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Plan

• Encodage numérique -> numérique
• Encodage numérique -> analogique
• Encodage analogique -> numérique
• Encodage analogique -> analogique
• Transmission Synchrone Vs. Transmission asynchrone

Technique d'Encodage

Interprétation d'un signal digital

• Connaitre avec une certaine précision, quand le bit commence et quand le bit termine.
• Doit déterminer la valeur du signal
  • Lire la valeur au milieu du bit
  • Par exemple, il y a une valeur prédéterminée: si c'est plus petit c'est le bit 0, sinon c'est le bit 1

Encodage numérique - numérique

• Pourquoi on a besoin de ce type d'encodage ?
• Synchronisation
  • Synchroniser l’émetteur et le receveur
  • Horloge
• Détection d'erreurs
  • Peut faire partie de l'encodage du signal
• Complexité et coüt
  • Des techniques exigent un taux de signal supérieur au taux de données

Exemple de techniques

• Non retour à zéro (NRZ-L)
• Non retour à zéro inversé (NRZI)
• Bipolaire -AMI
• Bipolaire
• Manchester (biphase)
• Manchester diférential
• B8ZS
• HDB3

NRZ-L

• 2 voltages différents pour les bits 0 et 1
• Voltage constant durant l’intervalle d’un bit
  • Pas de transition
• e.g. Absence de voltage pour zéro et un voltage constant positif pour 1
• Généralement, voltage négatif pour une valeur et voltage positif pour l'autre

NRZI

• Une transition (bas vers le haut ou haut vers le bas) représente 1
• Pas de transition représente 0

NZR

• Avantages
  • Facile à réaliser
  • Bonne utilisation de largeur de bande
• Désavantages
  • Manque de la capacité de syncro
• Généralement utilisé pour les bandes magnétiques
• Généralement, il n’est pas utilisé pour la transmission de signal

Bipolaire-AMI

• 0 est représenté par l’absence de signal
• 1 est représenté par une pulse négative ou positive qui s’alternent
• Les pulses représentant 1 changent de polarité
• Facilité de détecter les erreurs
• On peut perdre la synchronisation lorsqu’il y a une longue suite de 0 (une suite de 1 est n’est pas un problème)

Pseudoternary

• 1 représenté par l’absence de signal
• 0 représenté par une pulse positive et négative qui s’alternent
• Pas d’avantage ou désavantage sur bipolaire AMI
• Pas efficace comme NRZ
  • Chaque élément de signal représente un seul bit
  • Dans un système à trois niveaux, un élément de signal peut représenter log2(3) = 1.58 bits
  • Le receveur doit pouvoir distinguer 3 niveaux (+A, -A, 0)

Manchester

• Transition au milieu de chaque période de bit
• Transition joue le rôle d’horloge et de données
• Bas à haut représente 1
• Haut à bas représente 0
• Utilisé par IEEE 802.3

Manchester différentiel

• La transition au milieu d’une période d’un bit représente l’horloge seulement
• La transition au début d'une période de bit représente 0
• Pas de transition au début d'une période de bit représente 1
• Utilisé par IEEE 802.5
• Désavantages:
  • Au moins une transition par une période de bit et possiblement 2
  • Le taux maximum de modulation est le double de NRZ
  • Demande plus de largeur de bande
• Avantages:
  • Synchronisation au milieu de la transition de bit
  • Détection d'erreur
    • Absence de transition attendue

Scrambling

• Utiliser scrambling pour remplacer les séquences de bits qui produisent un voltage constant
• Séquence de remplacement
  • Doit produire assez de transitions pour la syncro
  • Doit être reconnu par le receveur et remplacé par le signal d'origine
  • Même longueur de le signal d'origine

B8ZS

• Bipolar With 8 Zeros Substitution
• Si 8 zéros consécutifs et le dernier pulse de voltage est positif, donc coder comme 000+-0-+
• Si 8 zéros consécutifs et le dernier pulse de voltage est négatif, donc coder comme 000-+0+-

HDB3

• High Density Bipolar 3 Zero
• Basée sur bipolaire-AMI
• Séquence de 4 zéros remplacée avec un ou 2 pulses
  • Si le dernier pulse de voltage est positive et nombre de pulses bipolaires est impair donc 000+
  • Si le dernier pulse de voltage est positive et nombre de pulses bipolaires est pair donc -00-
  • Si le dernier pulse de voltage est négative et nombre de pulses bipolaires est impair donc 000-
  • Si le dernier pulse de voltage est négative et nombre de pulses bipolaires est pair donc +00+

Encodage Numérique – Analogique

• Une onde transmise sans modification, à une fréquence fixe ne transmet aucune information: on parle d’une onde porteuse
• Pour transmettre une information, il faut modifier l’onde porteuse
  • Les données numériques sont encodées en signaux analogiques.
• Les modification, appelées modulations permettent de coder l'information à transmettre.
  • On modifie un ou plusieurs paramètres de l’onde porteuse, tels que sa phase, son amplitude ou sa fréquence.
• Modulation d’amplitude (AM)
  • deux différents niveaux de voltage sont utilisés pour représenter 0 et 1. La fréquence reste constante.
  • Sensible aux changements brusques
  • Pas efficace
• Modulation de fréquence (FM)
  • deux (ou plusieurs) fréquences différentes représentent 0 et 1. L’amplitude reste constante
    • La plus utilisée est FM binaire (2 freq)
  • Moins sensible aux erreurs que AM
• Modulation de phase (PM)
  • la phase de l’onde porteuse varie de 45, 135, 225 ou 335 degrés à des instants régulièrement espacés. Chaque changement de phase transmet 2 bits d’information.
  • En présence de bruit, le taux d’erreur de bit de PM est supérieure de ~3dB par rapport à celui de AM et FM
• Si on prévoit 4 valeurs pour un des paramètres (ici la** phase**), on peut transmettre 2 bits à la fois
  • Le nombre de bits transmis par seconde est 2 fois plus grand que le nombre de bauds
• On peut combiner la modification de plusieurs paramètres (ici 4 valeurs de la phase et 2 valeurs de l’amplitude).
  • Le nombre de bits transmis par seconde est 3 fois plus important que le nombre de bauds.
• Quadrature PM
  • Plus efficace; chaque élément de signal représente plus d’un bit
    • Chaque élément du signal représente 4 bits
      • La phase change en multiple de 90°
    • Peut utiliser 8 phases et plus d’une amplitude
    • Utilisé pour transmettre 9.600 bits par seconde sur une ligne à 2.400 bauds

Synchronisation

• Problèmes de temps exigent un mécanisme pour synchroniser l'émetteur et le récepteur
• 2 solutions:
  • Asynchrone
  • Synchrone

Transmission Asynchrone

• Transmettre un caractère à la fois
  • 5 à 8 bits
• Chaque caractère ou octet est traité indépendamment pour la synchronisation d’horloge (bit) et de caractère
• Le récepteur re-synchronise au début de chaque caractère reçu
• Chaque caractère à transmettre est encapsulé entre des bits supplémentaires:
  • start bit et stop bit
• Simple
• Pas coûteux
• Adéquate pour les données espacées (e.g. clavier)
• Problème:
  • Overhead de 2 à bits par caractère

Transmission Synchrone

• L’émetteur et le récepteur doivent se synchroniser: le récepteur doit synchroniser son horloge avec les signaux entrants
  • un bloc entier est transmis comme une suite de bits et le récepteur doit suivre le flux des bits entrant pendant la durée entière de la transmission d'une trame.
• Pour permettre au récepteur de se synchroniser, l’information d’horloge est embarquée dans la suite des bits transmise.
• On peut aussi utiliser une ligne séparée d’horloge
  • Pour des distances courtes
• Les méthodes ou codages principaux sont:
  • Codage bipolaire
  • Codage biphase Manchester
  • Codage Manchester différentiel
• Plus efficace que la transmission asynchrone en terme de overhead