M1 - Réseaux - TCPIP by usr10478

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									            M1
Réseaux & Télécommunications



        Yannick Estève



             Maîtrise MIME
         Université du Maine
        Institut Claude Chappe
         M1 - Réseaux & Télécommunications
      Cours n° 3 - Multiplexage

 Multiplexage : Problématique
 Multiplexage fréquentiel
 Multiplexage temporel
   Synchrone
   Asynchrone


 Retour sur CSMA/CD : exercices


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              Problématique

 Economie d’échelle
   Installation et entretien d’une liaison à haut
    débit partagé par plusieurs machines/services/
    utilisateurs
   Très largement moins coûteux que l’installation
    et l’entretien de liaisons à bas débit beaucoup
    plus nombreuses
 Le multiplexage permet le partage d’un
  support de communication
                M1 - Réseaux & Télécommunications   3
        Multiplexage : schéma général

                 Voie partagée
                 « Haut Débit »

         Mux A                                       Mux B



    Voies                                                  Voies
« bas débit »                                          « bas débit »


                 M1 - Réseaux & Télécommunications           4
           Technologies utilisées

 Deux technologies principales :
    Multiplexage fréquentiel (FDM : Frequency Division
     Multiplexing, ou MRF : Multiplexage par Répartition de
     Fréquence)
    Multiplexage temporel
      • Synchrone
      • Asynchrone
 Une technologie émergente
    Multiplexage à longueur d’onde (WDM : Wavelenght
     Division Multiplexing)
    Cette technologie est utilisée pour la transmission sur
     fibre optique
                     M1 - Réseaux & Télécommunications   5
       Multiplexage : facile, si …
 Problème de base : partager un média de
  communication
 Facile, si il y a peu de participants
 Facile, si statique
 Facile, si on ne se préoccupe pas de
  rentabilité en présence de débits variables
Le multiplexage est présent dans plusieurs
  niveaux des réseaux
                M1 - Réseaux & Télécommunications   6
       Multiplexage fréquentiel (1)
  Partage de la bande passante (x Hz autour
   d’une porteuse)

Fmax
                                                       F2max

            Troisième communication
                                                       F2min
                                                       F1max
           Deuxième communication
                                                       F1min
                                                       F0max
            Première communication
                                                       F0min
Fmin
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    Multiplexage fréquentiel (2)
 Peu de pertes induites par le multiplexage
 Attention aux problèmes de recouvrement
  de spectre
 Garantie de débit
 Pas d’effet sur la synchronie
 Aucune souplesse d’utilisation
 Pas efficace si on a des débits variables

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               Multiplexage temporel
       Partage du temps
       Chaque communication possède à son tour la bande
        passante

Fma
x




Fmi                                                                      Temps
n
          1    2     3               1            3          2   1
                         M1 - Réseaux & Télécommunications           9
    Multiplexage temporel synchrone (1)
 On émet une trame :
       A une fréquence de F fois par seconde =
        Synchrone !
        (il y a toujours le même espace de temps
        entre 2 trames)
       Contenant une info pour chaque voie
        « basse vitesse »
       Une case correspond en fait à un espace
        de temps (IT) de la voie « Haute                Donnée       Donnée Signalisation
        Vitesse » alloué à une voie « basse           de la voie 1 de la voie n
        vitesse »

 Cette trame circule, qu’il y ait des infos
  ou non !
       Impose une signalisation

 Le débit de la voie HV est :
  DHV = F* Longueur_Trame bits/s
                                   M1 - Réseaux & Télécommunications        10
     Multiplexage temporel synchrone (2)

Caractère arrivant sur les voies       Ajout d’une zone de signalisation
 asynchrone, avec bit de start,      précisant si une case est pleine ou vide
     de stop et de parité

                                                                        Dispositif prenant
                                                                           les caractères
                                                                            disponibles
                                                                       pour les placer dans
                                                                         la trame « Haute
   Tampons                                                                    Vitesse »
 de réception                                                          (que les infos utiles)
 (un par voie)


                                                                       Emission de la trame
                                                                          sur la voie HV
       Ajout d’une zone de début de trame                                  (F fois par s)
          (synchronisation/délimiteur)


                                   M1 - Réseaux & Télécommunications            11
   Multiplexage temporel synchrone (3)

      Voies utilisateur de débits différents (ex
                  30,10,10 car. S-1)
                                         1    1     1    2    3    4
 On alloue plusieurs cases à
  une voie rapide                   F=10 trames S-1
                                      
    DV1= F * 3 = 30 car. S-1
 Trois stratégies :
                                    
      DV2= Dv3 = Dv4 = F = 10 car. S-1
    On se base sur la voie la
     plus lente et on augmente
     F                                             1     x
    Sur la voie la plus rapide,        La case x contient alternativement une
     en choisissant F plus              info
     petit                              de la voie 2, de la voie 3 ou de la voie 4
                                          F=10 trames S-1
    Compromis !                        
          DV1 = F car. S-1 , F=30
                                        
          DV2= Dv3 = Dv4 = F/3 = 10 car. S-1
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Multiplexage temporel synchrone (3)

 Respect de la synchronie
  (temps max de transmission)
 Rendement
   satisfaisant, si les voies ont des débits
    constants
   Très peu efficace en cas de liaisons à débit
    variable
 Peu souple

                 M1 - Réseaux & Télécommunications   13
 Multiplexage temporel asynchrone (1)
                           Voie partagée
                           « Haut Débit »
                            (Synchrone)                    Mux
          Mux A
                                                           B


                    Dat
               5
                    a

 Une info arrive sur une voie BV :                 #La trame est expédiée sur
    Une trame est constituée                         la voie HV

       • Identificateur de voie BV            #Aucune info :
       • La donnée reçue                        Aucun trafic !!

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Multiplexage temporel asynchrone (2)

                   1 Data



                   2 Data


                                              5 Data        1 Data   5 Data    2 Data




              5 Data 5 Data




Elément de réception asynchrone
                                                •Elément d’émission
et de composition de l’entité
                                                •Gère les collisions/priorités
de donnée
                                                entre les voies
(composé d’un module de Réception
et d’une File d attente de sortie)
                                                •Gère une file d ’attente d ’émission

                              M1 - Réseaux & Télécommunications           15
Multiplexage temporel asynchrone (3)


 Très souple
 Correspond à un fonctionnement par
  datagramme
 Perte de rendement (signalisation importante)
 Quelques problèmes pour le respect de la
  synchronie ...



                 M1 - Réseaux & Télécommunications   16
 Multiplexage en longueur d’onde :
            WDM (1)
 Sur fibre optique
 Principe similaire au multiplexage
  fréquentiel, mais sur de très hautes
  fréquences
 Seule différence : utilisation d’un système
  optique avec grille de diffraction
   Système passif, donc plus fiable



                M1 - Réseaux & Télécommunications   17
   Multiplexage en longueur d’onde :
              WDM (2)
 Technique inventée vers 1990
   1990 : 8 canaux de 2,5 Gbit/s chacun
   1998 : 40 canaux de 2,5 Gbit/s chacun
   2001 : 96 canaux de 10,5 Gbit/s chacun, soit un
    débit total de 960 Gbit/s (soit 30 films entiers
    par seconde au format MPEG2 utilisé pour les
    DVD, soit plus de 120 films/s en DivX)
   Actuellement, en laboratoire des systèmes de
    plus de 200 canaux sont en cours de
    développement …
                  M1 - Réseaux & Télécommunications   18
 Multiplexage : mise en œuvre dans
        la couche Transport

 Extension de l ’adresse logique par un
  « port » (entier 16 bits dans TCP/IP)
 Une connexion = couple (Adresse logique + numéro
  de port ; Adresse logique + numéro de port)
 L ’adresse étendue ⇔ socket
 Dans Internet (aspect non pas technique mais
  « organisationnel »), numéros de port réservés ->
  SERVICE


                 M1 - Réseaux & Télécommunications   19
       Multiplexage : pour finir

 Présent dans plusieurs niveaux des réseaux :
   Liaison
   Transport
   « Session »
   4 Niveaux de multiplexage dans ATM
    (Asynchronous Transfert Mode)


 Multiplexage/Démultiplexage et
  multiplexage inverse ...

               M1 - Réseaux & Télécommunications   20
                    Exercice 1
 a)
     Soit un réseau local fonctionnant avec le
  protocole CSMA/CD de débit nominal C= 10 Mbits/
  s. La longueur maximale du réseau D vaut 2500 m
  et la vitesse de propagation des signaux V vaut
  100.000 km/s. Calculer la période de vulnérabilité
  PV (temps pendant lequel une station risque de ne
  pas détecter l'émission de la trame considérée), le
  Slot Time ST et la longueur minimale d’une trame.
 b)
     La vitesse est maintenant de 200.000 km/s.
  Calculer le diamètre maximal du réseau D en
  conservant ST.
 c)
     La longueur maximale du réseau est
  maintenant fixée à 100 km, avec toujours
  V=200.000 km/s. Chercher PV, ST et la longueur
  minimale d’une trame.
                  M1 - Réseaux & Télécommunications   21
                     Exercice 2

   Un réseau CSMA/CD est constitué de 5 segments
    raccordés par des répéteurs. Ces segments ont une
    longueur de 450 mètres. La vitesse de propagation
    est de 200 000 kms/sec.

2. 
        Calculer, en vous plaçant dans le cas le plus
   défavorable, la période de vulnérabilité de ce réseau
   en considérant que les répéteurs induisent chacun
   un retard de transmission de 1 micro-seconde.
3. 
        La fenêtre de collision ou Slot-time étant
   fixée à 51,2 micro-seconde, ce réseau peut-il
   fonctionner ?
4. 
        Peut-on étendre encore ce réseau et si oui
   de combien de segments de 450m pour que la
   détection de collisions continue à fonctionner.
                    M1 - Réseaux & Télécommunications   22
               Exercice 2 (suite)



     R                      R


            R        R




5 segments de 450 m                        Répéteur : retard de
V=200.000 km                               transmission de 1 ms

                  M1 - Réseaux & Télécommunications      23

								
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