Transmission de l'information. Bac S Antilles 2015


Les différents procédés de transmission de l’information.
Indiquer, à l’aide d’un tableau, les trois procédés de transmission de l’information évoqués
ainsi que leurs avantages et inconvénients.
Procédé
Avantages
Inconvénients
Fibre optique
Très haut débit
Faibles pertes en puissance et compatibilité avec les amplificateurs optiques
Insensible au champ magnétique
Coûteux et long à mettre en oeuvre si on doit relier toutes les habitations.
Réseau cuivre
Rapide à mettre en oeuvre et moins coûteux que la fibre optique.
Insuffisant pour le très haut débit.
L'amortissement augmente avec la longueur.
Les champs magnétiques peuvent déformer les signaux.
Technologies hertziennes
destinées aux habitats très isolés.

Quels modes de transmission correspondent à une propagation guidée ou libre ? Justifier.
La transmission est guidée dans les fibres optiques et les câbles en cuivre. La transmission est libre ( dans toutes les directions ) dans le cas des technologies hertziennes.
La communication optique pour la transmission d’information utilise un faisceau laser. Rappeler les principales propriétés d’un faisceau laser.
Faisceau très directif, quasiment monochromatique, grande puissance par unité de surface.
La fréquence des signaux transmis par satellite pour la communication internet est de l’ordre de 20 GHz. Quelle est la longueur d’onde de ces signaux ?
l = c / f = 3,0 108 / (20 109)=0,015 m = 1,5 cm.
Ces signaux sont-ils susceptibles d’être significativement diffractés par des objets à la surface de la Terre tels que des immeubles ou des collines ?
Non, la longueur d'onde de ces signaux n'est pas du même ordre de grandeur que les dimensions des immeubles ou des collines.
En déduire quelle doit être l’orientation des antennes des relais terrestres par rapport aux
satellites géostationnaires pour permettre la transmission internet.
Les satellites géostationnaires sont dans le plan équatorial et paraissent fixes pour un observateur terrestre. Les antennes terrestres doivent être dirigées vers ce plan, c'est à dire vers le sud pour la France.




Transmission à longue distance.
Retrouver la valeur de la vitesse de propagation de la lumière dans une fibre optique donnée dans l’article du magazine.
Célérité de la lumière dans le vide divisée par l'indice de la fibre ~200 000 km/s.
 Vérifier que l’atténuation linéique d’un signal transmis par fibre optique est de 0,18 dB.km-1.
Atténuation A = 10 log (Pentrée /Psortie) ; Psortie = 0,96 Pentrée au bout d'un kilomètre de fibre.
A = 10 log (1/0,96) ~0,18 dB km-1.
Comparer cette valeur à celle d’un signal transmis par un câble électrique qui est de 10 dB.km-1.
Conclure sur un des intérêts de la fibre optique.
10 / 0,18 ~56.
L'atténuation est environ 56 fois plus faible dans une fibre optique que dans un câble cuivre. Le nombre d'amplificateurs sera bien moindre dans le cas d'une fibre optique.
La longueur d’un système de communication par fibre optique qui relie New-York à Brest est d’environ 7500 km. Quelle atténuation devrait-on constater sans amplificateur optique sur un signal
transmis entre ces deux villes ? En déduire la perte en puissance correspondant à cette
atténuation. Comparer cette valeur avec celle indiquée dans le document sur la fibre optique.

A=7500 * 0,18 = 1350 dB.
Pentrée /Psortie = 10135  ;  Psortie =10-135  Pentrée, valeur correspondant à celle du texte.




Latence.
Les élèves d’un lycée newyorkais ont réalisé un blog hébergé sur un serveur aux États-Unis. La taille moyenne d’une page du blog est de 1000 Ko.
À l’aide des notions de durée de propagation et de durée de transmission, interpréter la phrase : « L’intérêt de la fibre optique réside non pas dans sa « vitesse », mais dans la possibilité d’y propager des données […] à un débit, c’est-à-dire un nombre de bits par seconde, largement supérieur à celui accessible dans les autres matériaux connus ».
La latence est le délai minimum de transmission dans les communications informatiques. Ce délai correspond à la durée de transmission ajoutée à la durée de propagation.
- La durée de transmission Dt est le temps nécessaire pour transmettre une quantité de données :
 Dt = n / D avec D débit binaire en bit.s-1 et n taille du message en bit.
1000 Ko = 1000 *1024*8 = 8000 kbits ~ 8,2 106 bits.
Le très haut débit correspond au moins à 30 Mbits /s soit 3,0 107 bits / s.
Dt =8,2 106 / (3,0 107) ~0,27 s.
- La durée de propagation correspond à la durée nécessaire pour que les données aillent de l’émetteur au récepteur.
7500 / 200 000 ~0,037 s.
La durée de propagation est inférieure à la durée  de transmission. C'est la durée de transmission qui fait l'interêt d'une liaison.
 Quelle est la durée de transmission d’une page du blog lorsque 15 élèves d’un établissement offrant un débit à 3 Mbits.s-1 se connectent individuellement et simultanément à celle-ci ? Quel est l’intérêt du Très Haut Débit pour les établissements scolaires ?
15 *
8,2 106  = 1,23 108 bits ; 1,23 108 /(3 106) ~41 s.
Le très haut débit permet d'afficher rapidement ( en quelques seconde) les pages du site.
Estimer la durée de propagation qu’observerait un élève résidant en France pour consulter la page du blog hébergé aux États-Unis.
7500 / 200 000 ~0,037 s.
Doubler le débit d’un établissement français permettra-t-il de diviser par deux la latence observée pour consulter une page du blog hébergé aux États-Unis ?
Vous justifierez votre réponse de manière quantitative en considérant le chargement de la page du blog depuis un établissement ayant un débit de 100 Mbit.s-1.
Non. En doublant le débit, on divise par deux la durée de transmission ; par contre la durée de propagation ne change pas.
Débit de 100 Mbit.s-1 : Dt = n / D = 8,2 106 / (1,0 108) ~0,082 s = 82 ms..
Durée de propagation : 0,037 s = 37 ms ; latence : 82+37 =119 ms.
Débit de 200 Mbit.s-1 : Dt = n / D = 8,2 106 / (2,0 108) ~0,041 s = 41 ms..
Durée de propagation : 0,037 s = 37 ms ; latence : 41+37 =78 ms.


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