Transmission des informations - Maxicours

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Transmission des informations

Objectifs : La recherche de moyens de transmission d'information a pris une ampleur considérable ces dernières décennies.
La transmission sonore  ou lumineuse en sont quelques exemples à la fois fort anciens ou très actuels. La transmission par câble électrique en est un autre exemple.
Quelles sont les conditions nécessaires à la transmission de l'information ?
1. Généralités
a. Émetteur et récepteur
De façon générale, pour transmettre des informations, il faut un émetteur et un récepteur d’informations, reliés par un transmetteur.

Différents modes de transmission existent :
- la transmission sonore ( la parole, la musique…) ;
- la transmission lumineuse ( vision directe, câblage, en fibre optique..) ;
- la transmission par câble électrique (téléphone, informatique…) ;
- la transmission  hertzienne (téléphone sans fil, satellites…). 

b. Intérêt des ondes

• Lorsque nous communiquons par courrier postal, l’information est contenue dans le courrier. Sa transmission  (via le transmetteur) se fait donc par transfert d’énergie et de matière (la lettre). Elle se fait à grande distance, mais nécessite plusieurs jours.

• Lorsque nous parlons, l’information est contenue dans des ondes sonores qui se propagent dans l’air (transport d’énergie sans transport de matière). La vitesse de propagation de ces ondes est grande (v = 340 m s-1). La transmission est donc quasi-instantanée sur de courtes distances. Cependant, les ondes sonores s’atténuent fortement au cours de leur propagation dans l’air : ce mode de transport n’est donc pas envisageable sur de grandes distances.

• Lorsque nous sommes trop loin pour communiquer par la parole, nous pouvons communiquer par geste. Dans ce cas, l’information est transmise quasi-instantanément par la lumière qui est une onde électromagnétique (vitesse de propagation très élevée) et  qui ne nécessite aucun milieu matériel (communication possible dans l’espace via les satellites). Cependant, ce mode de transmission n’est pas valable à très grande distance, puisque notre vue est limitée.

• L’utilisation d’une onde, comme support, permet de transmettre, à longue distance et à grande vitesse, un signal, portant l’information, sans transport de matière, mais avec transport d’énergie. Ainsi, l'intérêt de la transmission hertzienne est l'absence de support matériel (contrairement au son ou aux transmissions électriques) et la possibilité de transmission à longue portée sans trop d'amortissement.

2. Exemples sur la notion d’information
a. Différents types d’information

• Lorsque nous écrivons, l’information est contenue dans 26 lettres de l’alphabet différentes, qui associées entre elles forment des mots qui eux mêmes associés entre eux forment des phrases.

• Lorsque nous parlons, l’information est contenue dans différents sons, qui associés entre eux forment des mots qui eux-mêmes associées entre eux forment des phrases.

• L’information contenue dans un son (onde sonore) est visualisée par le signal u(t) obtenu par un oscilloscope.
Ce signal est composé d’une association de plusieurs signaux sinusoïdaux, d’amplitudes et de fréquences différentes. Par calcul, on peut déterminer les amplitudes et les fréquences de ces différents signaux (spectre de fréquence).

Ainsi, l’information ne peut pas se limiter à un signal unique, mais à l’association de plusieurs signaux de même nature.

b. Nécessité de canaux

Un messager peut transmettre plusieurs courriers. Un poste radio peut émettre  différentes stations de radio. Plusieurs personnes peuvent téléphoner en même temps. Par contre, lorsque plusieurs personnes parlent  simultanément dans une même pièce, l’information transmise est souvent incompréhensible, car les paroles arrivent toutes en même temps à nos oreilles. Pour rendre l’information compréhensible, il faudrait isoler les paroles de chaque personne, en les mettant par exemple dans des pièces différentes.

Il est possible, dans certains cas, de transmettre simultanément plusieurs informations. Il faut alors utiliser différents canaux. À chaque information sera affectée un canal différent.

3.  Applications aux ondes électromagnétiques
a. Transmission par des ondes électromagnétiques

Prenons l’exemple simple d’un signal pur sonore (courbe a ci-dessous), audible, dont la portée est faible.

On va donc utiliser comme support des informations sonores, les ondes électromagnétiques qui ont une portée nettement supérieure à celles des ondes sonores. Ces ondes électromagnétiques, que l’on peut obtenir facilement avec un courant électrique variable, sont alors appelées ondes porteuses (courbe b ci-dessous).

On va alors transmettre à l’onde porteuse les informations contenue dans l’onde sonore (courbe c ci-dessous) ; On dit que l’on module l’onde porteuse par l’onde  sonore.

L’onde électromagnétique va porter l’information contenue dans la signal sonore :

b. Canaux de transmission

Si deux ondes sonores de fréquences f1 et f2  proches,  sont émises simultanément, après la réception, il est impossible de distinguer ces deux signaux (comme comprendre deux personnes qui parlent simultanément) :

Spectre de fréquence de deux ondes sonores complexes qui vibrent à des fréquences proches:


Pour pouvoir être émises simultanément et être identifier à la réception, ces deux signaux vont être portés par deux ondes porteuses de fréquence bien distincte, Fa et Fb de telle façon que ces deux ondes ne se superposent pas.

Spectre de fréquence de deux ondes sonores qui vibrent à des fréquences proches, mais qui sont transportées par des ondes électromagnétiques de fréquences éloignées :

L’essentiel 

• Utiliser une onde comme support, permet de transmettre à longue distance et à grande vitesse, un signal portant l’information, sans transport de matière, mais avec transport d’énergie.

• La transmission simultanée de plusieurs informations nécessite un canal différent affecté à chacune d’elles.

• Les ondes porteuses de fréquence différente permettent de transporter des signaux sans qu’ils interfèrent. On définit ainsi les canaux de transmission.

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