos. Ce raccordement va aussi dans le sens de la mondialisation : appeler de n'importe où qui l'on veut, ou plutôt quoi l'on veut. Une application directe en sera le porte-monnaie indispensable au commerce électronique. En dehors du retour sur insvestissemnt qu'attendent aujourd'hui les opérateurs de mobiles, le seul problème apparent est le manque de norme commune !

Diverses technologies préfigurent déja cet avenir proche :

La messagerie : SMS (Short Messaging System)

Ce système permet l'envoi de messages courts (122 caractères) sur un téléphone portable à partir d'un mobile ou par courrier électronique.

Internet par téléphone mobile : WAP (Wireless Application Protocol)

Le protocole WAP permet de transformer une page web pour l'afficher sur l'écran d'un téléphone mobile. Cette norme a été utilisée depuis avil 1999. Présentée commet un Bouquet de services Internet pour les mobiles, elle a fait un bide monumental...

Le mobile numérique : la norme GPRS (General Packet Radio Service)

La norme de communication mobile GSM a une extension, GPRS. Le GPRS permet d'échanger des paquets de données numériques à partir de son téléphone portable. GSM fonctionne à 9,6 Kbps, GPRS permet 115 Kbs.

Le mobile haut débit : la norme UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)

Successeur du GPRS, l'UMTS devait permettre des vitesses d'échange de données à 2 Mbps, pour recevoir et émettre des images (cartes, journaux, fax, etc.), de la vidéo (visiophonie, films) et des données (accès aux BD, échange de documents EDI) depuis les mobiles. Elle transformera le téléphone en terminal mobile internet.

Les différentes générations de téléphonie mobile et leurs débits théoriques:

      analogique
 
numérique
opératrice
automatique
1879
1950-1970
1970
2G
GSM
9.6 Kb/s
réseau "voix" voix + SMS, Wap 1992
2,5
GPRS
43 Kb/s
data 2001
2,75
EDGE
238 Kb/s
   
3G
UMTS
384 Kb/s
+ visiophonie 2004
3G+
HSPA
7,2 ou 14,4 Mb/s
   
3,75
HSPA+
28,8 Mb/s
   
4G
LTE
1 à 100 Mb/s ?
réseau "data"

full IP

 

Sigles :

GSM Global System for Mobile Communication
GPRS General Packet Radio Service
EDGE Enhanced Data Rate for GSM Evolution
UMTS Universal Mobile Telecommunications System
HSPA High Speed Downlink Packet Access
LTE Long Term Evolution

 

 

 

Les télécommunications :
La vidéo

La vidéo pose paradoxalement moins de problèmes que la téléphonie ! L'oeil a une meilleure capacité d'adaptation à un signal dégradé que l'oreille. Il sera donc permis de sauter des images, de dégrader la définition de l'image en la compressant fortement. C'est heureux, car le débit normalement nécessaire pour la vidéo est très élevé. Or les lignes téléphoniques ne passent que 64 Kbps, et l'on veut quand même transmettre de la vidéo. Il y a même un nom pour qualifier une vidéoconférence avec un signal dégradé : la visioconférence.
Le réseau RNIS a été justement conçu à 2x64Kbps pour l'intégration de services, c'est à dire véhiculer aussi bien la voix que l'image et les données.

Le support de la vidéo par IP permet une économie intéressante. IPv6 implémente bien l'adressage multipoint, il permet d'envoyer d'une source unique un flux vers plusieurs destinataires. Le réseau s'occupe alors de la duplication des paquets. Cela convient mieux à la visioconférence que le réseau téléphonique où il est indispensable de réserver autant de circuits qu'il y a de correspondants.

Grâce au DivX les vidéos peuvent être compressées à 10 ou 20% de leur taille réelle sans diminuer leur qualité : un film sur DVD peut être réenregistré sur un CD ROM.

 

Les télécommunications : transmissions, internet, techniques

Les modes de transmission

Transmission série

Ce mode séquentiel est le plus simple. Chaque signal élémentaire est envoyé à la suite du précédent. On n'utilise généralement que deux niveaux du potentiel électrique (par exemple : le courant passe, le courant ne passe pas), assimilés aux états 0 et 1.
C'est le mode utilisé pour connecter un terminal sur un mainframe (protocole V24 ou RS232C), ou pour brancher un périphérique sur son PC ("port série").
Le cable téléphonique, à deux fils, convient bien à cet usage.

Transmission parallèle

Pour accélérer la vitesse de transmission, l'on a imaginé d'utiliser une nappe de plusieurs fils et d'envoyer simultanément un signal élémentaire sur chaque fil. Avec une nappe de 8 fils, l'unité d'envoi sera un octet.
C'est le mode utilisé pour brancher une imprimante ou un disque sur son PC.

Mode synchrone

Un des problème de la transmission est que l'émetteur et le récepteur doivent être synchronisés. Sinon les mesures de valeur du potentiel de la ligne ne seront pas faites sur les bons signaux.

Si l'émetteur et le récepteur ont chacun une horloge, il y a nécessairement une dérive dans le temps des deux horloges. Cette dérive empêchera la reconnaissance des signaux arrivés. Le synchronisme des horloges d'émission et de réception est donc indispensable, ou alors il ne faut qu'une horloge.

Metons une seule horloge, sur l'émetteur. Le mode synchrone demande de compléter le circuit de données avec un circuit d'horloge pour synchroniser envoi et réception du signal. L'horloge divise le temps en parties égales. A chaque top d'horloge on envoie un signal électrique élémentaire, correspondant au codage d'un bit 0 ou 1 (bit = BInary digiT). Le codage est réalisé de façon à ce que à chaque top d'horloge le signal change de niveau de potentiel, ainsi les deux signaux de données et d'horloge sont mélangés et les deux circuits n'en font qu'un. Le récepteur reçoit ces signaux, détecte les changements de niveau et en déduit la valeur du bit transmis.

Les liaisons entre ordinateurs sont synchrones : réseau local Ethernet à 10 Mbps, à 100 Mbps, ou à 1 Gbps, laisons synchrones de transmission de données RNIS à 64 Bbps sur fil de cuivre (avec une multiplication de 1 à 30 faisseaux), à 655 Mbps en fibre optique ou câble coaxial. Les modems rapides qui utilisent le RTC établissent entre eux une liaison synchrone, sur des fréquences porteuses acoustiques entre 300 et 3 400 Hz.

Mode asynchrone

Pour éviter la contrainte d'un circuit d'horloge, il faut que le circuit de données véhicule des signaux indiquant le début et la fin d'une transmission élémentaire. Pendant la transmission élémentaire, d'un octet par exemple, l'on va supposer que les horloges de l'émetteur et de récepteur ne vont pas dériver trop fortement, et resper synchrones. Les signaux de début de transmission vont resynchroniser très fréquemment l'horloges de réception sur l'horloge d'émission.

Le signal hoirs transmission est à 0. Chaque transfert de données commence par inverser l'état de la ligne, c'est le bit START, pendant un temps donné. Puis les données sont transmisses, par exemple 7 bits de données (code ASCII) et un bit de parité. Enfin un ou deux bits STOP sont émis. La transmission d'un caractère codé sur 7 bits demande donc jusqu'à 11 bits transmis.

Le mode asynchrone est utilisé pour la souris, pour le Minitel, pour la liaison entre un PC et un modem, pour le fax analogique.

Accroissement du débit

Et si chaque unité de transmission n'était pas un bit, mais un nombre octal par exemple ? La transmission serait huit fois plus rapide !
Pour faire celà, il y a deux méthodes :

  1. mesurer plusieurs niveaux de potentiel
  2. mesurer plusieurs paramètres du signal électrique

La méthode retenue dans les modems est une combinaison des deux techniques. On utilise plusieurs niveaux électriques, ce qui correspond à la modulation d'amplitude, et l'on utilise aussi la modulation de fréquence, et la modulation de phase. Alors la ligne téléphonique, de fréquence maximale d'horloge 3 400 Hz, peut transporter des données à 56 Kbps.

Il faut un nouveau nom pour le débit de données : les bauds.

 

La vitesse de transmission, enjeu technologique

" Téléphoner à l'autre bout du monde au coût d'un appel local, envoyer rapidement des données, des messages vocaux, des fax ou encore des vidéos, dans n'importe quel pays en un instant, tout cela est désormais possible grâce à Internet.
Seul inconvénient du système actuel : toutes ces applications qui transitent par les réseaux peuvent créer un goulet d'étranglement, ralentissant ainsi le débit des données. La guerre que se livrent les fabricants d'équipements de télécommunications et les opérateurs téléphoniques pour prendre position sur ces nouveaux marchés a pour enjeu principal le contrôle de la bande passante...

Deux types de technologies complémentaires multiplient la capacité de transmission des données : la fibre optique permet le transport de l'information entre les serveurs, tandis que les technologies Digital Subscriber Line (DSL) augmentent la vitesse d'accès entre le serveur et l'utilisateur. ...

La technologie DSL permet d'utiliser les anciennes infrastructures de cuivre des années 70 des réseaux téléphoniques tout en augmentant leur performance grâce à la conversion du signal analogique en signal numérique.

 

La bataille du dernier kilomètre

par Jean-Louis Gassée
le 24 juilet 1998
Libé

"Il y a un monopole de fait pour celui qui a installé le réseau, et impossibilité pratique à créer un deuxième réseau physique . ...
Les sommes facturées à l'abonné ne permettent pas d'ouvrir de nouvelles tranchées pour tirer des fils vers son domicile. La pelleteuse mécanique coûte le même prix pour un câble optique à dix mille conversations simultanées entre deux centraux, ou pour une ligne simple vers ma maison. ...
Il faut avoir le contrôle physique et non pas seulement l'accès réglementaire au dernier kilomètre. En effet, la compagnie qui contrôle ce dernier segment est en bonne position pour manipuler à son profit l'accès aux nouveaux services lucratifs (DSL) pour lesquels la réglementation du téléphone ordinaire est muette ou inadaptée."

 

Les télécommunications : télécommunications satellitaires

En 1997 Orbcomm, petit acteur sur le gros marché des communications par satellite, espèrait devenir le premier à disposer d'une constellation de satellites à orbite basse avec 28 satellites. Le marché visé, télédétection et transmission de données bidirectionnelle, est en marge des télécommunications, Le coût de la constellation d'Orbcomm, évalué à 330 millions de dollars, était sans commune mesure avec celui de ses deux rivaux géants, Iridium (5 milliards de dollars, 66 satellites, exploitation prévue pour fin 1998) et Teledesic (9 milliards de dollars, 840 satellites, exploitation prévue pour 2002). L'avenir de la compagnie semble se trouver dans des régions où les systèmes de communications sont déficients.

La suite de l'histoire ? Iridium a été mis en service fin 1998. L'équipement coûte 25 KF, la minute de communication est facturée 45F, mais c'est le seul moyen de communication efficace dans de nombres zones du globe. Iridium a été un grand succès médiatique dans la guerre des Balkans, de mars à juin 1999. Enfin Iridium a été un echec commercial retentissant, n'arrivant pas à atteindre la rentabilité.
D'autres opérateurs, avec des technologies moins coûteuses ont pris la suite (Globalstar entre autres) et les communications satellitaires sont devenues assez courantes.

 

Un à côté des télécommunications :
GPS

Le système GPS est issu de besoins stratégiques militaires de localisation précise dans les années 70 aux USA. Il est rapidement devenu un outil indispensable pour un grand nombre de besoins, par exemple il équipe les flottes de camions.

Le Ministère de la Defense US avait souligné en 1997 l'exploitation faite par la Chine du système GPS (Global Positioning System) américain " pour accroître la précision de ses armes et la capacité de localisation de ses troupes ".
En comparant l'utilité pour la Chine des technologies du GPS à celles obtenues par le lancement de satellites américains, sur une échelle de 1 à 10, le GPS figure à un degré six, alors que l'achat et le lancement de satellites fabriqués aux Etats-Unis ne dépassent pas 1.  

Le GPS c'est une constellation de 24 satellites en orbite à 20 372 Km, sur six orbites. La mesure de position est basée sur des horloges très précises. Les récepteurs GPS comparent l'instant de réception du signal d'un satellite à celle de l'émission, et en déduisent la distance à laquelle ils sont du satellite. En recevant trois satellites simultanément, le récepteur peut procéder à une triangulation et calculer sa position. S'il erçoit un quatrième satellite, le récepteur peut aussi calculer son altitude !

 

 

 

Document : http://www.mines.inpl-nancy.fr/~tisseran/cours/poly_telecom/printable.html
11 juin 1999 - Dernière mise à jour : janvier 2009