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| TYPES DE MODULATIONS D'UN SIGNAL |
MODULATION D'AMPLITUDE (M.A.) ET DE FRÉQUENCE (M.F.)
Ces deux types de modulations sont couramment utilises depuis plusieurs années en radio et télévision, par exemple.
Moduler une onde porteuse en amplitude, c'est transformer l'amplitude de cette onde selon les caractéristiques d'amplitude du signal émis a la source.
Moduler une onde porteuse en fréquence, c'est transformer la fréquence de cette onde selon les caractéristiques de fréquence du signal émis a la source. Ce type de modulation est particulièrement utilise avec des signaux analogiques qui sont, en fait, des ondes continues.
MODULATION PAR IMPULSION CODÉE
Lorsqu'on utilise des signaux numériques, il faut se servir de la modulation par impulsion codées pour la transmission de paquets discontinus d'ondes. Ce type de modulation permet de multiplexer les signaux provenant de différentes sources. C'est A.H. Reeves, des laboratoires de l'International Téléphone and Telegraph Company (ITT) qui a invente ce type de modulation, vers la fin des années 1930.
La modulation par impulsion codées consiste a quantifier les signaux a émettre de la manière suivante:
Par exemple, l'amplitude d'un signal est représentée par huit niveaux ayant une valeur variant de 0 a 7. On considère que l'amplitude de chaque impulsion a transmettre est équivalente a l'une de ces huit valeurs. Une fois le signal quantifie, on fait dans le temps, c'est-à-dire un certain nombre de fois par seconde, l'échantillonnage de l'onde. Par la suite, chaque échantillon ou impulsion est codée en binaire.
Des séquences d'impulsions codées sont envoyées sur les réseau de transmission dote de répéteurs a intervalles réguliers. Ceux-ci reconstruisent le signal et le débarrasse du bruit et de la distorsion. Ainsi, les erreurs de transmission deviennent négligeables et on peut intercaler, entre les échantillons d'un signal donne, les échantillons des autres signaux; c'est du multiplexage.
Dans un système de téléphone par exemple, ont utilise 128 niveaux pour représenter l'amplitude, et chaque niveau est code au moyen de sept bits. Étant donne que le nombre d'échantillons par seconde doit être égal au double de la fréquence maximale transmise (4000 hertz pour la téléphonie), il faut donc 8000 échantillons par seconde. Cela implique l'utilisation de 56 000 bits par seconde pour transmettre une conversation téléphonique. Ainsi, on tient compte des caractéristiques de fréquence de l'onde a transmettre, même si c'est l'amplitude de celle-ci qui est échantillonnée. Retenons donc que tout signal peut être module en amplitude, en fréquence ou en impulsion, quelle que soit la largeur de bande de ce signal.
LARGEUR DE BANDE
Plus la largeur de bande est grande, plus le coût du signal transmis est élevé. Par exemple, un signal téléphonique dont la largeur de bande est de 3 kilohertz coûte moins cher a transmettre qu'un signal de télévision en couleurs ayant une largeur de bande de 6 mégahertz.
On aura compris que la quantité d'information qu'un signal peut transporter est proportionnelle a sa largeur de bande.
A titre indicatif, le spectre de la voix humaine s'étend de 20 a 12 000 Hertz, ce qui en fait une largeur de bande d'environ 12 kilohertz. Le spectre de l'ouïe s'étend de 20 a 20 000 Hertz, d'ou une largeur de bande d'environ 20 kilohertz. Le téléphone permet de reconnaître et de comprendre la voix parce qu'il fonctionne dans un spectre de 300 a 3500 Hertz, c'est-à-dire une largeur de bande d'environ 3 kilohertz. La radio en modulation d'amplitude utilise une largeur de bande d'environ 7 kilohertz et celle en modulation de fréquence a une largeur d'environ 15 kilohertz.
La largeur de bande est donc la différence, exprimée en hertz, entre les fréquences hautes et les fréquences basses d'une bande passante. Quant a la bande passante elle-même, elle correspond aux fréquences utilisables pour codifier et transporter le signal.
Lorsqu'on utilise un signal ou un canal numérique, la largeur de bande du signal ou la capacité du canal s'exprime en bits par seconde, et non pas en hertz. Mais les deux mesures sont interchangeables.
MULTIPLEXAGES PAR DIVISION DE FRÉQUENCE
Cette méthode de multiplexage est utilisée depuis longtemps en téléphonie. Elle est associée a la transmission de signaux analogiques. Elle consiste a fractionner la bande de fréquence d'une onde porteuse d'un canal en bandes plus petites. Chacune de ces petites bandes est alors utilisée comme un canal distinct et continu de transmission. Autrement dit, on alloue a chaque signal a transmettre un espace dans une bande de fréquence plus large que ce signal. C'est pourquoi d'ailleurs on nomme souvent cette méthode "multiplexage spatial".
Par exemple, pour le multiplexage de 12 canaux téléphoniques transmis de manière analogique, on utilise alors un canal ayant une bande passante de 58 a 106 kHz, soit une largeur de bande de 48 kHz (106 kHz-58kHz = 48 kHz). Cette bande est divisée en bandes plus petites de 3 kilohertz, ce qui correspond a la largeur de bande d'un signal téléphonique. Ainsi, 36 des 48 Kilohertz de l'onde porteuse sont utilises pour la transmission des 12 canaux téléphoniques. Les 12 kilohertz restant de l'onde porteuse servent de bande de garde, pour séparer chacune des petites bandes de 3 kilohertz pour qu'il n'y ait pas d'interférences entre les signaux.
Néanmoins, le canal est loin d'être utilise a sa pleine capacité, car sur une largeur de bande de 48 kHz, seulement 36 kHz sont utilises de manière continue pour la transmission. Ce problème fut réglé au début des années 1960 par l'utilisation de la technique de multiplexage par division de temps.
MULTIPLEXAGE PAR DIVISION DE TEMPS.
Ce type de multiplexage consiste a rendre utilisable par plusieurs sources, mais l'une après l'autre dans le temps, un canal commun capable de transmettre plusieurs milliers de bits par secondes. Cela permet de constituer différents canaux intermittents. On aura devine que le multiplexage par division de temps est associé a la modulation par impulsions codées. C'est un peu comme le retour au code morse, pour lequel on utilise des impulsions électriques pour coder un message.
Ce qui est transmis, ce n'est plus un signal analogique, mais bien un signal numérique. Ainsi on peut intégrer sur un même canal des impulsions électriques ou des bits provenant de signaux téléphoniques, de stations de radiodiffusion ou d'ordinateurs.
On trouve donc sur le canal de transmission des séquences de signaux ou d'impulsions codées puis d'un signal radio, et ainsi de suite. Ainsi toute la largeur de bande est utilisée et les intervalles entre les impulsions. Cette méthode a également pour nom "multiplexage temporel", car on affecte une tranche de temps aux signaux à transmettre à partir de chaque source.
Pour les multiplexage des signaux, que ce soit par fréquence ou temps, on utilise un multiplexeur. Il s'agit d'un système qui, d'une part, multiplex plusieurs canaux au même instant et, d'autre part, les demultiplexe ou les sépare au point d'arrivée.
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