Université Sultan Moulay Slimane Faculté des sciences et Techniques Béni Mellal Département de Génie Electrique Télécommunications Youssef RHAZI, PH FSTBM Ingénierie Informatique Electronique et Automatique Télécommunications Chapitre 1. Généralités sur les télécommunications Chapitre 2. Les signaux Chapitre 3. La modulation Analogique Chapitre 4. La modulation numérique Chapitre 5. Sujets de recherches Chapitre 1: Généralités sur les télécommunications 01 Définitions des télécommunications 04 Chronologie des télécommunications au 20ème siècle 02 Schéma général d’un système de télécommunication 05 Transmission sans fil 03 Historique et évolution des télécommunications 06 Normes et standards de télécommunications Introduction aux Télécommunications Les télécommunications jouent un rôle essentiel dans notre société moderne, permettant la transmission rapide et fiable de l'information à travers le monde. Depuis les premiers signaux de fumée jusqu'aux réseaux 5G, cette discipline n’a cessé d’évoluer pour répondre aux besoins croissants en communication. Dans ce chapitre, nous explorerons les principes fondamentaux des télécommunications, en mettant en lumière : ✅ Les définitions et concepts clés ✅ L'évolution des systèmes de télécommunication ✅ Les principaux types de transmission et de supports Ce premier chapitre pose ainsi les bases nécessaires pour comprendre les technologies et les infrastructures qui façonnent le monde connecté d'aujourd'hui. 01Définitions des télécommunications “ Le mot « télécommunication » vient du préfixe grec « tele » signifiant « loin » et du latin « communicare » qui signifie « partager ». Les télécommunications sont définies comme la transmission d’informations à distance en utilisant des technologies électronique, informatique, de transmission filaire, optique ou électromagnétique. Ce terme a un sens plus large que son acception équivalente officielle « communication électronique ». Elles se distinguent ainsi de la poste qui transmet des informations ou des objets sous forme physique. 01Définitions des télécommunications “ Le mot « télécommunication » vient du préfixe grec « tele » signifiant « loin » et du latin « communicare » qui signifie « partager ». Les télécommunications sont définies comme la transmission d’informations à distance en utilisant des technologies électronique, informatique, de transmission filaire, optique ou électromagnétique. Ce terme a un sens plus large que son acception équivalente officielle « communication électronique ». Elles se distinguent ainsi de la poste qui transmet des informations ou des objets sous forme physique. 02 Schéma général d’un système de télécommunication Destinataire Expéditeur Signal a transmettre Signal reconstitué Transducteur Transducteur Signal converti Signal décodé Encodeur Décodeur Signal codé Signal reçu Canal de transmission Emetteur Signal emis Récepteur 03 Historique et évolution des télécommunications d’un signal La télégraphie Le télégraphe optique : Claude Chappe et ses quatre frères en 1794, Le télégraphe électrique : Samuel Morse en 1832 (qui invente en parallèle un alphabet propre à son utilisation : le fameux code Morse.), La télégraphie sans fil, en 1896 (le physicien Russe Alexandre Popoff pense ainsi à l’utilisation des ondes hertziennes – découvertes quelques années auparavant par Heinrich Hertz). 03 Historique et évolution des télécommunications d’un signal La radio La radio doit son invention au physicien italien Giuglielmo Marconi. Après plusieurs tests de transmission de signaux par le biais d’ondes électromagnétiques, il effectue, en 1895, la première transmission radio de l’histoire, à Salvan, en Valais. Alors que les scientifiques de l’époque prétendaient qu’une telle transmission entre deux points n’était possible que dans un espace dégagé de tout obstacle, Marconi, aidé de Maurice Gay-Balmaz, installe un émetteur et un récepteur distants de 1’500 mètres l’un de l’autre et séparés par une colline. 03 Historique et évolution des télécommunications d’un signal Le Télex Le développement de la télégraphie sans fil et de la radio dans les années 1930 ont permis l’apparition d’un nouveau système de communication : le Télex - contraction de la locution anglaise telegraph exchange. Le Télex est un réseau international de communication reliant des téléscripteurs qui transmettent des messages via des signaux électriques. Les informations sont automatiquement décodées et retranscrites par le téléscripteur, qui remplace ainsi les anciens opérateurs Morse. Les avantages de ce système sont son faible coût ainsi que sa fiabilité, puisque chaque message reçu peut être confirmé par le destinataire par un mécanisme de réponse automatique. C’est en Allemagne que se développe le premier grand réseau Télex, dans les années 1930, qui permet d’assurer les communications au sein du gouvernement. En Suisse, les PTT (Postes, Téléphones et Télégraphes) développent le premier réseau Télex national en 1934, d’abord entre les villes de Zurich, Bâle et Berne. Par la suite, la plupart des pays font de même, la France inaugurant son propre réseau en 1946. 03 Historique et évolution des télécommunications d’un signal La Téléphonie Le transport de la voix par la téléphonie, fut la première avancée des télécommunications, juste après les premiers télégraphes. Le téléphone est l'appareil qui sert à tenir une conversation bidirectionnelle avec une personne lointaine. Il est utilisé à titre privé, pour garder le contact avec ses proches ou à titre professionnel, pour échanger des informations orales sans avoir à se rencontrer physiquement. Radiotéléphonie, c’est-à-dire la communication à distance sans fil. 04 Chronologie des télécommunications au 20ème siècle 1907 Fax La transmission d’images fixes par ligne téléphonique est utilisée comme échange de pages photocopiées, documents commerciaux ou techniques; 1921-Fax radio qui permet de transmettre des images par radio est utilisé surtout pour la diffusion de cartes météo, soit directement depuis les satellites d'observation, soit retransmises vers les navires ou les terrains d'aviation; 1926- Télévision 1927- Radiodiffusion est la distribution de programmes à partir d'un émetteur vers des auditeurs équipés d'un récepteur. D'abord en modulation d'amplitude en basse fréquence (GO) et moyenne fréquence (PO), puis en modulation de fréquence en VHF, elle évolue vers la radio numérique, diffusée par satellite ou en VHF terrestre. 1928- Télévision en couleur; 1990- Téléphonie mobile offre la possibilité de téléphoner sans connexion filaire; 1957- Premier satellite artificiel américain, premier satellite de télécommunication; 1960- Téléphonie numérique 1960Réseaux informatiques est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations; 1999- ADSL est une technique de communication numérique. Elle permet d'utiliser une ligne téléphonique, une ligne spécialisée, ou encore une ligne RNIS, pour transmettre et recevoir des données numériques de manière indépendante du service téléphonique conventionnel (c'est-à-dire analogique) via un filtre ADSL branché à la prise; 2003- WIFI est une technique de communication numérique. Elle permet d'utiliser une ligne téléphonique, une ligne spécialisée, ou encore une ligne RNIS, pour transmettre et recevoir des données numériques de manière indépendante du service téléphonique conventionnel (c'est-à-dire analogique) via un filtre ADSL branché à la prise; 05 Transmission sans fil Espace libre L'espace libre est le milieu de transmission d'une transmission non-filaire. Les ondes électromagnétiques se propagent dans l’atmosphère ou dans le vide. L’absence de support matériel apporte une certaine souplesse et convient aux applications comme la téléphonie ou les télécommunications mobiles, sans nécessiter la pose coûteuse de câbles. Wi-fi Grâce aux normes Wi-fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit. Dans la pratique, le Wi-fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des tablettes, des objets communicants ou même des périphériques à une liaison haut débit sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres). Le WiFi est un réseau local de type d'onde hertzienne, c'est une connexion à internet à travers des ondes. 05 Transmission sans fil Bluetooth La technologie sans fil Bluetooth permet de partager des fichiers, d'utiliser des kits mains libres mobiles, de synchroniser, d'imprimer et de télécharger de fichiers. Par rapport à la liaison infra-rouge, elle a de plus l'avantage de ne pas nécessiter de liaison optique. Deux appareils équipés Bluetooth peuvent donc communiquer et échanger des données dans un rayon de dix mètres, avec ou sans obstacle les séparant (mur, poche, sac, etc.). Infrarouge L’infrarouge est un faisceau de lumière. Les transmissions en infrarouge doivent être très intenses afin qu’il n’y ait pas de confusion avec les nombreuses sources de lumière qui existent dans une pièce (fenêtres, néons, télévision, ampoules, ...). Les infrarouges sont aussi utilisés dans les commandes à distance (télécommandes). Les infrarouges sont aussi utilisés pour la communication à courte distance entre les ordinateurs et leurs périphériques. Ils sont très utilisés dans le domaine de la robotique ou dans les appareils nécessitant des 05 Transmission sans fil Faisceaux hertziens Un faisceau hertzien est un système de transmission entre deux points fixes, par ondes électromagnétiques très fortement concentrées à l’aide d’antennes directives . La transmission est assurée par la propagation dans l’atmosphère des ondes électromagnétiques de fréquences très élevées. La transmission est limitée à l’horizon optique, elle se fait entre des stations placées en hauteur pour éviter les obstacles. 05 Transmission sans fil Ondes radioélectriques Les ondes radioélectriques correspondent à des fréquences comprises entre 10 kHz et 2 GHz. Un émetteur diffuse ces ondes captées par des récepteurs dispersés géographiquement. Contrairement aux faisceaux hertziens, il n’est pas nécessaire d’avoir une visibilité directe entre émetteur et récepteur, car celui-ci utilise l’ensemble des ondes réfléchies et diffractées. 6G le 6G n'était pas encore largement défini, car il s'agit d'une technologie encore en phase de recherche et de développement. Cependant, on peut anticiper certaines caractéristiques générales que le 6G pourrait englober, en se basant sur l'évolution des générations précédentes de réseaux mobiles (2G, 3G, 4G, et 5G). Gardez à l'esprit que ces spécifications peuvent évoluer à mesure que la technologie progresse. Voici quelques éléments que l'on pourrait envisager dans le contexte du 6G : Débits de données extrêmement élevés : Le 6G viserait probablement des débits de données nettement plus rapides que ceux du 5G, permettant des téléchargements et des transferts de données instantanés. Intelligence artificielle intégrée : L'intégration de l'intelligence artificielle dans les réseaux 6G pourrait permettre des fonctionnalités avancées, telles que l'optimisation dynamique du réseau, la prise de décision autonome, et la personnalisation des services. Nouvelles fréquences spectrales : Le 6G pourrait exploiter de nouvelles fréquences spectrales, au-delà de celles utilisées par le 5G, pour répondre à la demande croissante de bande passante. Interopérabilité avec d'autres technologies émergentes : Le 6G pourrait être conçu pour s'intégrer avec d'autres technologies émergentes telles que les technologies quantiques et d'autres innovations technologiques. Il est important de noter que le développement du 6G est encore à un stade préliminaire, et les spécifications finales peuvent changer à mesure que la recherche et le développement progressent. 06 Normes et standards de télécommunications Dans le domaine des télécommunications très particulièrement, la normalisation consiste certes en les prescriptions techniques pour appareils, mais souvent elle consiste aussi en des protocoles et des procédures de communication. Il convient de présenter les organismes de normalisation les plus en vue actuellement : Au niveau international l’ISO (International Organization for Standardization); le CEI (Commission Électrotechnique Internationale) ; l’UIT (Union Internationale des Télécommunications) ; Au niveau français l’AFNOR (Association Française de Normalisation) ; l’UTE (Union Technique de l’Électricité) ; Au niveau des autres pays le SSC (Standards Council of Canada) ; L’IBN (Institut Belge de Normalisation) ; l’ASTM (American Society for the Testing of Materials) ; LE SNV (Schweizerischen Normen Vereinigung) ; le DIN (Deutsche Industrie Normen) ; le BSI (British Standard Institute) ; l’ANSI (American National Standard Institute) ; Au niveau européen le CEN (Comité Européen de Normalisation) – 1961 ; le CENELEC (Comité Européen de Normalisation pour l'Électrotechnique) ; l'ETSI (European Telecommunications Standard Institut) ; Hisorique https://www.youtube.com/watch?v=LKGkmbz57ds