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Extrait du cours caractéristiques des topologies et des équipements nécessaires à la réalisation de tels réseaux
Les réseaux de transfert
Les réseaux sont nés du besoin de transporter une information d’une personne à une autre. Pendant longtemps, cette communication s’est faite directement par l’homme, comme dans le réseau postal, ou par des moyens sonores ou visuels. Il y a un peu plus d’un siècle, avec l’apparition du télex puis du téléphone, le concept de réseau est né.
Empruntant d’abord des lignes terrestres de télécommunications, essentiellement composées de fils de cuivre, l’information s’est ensuite également propagée par le biais des ondes hertziennes et de la fibre optique. Il convient d’ajouter à ces lignes de communication le réseau d’accès,aussi appelé boucle locale,qui permet d’atteindre l’ensemble des utilisateurs potentiels.
Un réseau est donc composé d’un réseau cœuret d’un réseau d’accès. Aujourd’hui, on peut dire qu’un réseau est un ensemble d’équipements et de liaisons de télécommunications autorisant le transport d’une information, quelle qu’elle soit, d’un point à un autre, où qu’il soit.
Nous allons examiner maintenant les caractéristiques des topologies et des équipements nécessaires à la réalisation de tels réseaux.
Dans un réseau à transfert de paquets, deux technologies s’opposent : le routageet la commutation. Ces deux technologies, décrites sommairement précédemment, sont détaillées dans un chapitre ultérieur. Nous nous contentons ici d’introduire leur contexte opérationnel.
Les techniques de transfert de paquets
• ATM (Asynchronous Transfer Mode)est une technique de transfert de paquets dans laquelle les trames sont très petites et de longueur fixe. L’ATM correspond à une commutation de trames.
•Internet utilise la technique de transfert IP (Internet Protocol), dans laquelle les paquets sont de longueur variable. Les paquets IP peuvent éventuellement changer de taille lors de la traversée du réseau. La technologie IP fait référence à un routage de paquets.
•Ethernet utilise des trames de longueur variable mais selon une technique différente des deux précédentes. Le transfert Ethernet peut être soit un routage, soit une commutation.
Les différentes techniques de transfert de paquets ou de trames (voir encadré)ont leur origine dans des communautés au départ complètement séparées. L’ATM provient de la communauté des opérateurs de télécommunications et des industriels associés. Les protocoles IP et Ethernet sont nés du besoin des informaticiens de relier leurs machines les unes aux autres pour transférer des fichiers informatiques.
Ces techniques s’appliquent aux différentes catégories de réseaux — depuis les réseaux étendus, appelés WAN, jusqu’aux réseaux domestiques, ou PAN, en passant par lesMAN etLAN, — en fonction de la distance qui sépare les points les plus éloignés de ces réseaux. La figure 2 illustre ces différentes catégories.
Les catégories de réseaux
Les réseaux proviennent de divers horizons : téléphonie, transport de données et télévision. Chacune de ces catégories d’application tend aujourd’hui à intégrer les autres. Par exemple, les opérateurs de téléphonie se sont intéressés au début des années 80 à l’intégration des données et aujourd’hui à l’intégration de la vidéo. Les réseaux d’interconnexion d’ordinateurs, qui ont donné naissance à Internet, s’intéressent depuis quelque temps à l’intégration de la parole et de la vidéo. De même, les opérateurs de télévision sur câble souhaitent faire transiter de la parole et proposer des connexions à Internet. Les sections qui suivent détaillent les caractéristiques de ces grandes catégories de réseaux et analysent le rôle que chacune d’elles espère jouer dans les routes et autoroutes de l’information de demain.
Les opérateurs de télécommunications
Les industriels des télécommunications n’ont pas la même vision des architectures de réseau que les opérateurs informatiques ou les câblo-opérateurs. Cela tient aux exigences de leur application de base, la parole téléphonique, auxquelles il est difficile de satisfaire.
La parole téléphonique
Les contraintes de la parole téléphonique sont celles d’une application temps réel :l’acheminement de la parole ne doit pas dépasser 300 millisecondes (ms). De ce fait, les signaux doivent être remis au destinataire à des instants précis. Le nom d’application isochrone qui est donné à la parole téléphonique précise bien cette demande forte de synchronisation.
La numérisationde la parole utilise le théorème d’échantillonnage. Ce théorème détermine le nombre d’échantillons nécessaires à une reproduction correcte de la parole sur un support donné. Il doit être au moins égal au double de la bande passante.
Comme la parole téléphonique possède une bande passantede 3 200 Hz, ce sont au moins 6 400 échantillons par seconde qui doivent être acheminés au récepteur. La normalisation appelée MIC s’appuie sur 8 000 échantillons par seconde, soit un échantillon toutes les 125 microsecondes (µs). Chaque échantillon est ensuite codé, c’est-à-dire qu’une valeur numérique est donnée à la valeur de fréquence de l’échantillon. La figure 3 illustre ce processus. Le codage est effectué sur 8 bits en Europe et sur 7 bits en Amérique du Nord, ce qui donne des débits respectifs de 64 et 56 Kbit/s.
Les contraintes du transit de la parole téléphonique
La contrainte d’interactivité évalue à 300 ms le retard maximal que peut prendre un signal pour qu’on ait l’impression que deux utilisateurs se parlent dans une même pièce. Si cette limite est dépassée, l’application devient du talkie-walkie. Dans un réseau symétrique, cette contrainte est de 600 ms aller-retour. Cette limite se réduit cependant à une valeur de moins de 60 ms aller-retour si un phénomène d’écho se produit. Dans les fils métalliques, qui convoient jusqu’au terminal le signal téléphonique, ce dernier est rarement numérisé mais plutôt transporté de façon analogique. Les équipements traversés provoquent des échos qui fontrepartir le signal en sens inverse.
Les échos ne sont pas perceptibles à l’oreille si le signal revient en moins de 56 ms. Au-delà de cette valeur, en revanche, un effet sonore indésirable rend la conversation pénible. Il existe des appareils qui supprimentl’écho, mais leur utilisation est limitée par leur coût d’installation relativement élevé et par leur portée, limitée à 2 000 à 3 000 km.
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