École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : TR · S2 · UE2 — Électronique numérique et Télécommunications

  • Principes des télécommunications

    Ce cours présente les principes fondamentaux communs à tous les systèmes de télécommunications : téléphonie fixe et mobile, radiodiffusion, faisceaux hertziens, liaisons satellite VSAT, fibre optique. On y étudie la chaîne de transmission (source, émetteur, canal, récepteur) et les grandeurs qui la caractérisent (décibels, puissance, bruit, bande passante, capacité de Shannon), puis les techniques qui adaptent le signal au canal : modulations analogiques (AM, FM) et numériques (ASK, FSK, PSK, QAM), et enfin les techniques de multiplexage qui permettent de partager un même support entre de nombreux utilisateurs (FDM, TDM, WDM, CDMA, OFDM).

    Les exemples sont tirés du contexte nigérien : radiodiffusion FM à Niamey, faisceau hertzien sur l’axe Niamey–Dosso, trames E1 des centraux, réseaux 2G/4G d’Airtel, Moov Africa ou Zamani Telecom, dorsale optique nationale.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire les blocs d’une chaîne de transmission et les dégradations apportées par le canal.
    • Manipuler les décibels (dB, dBm, dBi), calculer un bilan de puissance simple, le bruit thermique et la capacité de Shannon.
    • Expliquer et dimensionner les modulations AM et FM (indice, puissance, bande occupée).
    • Relier débit binaire, rapidité de modulation, nombre d’états et bande passante pour les modulations numériques.
    • Comparer les techniques de multiplexage et calculer les débits des hiérarchies numériques (E1, SDH).

    Prérequis

    Physique des ondes et propagation (fréquence, longueur d’onde, puissance) ; logarithmes et fonctions trigonométriques ; électronique générale.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — La chaîne de transmission : grandeurs, bruit et capacité
    2. Leçon 2 — Modulations analogiques : amplitude et fréquence
    3. Leçon 3 — Modulations numériques : ASK, FSK, PSK et QAM
    4. Leçon 4 — Multiplexage des signaux : FDM, TDM, WDM, CDMA et OFDM

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 20 h, TD 10 h, TP 10 h, TPE 20 h, 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP, quiz, travail personnel) et examen terminal écrit.

    Bibliographie

    • C. Servin, Télécoms — De la transmission à l’architecture de réseaux (Réseaux et télécoms), Dunod.
    • P. Lecoy, Technologie des télécoms, Hermès-Lavoisier.
    • S. Haykin, Communication Systems, Wiley.
    • B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, Prentice Hall.
    • Recommandations UIT-T G.703, G.704, G.711, G.694.1/G.694.2 et UIT-R P.525 (itu.int).

  • Électronique numérique

    Les équipements de télécommunications modernes — téléphones mobiles, BTS, routeurs, multiplexeurs SDH, modems VSAT, ONT de fibre optique — sont avant tout des systèmes numériques : le signal (voix, image, données) y est converti en bits, traité par des circuits logiques, des processeurs et des FPGA, puis reconverti. Ce cours donne les bases de l’électronique numérique indispensables au technicien : représentation des nombres, algèbre de Boole, logique combinatoire et séquentielle, conversion analogique-numérique et numérique-analogique, et architecture des circuits numériques rencontrés dans les équipements télécoms (horloges, registres série/parallèle, UART, mémoires, DSP, FPGA).

    Les travaux pratiques sont réalisés sur plaques d’essai avec des circuits intégrés de la famille 74HC, un générateur de fonctions, un oscilloscope et une carte à microcontrôleur de type Arduino.

    Objectifs d’apprentissage

    • Convertir des nombres entre les bases 2, 10 et 16 et utiliser les codes usuels (BCD, Gray, complément à 2, ASCII, parité).
    • Simplifier une fonction logique (algèbre de Boole, tableau de Karnaugh) et la réaliser avec des portes.
    • Analyser et câbler des circuits combinatoires (additionneur, multiplexeur, décodeur) et séquentiels (bascules, compteurs, registres).
    • Dimensionner une conversion analogique-numérique : fréquence d’échantillonnage, résolution, quantum, rapport signal/bruit, débit.
    • Identifier les blocs numériques d’un équipement télécom et leur rôle.

    Prérequis

    Électronique générale (tension, courant, loi d’Ohm, diodes et transistors en commutation) ; notions de mathématiques (puissances, logarithmes).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Numération, codes et algèbre de Boole
    2. Leçon 2 — Logique combinatoire : simplification et circuits usuels
    3. Leçon 3 — Logique séquentielle : bascules, compteurs et registres
    4. Leçon 4 — Conversion analogique-numérique et circuits numériques des équipements télécoms

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 20 h, TD 10 h, TP 20 h, TPE 10 h, 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus et manipulations de TP, quiz) et examen terminal écrit.

    Bibliographie

    • T. Floyd, Systèmes numériques (Digital Fundamentals), Reynald Goulet / Pearson.
    • J. Letocha, Introduction aux circuits logiques, McGraw-Hill.
    • P. Horowitz, W. Hill, The Art of Electronics, Cambridge University Press.
    • T. Wildi, Électrotechnique, De Boeck (référence de la description officielle, pour les bases électriques).
    • Fiches techniques des circuits 74HC00, 74HC74, 74HC393, 74HC595 (Texas Instruments, Nexperia).