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0 0
1 Gbps 1 Gbps
1 Kbps 1 Kbps
1 Mbps 1 Mbps
1 Tbps 1 Tbps
With the above transmission scheme, a bit is transmitted by setting the voltage on the electrical cable to a specific value during some period of time. We have seen that due to electromagnetic interference, the voltage measured by the receiver can differ from the voltage set by the transmitter. This is the main cause of transmission errors. However, this is not the only type of problem that can occur. Besides defining the voltages for bits `0` and `1`, the above transmission scheme also specifies the duration of each bit. If one million bits are sent every second, then each bit lasts 1 microsecond. On each host, the transmission (resp. the reception) of each bit is triggered by a local clock having a 1 MHz frequency. These clocks are the second source of problems when transmitting bits over a wire. Although the two clocks have the same specification, they run on different hosts, possibly at a different temperature and with a different source of energy. In practice, it is possible that the two clocks do not operate at exactly the same frequency. Assume that the clock of the transmitting host operates at exactly 1000000 Hz while the receiving clock operates at 999999 Hz. This is a very small difference between the two clocks. However, when using the clock to transmit bits, this difference is important. With its 1000000 Hz clock, the transmitting host will generate one million bits during a period of one second. During the same period, the receiving host will sense the wire 999999 times and thus will receive one bit less than the bits originally transmitted. This small difference in clock frequencies implies that bits can "disappear" during their transmission on an electrical cable. This is illustrated in the figure below. Avec le schéma de transmission ci-dessus, un bit est transmis en fixant la tension sur un câble électrique à une valeur spécifique durant un laps de temps donné. Nous avons vu qu'en raison des interférences électromagnétiques, la tension mesurée par le récepteur peut être différente de celle définie par l'émetteur. C'est la cause principale des erreurs de transmission. Cependant, ce n'est pas l'unique type de problème qui peut survenir. En plus de définir tes tensions spécifiques pour les bits `0` et `1`, le schéma ci-dessus définit aussi la durée de chaque bit. Si un million de bits sont envoyés chaque seconde, alors chaque bit a une durée de 1 microseconde. Sur chaque hôte, la transmission (resp. la réception) de chaque bit est déclenchée par une horloge locale ayant une fréquence de 1 MHz. Ces horloges constituent la deuxième source de problèmes lors de la transmission de bits par câble. Bien que les deux horloges aient les mêmes caractéristiques, elles tournent sur des hôtes différents, potentiellement à des températures différentes et des sources d'énergie différentes. En pratique, il est possible que les deux horloges ne soient pas précisément synchronisées sur la même fréquence. Considérons que l'horloge de l'émetteur tourne à précisément 1000000 Hz alors que l'horloge du récepteur tourne à 999999 Hz. Une différence minime entre les deux horloges, pourtant, cette différence est importante lorsque l'on utilise l'une ou l'autre horloge pour transmettre un bit. Dans le cas de l'horloge à 1 MHz, il y aura un million de bits générés durant une période de une seconde alors que pour la même durée, le récepteur ne détectera le signal sur le câble que 999999 fois et recevra un bit de moins que ce qui a été transmis initialement. Cette légère différence de fréquence implique la disparition potentielle de certains bits durant leur transmission sur un câble électrique. Ce phénomène est illustré sur la figure ci-dessous.
Bits per second Bits par seconde
This is an unpolished draft of the third edition of this e-book. If you find any error or have suggestions to improve the text, please create an issue via https://github.com/CNP3/ebook/issues?milestone=1 or help us by providing pull requests to close the existing issues. Ceci est un brouillon non peaufiné de la troisième édition de cet e-book. Si vous avez trouvé une erreur ou avez des suggestions pour améliorer le texte, merci de créer une *issue* via https://github.com/CNP3/ebook/issues?milestone=1 ou de nous aider en ouvrant des *pull requests* pour fermer les *issues* existantes.
This transmission scheme has been used in some early networks. We use it as a basis to understand how hosts communicate. From a Computer Science viewpoint, dealing with voltages is unusual. Computer scientists frequently rely on models that enable them to reason about the issues that they face without having to consider all implementation details. The physical transmission scheme described above can be represented by using a `time-sequence diagram`. Ce procédé de transmission a été utilisé pour quelques-uns des tout premiers réseaux. Nous l'utilisons comme base pour comprendre comment deux hôtes communiquent. Pour un informaticien, travailler avec des tensions est inhabituel. Les informaticiens reposent plutôt sur des modèles qui leur permettent de raisonner aux problèmes auxquels ils font face sans avoir à prendre en compte tous les détails d'implémentation. Le procédé de transmission physique décrit ci-dessus peut être représenté en utilisant un `diagramme de séquence`.
every millisecond, record the voltage applied on the electrical wire. If the voltage is set to ``+5V``, record the reception of bit `1`. Otherwise, record the reception of bit `0` chaque milliseconde, enregistrer la tension appliquée sur le fil électrique. Si la tension est de ``+5V``, enregistrer le bit reçu comme étant `1`. Sinon, enregistrer le bit reçu comme étant `0`
Connecting two hosts Connexion entre deux hôtes
Bit rate Débit
Many other types of encodings have been defined to transmit information over an electrical cable. All physical layers are able to send and receive physical symbols that represent values `0` and `1`. However, for various reasons that are outside the scope of this chapter, several physical layers exchange other physical symbols as well. For example, the Manchester encoding used in several physical layers can send four different symbols. The Manchester encoding is a differential encoding scheme in which time is divided into fixed-length periods. Each period is divided in two halves and two different voltage levels can be applied. To send a symbol, the sender must set one of these two voltage levels during each half period. To send a `1` (resp. `0`), the sender must set a high (resp. low) voltage during the first half of the period and a low (resp. high) voltage during the second half. This encoding ensures that there will be a transition at the middle of each period and allows the receiver to synchronize its clock to the sender's clock. Apart from the encodings for `0` and `1`, the Manchester encoding also supports two additional symbols : `InvH` and `InvB` where the same voltage level is used for the two half periods. By definition, these two symbols cannot appear inside a frame which is only composed of `0` and `1`. Some technologies use these special symbols as markers for the beginning or end of frames. De nombreux autres types de codages ont été définis pour transmettre des informations sur un câble électrique. Toutes les couches physiques sont capables d'envoyer et de recevoir des symboles physiques qui représentent les valeurs `0` et `1`. Cependant, pour diverses raisons qui sortent du cadre de ce chapitre, plusieurs couches physiques échangent également d'autres symboles physiques. Par exemple, le codage Manchester utilisé dans plusieurs couches physiques peut envoyer quatre symboles différents. Le codage Manchester est un schéma de codage différentiel dans lequel le temps est divisé en périodes de longueur fixe. Chaque période est divisée en deux moitiés et deux niveaux de tension différents peuvent être appliqués. Pour envoyer un symbole, l'expéditeur doit définir l'un de ces deux niveaux de tension pendant chaque demi-période. Pour envoyer un `1` (resp. `0`), l'expéditeur doit définir une tension élevée (resp. faible) pendant la première moitié de la période et une tension faible (resp. élevée) pendant la seconde moitié. Ce codage garantit qu'il y aura une transition au milieu de chaque période et permet au récepteur de synchroniser son horloge avec celle de l'émetteur. Outre les codages pour `0` et `1`, le codage Manchester supporte également deux symboles supplémentaires : `InvH` et `InvB` où le même niveau de tension est utilisé pour les deux demi-périodes. Par définition, ces deux symboles ne peuvent pas apparaître à l'intérieur d'une trame qui n'est composée que de `0` et `1`. Certaines technologies utilisent ces symboles spéciaux comme marqueurs de début ou de fin de trame.
`electrical cable`. Information can be transmitted over different types of electrical cables. The most common ones are the twisted pairs (that are used in the telephone network, but also in enterprise networks) and the coaxial cables (that are still used in cable TV networks, but are no longer used in enterprise networks). Some networking technologies operate over the classical electrical cable. des `câbles électriques`. Les informations peuvent être transmises à travers différents types de câbles électriques. Les plus courants sont les paires torsadées (qui sont utilisées pour le réseau téléphonique, mais aussi dans les réseaux d'entreprise) et les câbles coaxiaux (qui sont toujours utilisés pour les réseaux de télévision câblée, mais qui ne sont plus utilisés dans les réseaux d'entreprise). Plusieurs technologies de réseau fonctionnent au moyen d'un câble électrique classique.
On the sender side : Du côté de l'émetteur :
On the receiver side : Du côté du récepteur :
The datalink layer La couche de liaison de données
The physical layer La couche physique
The first step when building a network, even a worldwide network such as the Internet, is to connect two hosts together. This is illustrated in the figure below. La première étape lorsque l'on construit un réseau, même dans le cas d'un réseau mondial tel qu'Internet, est de connecter deux hôtes ensemble. Ceci est illustré par la figure ci-dessous.
Manchester encoding Le codage Manchester