|
Sommaire : |
Principe
de la commutation Types de commutation Multiplexage Voies Numériques Multiplexées |
Principes de la commutation
Pour la communication entre usagers, la commutation est essentielle. Il est en effet impensable de relier chaque usager à tous les autres. En effet, si l'on voulait relier n stations directement à chacune d'elles, il faudrait établir n(n-1)/2 liaisons ce qui est impensable au niveau planétaire.
On est conduit logiquement à construire les réseaux à partir de nœuds de commutation. Ces nœuds de commutation sont chargés d'acheminer dans la bonne direction les informations qu'ils reçoivent. Cette fonctionnalité est appelée routage.
En fait, la commutation peut se concevoir de manières différentes
commutation de circuits : elle consiste à réquisitionner, pour une communication, des tronçons de réseau pour assurer une liaison de bout en bout ; les tronçons sont liés les uns aux autres à chaque nœud de commutation ; la communication terminée, les tronçons sont libérés et disponibles pour une nouvelle commutation. Cette méthode est bien connue en téléphonie.
commutation de messages : l'information à transmettre est découpée en messages ; les messages circulent sur le réseau à manière du transport automobile. Chaque nœud de commutation sert de routeur mais aussi d'hébergement des messages en situation d'engorgement des tronçons du réseau. Ce mode de commutation a pratiquement disparu au profit de la commutation de paquets.
commutation de paquets : chaque message est découpé en paquets de petite taille qui sont numérotés pour un ré-assemblage éventuel. Les paquets circulent dans le réseau et les nœuds de commutation en effectuent le routage et l'hébergement. Sur un tronçon, les paquets se suivent, même s'ils n'appartiennent pas au même message.
L'intérêt de la commutation de paquets sur la commutation de messages peut être rendu évident par la figure ci-dessous ; on gagne du temps par la simultanéité de réception et de transfert de paquets différents.
Il existe deux types de commutation de paquets
le circuit virtuel : tous les paquets d'un même message suivent le même chemin défini pour chaque message ; la méthode est similaire à celle de la commutation de circuits.
le datagramme : chaque paquet d'un message peut emprunter un chemin différent des autres ; à l'arrivée, il faut réordonner les paquets du message car des paquets peuvent aller plus vite que d'autres puisqu'empruntant des chemins différents.
Exercices et tests : QCM38, QCM39
Le multiplexage consiste à faire passer plusieurs messages sur un même tronçon de réseau. On distingue deux types de multiplexage :
multiplexage spatial
La bande passante du canal est divisée en sous-bandes (canaux) chaque message correspond à une sous-bande de fréquence ; un multiplexeur mélange les différents messages ; un démultiplexeur, à l'arrivée, sépare, grâce à un filtrage en fréquence, les messages.
multiplexage temporel : ce type de multiplexage est bien adapté aux réseaux à commutation de paquets. Le multiplexeur n'est autre qu'un mélangeur de paquets, le démultiplexeur est un trieur de paquets.
|
exemple : liaison à trame MIC offerte par France Télécom ; 1 trame (analogue à un train) comporte 30 IT utilisateurs et 2 IT de service (chaque IT, qui signifie "intervalle de temps", est analogue à un wagon). Chaque IT peut recevoir l'équivalent d'un paquet.
Chaque IT peut recevoir un octet ; une trame transporte donc 32 octets (256 bits ). Le débit total est de 2 Mbits/s. Si un usager utilise cette trame en mettant un paquet dans une IT précise dans chaque trame, le débit, pour cet usager, sera de 64 Kbits/s. S'il utilise deux IT par trame, il double son débit. On constatera qu'une trame est transmise toutes les 125 microsecondes. |
Exercices et tests : Exercice 16, Exercice 17, Exercice 19, Exercice 36, QCM22, QCM23
Les infrastructures de transport de l'information sont de nos jours dédiées au transport de données numériques. L'exemple du paragraphe précédent en est un exemple. Par ailleurs, destinées à transporter de volumineuses quantités de données binaires, elles utilisent la technique du multiplexage.
PDH : Plesiochronous Digital Hierachy
Comme précisé précédemment, l'utilisation de trames MIC réalisent le multiplexage de 32 voies (IT) à 64 Kbits/s (l’utilisation de toute la trame correspond à 2 Mbits/s). Il faut noter que deux IT sont réservés pour le service (IT0 et IT16).Conçues à l'origine pour transporter la voie numérisée, ces trames sont multiplexées pour un transport d'un grand nombre de communications téléphoniques. Il faut aussi noter une différence de standardisation entre l'Europe (32 voies par trame) et les USA-Japon (24 voies par trame).
Le multiplexage successif des trames permet d'obtenir de hauts débits. De l'information de contrôle étant entrée à chaque niveau de multiplexage, le débit n'est pas exactement le débit nominal. C'est d'ailleurs pour cette raison que cette hiérarchie est appelée plésiochrone (plésio = presque).
Evidemment, comme cette technologie n'est pas vraiment synchrone, il est nécessaire de démultiplexer complètement pour accéder à une voie. c'est un inconvénient majeur qui a conduit à définir une autre hiérarchie, la hiérarchie synchrone.
SDH : Synchronous Digital Hierarchy
La hiérarchie SDH a été développée en Europe tandis qu'une hiérarchie analogue était développée aux USA : SONET (Synchronous Optical NETwork). Dans ce type de hiérarchie, la trame est plus complexe que dans le cas de PDH. Elle se reproduit 8000 fois par seconde et transporte 810 octets ce qui correspond à un débit de 51,84 Mbits/s ; cela signifie aussi qu'un octet particulier de la trame est transporté à un débit de 64 Kbits/s. La trame est présentée sous forme d'une grille de 9 lignes et 90 colonnes :
Les octets des trois premières lignes et des trois premières colonnes (surdébit de section), ainsi que le reste des trois premières colonnes (surdébit de ligne) sont utilisés pour la synchronisation. Un pointeur indique le début des données (conteneur virtuel) ; les données utiles commencent par un octet de surdébit de conduit. On peut insérer des données n’importe où dans la trame (dans les 87 colonnes suivant les trois premières ).
La trame SDH est compatible avec la trame SONET, mais comporte 9 lignes de 270 colonnes (2430 octets). Elle est transmise en 125 microsecondes ce qui correspond à un débit de 155,52 Mbits/s, soit 3 fois le débit nominal de la trame SONET.
Les correspondances entre les niveaux de multiplexage de SDH et de SONET sont données dans le tableau suivant :
| SDH | SONET | débit en Mbits/s |
| STS1 | 51,84 | |
| STM1 | STS3 | 155,52 |
| STS9 | 466,56 | |
| STM4 | STS12 | 622,08 |
| STS18 | 933,12 | |
| STS24 | 1244,16 | |
| STS36 | 1866,24 | |
| STM16 | STS48 | 2488,32 |
