TRANSMISSION DE DONNEES HAUT DEBIT SUR DES LIGNES BASSE TENSION

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Modulation des signaux numériques

Dans cette étude, nous nous intéresserons à la transmission numérique. Le signal contenant l’information appelé signal modulant se présente sous forme de séquence binaire. Pour que les signaux numériques soient transmis simultanément ou pour qu’ils aient des caractéristiques compatibles avec le canal de transmission utilisé, ils modulent une porteuse sinusoïdale d’expression générale :

Dans cette expression, les paramètres modifiables sont :

– l’amplitude de l’onde

– la fréquence porteuse

– la phase

On distingue la modulation binaire de la modulation M-aire. Dans les procédés de modulation binaire, l’information est transmise à l’aide d’un paramètre qui ne prend que deux valeurs ‘0’ et ‘1’. Dans les procédés de modulation M-aire, l’information est transmise à l’aide d’un symbole qui prend sa valeur parmi M=2n réalisations possibles, ce qui permet d’associer à un état de modulation un mot de n bits. On parle alors d’un alphabet n-aire.

Ce type de modulation est peu employé car ses performances sont moins importantes que celles d’autres modulations et on l’utilise en combinaison avec la modulation de phase. Cette combinaison est nommée modulation d’amplitude en quadrature ou QAM (Quadratic Amplitude Modulation).

Modulation par saut de phase (PSK)

Pour la modulation par saut de phase (PSK: Phase Shift Keying), le paramètre à varier est la phase de l’onde porteuse. Si on a une porteuse A cos ( 0t), le signal modulé est :

m(t)= A cos ( 0t + k)

Ceci peut encore s’écrire:

m(t)=A cos( 0t) cos( k) – A sin( 0t) sin( k)

L’ensemble des phases k possibles est donné par :

k = 0 + (2k+1) avec 0 k <M (Eq. 1.1)

La modulation BPSK (Binary Phase Shift Keying) est une modulation à deux états de phase, correspondant à 0 = 0 et M=2 dans l’Eq. 1.1. Les deux états de phase sont 0 et et le signal modulé s’écrit: m(t)=k cos( 0t) avec k ±1

Il s’agit d’une modulation binaire puisqu’on a deux symboles +1 et -1.

Pour la modulation QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), on a quatre états de phase, correspondant à 0 = 0 et M = 4 dans l’Eq. 1.1. Les quatre états de phase sont donnés par :

= (2k+1) k «

On peut donc coder des symboles de 2 bits. La phase du signal modulé peut ainsi changer de 0, ± # ou en passant d’un symbole à l’autre. La modulation QPSK s’obtient par une double modulation de deux porteuses en quadrature par un groupe de deux bits.

Elle permet de transmettre, dans une bande passante donnée, deux fois plus d’information que le BPSK [6].

La figure 1.3 donne les répartitions respectives des symboles pour M = 2 et M = 4 et la Fig. 1. 4 représente une allure d’une modulation par saut de phase.

Figure 1.3 : Modulation à 2 et 4 états de phase.

I (In Phase) est l’axe représentant l’origine et Q (Quadrature) est l’axe déphasé de 90°, en avance par rapport à l’axe I.

Débit binaire

Le débit binaire D et la rapidité de modulation R sont des caractéristiques du canal de transmission. Le débit binaire est la quantité d’informations par unité de temps émise par la source. Il est exprimé en bit par seconde (bps). Si Tb est la durée de transmission d’une séquence d’éléments binaires, D= 8’9

Dans une transmission asynchrone, il est préférable de se référer à la notion de rapidité de modulation R. La rapidité de modulation correspond au nombre de changements d’états par seconde d’un ou plusieurs paramètres modifiés simultanément.

Elle est exprimée en bauds :

R =’ avec représente la durée de l’intervalle significatif le plus court séparant 2 :

instants significatifs successifs (Fig. 1.7).

Figure 1.7 : Signal à 4 niveaux (états significatifs) [7].

En fait, si q est la valence du signal et p le nombre de bits de chaque niveau alors :

D=R;< = , or q=$> d’où D = pR

Pour un canal de transmission exempt de bruit, le débit binaire est proportionnel à la largeur de la bande passante (W):

D = 2 W log2 (q) (Eq. 1.2)

Tandis que pour un canal perturbé, cette capacité ne dépend non seulement de la largeur de bande mais aussi du rapport signal sur bruit :

D=W?@ABCD E (Eq. 1.3)

Les équations 1.2 et 1.3 sont respectivement connues sous le nom de « Formule de NYQUIST » et « Formule de SHANNON » [7].

L’expression « haut débit » n’a pas de définition concrète ni du point de vue réglementaire, ni du point de vue commercial. En pratique, toutes les offres de connexion à Internet dont le débit est supérieur ou égal à 128 kbps sont aujourd©hui considérées comme des offres « haut débit ». Dans le cas contraire, on a un accès bas débit. Outre le débit proposé, supérieur ou égal à 128 kbps, l’accès haut débit se distingue de l’accès bas débit notamment par le caractère permanent de la liaison. Ce qui permet d’éviter le renouvellement des procédures de connexion et libère les fréquences basses de la paire de cuivre pour les communications téléphoniques, permettant ainsi l’usage simultané du téléphone et de l’accès à Internet. Sur le plan tarifaire, les prix du haut débit dépendent rarement de la durée de connexion, contrairement à ceux du bas débit utilisant le réseau téléphonique commuté classique.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I: GENERALITES SUR LA TRANSMISSION DE DONNEES
I- Chaîne de transmission
1. Source d’information
2. Codage de source
3. Codage de canal
4. Modulation
5. Canal physique
6. Démodulation
7. Décodage de canal
8. Décodage de source
9. Destinataire
II- Modulation des signaux numériques
1. Modulation par saut d’amplitude
2. Modulation par saut de phase
3. Modulation par saut de fréquence
4. Modulation d’amplitude en quadrature
III- Débit binaire
CHAPITRE II: SPECIFICATION DE LA TRANSMISSION OFDM
I. Notion sur les canaux sélectifs et interférences entre symboles
II. La modulation OFDM
1. Notion d’orthogonalité
2. Principe et fonctionnement de l’OFDM
3. OFDM et interférences entre symboles
4. Choix du nombre de porteuses N
5. Performance de la modulation OFDM
6. Applications de l’OFDM
CHAPITRE III: TRANSMISSION DE DONNEES HAUT DEBIT SUR DES LIGNES BASSE TENSION
I. Principe
II. Architecture électrique
III. Chaine de transmission
1. Modèle de chaine de transmission du système CPL
2. Exemple de fonctionnement
IV. Méthode de transport des signaux
1. Modulation OFDM
2. Technique d’accès
V. Cryptage de l’information
CHAPITRE IV: LA TECHNOLOGIE CPL
I. Définition et historique
II. Adaptateur CPL
III. Débit
IV. Normes et standards
1. Normes
2. Standards
V. Architecture réseau
1. L’outdoor
2. L’indoor
VI. Configuration de l’utilitaire XE 102
1. Icône de raccourci
2. Configuration du mot de passe de cryptage du réseau
3. Code unique de chaque adaptateur
4. Vérification des adaptateurs connectés
5. Onglet Device
6. Onglet About
VII. Avantages et inconvénients
1. Avantages
2. Inconvénients
VIII. Comparaison du CPL avec les autres technologies
CONCLUSION
ANNEXE A
ANNEXE B
REFERENCES