Transmission de données - Les modes de transmission

Août 2015

Les modes de transmission


Pour une transmission donnée sur une voie de communication entre deux machines
la communication peut s'effectuer de différentes manières. La transmission
est caractérisée par :

  • le sens des échanges
  • le mode de transmission: il s'agit du nombre de bits envoyés simultanément
  • la synchronisation: il s'agit de la synchronisation entre émetteur et récepteur

Liaisons simplex, half-duplex et full-duplex


Selon le sens des échanges, on distingue 3 modes de transmission :

  • La liaison simplex caractérise une liaison dans laquelle

les données circulent dans un seul sens, c'est-à-dire de l'émetteur
vers le récepteur. Ce genre de liaison est utile lorsque les données
n'ont pas besoin de circuler dans les deux sens (par exemple de votre ordinateur
vers l'imprimante ou de la souris vers l'ordinateur...).


Liaison simplex
  • La liaison half-duplex (parfois appelée liaison à l'alternat


ou semi-duplex) caractérise une liaison dans laquelle
les données circulent dans un sens ou l'autre, mais pas les deux simultanément.
Ainsi, avec ce genre de liaison chaque extrémité de la liaison émet à
son tour. Ce type de liaison permet d'avoir une liaison bidirectionnelle utilisant la capacité

totale de la ligne.


Liaison half-duplex
  • La liaison full-duplex (appelée aussi duplex intégral)

caractérise une liaison dans laquelle
les données circulent de façon bidirectionnelle et simultanément.
Ainsi, chaque extrémité de la ligne peut émettre et recevoir en même
temps, ce qui signifie que la bande passante est divisée par deux pour chaque sens
d'émission des données si un même support de transmission est utilisé

pour les deux transmissions.


Liaison full-duplex

Transmission série et parallèle


Le mode de transmission désigne le nombre d'unités élémentaires
d'informations (bits) pouvant être simultanément transmises par le canal de communication.
En effet, un processeur (donc l'ordinateur en général) ne traite jamais (dans le cas des processeurs récents)
un seul bit à la fois, il permet généralement d'en traiter plusieurs
(la plupart du temps 8, soit un octet), c'est la raison pour laquelle la liaison de base sur un ordinateur
est une liaison parallèle.

Liaison parallèle


On désigne par liaison parallèle la transmission simultanée de N

bits. Ces bits sont envoyés simultanément sur N voies différentes (une voie étant par exemple un fil,
un câble ou tout autre support physique).
La liaison parallèle des ordinateurs de type PC nécessite généralement 10 fils.


Liaison parallèle



Ces voies peuvent être :

  • N lignes physiques: auquel cas chaque bit est envoyé sur une ligne physique

(c'est la raison pour laquelle les câbles parallèles sont composés de plusieurs
fils en nappe)
  • une ligne physique divisées en plusieurs sous-canaux par division de la bande passante.

Ainsi chaque bit est transmis sur une fréquence différente...



Etant donné que les fils conducteurs sont proches sur une nappe, il existe des perturbations
(notamment à haut débit) dégradant la qualité du signal...

Liaison série


Dans une liaison en série, les données sont envoyées bit par bit
sur la voie de transmission. Toutefois, étant donné que la plupart
des processeurs traitent les informations de façon parallèle, il s'agit
de transformer des données arrivant de façon parallèle en données
en série au niveau de l'émetteur, et inversement au niveau du récepteur.


Liaison série



Ces opérations sont réalisées grâce à un contrôleur
de communication (la plupart du temps une puce UART, Universal Asynchronous Receiver
Transmitter
). Le contrôleur de communication fonctionne de la façon suivante :

  • La transformation parallèle-série se fait grâce à un registre

de décalage. Le registre de décalage permet, grâce à une horloge,
de décaler le registre (l'ensemble des données présentes en parallèle)
d'une position à gauche, puis d'émettre le bit de poids fort (celui le plus à gauche)
et ainsi de suite :


transformation parallèle-série
  • La transformation série-parallèle se fait quasiment de la même façon

grâce au registre
de décalage. Le registre de décalage permet
de décaler le registre
d'une position à gauche à chaque réception d'un bit, puis d'émettre
la totalité du registre en parallèle lorque celui-ci est plein
et ainsi de suite :


transformation série-parallèle

Transmission synchrone et asynchrone


Etant donné les problèmes que pose la liaison de type parallèle,
c'est la liaison série qui est la plus utilisée. Toutefois, puisqu'un
seul fil transporte l'information, il existe un problème de synchronisation
entre l'émetteur et le récepteur, c'est-à-dire que le récepteur
ne peut pas a priori distinguer les caractères (ou même de manière
plus générale les séquences de bits) car les bits sont envoyés
successivement. Il existe donc deux types de transmission permettant de remédier à

ce problème :

  • La liaison asynchrone, dans laquelle chaque caractère est émis de façon

irrégulière dans le temps (par exemple un utilisateur envoyant en temps réel des
caractères saisis au clavier). Ainsi, imaginons qu'un seul bit soit transmis pendant une longue période
de silence... le récepteur ne pourrait savoir s'il s'agit de 00010000, ou 10000000 ou encore 00000100...

Afin de remédier à ce problème, chaque caractère est précédé d'une information indiquant
le début de la transmission du caractère (l'information de début d'émission
est appelée bit START) et terminé par l'envoi d'une information
de fin de transmission (appelée bit STOP, il peut éventuellement y avoir
plusieurs bits STOP).
  • La liaison synchrone, dans laquelle émetteur et récepteur

sont cadencés à la même horloge. Le récepteur reçoit de
façon continue (même lorsque aucun bit n'est transmis) les informations au rythme où l'émetteur les envoie.
C'est pourquoi il est nécessaire qu'émetteur et récepteur soient cadencés à la même
vitesse. De plus, des informations supplémentaires sont insérées afin de garantir l'absence d'erreurs lors de la transmission.



Lors d'une transmission synchrone, les bits sont envoyés de façon successive
sans séparation entre chaque caractère, il est donc nécessaire
d'insérer des éléments de synchronisation, on parle alors de synchronisation
au niveau caractère
.


Le principal inconvénient de la transmission synchrone est la reconnaissance des informations
au niveau du récepteur, car il peut exister des différences entre les horloges de
l'émetteur et du récepteur. C'est pourquoi chaque envoi de données doit se faire
sur une période assez longue pour que le récepteur la distingue. Ainsi, la vitesse
de transmission ne peut pas être très élevée dans une liaison synchrone.

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