Le niveau physique : mécanismes et protocoles

Principes de fonctionnement de cette couche

Le niveau Physique établit la manière dont sont transportés, sur un support physique,  les bits composant le message transmis entre un émetteur et un destinataire. Ce message,  avant d’être modulé sur le support, doit être initialement codé sous la forme d’une suite de 0 et de 1.

Sérialisation, codages et décodages

Sérialisation et détection des erreurs - Codage de caractère - Codes souvent utilisés

Sérialisation et détection des erreurs La conversion de mots de multiples de 8 bits, en séries de bits transmis séquentiellement et inversement est appelée :  sérialisation.   Codage de caractère Tout échange de message nécessite un langage ou du code qui doit être compris par l'émetteur ou le récepteur

Les deux codes les plus souvent utilisés sont ASCII  et EBCDIC.

• ASCII ( American Standard Code for Information Exchange) publié par l'ANSI ANSI 3.4

Code à 7 bits (spécifie les 7 premiers bits d'un caractère à huit bits ) utilise tous les codages de 0000000 à 1111111 soit 128 valeurs, le 8e Bit permet d'avoir 128 caractères supplémentaires ou une parité, la parité peut être paire ou impaire.

• EBCDIC

Adopté par IBM, Dérivé du BCD ( Binary Decimal Code ), il représente 256 caractères par la combinaison des 8 bits ; pas de possibilité de parité. IBM utilise le checksum pour détecter les erreurs.

Transmission

Transmission série/parallèle - Les capacités : Bits, Baud, Hertz et Débit binaire - Modes et caractéristiques appliquées aux transmissions

Transmission série/parallèle

La transmission est l’étape qui suit le codage, deux modes sont possibles lors de ce déroulement d’échange : mode parallèle ou mode série

	Série Dans ce cas les bits se suivent les uns après les autres, cependant il y aura deux manières de les faire transiter : soit par le mode synchrone, soit par le mode asynchrone.
	Parallèle Dans ce cas chaque caractère est envoyé sur un fil et tous les caractères arrivent simultanément à leur destination.

Les capacités : Bits, Baud, Hertz et Débit binaire

Rapidité de modulation La Rapidité de modulation est  le nombre de symboles transmis. Débit en bauds Le débit en bauds est le nombre de changements d’états par seconde. Débit binaire Le débit binaire est le nombre de bits écoulés par seconde.

Modes et caractéristiques appliquées aux transmissions

Mode synchrone Il s’agit de transmettre dans un intervalle constant sur lequel l’émetteur et le récepteur se sont accordés. La répétition de cet intervalle est continue. Les caractères sont envoyés de manière séquentielle, sans séparateurs. Ce mode convient au débits importants. Le signal  est émis en étant synchronisé sur une horloge au moment de l’envoi d’un bit.

Le débit en bauds de la ligne est fonction de la cadence de l’horloge (nombre de tops d’horloge par seconde), 60 bauds équivalent à 60 intervalles de temps basiques dans une seconde.

Plusieurs types de signaux peuvent être éventuellement transmis simultanément, un signal a une valence de n si le nombre de niveaux transportés dans un intervalle de temps est de 2ⁿ .

La capacité de transmission du lien, en bits par secondes, est égal à n multiplié par la vitesse en bauds. Donc un lien à 50 bauds de valence n=2 aura un débit de 100 bits par seconde.

Mode asynchrone Pas de relation établies à l’avance entre émetteur et récepteur.   Deux signaux, les bits start et stop, encadrent les bits de chaque caractère. Une transmission débute à un instant quelconque.

Modems

Sens de transmission de point à point

• Liaisons unidirectionnelles :

Elles sont aussi appelées simplex, elles vont toujours dans le sens émetteur vers récepteur.>

• Liaisons bidirectionnelles :

Appelées aussi à l’alternat, semi duplex ou bien encore half-duplex ; dans ce cas l’émetteur peut devenir récepteur et inversement.

• Liaisons bidirectionnelles simultanées :

Appelées aussi duplex ou full-duplex ; la transmission est simultanée dans les deux sens de l’échange.

Transmission dans les Réseaux Locaux

 Traitement des messages en réseau locaux - Déphasage entre horloge et signal - Contrôle d'erreurs

Traitement des messages en réseau locaux

Les informations sont transmises sur  une liaison PHY en série

Chaque bit est représenté par une durée DELTA ou base de temps, l'émetteur et le récepteur reconnaissent cette base de temps avec leur horloge. Cette base delta définit la durée d'un bit

• Débit = nombre de Bits/sec émis en série sur le support          

Les bits sont envoyés par BLOCS séparés en transmission  asynchrone, le signal d'horloge n'est pas transmis, il y a risque de déphasage entre horloge et signal d'où un besoin de synchronisation en 2 fonctions :

• Calage
• Verrouillage

Les codages permettent de maintenir la synchronisation.

Le codage des Bits garantit une transition pour recaler l'horloge avant  risque de découpe de bits en + ou en -.

Déphasage entre horloge et signal

Calage (Ex : CSMA CD) L'action de calage consiste à synchroniser l'horloge sur le début de DELTA : Entre 2 blocs le Réseau est inactif (= dérive des horloges). Le délai de propagation est différent entre source et récepteur. On emploiera donc un préambule ou bits start durant quelques temps bits.

Contrôle d'erreurs

Le bit de parité

A tout groupe de bits est ajouté un bit de résultat du ou exclusif des bits précédents.

Défaut : non détection si deux ou  un nombre pair de bits sont défectueux, car non localisation de l'erreur ou non décompte d'erreurs.

Le CRC

Ajout d'une séquence de longueur constante à  la fin de trame.

Cette séquence est élaborée à partir d'un polynôme générateur et des données transmises, la même séquence est exécutée à l'arrivée, si le résultat est négatif la trame est mise au rebut.

Transmission Numérique et Analogique

  Généralités - Affaiblissement du Signal - Affaiblissement du RTC - Puissance du signal - Perte de signal - Qualité d’un signal Analogique - Lignes Numériques - Avantage des Lignes Numériques - Analogique / Numérique - Échelle dynamique de la voix - Companding - Codecs - Codage de la voix et Modulation - Numérisation de signaux vidéo

Généralités

Lorsqu’un signal est transmis des bruits externes peuvent venir affecter la transmission. Connaître le niveau du bruit permet de calculer la capacité maximum de la ligne en bits/s.

Les interfaces, les ondes électromagnétiques et le support lui-même peuvent participer à ce bruit. Le rapport signal / bruit est l’une des caractéristiques majeures pour estimer la capacité d’un canal.

Si l’on procède à une estimation de ce signal/bruit durant un intervalle de temps, on pourra exprimer sa valeur en décibels (dB).

Limites théoriques du débit binaire d’un canal soumis à un bruit

• La loi de Shannon permet de l’énoncer  ainsi :

  Capacité (bits/s) =      Bande Passante (Hz). Log ₂ ( 1+  Signal /Bruit)

• Transmission via modems sur RTC (à faible performance)

BP :                              3 kHz
Puissance du Signal :    -20 dBm = 10µW
Puissance du Bruit :      - 50 dBm = 10nW
Capacité (bits/s):          3000 Log ₂ (1+1000)=30Kbps

Affaiblissement du Signal

Perte dans les canaux logiques Les signaux traversant une ligne téléphonique sont affaiblis. Affaiblissement  Il est mesuré en décibel (dB) dB = 10 log10 (puissance d’entrée/puissance de sortie).

Affaiblissement du RTC

Réponse en fréquence pour une ligne analogique  Bande passante de 0.3 à 3.4 kHz  BP = 3,1 kHz Filtre numérique La perte de signaux supérieure au 3,4 kHz est due au filtre numérique. L’énergie nécessaire à l’échantillonnage au dessus de 4 kHz est négligeable. Les basses fréquences sont filtrées pour élimination de parasites.

Puissance du signal

Puissance d’un signal sur ligne analogique La puissance est généralement référencée à un milliwatt (son faible pour un téléphone) L’unité L’unité est le décibel référencé à un milliwatt (dBm) Calcul La puissance en dBm= log 10(puissance(milliwatt) /1milliwatt)

Perte de signal

 Perte dans les communications

 Elle est caractérisée par la différence de puissance entre signal émis et signal reçu.

 Perte dans un guide d’onde (coax, TP, fibre)

 Elle est liée aux propriétés du média.

 Perte en Sans Fil

 Elle est due à la liaison en air libre.

 Exemple :

 Sur un câble coaxial RG 58 de 30m de long, la perte est de 12 dB à 900 MHz.
Sur une distance et fréquence identiques en air libre la perte est de 61 dB.

Qualité d’un signal Analogique

  Principale mesure

Première mesure de qualité : le rapport Signal/Bruit,  mesure exprimée en dB.

S/B= log ₁₀ (puissance du signal/puissance du bruit).

Valeurs typiques de S/B

Conversation téléphonique : 35 dB environ.
Signal vidéo TV : 45 dB environ.
Compact disque audio : 92 dB environ.

Lignes Numériques

Caractéristique

 La principale caractéristique de ces lignes est le débit binaire (en bits/s).

 Mesure de qualité principale

Le taux d’erreur sur les bits BER (Bit Error Ratio ou Rate).
BER= Nombre de bits erronés / nombre de bits reçus.

 Valeurs classiques de BER

Ligne téléphonique avec modem: 10^-5 (1 pour 100 000)
Ligne fibre optique: 10^-12 (1 pour 1 000 000 000 000).

Avantage des Lignes Numériques

Analogique / Numérique

Quantification

  On représentera un échantillon par une valeur numérique au moyen d’une loi de correspondance.

Conversion (Codage)

Le convertisseur analogique – numérique change les valeurs analogiques des échantillons en une suite de nombres numériques (codage : 8 bits par échantillon).

  Système de transmission numérique

Il positionne les échantillons (codés sur 8 bits) en une transmission série sur la ligne
Le récepteur retrouve les échantillons et les envoie au convertisseur numérique /analogique.

Convertisseur Analogique / Numérique

  Il change les 8 bits en une simple tension et maintien cette valeur jusqu’au prochain échantillon.

Filtre passe-bas

La courbe en escalier restituée traverse un filtre passe-bas pour être lissée et être conforme au signal d’entrée. Le filtre de sortie pilote l’écouteur.

Mode  de transmission

Ce mode est appelé MIC Modulation par Impulsions Codées.

Échelle dynamique de la voix

Plage acoustique de l’oreille humaine

Elle est sensible à une plage importante, la puissance minimum détectable à puissance maximum utilisable va de 10¹² à 1 (120 dB).

Variation de puissance

Il est difficile de discerner un doublement de puissance (3 dB).

Convertisseurs A/N ou N/A

Les convertisseurs A/N ou N/A se servent de ces particularités de l’écoute humaine pour les communications téléphoniques vocales pour les transmettre à faible débit, mais avec qualité

8 bits/échantillons X 8000 échantillons/s = 64 000 bits/s.
Le débit de 64 Kbps est généralisé.
Les deux convertisseurs (A/N et N/A) sont différents et incompatibles.

Bruit de quantification

La différence entre le signal initial et son approximation numérique s’appelle le bruit de quantification. Un convertisseur 4 bits (16 niveaux) a un bruit de quantification élevé.

Companding

Echelle non Linéaire

Elle permet d’obtenir plus de pas pour les signaux faibles et moins pour les signaux forts.

Quantificateur non Linéaire

Le quantificateur non linéaire compresse les 12 bits en une équivalence A/N de 8 bits et le convertisseur N/A expanse les 8 bits reçus à une équivalence de 8 bits.

Codecs

Le Codec convertit la voix analogique en codage numérique.

Exemple d’algorithmes : la loi PCM en Europe (Pulse Coded Modulation) et  la loi µPCM  (Amérique du Nord).

Loi A et µ

Pour obtenir une correspondance entre la valeur de l’échantillon et le nombre le représentant, on utilisera deux lois :

• Loi A en Europe

• Loi Mu en Amérique du Nord

Ces lois sont semi-logarithmiques, la précision étant garantie de manière pratiquement constante.

Ils utilisent instantanément la compression extension, ils ont un S/B constant :

• Grands pas pour les signaux forts

• Petits pas pour les signaux faibles

Ils travaillent sur 8 bits par échantillon. Performance aussi satisfaisante et équivalente pour les signaux faibles qu’une conversion linéaire sur 12 bits (A) ou 13 bits (µ),

On obtient un équilibrage entre le S/B et la bande dynamique. Les Codecs sont spécifiés par le G711 de ITU-T.

Codage de la voix et Modulation

Codage classique sur RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Service)

Le codage classique sur RNIS est PCM (Pulse Coded Modulation)

Le débit classique de 64 Kbps est trop élevé pour les liens radio. Ce signal bien que simple contient de multiples redondances.

Codage en GSM

Le codage GSM est le RPE-LPC (Regular Pulse Exited - Linear Predictive Coder avec un Long Term Predictor Loop).

L’information des échantillons précédents, qui ne change pas rapidement est utilisée pour prédire l’échantillon courant.

La voix est divisée en échantillons de 20 ms, chacun encodé sur 260 bits pour un débit résultant de 13 Kbps. Ce qui correspond au débit plein.

Sur cette base, après tests, on constate que plusieurs bits du bloc sont plus important pour la perception de la qualité de la voix; trois classes sont proposées:

• Class Ia 50 bits très sensible aux erreurs de bits

• Class Ib 132 bits moyennement sensible

• Class II  78 bits la moins sensible

La classe Ia dispose d’un CRC de 3 bits ajoutés pour la détection des erreurs, ils permettent le rejet de la trame si elle est jugée trop endommagée pour être compréhensible.

Elle est remplacée dans ce cas par une version légèrement atténuée de la précédente trame reçue.

Modulation en GSM

  En GSM la modulation est de type MSK avec pré filtrage gaussien. GSMK  (Gaussian-filtered Minimum Shift Keying ). Le débit de modulation est de 270,83 kb/s.

Numérisation de signaux vidéo

Fréquence d’échantillonnage

Virtuellement les systèmes de numérisation des signaux vocaux et vidéo sont identiques. Cependant la fréquence d’échantillonnage est supérieure en vidéo.

Convertisseurs

En vidéo, des convertisseurs linéaires uniformes sur huit bits sont utilisés. En vidéo couleur, un convertisseur huit bits est utilisé pour le rouge, un pour le vert et un pour le bleu.

Débits et vidéo compressée

Les débits nécessaires (importants) ont conduit au développement des techniques de compression de la vidéo.

La Modulation du signal

Modulation du Signal - Types de données et signaux

Le transport de l’information en bande base est la technique la plus simple, il n’est pas nécessaire de passer par une modulation. Des changements discret sur les signaux représentant l’information binaire vont permettre la transmission de suites binaires. Dès que la distance devient importante il est nécessaire de moduler le signal en bande de base (via un modem).

Des courants variables représentent les bits à émettre en bande de base.

Large bande

L'émetteur est une source de fréquence basée sur trois caractéristiques, pourront varier

• AMPLITUDE,

• FRÉQUENCE,

• PHASE.         

Moduler un signal (porteuse) consiste à modifier l’une des trois caractéristiques au rythme d’un autre dit  «modulant», ici le signal numérique.

Le signal résultant a un spectre limité, centré autour de la porteuse, résolvant ainsi les problèmes de partage du support..

Il suffit d’attribuer à chaque communication une porteuse différente en fréquence pour les faire cohabiter sur un même support.

Le nombre maximal d’impulsions qu’un canal peut transmettre, ou sa rapidité de modulation exprimée en bauds, est égal au double de la bande passante (Nyquist).

Si elle ne peut prendre que deux valeurs 0 ou 1 : le débit est égal à la rapidité de modulation.

Types de données et signaux

Données

Données Analogiques

Elles prennent n'importe quelle valeur durant un intervalle.

Données Numériques

Ensembles discrets, ils ne peuvent prendre qu'un nombre réduit de valeurs.

Signaux

Signaux Analogiques

Ils prennent une valeur quelconque dans leur échelle, passent lentement d'une valeur à une autre, ils sont définis par 3 paramètres:

• L'amplitude

• La fréquence

• La phase

Ils ont des avantages :

• Offrent une grande bande passante

• Supportent des réseaux étendus et complexes

• Sont peu sujet à l'atténuation sur de longues distances

•  

Signaux Numériques

Ils ont deux propriétés principales :

Ils ne peuvent prendre qu'un nombre limité de valeurs discrètes, parfois deux . Les transitions de valeur sont presque instantanées d'un état  à un autre.  Ils nécessitent une horloge et une synchronisation entre l'émetteur et le récepteur.

Les signaux analogiques ou numériques peuvent transporter des données analogiques ou numériques. Quelques exemples :

Signaux analogiques transportant des données numériques
Signaux de composition du téléphone.
Modems entre ordinateurs.

Signaux analogiques transportant des données analogiques
Stations de radio ( voix et musique sur des signaux analogiques utilisant la modulation de fréquence ou modulation d'amplitude).

Signaux numériques transportant des données numériques
Lignes entre un terminal et un ordinateur central.

Signaux numériques transportant des données analogiques
Compacts disques codant en valeur numérique l'amplitude et la fréquence du son détectés à chaque instant par des micros.
Les lecteurs de CD inversent ce processus et recréent une musique analogique.

Codages et Modulations

Codage de données numériques en signaux analogiques - Codage de données numériques en signaux numériques

Codage de données numériques en signaux analogiques

Les données numériques peuvent être transmise à l'aide de porteuses analogiques en modulant l'une des trois caractéristiques suivantes :

• Amplitude  

• Fréquence 

• Phase

Modulation d'Amplitude ASK

Elle code les données numériques en modulant l'amplitude d'une porteuse entre deux niveaux ou plus, pas de fiabilité sur les longues distances, déformation par des interférences, des atténuations et des amplifications.

Modulation de Fréquence – FSK

Elle code les données numériques en modulant la fréquence d'une porteuse entre deux valeurs ou plus, plus fiables sur les longues distances,  peu utilisées sur les lignes téléphoniques au delà de 1200 Bauds.

Modulation de Phase

Elle code les signaux numériques en décalant la phase de la porteuse d'une certaine valeur, très fiables et résistantes aux erreurs, elle contienne des changements d'états qui peuvent être utilisés pour synchroniser  les horloges de l'émetteur et du récepteur.

Codage de données numériques en signaux numériques

La plupart des signaux transmettent des données numériques à l'aide de signaux numériques.  La mesure des signaux est facilitée par des horloges qui permettent à l'émetteur et au récepteur de se mettre d'accord sur le début d'un bit.

Dans tous les systèmes électroniques,  le 0 représente un niveau de référence pour les signaux, une tension nulle est considérée comme le potentiel électrique de la terre, généralement mesurée à l'aide d'un bon conducteur enfoui dans la terre.

Grandeurs physiques, Modulation du signal

• Modulation d’Amplitude

• Modulation de Phase

• Modulation de Fréquence

• Modulation de Phase à 4 moments

En utilisant 4 phases, fréquences ou amplitudes, on peut coder 2 bits à chaque état.

Fig = 2 bits par modulation de phase.

Equipements actifs et passifs de niveau Physique et Liaison 

Les terminaux et noeuds de transfert - Multiplexages - Multiplexage temporel - Multiplexage statistique - Multiplexeur Temporel Statistique - Le multiplexage traditionnel - L’accès multiple - Interconnexion de réseau par une fibre optique -  Répéteurs - Hubs et Base T - Ponts

Les terminaux et noeuds de transfert

Dans un réseau, les nœuds de transfert sont des interfaces intermédiaires ou relais vers les destinataires. Il recevront des messages sur une ligne d’entrée et la retransmettront sur une ligne de sortie. Entre deux ils mémorisent le message en buffer ou tampon.

En réalité, s’ils ne traitent pas la trame directement,  il récupèrent la NPDU ; puis à partir des informations dont ils disposent il retransmettent la trame ou le paquet dans une file de sortie, ils auront au passage modifié l’en-tête afin de permettre au paquet ou à la trame de continuer son parcours vers un autre nœud.

Paramètres de l’ETCD

Codage (bande base ou modulation)
Rapidité de modulation en bauds
Débit en bits/s
Mode et sens de transmission
Interface avec l’ETTD

Quatre catégories d’ETTD

Terminaux lourds : (mini ordinateurs) capacités de transmission importante sur liens synchrone haut débit.
Terminaux légers : clavier et écran, utilisent des liens asynchrone bas débit.
Terminaux intelligents : traite en local les données et n’échangent que ce qui est indispensable.
Les postes de travail : doté de processeurs puissants, ils sont entre les terminaux lourds et les terminaux intelligents.

Multiplexages

Si l’on considère une ligne de communication de point à point, il est quelquefois avantageux de partager les moyens de transfert entre plusieurs utilisateurs, l’infrastructure devient alors commune. Le Multiplexeur ou MUX recevra les données de multiples sources, souvent à vitesse lente, pour les transmettre sur un lien à haut débit.  Le démultiplexage (opération inverse) interviendra sur le MUX opposé, ce qui permettra après extraction, d’acheminer les données de chaque source initiale vers le destinataire correspondant ne fonction du débit de sa ligne.

Multiplexage temporel

Appelé système à gain de paires, plusieurs canaux sur une seule paire torsadée.

Mux en téléphonie

 Un canal unique transporte toute les trames divisées en IT,  8000 trames /sec, une toutes les 125 microsecondes.  Chaque trame débute par une synchro suivie de n IT.  Chaque IT contient un échantillon vocal codé sur 8 bits.

Multiplexage statistique

Multiplexeur Temporel Statistique

On obtient un meilleur contrôle des information et datas.

Le multiplexage traditionnel

 Schémas d’accès multiples

Limites du multiplexage traditionnel :  Il alloue un utilisateur par canal, cette allocation est inefficace.  Le trafic voix et donnée nécessite l’accès au canal pour une durée limitée.

Avantages de l’accès multiple

 Il résout le problème des canaux sous utilisés, il permet l’accès au réseau à plus d’utilisateurs que de canaux disponibles (ou IT).

L’accès multiple

Le SBS Satellite Business System

Il a été mis en place en 1980 et est utilisé pour la voix compressée, les données à hautes vitesse, la télécopie rapide, la messagerie électronique, la visio conférence.

Le système SBS permet le mixage de voix et des datas.

• Synchronisations et allocations

La station de référence contrôle la synchronisation, les allocations, Elle établit une fenêtre de demande (15 ms au total), elle reçoit les demandes de trafic des stations durant la fenêtre de demandes, elle envoie dans même temps des affectations d’IT aux stations et la synchronisation.

• Multiplexage voix et données.

Les stations multiplexent voix et données dans les messages et chaque transpondeur du satellite a un débit de 48 Mbps.

Interconnexion de réseau par une fibre optique

Trois spécifications :

• 10BASEFP (P=Passive Star)

La spécification définit une topologie en étoile passive qui fusionne les fibres optiques s'y raccordant et permet l'éclatement du signal lumineux. Le cœur de l'étoile ne comporte aucun dispositif électronique, son temps de traversée est quasiment nul, la longueur entre transmetteur et étoile ne doit pas être supérieure à 500 m.

• 10BASEFL (L=link)

Désigne les répéteurs de type FOIRL (Fiber Optic Inter Repeater Link) qui permettent l'interconnexion à distance de deux segment de câble ou de fibre optique.
Elle peut permettre de construire une topologie en étoile autour d'un multiport, les distances sont fonction des spécifications 1 Km et plus récemment 2 Km.

• 10BASEFB (B=Backbone)

Ce support définit une topologie en étoile active permettant la mise en place d'un réseau fédérateur.
Les transmetteurs sont des FOMAU (Fiber Optic Medium Access Unit), la distance étoile / transmetteur peut aller jusqu'à 2 Km.

Répéteurs

Exemple : en 10 Mbps un câble coaxial blindé est limité à 500 m, au-delà le taux d’erreur constatée ne permettrait pas aux équipements en communication de recevoir les données transmises. Le diamètre de ce réseau sera porté au maximum à 2500 m grâce à l’interposition de 4 répéteurs au plus entre l’émetteur et le récepteur.

  Le répéteur permet également de marier des supports physiques différents (sous réserve de conservation de la structure de trame initiale). Exemple :on pourra prolonger du Cuivre par de la Fibre Optique avec un répéteur approprié.

Hubs et Base T

Généralités

Ils se présentent sous forme de modules en châssis (image ci-dessous) ou en boîtiers empilables. Les stations sont raccordées en étoile au HUB (niveau physique).

L’architecture du hub comporte deux niveaux

MDI (Medium Dependant Interface) avec une entité par port d'accès.
PLS (Physical Layer Signalling) pour la communication entre les ports.

Mode de connexion

Chaque station est connectée en un point (port RJ45) au hub grâce à deux paires torsadées (une pour chaque sens de transmission). Le câble utilisé couramment en 10 BASE T est de type UTP de classe 5 (qualité données). L'utilisation de câble STP est possible (bien que non définie par la spécification).
Afin d'autoriser des cascades le hub offre, en outre, un port pour AUI vers une MAU sur lien 10 BASE 5 ou un port de type BNC pour lien 10 BASE 2 (Ethernet fin).

Ponts

Ils permettent d'étendre la portée géographique d'un réseau, de décharger un segment du réseau. Ils assurent un routage transparent pour la couche LIAISON

Ils décident du maintien ou non d'AD dans le réseau d'origine
Ils réalisent une adaptation de vitesse entre réseaux Technique. store and  forward
Ils assurent la transmission de messages avec adresse de groupe
Les topologies avec pont seront arborescentes
Les boucles seront interdites pour éviter le retour par un autre pont
Ils ne modifient ni interprètent aucune information de la partie donnée de la trame  MAC
Ils permettent d'utiliser plusieurs médiums différents dans chaque réseau qu'il relient
Les délais ne sont pas garantis de bout en bout à cause des files d'attentes

Le pont enregistre dans des tables internes les adresses de toutes les stations.

Les tables

Les ponts exécutent une lecture de l’adresse source (émetteur),  si absente de table de sortie, elles en font l'ajout. A chaque entrée est associée une durée de vie. Si la durée maximum est atteinte, l’adresse source est retirée de la table de sortie.

Si l’adresse de destination est vue dans la table de sortie locale:  contention du message dans le réseau d'origine, sinon il y aura copie dans file de sortie vers l'autre réseau.

La Technique store and forward entraîne

• Des délais ( tables saturées et temps de mémo du message.)

• Des pertes éventuelles (débit des réseaux très différents)

Il est possible de définir un format et des champs dans les adresses pour en réduire la portée dans le cas de diffusions. Exemple  : IBM définit un champ anneau destinataire dans les 48 bits, cette technique existe en FDDI, ce champ indique si le message doit être retransmis ou pas.

Composantes de la couche Physique

La couche Physique

La couche Physique

Trois parties majeures

• Sous couche PLS (Physical Layer Signalling)

Gère l'interface avec MAC, permet de générer les signaux électriques pour les bits issus de MAC. Les signaux sont véhiculés sur le support physique, la surveillance des signaux est assurée et une génération de signal de détection de collision est prévue.

Inversement code les signaux physiques du support en signaux logiques pour MAC réceptrice.

• AUI (Attachment Unit Interface)

La MAU peut être embarquée sur la carte, dans ce cas il n'y a pas d'AUI,  elle permet à la station d'être éloignée du support (cas spécifiques),

Composition:

Deux circuits de données (data_in et data_out).
Deux circuits de contrôle (control_in et control_out) commande de la MAU.
Un circuit d'alimentation.

• MAU (Medium Attachement Unit)

 Gère les fonctions du niveau physique,  diffère selon le support de transmission employé.

 Fonctions:

Transmission d'un signal sur le support.
Réception d'un signal provenant du support.
Reconnaissance de la présence d'un signal sur le support.
Reconnaissance d'une collision.
Interruption automatique d'une trame anormalement longue.

 Composition:

Boîtier d'accès attaché au câble (transceiver).
Circuit sur une carte interface en fond de pannier connectée au bus interne de la machine.

Interactions et primitives

 Interactions PLS/MAC/LLC - Primitives, paramètres et valeurs

Interactions PLS/MAC/LLC

Les Primitives de service

 Deux aspects :

• Pour transfert de données entre MAC et le prestataire PLS :

PLS_DATA.Request (output_unit)
PLS_DATA.Indication (input_unit)

• Pour effet local à l'interface MAC-PLS

PLS_CARRIER.indication (carrier_status)
PLS_SIGNAL.indication (signal_status)

Primitives, paramètres et valeurs

Génération et Effets

• Primitive PLS_DATA.request

Cette primitive est générée par MAC afin de demander à PHY de transmettre un bit de donnée sur le support, ou d'arrêter la transmission. A réception PLS encode et transmet le bit ou indique la fin de transmission selon le cas.

• Primitive PLS_DATA.indication

Elle est générée par la sous couche PLS à destination de toutes les entités MAC du réseau à la suite d'une requête (voir ci-dessus).

• Primitive PLS_CARRIER

Elle rend compte de l'activité sur le support à la couche MAC.  Elle est générée à chaque changement du paramètre Carrier_status

• Primitive PLS_SIGNAL

Elle indique l'état de la couche physique. Elle est générée à chaque changement du paramètre Signal_status