Transmission de
l'information. Bac S
Antilles 2015
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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
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Avantages
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Inconvénients
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Fibre
optique
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Très
haut débit
Faibles pertes en puissance et compatibilité avec les amplificateurs
optiques
Insensible au champ magnétique
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Coûteux et long à mettre en oeuvre si on doit relier toutes les habitations.
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Réseau
cuivre
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Rapide
à mettre en oeuvre et moins coûteux que la fibre optique.
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Insuffisant
pour le très haut débit.
L'amortissement augmente avec la longueur.
Les champs magnétiques peuvent déformer les signaux.
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Technologies
hertziennes
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destinées
aux habitats très isolés.
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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.
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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.
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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.
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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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