Couche 1 : Médias et équipements réseau  

1. Les notions de base sur les signaux et le bruit dans les systèmes de communication  

•  Comparaison des signaux analogique et numériques  

    Lors de l’envoi de données sur un réseau, celles-ci transitent par des liaisons physiques, il convient donc d’observer comment sont-elles représentés dans ces liaisons. 

 Signal : tension électrique souhaitée, modèle d’impulsions lumineuses ou encore onde électromagnétique modulée. Il permet d’acheminer les données dans le média.    

     Le signal numérique dispose d’un graphique de tension que l’on va définir comme « sautillant », il se rapproche d’une onde carrée ou la tension passe quasi instantanément d’un état de basse tension à un état de haute tension.   

    Le signal analogique présente les caractéristiques suivantes : 

• Il oscille 

• Son graphique de tension varie constamment en fonction du temps et peut être représenté par une sinusoïde 

• Il est utilisé pour les télécommunications depuis le début o Exemple : téléphone et radio
Les deux caractéristiques importantes d’une onde sont son amplitude (A), c’est-à-dire sa hauteur et sa longueur, ainsi que sa période. La fréquence de l’onde peut être calculée avec cette formule : f = 1/T.

•  La représentation d'un bit dans un média physique  

    Un bloc d'information est un élément binaire, connu sous le nom de bit ou impulsion. Un bit, dans un milieu électrique, est un signal correspondant à un 0 binaire ou à un 1 binaire. Cela peut être aussi simple que 0 (zéro) volts pour un 0 en binaire, et +5 volts pour un 1 binaire, ou un codage plus complexe.    

    La mise à la terre de référence est un concept important concernant tous les médias de gestion réseau qui emploient des tensions pour diffuser des messages. C’est une masse électrique permettant d’établir une tension zéro dans un graphique de signalisation  

•  Les facteurs pouvant affecter un bit  

  Il existe différents facteurs pouvant affecter le signal et de ce fait les bits transportés sur le média :   

La propagation de signaux réseau : 

Le terme de propagation fait référence au temps 

que met un bit, c'est-à-dire une impulsion, 

à se déplacer dans le média. Il est impératif 

que la propagation soit homogène dans le réseau. 

L’atténuation du signal réseau :  

Perte de la force du signal. Ce problème est limitable par un bon choix des médias réseau utilisés

La réflexion réseau :  
Retour d’énergie causée par le passage des impulsions dans le média. Si ce retour est trop fort, il peut perturber le signal des impulsions suivantes. Le système binaire, et donc à 2 états, peut être perturbé par ces énergies supplémentaires se déplaçant dans le média.  

Le bruit : Ajout indésirable à un signal. 

Des sources d’énergie situées à proximité 

du média fournissent un supplément d’énergie venant perturber le signal. 

--Diaphonie : bruit ajouté au signal d’origine 

d’un conducteur par l’action du champ 

magnétique provenant d’un autre conducteur
--Paradiaphonie : diaphonie causée par un 

conducteur interne au câble
Le bruit peut être causé par des sources 

d’alimentations externes, des variations thermiques, 

des interférences électromagnétiques ou encore 

des interférences de radio fréquences 

La dispersion : Étalement des impulsions dans le temps. 

Si la dispersion est trop forte, le signal 

d’un bit peut recouper le signal du précédent ou du suivant. 

La durée d’une impulsion est fixe, la dispersion correspond 

à une modification de cette durée au fur et à mesure 

que le signal se propage dans le média.   

La gigue : Les systèmes numériques sont synchronisés, 

tout est réglé par des impulsions d’horloge. 

Si les horloges de la source et du destinataire 

ne sont pas synchronisées, on obtient alors 

« une gigue de synchronisation ». 

La latence : Retard de transmission. 

Principalement du au déplacement du signal dans le média 

et à la présence de composants électroniques entre la source et la destination.  

Les collisions : Se produit lorsque 2 ordinateurs 

utilisant le même segment de réseau émettent en même temps. 

Les impulsions se mélangent, détruisant alors les données.

     Dès qu’un bit accède au média, il est sujet à tous ces paramètres pouvant perturber la transmission. Dans la mesure où le but n’est pas de transmettre un bit, mais des quantités gigantesques (parfois 1 milliard de bits à la seconde) ; ces paramètres ne sont pas à négliger, car le moindre défaut peut avoir des conséquences importantes sur la qualité de la transmission.
Il faut aussi savoir qu’une liaison entre 2 équipements A et B peut être : 

       • Simple (unidirectionnelle) : A est toujours l'émetteur et B le récepteur. C'est ce que l'on trouve par exemple entre un banc de mesure et un ordinateur recueillant les données mesurées.       • Half-duplex (bidirectionnelle à l'alternat) : Le rôle de A et B peut changer, la communication change de sens à tour de rôle (principe talkies-walkies). 

       • Full-duplex (bidirectionnelle simultanée) : A et B peuvent émettre et recevoir en même temps (comme dans le cas du téléphone).