1/ Notions sur la transmition des ondes :
La transmission de données sur un support physique se fait par propagation d'un phénomène vibratoire. Il en résulte un signal ondulatoire dépendant de la grandeur physique que l'on fait varier :
* dans le cas de la lumière il s'agit d'une onde lumineuse
* dans le cas du son il s'agit d'une onde acoustique
* dans le cas de la tension ou de l'intensité d'un courant électrique il s'agit d'une onde électrique
* ...
Les ondes électromagnétiques sont caractérisées par leur fréquence, leur amplitude et leur phase.
La transmission de données par ondes ne se fait pas sans pertes. Tout d'abord le temps de transmission n'est pas immédiat, ce qui impose une certaine "synchronisation" des données à la réception.
D'autre part des parasites ou des dégradations du signal peuvent apparaître.
* Les parasites (souvent appelés bruit) sont l'ensemble des perturbations modifiant localement la forme du signal. On distingue généralement deux types de bruit :
o Le bruit blanc est une perturbation uniforme du signal, c'est-à-dire qu'il rajoute au signal une petite amplitude dont la moyenne sur le signal est nulle.
o Les bruits impulsifs sont de petits pics d'intensité provoquant des erreurs de transmission.
* L'affaiblissement du signal représente la perte de signal en énergie dissipée dans la ligne. L'affaiblissement se traduit par un signal de sortie plus faible que le signal d'entrée.
L'affaiblissement est proportionnel à la longueur de la voie de transmission et à la fréquence du signal.
* La distorsion du signal caractérise le déphasage entre le signal en entrée et le signal en sortie.
Le dephasage signifie que la forme de l'onde se modifie.
Les perturbations à l'origine des degradations des ondes peuvent, par exemple, avoir pour cause la rencontre entre deux ondes.
En voici l'explication :
On va prendre ici pour exemple les vagues qui se déplacent à la surface de l'eau, parce que c'est un cas simple. Cela nous permettra de comprendre ce qui se passe pour les ondes sonores ou la lumière.
Si deux ondes identiques se rencontrent, on va voir qu'elles ne se renforcent pas forcément, au contraire ! Elles peuvent s'annuler : c'est le phénomène d'interférence.
Imaginons qu'on crée en lançant deux caillous dans l'eau, deux systèmes d'ondes en forme de cercles concentriques. On place alors un bouchon à un endroit où les deux ondes se croisent. On s'aperçoit que le comportement du bouchon dépend de l'endroit où on l'a mis. Et plus particulièrement de la distance à laquelle il est par rapport aux deux sources d'ondes (les endroits où sont tombés les caillous).
Une onde à la surface de l'eau est ici composée de creux et de bosses alternativement, qui se déplacent à vitesse constante.
En certains endroits, les bosses des deux ondes arrivent ensemble, de même que les creux. Les ondes sont bien synchronisées, elles produisent le même mouvement en cet endroit. Si on les additionne, le mouvement produit sur le bouchon aura une amplitude deux fois supérieure. Il se produit ce qu'on s'attendait à voir : pour le bouchon, c'est comme s'il n'y avait qu'une seule onde de grande amplitude. On dit qu'en cet endroit, les ondes sont "en phase".
Mais là où les deux ondes se rencontrent, les bosses de l'une peuvent parvenir en même temps que les creux de l'autre. Dans ce cas, l'inverse est aussi vrai. Les bosses et les creux de l'une et de l'autre arrivent complètement décalés. Donc quand on les additionne, on n'obtient rien du tout ! C'est comme si en cet endroit il n'y avait pas d'onde : le bouchon ne bouge pas !