C2 Réseaux : medias - equipements

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Concepts de base - Unité de mesures – Terminologie - Convention
Différents types de média : Cuivre - Fibre Optique – Hertzien
Equipements des différentes couches : répéteur, commutateur, routeur, passerelle
d’application
Topologies – Classification des réseaux selon leur topologie
Couche physique
Médias et équipements
Année 2014 - 2015

PRONETIS©2014 - Philippe Prestigiacomo - Droits d'utilisation ou de reproduction réservés
Introduction
La couche physique gère la connexion physique d’un équipement
sur le réseau ainsi que la constitution des signaux électriques.
Elle définit :
La connectique c'est-à-dire le raccordement de l’équipement sur le média ;
La forme des signaux et le codage utilisé ;
Le média lui-même.
Les notions importantes
Unité de mesures
La topologie, le mode (ou type) de transmission
La transmission du signal
Le média.
2

Concepts de base : Unité de mesures
3

Concepts de base : Mode d’émission des bits
Liaison parallèle : les bits d’un même caractère sont transmis en même
temps sur plusieurs canaux (fils) différents
Liaison série : les bits sont transmis les uns à la suite des autres.
4
Interface
parallèle
Interface
parallèle
Interface
série
Interface
série

Concepts de base : types de liaison
La liaison parallèle est :
plus "rapide" ; plus chère, plus encombrante (plus de fils) ;
très mauvaise sur de longue distance (le déphasage entre les différents signaux du
même câble entraîne souvent une désynchronisation).
La liaison série est :
présente un encombrement plus faible ;
n’a pas les mêmes problèmes de gestion d’horloge (problème de décalage) que la
liaison parallèle ; présente un coût un inférieur ;
La transmission série est donc utilisée pour les longues distances
5

Concepts de base : les différents types de connexion
Mode simplex
La transmission ne peut se faire que de A vers B,
Exemple : radio, télévision.
Mode semi-duplex (half duplex)
La transmission peut se faire dans les deux sens, mais alternativement,
Exemple : CB, talkie-walkie, Wi-Fi.
Mode duplex intégral (full Duplex)
La transmission se fait dans les deux sens simultanément ;
Exemple: téléphone filaire, Ethernet commuté
6
Full Duplex
Half Duplex
Simplex

Concepts de base : Liaison de données
Système source
DTE (Data Equipment Terminal).
Adaptateur
DCE (Data Communication Equipment).
Ex : Modem pour la transmission analogique à partir d’un signal numérique. (Modulateur Large bande).
Ex : Transcodeur (Émetteur – Récepteur en Bande De Base) pour la transmission numérique.
On appelle « jonction » la partie qui relie DCE et DTE.
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DTE DCE
Système de
transmission DCE DTE
Jonction
Liaison de données
Circuit de données
Adaptation à la ligne
Bande de base, ou large bande
MAU L’unité d’interface physique
ETTD (DTE) équipement terminal
ETCD (ou DCE) : adapter réseau, équipement réseau

Concepts de base : Transmission du signal
Signal
Tension électrique souhaitée
Modèle d’impulsions lumineuses
Onde électromagnétique modulée
Problèmes rencontrés
Problème de synchronisation entre stations
Problème de reconnaissance du signal
Problème d’atténuation du signal
2 possibilités de transmission
Codage en Bande de Base (sans modulation)
Codage en Large Bande (modulation)
8

Concepts de base : Transmission du signal
Codage en Bande de Base
Signaux carrés ; composante continue
Deux ou plusieurs niveaux de tensions
Distance relativement courte
Réseaux locaux
Codage en Large Bande
Modulateur : modulation en amplitude, modulation en phase, en fréquence
Utilisation d’une fréquence de base (porteuse)
Fréquence relativement faible (signal peu atténué)
9

Couche physique – Bande passante
Bande passante : on appelle bande passante ou spectre de fréquence
d'un signal, l'intervalle de fréquence transmis par ce signal.
L'intervalle de fréquence de 300 à 3400 Hz définit la bande passante du réseau
téléphonique.
La largeur de la bande passante (Bandwith) est la différence des deux fréquences
d'extrémité qui la définissent
Débit : Le débit indique le nombre de bits que le média transmet pendant
l'intervalle de temps considéré. Le débit s'exprime en bits/s
Attention : bande passante et débit d'un réseau sont deux notions
différentes mais étroitement liées : ces notions sont utilisées l'une pour
l'autre par abus de langage.
10

Transmission du signal
Facteurs pouvant affecter une transmission
Type de données transmises
Topologie du réseau
Nombre d’utilisateurs
Coupures d’électricité et autres pannes
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Média et équipements : Types de média
Les différents types de média
Cuivre
Fibre Optique
Hertzien
Préambule : un réseau peut avoir les meilleurs équipements de
communication (Switch, routeur, modem etc…), les cartes réseaux les plus
rapides et les technologies les plus récentes, sans un câblage structuré,
solide et de qualité, cela est totalement dénue de sens.
Jusqu’à 50%des problèmes réseaux sont causés
par une infrastructure de câblage inadéquate et sous performante.
12

Types de média
Les connecteurs RJ45 des câbles à paires torsadées
Câble croisé : connexion d’équipements identiques
Exemple : deux ordinateurs
Câble droit : connexion d’équipements différents
Exemple : Un ordinateur et un Switch réseau
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Câble croisé RJ45
Câble droit RJ45

Types de média
Représentation des câbles UTP / FTP / STP
14

Montage de connecteur RJ45 sur câble multibrin de Catégorie 6
15

Types de média
Média optique
Le fibre optique est un fil de silice (verre très pur) qui permet de transmettre la
lumière.
Avantages de la fibre optique
Par rapport au cuivre, il possède de bien meilleures performances, car la
bande passante intrinsèque à la fibre optique est nettement supérieure à celle
du cuivre.
Cette technologie est utile dans des environnements difficiles et agressifs
riches en perturbations électromagnétiques comme les milieux industriels qui
sont susceptibles de générer des erreurs de transmission sur des liaisons
RJ45.
La fibre optique est insensible aux perturbations et elle n’en produit pas. Elle
ne peut pas provoquer des étincelles et sa technologie de faisant pas intervenir
de métal elle résiste à la corrosion.
16

Types de média
Média optique
Vitesse : Gbits/s
Longueur max. : 10 km en monomode à 10 Gbits/s
Raccordement : Connecteur multi modes ou monomode
Coût : Cher
Connectique
ST (Straight Tip)
SC (Subscriber Connector) : le plus employé actuellement
Monomode ou multi modes
Multi modes : Transporte plusieurs modes (trajets lumineux) simultanément.
Fibres utilisées uniquement pour des bas débits et courtes distances.
Inconvénient : débit et distance moins important que le monomode.
Monomode : Technologiquement plus avancées car plus fines, utilisées pour
de longues distances et/ou de plus hauts débits. Plus cher que le fibre
multimodes, car les diodes générant les signaux sont des diodes laser plus
onéreuses.
17

Types de média
Média optique : exemple Monomode
18
Cœur (verre)
Isolant (verre)
Indice de réfraction inférieur à celui du Cœur pour empêcher le
rayon lumineux de quitter celui-ci
Revêtement en plastique

Illustration – Câblage réseau d’un bâtiment
19

Illustration – Réseaux en boucle
20
Les réseaux locaux en boucle ont connu leur heure de gloire avec le Token-Ring d’IBM, à 16 puis 100 Mbit/s, et
FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Même s’il existe encore de telles structures dans les entreprises, elles sont
en voie de disparition au profit des réseaux en bus et en étoile.

Contraintes d’installation
Contraintes d’installation à respecter
La distance entre les équipements,
La séparation des réseaux courant fort, tel le secteur électrique, et courant
faible, comme l’informatique ou
De nombreux procédés existent pour la pose des câbles :
Les plinthes, très utilisées dans l’environnement domestique pour les fils
électriques, offrent une grande souplesse d’utilisation et d’installation des
prises.
Les faux plafonds, disposés à quelques dizaines de centimètres du plafond
réel, permettent le passage des câbles et de la ventilation. Les câbles arrivent
du faux plafond au poste de travail par des conduits verticaux, appelés
potelets.
Les faux planchers, ou planchers techniques, disposés à quelques dizaines de
centimètres du sol, ont la même fonction que les faux plafonds
21

Ce qu’il ne faut pas faire !
22

Ce qu’il faut faire !
23

Les équipements en fonction des couches
Chaque équipement opère sur des couches spécifiques
24
Répéteur, hub
Pont (ou Bridge en anglais)
Commutateur (ou Switch en anglais)
Routeur
Passerelle applicative

Les équipements en fonction des couches : définition
Domaine de diffusion : le domaine de diffusion désigne la partie
du réseau dans laquelle les trames de broadcast sont vues par
tous les équipements. Le domaine de diffusion est constitué des
répéteurs, des hubs et des commutateurs mais il est délimité par
les routeurs.
25

Répéteur
Équipement analogique, opère au niveau de la couche physique
Régénère (amplification) et resynchronise le signal
Étend la portée du signal
Concentrateur
Opère au niveau de la couche physique, sans amplification contrairement au répéteur
Les trames arrivant sur un lignes sont diffusées sur toutes les autres lignes
Lorsque deux trames arrivent en même temps, il y a une collision.
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Pont
Opère au niveau de la couche liaison de données
Interconnecte 2 ou plusieurs LAN de types différents (Wi-Fi et Ethernet)
Lorsqu’une trame arrive sur le pont, il extrait l’adresse destination qui se trouve
dans l’en-tête de la trame, et recherche une entrée correspondante dans sa
table pour savoir où envoyer la trame.
Chaque ligne d’un pont représente un domaine de collision distinct
Commutateur
Opère au niveau de la couche liaison de données
Comme le pont, il achemine le trafic en se basant sur les adresses des trames
La principale différence avec le pont est que le commutateur interconnecte des
équipements d’extrémité (ordinateurs par exemple), contrairement au pont qui
lui interconnecte des LAN (équipements réseau actifs).
27

Routeur
Opère au niveau de la couche réseau et ne ressemble à aucun des équipements vus
précédemment. L’en-tête et la fin de la trame sont éliminés et le paquet situé dans le
champ de données est passé au logiciel de routage. Ce dernier s’appuie sur l’en-tête
du paquet pour choisir la ligne en sortie.
Passerelle d’application
Est capable de comprendre le contenu des données et traduisent les messages d’un
format à un autre.
Exemple : Une passerelle de courrier électronique peut par exemple traduire des
messages provenant d’Internet en messages SMS destinés à des téléphones
portables.
28

Concepts de base : topologies des réseaux
La topologie définit la manière dont sont interconnectés
physiquement les équipements.
3 topologies sont utilisables dans un réseau local : le Bus, l’étoile,
l’anneau
Leurs performances varient selon :
L’existence d’un point critique (SPOF : Single Point Of Failure) – cad, un
équipement actif dont la panne entraîne une interruption de service
La mode s’insertion (Scalability) dont l’ajout ou le retrait d’un équipement actif
entraine ou non une interruption de service
La capacité à localiser les pannes
Le mode de transmission en mode diffusion ou en mode point à point
29

Concepts de base : topologies des réseaux - Etoile
30
Topologie Point critique Insertion /
Retrait
d’équipement
Localisation
des pannes
Mode de
transmission
ETOILE Uniquement
l’équipement
centrale
Sans coupure Directe Diffusion ou
point à point
(commutation)
Etoile

Concepts de base : topologies des réseaux - Anneau
31
Topologie Point critique Insertion /
Retrait
d’équipement
Localisation
des pannes
Mode de
transmission
ANNEAU Toutes les
équipements
Avec coupure
du réseau
Directe Diffusion

Topologie en ANNEAU
Panne critique (dysfonctionnement) :
Deux évènements peuvent bloquer le réseau dans son intégralité :
(1) Une panne de l’un des MAU actifs
(2) ou une rupture de câble en un point quelconque de l’anneau .
Dans le cas (1), le fonctionnement partiel du réseau peut-être assuré en court-circuitant le
MAU en cause – pour reconstituer l’anneau avec un MAU de moins
Dans le cas (2) , le réseau est bloqué. D’où l’utilisation d’un double anneau.
Le réseau de fibre optique FDDI utilise respectivement les topologies en anneau et double
anneaux.

Topologie en ANNEAU
Illustration d’un MAN FDDI (Fibre Optique) en anneau au niveau des hôpitaux de Marseille

Concepts de base : topologies des réseaux
34
Réseau hiérarchiqueRéseau en étoile étendue

La couche sous-réseau
35

Pause-réflexion
Avez-vous des questions ?
36

Résumé du module
37
Unités de
mesures
Unités de
mesures
Topologies
des réseaux
Topologies
des réseaux
Équipements
actifs du réseau
et leur fonction
respective
Équipements
actifs du réseau
et leur fonction
respective
Différents
type de medias
Différents
type de medias
Concepts
de base
Concepts
de base
Infrastructure de
câblage réseau
Infrastructure de
câblage réseau

FIN DU MODULE
38

PRONETIS©2014 - Philippe Prestigiacomo - Droits d'utilisation ou de reproduction réservés39
Entourez le(s) domaine(s) de diffusion dans les topologies suivantes,
laissez vide si il n’y a pas de domaine de diffusion :

Entourez le(s) domaine(s) de diffusion dans les topologies suivantes,
laissez vide si il n’y a pas de domaine de diffusion :

Enoncez le type de topologie :

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