Transmission série

Modes de transmission

Transmission synchrone

La transmission des éléments binaires s’effectue au rythme d’un signal d’horloge transmis en permanence.

Le bit est émit/lu sur le front descendant de l’horloge.

En pratique il faudrait transmettre ce signal de synchronisation sur une voie séparée des données. Cette solution est envisageable pour des liaisons filaires à très courte distance.

Une autre technique consiste à mélanger aux données le signal d’horloge au moment du codage. Il est souvent possible, côté réception, de recréer une horloge de synchronisation à partir du signal reçu.

 

Transmission asynchrone

L’émetteur et le récepteur ont des horloges de fréquences en principe égales. Mais en raison d’une légère et inévitable différence, la transmission se fait par séquences de bits courtes (environ un octet).


Un « top », dit de bit de synchronisation (ou bit de start), indique au récepteur le début d’une séquence. Le récepteur, fait alors démarrer son horloge locale, laquelle marque les temps de bit en un relatif isochronisme avec celle avec laquelle le récepteur créé le signal.

Voir le cours « La liaison série RS232« 

 

Trames

Les transmissions séries sont généralement structurées sous forme de trames : un ensemble de bits successifs contenant les données à transmettre.

Ces trames comportent :

  • un en-tête de « synchronisation bits » : un « motif » particulier qui donne l’information du début de transmission de la trame
  • suivi d’un symbole de délimiteur de début de trame, et éventuellement de fin de trame
  • les données, envoyées en un ou plusieurs exemplaires, sous différents formats (inversion de l’ordre des bits ou de leur valeur)
  • un code de détection (ou correction) d’erreur

Voir la trame série RS232

 

Quelques systèmes de codages …

Tous les systèmes de codage suivant peuvent être utilisés en mode synchrone ou asynchrone, mais certains sont plus adaptés à un mode de transmission qu’à un autre …

N R Z (Non Return to Zero)

Très proche du codage binaire de base, il code un 1 par +V, un 0 par -V. (ou l’inverse)

Le code NRZ est le moyen le plus simple de coder l’information: il y a une relation directe entre la valeur logique et une grandeur physique (exemple une tension électrique) : toute inversion de polarité se traduira par une inversion de l’information.

Le codage NRZ améliore légèrement le codage binaire de base en augmentant la différence d’amplitude du signal entre les 0 et les 1.

Toutefois les longues séries de bits identiques (0 ou 1) provoquent un signal sans transition pendant une longue période de temps, ce qui peut engendrer une perte de synchronisation en cas de transmission asynchrone.

 

N R Z I (Non Return to Zero Inverted)

On produit une transition du signal pour chaque 1, pas de transition pour les 0 (ou l’inverse).

Ce codage n’utilise pas directement le niveau mais un changement de niveau (par rapport au bit précédent) pour coder les valeurs logiques ; ce codage est du type différentiel.

Le codage pourra être bipolaire (tensions -V +V) ou unipolaire (0 +V).

On retrouve là encore le problème des longues périodes niveaux identiques.

 

Manchester

Le codage Manchester est obtenu par le mélange (opération logique OU-exclusif) d’un signal horloge et d’un signal NRZ.

Par exemple : Valeurs à coder ↔ Valeurs transmise

  • 0 ↔ transition du niveau haut vers le niveau bas 
  • 1 ↔ transition du niveau bas vers le niveau haut 

(mais cela peut parfois être l’inverse !)

 

Le Manchester peut également être du type différentiel :

Dans ce cas on utilise la variation du sens des transitions par rapport au bit précédent.

Dans l’exemple précédent, on constate une inversion du sens des transitions du signal en milieu de période bit (durée = T) pour les valeurs « 1 » logiques. Par contre un « 0 » logique conserve le sens de la transition précédente.

 

MLT3

Dans ce codage, seuls les 1 font changer le signal d’état. Les 0 sont codés conservant la valeur précédemment transmise. Les 1 sont codés successivement sur trois états +V, 0, -V.
Le principal avantage du codage MLT3 est de diminuer fortement la fréquence nécessaire pour un débit donné grâce à l’utilisation de 3 états.
Les longues séquences de 0 peuvent entraîner une perte ou un déphasage de l’horloge du récepteur.

 

2B1Q

Le code 2B1Q fait correspondre à un groupe de deux éléments un créneau de tension dit symbole quaternaire pouvant endosser quatre valeurs différentes :

Groupe de 2 bits Tension
00  -3
01  -1
11 +1
10 +3

Les données sont donc transmises à deux fois la fréquence de l’horloge.

 

Application interactive

 

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