DCN - Transmission numérique

Les données ou informations peuvent être stockées de deux manières, analogique et numérique. Pour qu'un ordinateur utilise les données, elles doivent être sous forme numérique discrète. Comme les données, les signaux peuvent également être sous forme analogique et numérique. Pour transmettre des données numériquement, elles doivent d'abord être converties sous forme numérique.

Conversion numérique-numérique

Cette section explique comment convertir des données numériques en signaux numériques. Cela peut être fait de deux manières, le codage de ligne et le codage de bloc. Pour toutes les communications, le codage de ligne est nécessaire alors que le codage par bloc est facultatif.

Codage de ligne

Le processus de conversion des données numériques en signal numérique est appelé codage de ligne. Les données numériques se trouvent au format binaire et sont représentées (stockées) en interne sous forme de séries de 1 et de 0.

Le signal numérique est désigné par un signal discret, qui représente des données numériques.Il existe trois types de schémas de codage de ligne disponibles:

Encodage unipolaire

Les schémas de codage unipolaire utilisent un niveau de tension unique pour représenter les données. Dans ce cas, pour représenter le binaire 1, une haute tension est transmise et pour représenter 0, aucune tension n'est transmise. Il est également appelé unipolaire-non-retour à zéro, car il n'y a pas de condition de repos, c'est-à-dire qu'il représente 1 ou 0.

Encodage polaire

Le schéma de codage polaire utilise plusieurs niveaux de tension pour représenter des valeurs binaires. Les encodages polaires sont disponibles en quatre types:

  • Non-retour à zéro polaire (Polar NRZ)

    Il utilise deux niveaux de tension différents pour représenter des valeurs binaires. Généralement, la tension positive représente 1 et la valeur négative représente 0. C'est aussi NRZ car il n'y a pas de condition de repos.

    Le schéma NRZ a deux variantes: NRZ-L et NRZ-I.

    NRZ-L change le niveau de tension lorsqu'un bit différent est rencontré, tandis que NRZ-I change de tension lorsqu'un 1 est rencontré.

  • Retour à zéro (RZ)

    Le problème avec NRZ est que le récepteur ne peut pas conclure quand un bit est terminé et quand le bit suivant est démarré, dans le cas où l'horloge de l'émetteur et du récepteur ne sont pas synchronisées.

    RZ utilise trois niveaux de tension, une tension positive pour représenter 1, une tension négative pour représenter 0 et une tension nulle pour aucun. Les signaux changent pendant les bits et non entre les bits.

  • Manchester

    Ce schéma de codage est une combinaison de RZ et NRZ-L. Le temps de bit est divisé en deux moitiés. Il transite au milieu du bit et change de phase lorsqu'un bit différent est rencontré.

  • Différentiel Manchester

    Ce schéma de codage est une combinaison de RZ et NRZ-I. Il transite également au milieu du bit mais ne change de phase que lorsque 1 est rencontré.

Codage bipolaire

Le codage bipolaire utilise trois niveaux de tension, positif, négatif et zéro. La tension zéro représente le 0 binaire et le bit 1 est représenté par la modification des tensions positives et négatives.

Codage de bloc

Pour garantir la précision de la trame de données reçue, des bits redondants sont utilisés. Par exemple, en parité paire, un bit de parité est ajouté pour rendre pair le compte de 1 dans la trame. De cette façon, le nombre initial de bits est augmenté. Il s'appelle Block Coding.

Le codage de bloc est représenté par la notation barre oblique, mB / nB. Cela signifie qu'un bloc de m bits est remplacé par un bloc de n bits où n> m. Le codage par blocs comprend trois étapes:

  • Division,
  • Substitution
  • Combination.

Une fois le codage par bloc terminé, il est codé en ligne pour la transmission.

Conversion analogique-numérique

Les microphones créent une voix analogique et la caméra crée des vidéos analogiques, qui sont traitées comme des données analogiques. Pour transmettre ces données analogiques sur des signaux numériques, nous avons besoin d'une conversion analogique-numérique.

Les données analogiques sont un flux continu de données sous forme d'onde, tandis que les données numériques sont discrètes. Pour convertir une onde analogique en données numériques, nous utilisons la modulation par code d'impulsion (PCM).

PCM est l'une des méthodes les plus couramment utilisées pour convertir des données analogiques sous forme numérique. Il comporte trois étapes:

  • Sampling
  • Quantization
  • Encoding.

Échantillonnage

Le signal analogique est échantillonné à chaque intervalle T. Le facteur le plus important dans l'échantillonnage est la vitesse à laquelle le signal analogique est échantillonné. Selon le théorème de Nyquist, la fréquence d'échantillonnage doit être au moins deux fois supérieure à la fréquence la plus élevée du signal.

Quantification

L'échantillonnage produit une forme discrète de signal analogique continu. Chaque motif discret montre l'amplitude du signal analogique à cette instance. La quantification se fait entre la valeur d'amplitude maximale et la valeur d'amplitude minimale. La quantification est une approximation de la valeur analogique instantanée.

Codage

Lors du codage, chaque valeur approximative est ensuite convertie au format binaire.

Modes de transmission

Le mode de transmission décide de la manière dont les données sont transmises entre deux ordinateurs. Les données binaires sous forme de 1 et de 0 peuvent être envoyées dans deux modes différents: Parallèle et Série.

Transmission parallèle

Les bits binaires sont organisés en groupes de longueur fixe. L'émetteur et le récepteur sont connectés en parallèle avec le même nombre de lignes de données. Les deux ordinateurs font la distinction entre les lignes de données d'ordre supérieur et d'ordre inférieur. L'expéditeur envoie tous les bits en même temps sur toutes les lignes. Comme les lignes de données sont égales au nombre de bits d'un groupe ou d'une trame de données, un groupe complet de bits (trame de données) est envoyé en une seule fois. L'avantage de la transmission parallèle est la vitesse élevée et l'inconvénient est le coût des fils, car il est égal au nombre de bits envoyés en parallèle.

Transmission série

Dans la transmission série, les bits sont envoyés les uns après les autres dans une file d'attente. La transmission série ne nécessite qu'un seul canal de communication.

La transmission série peut être asynchrone ou synchrone.

Transmission série asynchrone

Il est nommé ainsi parce qu'il n'y a aucune importance de timing. Les bits de données ont un modèle spécifique et ils aident le récepteur à reconnaître les bits de données de début et de fin. Par exemple, un 0 est préfixé sur chaque octet de données et un ou plusieurs 1 sont ajoutés à la fin.

Deux trames de données continues (octets) peuvent avoir un espace entre elles.

Transmission série synchrone

La synchronisation dans la transmission synchrone a de l'importance car il n'y a pas de mécanisme suivi pour reconnaître les bits de données de début et de fin.Il n'y a pas de méthode de modèle ou de préfixe / suffixe. Les bits de données sont envoyés en mode rafale sans maintenir l'écart entre les octets (8 bits). Une seule rafale de bits de données peut contenir un certain nombre d'octets. Par conséquent, le timing devient très important.

C'est au récepteur de reconnaître et de séparer les bits en octets.L'avantage de la transmission synchrone est la vitesse élevée, et elle n'a pas de surcharge de bits d'en-tête et de pied de page supplémentaires comme dans la transmission asynchrone.