La transmission du signal
La chaîne de transmission d'un signal
La chaîne de transmission désigne les étapes qui permettent d'amener un signal informatif contenant une information entre un émetteur et un récepteur.
Signal informatif
Un signal informatif est un signal contenant une certaine quantité d'informations.
Il existe deux modes pour transmettre un signal :
- La transmission guidée pour transmettre dans une direction privilégiée (câble électrique et fibre optique)
- La transmission libre pour transmettre un message sur un large volume (signaux hertziens, signal Wi-Fi, signal Bluetooth, etc.)
Le phénomène d'atténuation
Atténuation d'un signal
L'atténuation d'un signal correspond à la diminution de son amplitude au cours de sa propagation. Elle est évaluée en utilisant un coefficient d'atténuation :
\alpha = \dfrac{10}{L} \times log\left(\dfrac{P_e}{P_s}\right)
Avec :
- \alpha le coefficient d'atténuation (en dB.m-1)
- L la distance parcourue par le signal (en m)
- Pe la puissance du signal en entrée de ligne (en W)
- Ps la puissance du signal en sortie de ligne (en W)
Le débit binaire
Le débit binaire est le nombre de bits que l'on transmet par unité de temps :
D_b=N_s \cdot n \cdot f_e
Avec :
- D_b le débit binaire (en bits.s-1)
- N_s le nombre de signaux différents sur la chaîne de transmission
- n le nombre de bits de quantification (en bits)
- f_e la fréquence d'échantillonnage (en Hz)
La numérisation du signal
La numérisation d'un signal permet de le rendre moins sensible aux perturbations et de faciliter sa reproduction. La conversion d'un signal analogique en signal numérique présente deux étapes importantes : l'échantillonnage et la quantification.
Le stockage optique de données
La gravure des disques lasers
Les disques lasers (laser discs) sont composés de plusieurs couches, les dernières étant une couche réfléchissante et une couche transparente protectrice. La gravure d'un CD consiste à "creuser" des trous dans la partie réfléchissante en suivant des pistes circulaires de taille identique.
La lecture des disques lasers
Lors de la lecture, on utilise un laser pour déchiffrer le signal numérique gravé sur le disque laser.
La capacité de stockage est limitée par le phénomène de diffraction, les reliefs du disque ne pouvant être plus petits que la longueur d'onde du faisceau. C'est pourquoi les disques Blu-ray ont une capacité de stockage plus importante :
| Type de disques lasers | CD | DVD | Blu-ray |
|---|---|---|---|
| Laser utilisé | Laser rouge de longueur d'onde 780 nm | Laser rouge de longueur d'onde 650 nm | Laser bleu de longueur d'onde 405 nm |
Le codage des images
Le codage consiste à associer à chaque nombre binaire composant le signal numérique une fonction. Dans le cas des images numériques, il permet de recomposer l'image en associant à chaque pixel une couleur ou un niveau de gris.
Le nombre de nuances possibles par couleur est défini par le nombre de bits sur lequel on code l'image.
La qualité d'une image numérique est liée à trois paramètres :
- Le nombre total de nuances (palette de couleurs)
- La définition de l'image
- La résolution de l'image