Le cours

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Le cours

• Structure des réseaux
• Le réseau téléphonique
• les réseaux de transmission de données
• La commutation
• La commutation téléphonique
• La commutation de données
• La commutation dans les réseaux rapides
• Application aux PABX
• Michel Glass 04 93 76 38 90
• mglass_at_obs-vlfr.fr

2
LObservatoire Océanologique de
Villefranche-sur-Mer
3
Le réseau téléphonique
Pourquoi faut-il un réseau ? La structure du
réseau Comment transporter l information Modulati
on-démodulation Comment se déroule un appel
téléphonique Le réseau numérique à intégration de
service (Numéris) Les réseaux intelligents Les
réseaux mobiles
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Pourquoi faut-il un réseau ?
La meilleure méthode serait de relier les
correspondants 2 à 2
IMPOSSIBLE
Même avec 1000 abonnés, cest
5
La solution pratiqueUn réseau en étoile
Chaque abonné n est relié que par UNE ligne Mais
il faut un COMMUTATEUR pour créer une liaison
entre abonnés
6
Une conséquence importante

• Le signal téléphonique doit être normalisé
• en niveau
• en fréquence
• Le signal téléphonique est limité à 4 kHz

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La structure du réseau téléphonique
Il n est pas possible de raccorder tous les
abonnés à un même commutateur pour des raisons
économiques et politiques
On veut que la distance moyenne d un abonné au
commutateur soit de l ordre d un km
Il y a un commutateur pour au plus 10000
abonnés On l appelle un CAA Centre à Autonomie
d Acheminement
En France, il y a plus de 3000 CAA
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La structure du réseau téléphonique
Pour créer un réseau national, il faut relier les
CAA par un autre réseau en étoile avec des
commutateurs dits de Transit Secondaire ou
CTS Les lignes de ce réseau sont de haute qualité
et transmettent simultanément de nombreuses
conversations
9
La structure du réseau téléphonique
Il y a environ 150 CTS qui sont reliés par un
3ème réseau en étoile avec des commutateurs de
transit primaire (CTP) ... Qui sont tous reliés
entre eux
Les fils reliant les CTP sont de très haute
qualité
En France, il y a moins de 10 CTP
10
La structure du réseau téléphonique
Pour joindre un correspondant, il faut trouver un
chemin à travers 6 commutateurs au plus (8 pour
l étranger)
CTP
CTP
CTI
CTS
CTS
CAA
CAA
Abonné
Abonné
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Une contrainte la numérotation
Pour joindre un correspondant, il faut lui
attribuer un numéro unique qui rend le chemin
facile à trouver automatiquement
Préfixe international
Numéro de l abonné
Numéro du CAA
3 3
(0) 4 9 3 7 6
3 7 0 0
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Le plan de numérotation
La numérotation est raisonnée
A l international, le premier numéro donne le
continent
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Le plan de numérotation
En France, la numérotation est également raisonnée
1 Région parisienne 4 Sud-Est 2 Nord-Ouest 5
Sud-Ouest 3 Nord -Est
Pourquoi 10 chiffres ?
Avec 30 000 000 abonnés, ayant chacun 3 numéros
(personnel, mobile, travail) et des numéros
spéciaux (1.., 36.., 0800....., etc.) il faut
plus de 109 combinaisons et moins de 1010 10
chiffres suffisent
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Les moyens de transmission utilisés
Entre l abonné et le CAA, on utilise 2 fils
(paire torsadée) Un seul fil transporte
l information de et vers le CAA
A partir des CAA, on utilise d autres moyens -le
coaxial -les liaisons hertziennes et
satellitaires -les fibres optiques
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Les moyens de transmission utilisés
16
Les moyens de transmission utilisés
Plus le cœur de la fibre est petit, plus on peut
transporter d information
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Modulation- Démodulation
Si on veut transmettre des informations à grande
distance,
il faut très souvent modifier les
caractéristiques initiales du signal à
transmettre
L opération s appelle la modulation
L opération inverse s appelle la démodulation
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Une méthode utilisée en téléphonie
Le signal initial
Le changement de fréquence
Pour des raisons évidentes, on prend FC n 4kHz
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Une autre méthode Les modulations numériques
Le principe s(t) prend des valeurs discrètes
qui peuvent s interpréter en valeurs numériques
Très utilisé sur les lignes téléphoniques grâce à
des MODulateurs-DEModulateurs ou MODEM
Une autre idée la bande de base
20
Les modulations numériques
Un signal analogique quelconque peut être
transformé en une série de signaux de forme
donnée représentant des  0  et des  1 
Intérêts de la modulation numérique Traitement de
l information dans les ordinateurs Possibilité
de régénération et diminution du bruit
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Comment faire ?
Echantillonner le signal analogique Quantifier
les échantillons Codage numérique des valeurs
quantifiées Transmission des données
numériques (éventuellement les multiplexer) Recons
tituer le signal analogique
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L échantillonnage
C est la conversion d un signal analogique en
une série de valeurs numériques acquises à des
intervalles réguliers (pas d échantillonnage)
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Un problème la reconstitution du signal
Le signal sera d autant mieux reconstitué que le
pas d échantillonnage sera plus grand, mais ce
sera d autant plus cher !!!
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Il faut choisir le pas d échantillonnage avec
soin
Ni trop, ni trop peu
On peut retrouver une fréquence inexistante
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Le théorème de Niquist
Une conséquence très importante Pour
transporter la parole dans le téléphone, on
limite la fréquence maximum à 4 kHz et on
échantillonne à 8 kHz, soit toutes les 125?s
26
La quantification des échantillons
On représente les échantillons par une suite de n
bits Il y a donc 2n valeurs
27
Une solution possible la conversion
analogique-numérique linéaire
V
8V
n
-8V
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Mais la conversion peut être différente
V
Tension Niveau 8V 7 4V 6 2V 5 1V
4 0V 3 -1V 2 -2V 1 -4V 0 -8V
8V
n
-8V
Permet de mieux représenter les petits signaux en
gardant la même dynamique
29
Une solution pour transmettre les données
30
Une application le téléphone le multiplexage
par trame MIC
31
Comment se déroule un appel téléphonique
Il y a 3 phases dans un appel téléphonique -la
recherche du correspondant -la conversation -la
libération des lignes
Chacune de ces phases (notamment la première et
la dernière) est accompagnée d échanges de
signaux entre les éléments du réseau Plus ce sera
rapide, plus le client sera content et moins la
facture sera élevée
C est le rôle de la signalisation
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La signalisation au départ du combiné téléphonique
Au décrochage, un contact se ferme pour alerter
le CAA qui envoie en retour la tonalité
d invitation à numéroter
33
Le dispositif de numérotation
En appuyant sur une touche du clavier, on envoie
2 fréquences (ligne et colonne)
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La signalisation entre centraux
A partir du numéro qui a été composé, chaque
central (CAA, CTS, CTP, CTI) peut connaître la
direction que devra suivre l appel
Les centraux vont alors échanger des signaux
indiquant au moins le numéro du correspondant
recherché (et plus si on a le temps) et réserver
un canal pour la future conversation
Par sécurité, il y a toujours accusé de réception
de la part du central appelé
35
La signalisation entre centraux
Réservation faite
Réservation faite
Réservation faite
Réservation faite
Réservation faite
36
La signalisation au niveau du CAA du numéro
demandé
Si le correspondant est libre (ou a le double
appel), le CAA envoie une sonnerie vers les deux
correspondants de façon indépendante
Si le correspondant est occupé,le CAA libère les
lignes retenueset c est le CAA de départ qui
envoie la tonalité d occupation
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Que se passe-t-il lorsque le correspondant
décroche ?
Comme pour l appel, un contact se ferme pour
indiquer le décrochage au CAA Ceci permet au CAA
d arrêter les signaux de sonnerie
Et alors ? Et alors ?
Le CAA d arrivée envoie au CAA de départ les
informations de taxation
Et on commence à payer
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Commence-t-on à parler immédiatement ?
NON
Avant de parler, il y a échange d information
entre les correspondants pour vérifier que la
ligne fonctionne bien et savoir quelle langue on
va utiliser
Allo Pronto Mushi mushi Weï weï etc.
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Et on parle
Et on parle
Et on parle
Et on parle
Et on parle
Et on parle
Et on parle
Et on parle
Etc...
Durée moyenne 200s
40
Que se passe-t-il quand on raccroche ?
C est le CAA de départ qui envoie des signaux
pour-arrêter la taxation-libérer les lignes
utilisées
Si c est le demandeur qui raccroche le
premier,l effet est immédiat
Si c est l appelé qui raccroche le
premier,l effet est temporisé, car il faut
laisser le temps au CAA de départ de prévenir le
CAA d arrivée
41
Les deux méthodes utilisées pour véhiculer la
signalisation
On utilise soit le canal qui sera réservé pour la
conversation (in-band)soit un canal spécial
Attention il y a sans doute d autres méthodes
42
Retour sur la structure du réseau
Le réseau français est entièrement numérisé entre
les CAA Une structure schématique est donc
Abonné
CAA
CAA
Abonné
Question bête et si tout était numérique ?
43
Intérêt du tout-numérique
Faible pour l abonné de baseIl devrait avoir un
CODEC en permanence, ce qui accroîtrait le coût
de l abonnement
Fort pour ceux qui utilisent souvent des données
numériques, car ils peuvent utiliser directement
ce que fournit le réseau à 64 kb/s et en faire
ce qu ils veulent
RemarqueIl est préférable d avoir deux lignes à
la fois pour conserver le téléphone et
bénéficier des données numériques
44
Le tout-numérique s appelle RNIS Réseau
Numérique à Intégration de Service ISDN Integrated
Service Digital Network
En France, la marque commerciale est NUMERIS
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L accès primaire à Numéris
L abonné possède deux voies numériques à 64
kb/s pour échanger des données ou de la voix un
canal à 16 kbps pour échanger la signalisation
Ce canal sert à -effectuer les appels -définir
la fonction des appareils reliés au
réseau -envoyer des données à basse cadence
46
L accès primaire à Numéris
La ligne d abonné reste la même Mais les
branchements sont différents
47
L accès primaire à Numéris
48
Retour sur la structure du réseau téléphonique
Pour améliorer le temps de connexion, on peut
imaginer un circuit spécial de traitement de la
signalisation qui pourrait réserver simultanément
toutes les lignes qui seront suivies par la
conversation C est le système sémaphore (ou SS-7)
Ce système est suffisamment puissant pour fournir
d autres services On a un réseau intelligent
49
Le système sémaphore
50
Le système sémaphore
Réservé
CTP
CTP
Réservé
Réservé
CTS
CTS
SS7
Réservé
Réservé
CAA
CAA
Abonné
Abonné
51
Les réseaux intelligents
Le système sémaphore est beaucoup plus rapide Il
permet des échanges de messages plus longs et
plus complets
Un réseau intelligent utilise ces messages plus
longs pour offrir de nouveaux services tels que
-l identification de l appelant -les numéros en
0800 -la carte France-Télécom -le renvoi
d appel -etc.
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Un exemple les numéros verts
Il n y a pas de numéros en 0800...Mais on peut
attribuer temporairement un numéro en 0800 à un
téléphone ordinaire
Le réseau intelligent fait la traduction vers le
numéro ordinaire et ordonne que la taxation aille
au demandé
traduction
Cest toi qui paie
SS7
On peut aussi faire partager la taxation (numéros
indigo)
53
Un autre exempleLa carte France Télécom
Le système sémaphore établit une liaison entre 2
correspondants, mais fait payer le titulaire de
la carte
Edition du ticket
Vérification de la carte
On raccroche
Des sous !
SS7
Et on parle ....
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Les réseaux GSM et DCS
Un réseau entièrement numérisé utilisant des
normes très semblables sur les fréquences
890-915 MHz (émission des téléphones)935-960
MHz (réception des téléphones) pour le GSMex
SFR, Itinéris 1710-1785 MHz (émission des
téléphones)1805-1880 MHz (réception des
téléphones) pour le DCSex Bouygues
Ces normes sont internationales et les réseaux
sont compatibles dans de nombreux pays Une
remarque il existe des normes semblables pour
les téléphones sans fil le DECT vers 1700 MHz
55
Un réseau cellulaire
L espace à couvrir est divisé en cellules dans
lesquelles les fréquences utilisables sont
différentes Les fréquences sont réutilisables
entre cellules éloignées
On essaie de faire en sorte que le nombre de
correspondants potentiels dans chaque cellule
soit du même ordre (100)Dans les zones
urbanisées les cellules sont plus petites (100m)
quà la campagne (30km) ou en banlieue (qq km)
56
L architecture générale du réseau
La fonction transit est assurée par des
commutateurs pour mobile (MSC) qui orientent les
communications vers le réseau normal ou un autre
MSC
Un téléphone mobile est relié à une base (BTS)
par faisceau hertzien (une base par cellule)
L autonomie d acheminement est assurée par des
commutateurs de base (BSC)
Une structure hiérarchisée
57
Comment accéder au réseau
En ville, on a souvent des interférences
destructives qui affectent une fréquence très
précisément définie (évanouissement sélectif) Le
téléphone va donc utiliser des fréquences
différentes l une après l autre de façon à ce
quon soit sûr de bien transmettre
l information, quitte à la répéter Comme le
réseau est numérique, on peut utiliser la
technique TDMA Lorsquun téléphone est relié à
une base, on lui affecte une série de fréquences
et une voie temporelle
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L accès FH-TDMA
Il y a au maximum 8 porteuses par base Le canal 0
comporte une voie qui fait office de balise
59
La signalisation dans les téléphones mobiles
Un téléphone mobile est inscrit dans une registre
fixe (HLR) défini par un numéro, quelle que soit
sa position. 06 ABCD MNPQ mob adresse
registre numéro mobile
Ce registre contient les caractéristiques de
l abonnement, le taxateur et la zone où se
trouve le mobile
Lorsquil est en fonctionnement, le téléphone
mobile s inscrit automatiquement dans un
registre de visiteur (VLR) qui contient le numéro
de cellule où il se trouve, ainsi que ses
caractéristiques
60
Comment appeler ou être appelé ?
Pour appelerle mobile prépare son numéro
d appel, puis le lance (OK)le BSC lui donne un
canal de conversation après vérification de ses
caractéristiques auprès du VLRLe MSC utilise le
numéro pour router l appel vers le RTCLa
signalisation permet d inscrire un ticket dans
le HLR
Pour être appelé le numéro du mobile permet
d orienter l appel vers le HLRqui donne la
zone où se trouve le mobile, et vers le VLRqui
donne la cellule où se trouve le mobile C est la
base qui lance un appel vers le mobile et qui lui
affecte un canal de transmission dès quil répond
61
Un point particulier l itinéranceou roaming
On veut pouvoir se déplacer avec son mobile Le
mobile teste régulièrement la fréquence de balise
dont le niveau est le plus élevéLe mobile se
connecte toujours sur la base qui correspond à
cette fréquence Si la base change, mais reste
dans la même zone, le mobile change son
inscription dans le VLR et pas dans le HLR Si la
zone change, il faut modifier à la fois le VLR et
le HLR La conversation bascule d une base à
l autre lorsque les mises à jour sont effectuées
62
Une conséquence
Ces modifications prennent du tempsLe mobile ne
doit pas changer de cellules trop souventIl y a
une limitation de vitesse 200 km/hIl y a un
réseau spécial pour les TGV On ne pourrait rien
avoir dans un avion s il était permis de
téléphoner C est interdit car le téléphone
essaierait continuellement de s inscrire dans
une base et ses émissions perturberaient les
instruments de navigationIl y a des réseaux
mobiles pour les avions, mais ils correspondent à
des cellules plus grandes et donc à des
changements pas trop fréquents
63
Le téléphone mobile par satellite
Le principeLa Terre est survolée par une
constellation de satellites, telle quil y ait
toujours un satellite au-dessus de n importe
quel pointC est ce satellite qui fait office de
base auprès de laquelle le mobile s inscrit et
se connecte La situation actuelleL appel est
orienté du satellite vers une station terrestre
où il est ensuite routé par le RTC Une
possibilité de l avenirLorsque ce sera
possible, le chemin vers le correspondant sera
défini de satellite en satellite de la
constellation avant de l atteindre (commutation
à bord)
64
L  ADSL
La bande passante dune paire torsadée est très
supérieure à 4 kHz, surtout en ville. La capacité
excédentaire est utilisable pour dautres
utilisations. On utilise aussi le fait que les
utilisations sont en général asymétriques
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ADSL principle
Local Loop
PSTN
Customer
Central Office
CAA
Dlt 3,5 Kms
POTS
Copper Wire
Splitter
ATU-R
ATM Network
DSLAM (DSL Access Multiplexer)
Upstream 128 ou 256 Kbps
BROADBAND NETWORK
66
Spectre de l ADSL

• 256 canaux de 4.3125 kHz

Upstream canaux 1 à 26
POTS
Downstream canaux 27 à 256
1130
138
26
0.3..4
F (kHz)
67
Spectre de l ADSL avec suppression d echo

• 256 canaux de 4.3125 kHz

Upstream canaux 1 à 26
POTS
Downstream canaux 27 à 256
1130
26
138
0.3..4
F (kHz)
68
Spectre de l ADSL avec ISDN

• 224 canaux de 4.3125 kHz

Upstream canaux 1 à 32
Downstream canaux 33 à 224
ISDN 160 kbps
1104
280
0.3
120
F (kHz)
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Généralités sur les réseaux de transmission de
données numériques
Les données numériques et le réseau
téléphonique La structure d un réseau de
transmission de données Les réseaux à commutation
de messages Les réseaux à commutation de
paquets Les codes détecteurs et correcteurs
d erreur Les différents types de réseaux LAN,
MAN, WAN
70
A quoi servent les réseaux de données numériques ?
Echange de fichiers Transmission de
messages Transactions interactives
En règle générale, ces échanges sont entrecoupés
de longs silences
71
Le réseau téléphonique nest pas adapté
Lorsquun ordinateur envoie un fichier par le
réseau téléphonique, il doit attendre que son
correspondant soit joint avant d effectuer sa
tâche
Un fichier moyen a une longueur de 10000 octets
Même avec le RNIS, il faut 10s pour atteindre
le correspondant 1,5s pour transmettre le
message Ce n est ABSOLUMENT pas rentable
72
Les caractéristiques du service postal
Le point de vue du rédacteur d une lettre Je
rédige le texte de la lettre Je le mets dans une
enveloppe et j inscris l adresse de mon
correspondant en suivant des REGLES précises Je
mets le tout à la boite à lettres ET C EST TOUT
pour moi Je n ai pas perdu de temps à joindre
mon correspondant et je peux employer toute mon
activité à rédiger des messages
73
Les caractéristiques du service postal
Le point de vue du service postal Je peux
relever les boites à mon propre rythme A partir
de l adresse du destinataire de la lettre, je
dois trouver un chemin pour que l envoi lui
parvienne Je dois prévoir des centres de tri où
les lettres arrivent et sont redistribuées Je
mets enfin la lettre chez le destinataire, quil
soit présent ou non
74
La structure des réseaux de transmission de
données
Un système similaire au service postal est IDEAL
pour les liaisons de données Les ordinateurs
émetteurs ou récepteurs des données peuvent
travailler de façon continue sans perdre de temps
Les problèmes potentiels Un temps de transit
trop long Un réseau encombré par de trop nombreux
messages
Un problème spécifique les erreurs dans la
transmission des messages
75
La structure des réseaux de transmission de
données
Un réseau de commutateurs semi-maillé pour avoir
(en général) plus d un chemin entre deux
correspondants Des commutateurs reliés entre eux
sans hiérarchie
76
Une spécificité des réseaux
Une hypothèse (pas toujours exacte) Les lignes de
transmission ne sont pas sûres et peuvent
dégrader les messages échangés Il faut s assurer
quun message a été transmis correctement avant
d émettre le suivant c est le rôle de
l acquittement
77
Le fonctionnement des réseaux
Les messages passent d un commutateur au suivant
et font l objet d acquittements à chaque bond
Mess
Mess
Il y a aussi des acquittements de bout en bout
78
Les réseaux à commutation de message
Ce sont des réseaux pour lesquels les messages
peuvent avoir n importe quelle longueur
Un avantage La simplicité des normes
Des défauts La capacité mémoire des commutateurs
doit être importante pour pouvoir accueillir les
messages Le temps de transit moyen est grand, car
il est dépend de la taille moyenne des messages
C est le réseau utilisé pour réserver les places
d avion
79
Les réseaux à commutations de paquets
Le réseau est composé de messages de taille
calibrée, appelés des PAQUETS
Avantage Les commutateurs véhiculent des éléments
de taille constante, ce qui facilite beaucoup la
gestion Le temps de transit est faible (100 ms
pour le réseau français) On peut facilement
utiliser ces réseaux pour des applications
transactionnelles
80
Les réseaux à commutations de paquets
De nouveaux problèmes se posent L émetteur doit
découper son message en paquets et leur donner un
numéro d ordre Le récepteur doit recomposer
l ensemble du message avant de le consulter Il
faut établir de nombreuses normes pour que les
paquets puissent entrer dans le réseau et le
traverser sans encombres
81
Les deux grands types de réseau à commutation de
paquets
Les réseaux non connectés(ex. ARPA) L émetteur
envoie ses paquets au réseau qui les transporte
individuellement vers le récepteur Le réseau
cherche le chemin le plus rapide pour chaque
paquet, appelé datagramme Avantage si une
partie du réseau se casse, mais s il reste un
chemin, le paquet parvient à son
correspondant Problème le récepteur doit avoir
assez de mémoire libre pour reconstituer le
message Avant d émettre, il faut envoyer un
paquet de réservation S il y a des blocages dans
le réseau, le temps de transit devient prohibitif
82
Qu est-ce qu un commutateur de paquets ?
Les paquets sont dirigés vers des files
d attente en sortie Dans les réseaux non
connectés, c est le commutateur qui choisit la
sortie (routage)
83
Les réseaux non connectés
84
Les deux grands types de réseau à commutation de
paquets
Les réseaux connectés (ex. TRANSPAC ou X25) Un
chemin est défini une fois pour toute pour toute
la transaction entre deux correspondants (circuit
virtuel) Avantage Les paquets des différents
messages se suivent sur le circuit virtuel il
n y a pas de problèmes de reconstitution des
messages Problème si le circuit a un défaut, la
transaction s arrête et doit être
réinitialisée Avant de débuter une transaction,
il faut envoyer un paquet d appel qui permet de
construire le circuit virtuel
85
Les réseaux connectés
86
Les codes détecteurs et correcteurs d erreur
Les orages et les activités industrielles créent
des parasites électromagnétiques susceptibles de
transformer des  0  en  1  ou inversement Il
existe des méthodes permettant de savoir si une
erreur a eu lieu on détecte l erreur D autres
méthodes permettent d estimer ce qui a été émis
malgré la présence d une erreur on corrige
l erreur Il faut noter quil n existe pas de
code capable de détecter ou de corriger toutes
les erreurs Un code ne sera efficace que pour
certaines catégories d erreurs
87
Les codes détecteurs d erreur
Idée de base Avec n bits, on a 2n
combinaisons Certaines combinaisons seront
permises, d autres interdites Si on reçoit une
combinaison interdite, on a eu une erreur
Exemple le codage par parité On rajoute à un
mot de n-1 bits un bit de contrôle tel que
l ensemble ait un nombre de  1 
pair 0110100111 Si on reçoit 0111100111, on a une
erreur
88
Les codes correcteurs d erreur
Idée de base On a encore des mots permis et des
mots interdits Si on reçoit un mot permis, tout
va bienSinon, on suppose que le mot émis est
celui qui mène au mot reçu avec le moins
d erreurs possibles ex 0110011010 0010001011
sont permis On reçoit 0010011010 qui présente

1 différence avec 0110011010

Le mot de départ est VRAISEMBLABLEMENT
0110011010
2 différences avec 0010001011
89
Les différents types de réseau
Plus le réseau est étendu, plus le temps de
transit est long et plus le débit moyen est long
à cause de l attente des acquittements ex une
ligne à 1Gbps et un temps d attente de 100ms Il
faut 10-5s pour envoyer un fichier de 10000
bitset le débit moyen est de 100 kbps ce
n est PAS RENTABLE
On a donc des types de réseau différents suivant
leur taille LAN réseaux locaux à 1Gbps (1 à10
km)MAN réseaux métropolitains à 10 Mbps (10 à
100 km)WAN réseaux à grandes distances à 100
kbps (gt 1000 km)
Avec des réseaux très sûrs, il n y a pas besoin
d acquittement et la vitesse peut être similaire
quelle que soit la taille
90
Les différents types de réseau
Plus le réseau est étendu, plus le temps de
transit est long et plus le débit moyen est long
à cause de l attente des acquittements ex une
ligne à 1Gbps et un temps d attente de 100ms Il
faut 10-5s pour envoyer un fichier de 10000
bitset le débit moyen est de 100 kbps ce
n est PAS RENTABLE
On a donc des types de réseau différents suivant
leur taille LAN réseaux locaux à 1Gbps (1 à10
km)MAN réseaux métropolitains à 10 Mbps (10 à
100 km)WAN réseaux à grandes distances à 100
kbps (gt 1000 km)
Avec des réseaux très sûrs, il n y a pas besoin
d acquittements et la vitesse peut être
similaire quelle que soit la taille
91
Les réseaux locauxLAN (Local Area Networks)
Des réseaux qui permettent des échanges de
données à faible distance pour -utiliser des
ressources communes-envoyer du courrier
électronique
Des réseaux rapides et sûrs avec 2 applications
principales la bureautique et les processus
industriels
Les paquets doivent répondre à des normes simples
avec 2 niveaux de protocoles Niveau physique
comment transmettre les paquetsNiveau liaison
comment vérifier la qualité des données et
comment réguler leur flux
92
Les réseaux à contention
Le réseau bureautique le plus utilisé
ETHERNET Toutes les informations circulent sur un
seul support (fil, câble coaxial, fibre optique)
sur lesquel on branche les ordinateurs L ordinate
ur doit être muni d un circuit de raccordement
très peu onéreux et de logiciels pour fabriquer
les paquets Tous les ordinateurs recoivent tous
les paquets, mais ne considèrent que ceux qui
leur sont destinés La stratégie d envoi des
paquets est très simple et ne nécessite pas
d ordinateur central
93
La structure du réseau Ethernet(ou 802.3)
94
La stratégie d émission des paquets
Idée de base Dès quun émetteur a un paquet à
émettre, il le fait.
Un problème potentiel Si deux émetteurs émettent
simultanément, on a une collision et les messages
sont incompréhensibles
Une première solution Les émetteurs écoutent la
ligne avant d émettre et n émettent que si elle
est libre C est la méthode CSMA(Carrier Sense
Multiple Access)
95
La stratégie d émission des paquets
Mais des collisions restent possibles, en raison
du temps de parcours sur le fil (1?s par 300m)
Deux émetteurs peuvent émettre simultanément sur
une ligne (temporairement) non occupée
Une solution Dès que l émetteur s aperçoit
quil n est pas seul sur la ligne, il s arrête
d émettre
96
La stratégie d émission des paquets
Lorsquil y a détection d une collision
(stratégie CSMA/CD), l émetteur renvoie le même
message au bout d un temps aléatoire, sauf si la
ligne est occupée. En cas de nouvelle collision,
il recommence en attendant un peu plus longtemps,
car cela signifie que la ligne est très
chargée Cette stratégie persiste jusquà ce que
le message soit envoyé correctement
Il n y a donc pas de temps maximum pour
transmettre un messageCe réseau ne peut pas être
utilisé dans les cas (industriels) où ce temps
est critique
97
La structure des paquets Ethernet
Délimiteur de début de trame
Préambule destiné au récepteur à se mettre au
même rythme que l émetteur
Code détecteur d erreur
Longueur des données
Adresses de l émetteur et du destinataire
Remarque la structure du paquet est liée à
celle du réseau
98
Les anneaux à jeton
Idée de base Tous les émetteurs sont installés
 à cheval  sur une boucle fermée Chaque station
lit à son tour les paquets et les prend en compte
s ils lui sont destinés Une station ne peut
émettre que si elle en a le droit Un jeton unique
constitue ce droit à l émission c est un
message particulier qui circule sur la boucle
Avantage Une seule station peut émettre à la
foisIl n y a pas de collision
99
Les anneaux à jetonou token ring ou 802.5
Les anneaux à jeton sont unidirectionnels
100
Les anneaux à jeton
Les avantages Chaque station a accès au moins une
fois tous les n-1 tours, si elle a un message à
émettre Les anneaux à jeton peuvent être utilisés
en milieu industriel (fabrication robotisée,
aéronautique)
Les inconvénients Il est difficile de rajouter
une station Le réseau est entièrement hors
d usage si une liaison entre deux stations est
cassée ou si une station ne marche pas Il faut
une station maîtresse pour émettre le jeton au
début ou le réémettre s il est perdu
101
Comment augmenter la fiabilité d un anneau à
jeton
Il y a deux anneaux contra-rotatifs qui peuvent
former un grand anneau en cas de cassure
102
Les réseaux à longue distanceou WAN (Wide Area
Network)
Ils permettent de relier des matériels
hétérogènes très éloignés les uns des autres Il
faut établir des règles permettant aux stations
de se comprendre et de transmettre correctement
les informations Ces règles ne concernent pas la
structure du réseau, mais la façon d y
pénétrer Ces règles sont établies pour des
niveaux hiérarchiques indépendants les uns des
autres, de manière à pouvoir en faire évoluer un
sans changer les autres
103
Les 7 niveaux OSI(Open System Interface)
104
Les 4 premiers niveaux sont liés à la
transmission dans le réseau
Le niveau 1 (physique) définit les niveaux
électriques et le débit binaire sur la ligne
allant vers le commutateur de l émetteur Le
niveau 2 (liaison) définit comment être sûr que
les paquets parviendront correctement au
commutateur de l émetteur Le niveau 3 (réseau)
définit comment être sûr que les paquets
parviendront correctement au commutateur du
destinataire Le niveau 4 (transport) définit
comment être sûr que les messages parviendront
correctement au destinataire
105
Les 3 niveaux les plus élevés sont liés au
traitement des données entre les stations
Le niveau 5 ( session) définit comment on peut
initialiser et terminer un échange de données
entre stations Le niveau 6 (présentation) définit
la signification des données binaires échangées
(codage des caractères, cryptage, ...) Le niveau
7 (application) définit la façon d utiliser un
programme donné (courrier électronique, échange
de données, ...)
106
L interconnexion entre réseaux
Il faut déterminer les moyens de transmettre des
données entre des réseaux plus ou moins éloignés
(INTERNET)
Il faut des moyens matériels pour adapter la
longueur et la structure des paquets qui doivent
circuler entre réseaux différents
(hétérogènes) Il faut des moyens logiciels pour
permettre d atteindre le correspondant recherché
107
Les matériels pour l interconnexion
Les répéteurs relient des réseaux identiques ils
fonctionnent au niveau 1 (physique) Les ponts
analysent l adresse des paquets et ne
transmettent que les paquets qui doivent passer
d un réseau à l autreils fonctionnent au
niveau 2 (liaison) Les routeurs analysent
l adresse des paquets et permettent
l interconnexion entre réseaux différentsils
fonctionnent au niveau 3 (réseau) Les passerelles
permettent le passage de messages entre réseaux
hétérogènes ils fonctionnent au niveau 4
(transport) et au-dessus
108
Le logiciel de l interconnexionle protocole
TCP/IP
109
Le logiciel de l interconnexion
Il y a aussi des programmes de plus haut niveau
tels que SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
pour le courrier électronique FTP (File Transfer
Protocol) pour l échange de fichiers de
données HTTP (HyperText Transfer Protocol) pour
l échange d informations à afficher sur un
écran
110
Les WAN rapides
Les WAN sont lents à cause des multiples
vérifications que subissent les paquets dans le
réseau Si le réseau est sûr, ces vérifications
sont redondantes et on peut en éliminer
quelques-unes Si on enlève les vérifications sur
les lignes entre commutateurs et qu on ne
vérifie que d un bout à l autre du réseau, on a
un RELAIS DE TRAME Si on enlève en outre les
vérifications au niveau réseau et qu on ne
vérifie plus que d une station à l autre, on a
un réseau à RELAIS DE CELLULES ouATM
(Asynchronous Transfer Mode)
111
Les réseaux ATM
Il s agit de réseaux utilisant toutes les
techniques permettant la plus grande vitesse
possible Les supports sont des fibres optiques
permettant de transmettre des signaux avec un
très grand débit (jusqu à 1 Gbps) Les données
sont transmises sous forme de paquets courts qui
permettent un temps de transit très court Les
reprises d erreur sont faites au niveau des
stations Des techniques spéciales évitent
l engorgement des réseaux
112
Les paquets ATM
Les paquets ont une structure identique, mais
avec des spécificités qui permettent de
transporter simultanément des données en mode
connecté (temps de transit quelconque) des
datographes du téléphone ou de la vidéo (temps de
transit très bien défini)
Code détecteur d erreur(optionnel)
Code correcteur d erreur
N de voie logique
Contrôle de flux
Type du paquet
Données
C est le RNIS à large bande