Partie A - Transmission et réseaux · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - SIN 2024

Mise en situation

La supervision du site permet de suivre l'état des équipements et de les piloter à distance en temps réel. Les problèmes techniques sont:

l'impossibilité d'utiliser une transmission de données filaires avec la cabine;

l'étendue du site et le nombre d'équipements techniques à superviser;

les contraintes thermiques de certains composants de la cabine.

Dans ce sujet, le suffixe 0x signifie que le nombre est noté en hexadécimal. Par exemple, 0x01, 0x36, 0x3C sont des nombres hexadécimaux.

Partie A: comment communiquer et maintenir la communication entre la cabine et le réseau informatique local tout le long du trajet ?

L'objectif est de vérifier que les adresses IP et MAC des clients du réseau permettent la transmission de caractères à l'écran voyageurs situé dans la cabine n°1. Les performances de la transmission WiFi doivent être aussi suffisantes tout le long du trajet.

Schéma simplifié de la communication entre la cabine n°1 et le réseau local fixe:

Un logiciel d'analyse de protocole réseau a capturé un paquet de données sur le réseau Ethernet de la cabine.

Document réponses DRS1 – Paquet capturé sur le réseau Ethernet de la cabine n°1

Document technique DTS1: lecture d'un paquet Ethernet

Exemple de décodage d'un paquet Ethernet:

octet n · Valeurs · Signification

0000 · 20 66 cf 0b b3 d6 · Adresse MAC destination = 20:66:cf:0b:b3:d6

0006 · 00 e0 49 18 07 0d · Adresse MAC source = 00:e0:49:18:07:0d

000C · 08 00 · Ether Type = 0x0800 → IPv4

000E · 45 · 4 → Version IPv4; 5 → longueur de l'entête = 20 octets

000F · 00 00 28 32 bf 40 00 80 ·... suite de l'entête IP

0017 · 06 · Protocole = 0x06 → TCP

0018 · 44 bb · Checksum, somme de contrôle de l'entête

001A · c0 a8 01 03 · Adresse IP source = 192.168.1.3

001E · c0 a8 01 02 · Adresse IP destination = 192.168.1.2

0022 · cd 45 · Port source = 52549

0024 · 1f 49 · Port destination = 8009

0026 · cc......... · Suite du paquet, données...

Document technique DTS2: extrait de la table des caractères ASCII

Exemple de codage d'une chaîne de caractères:

Le codage de la chaîne de caractères « ONC 2 » donne la suite: 0x4F, 0x4E, 0x43, 0x20, 0x32, 0x00. En tout elle comporte 6 octets, caractère de fin de chaîne 0x00 inclus.

Les textes affichés sur l'écran voyageurs sont transmis en code ASCII. Pour le paquet capturé sur le DRS1, la chaîne de caractères transmise débute à l'octet n°0x0042 et elle se termine par le code ASCII de fin de chaîne 0x00.

Document technique DTS3: principe de la transmission WiFi

La cabine est toujours connectée à un client WiFi et un seul. Plus elle s'éloigne, plus la puissance du signal WiFi s'atténue et le débit des données diminue. Elle se connecte automatiquement à celui dont le signal est le plus puissant, généralement le plus proche. Sur le schéma simplifié ci-dessus, entre les gares UPS et ONC la cabine se connecte successivement aux 13 clients qui couvrent les 13 zones (1 à 13) repérées ci-dessus.

Performances maximales de la transmission WiFi

Le graphe ci-dessous représente les performances maximales de la transmission WiFi entre les gares UPS et ONC mesurées depuis la cabine dans les deux sens de communication.

Débit mesuré de la communication depuis la cabine:

au maximum 7 Mbits·s -1 en émission et 200 kbits·s -1 en réception.

Plusieurs cabines sont en mouvement sur la ligne et deux peuvent s'arrêter en même temps à la gare CHU. Le graphe montre que les performances de la transmission sont les plus faibles à la sortie de cette gare.

Question A.1

À partir du paquet capturé sur le réseau Ethernet de la cabine n°1 (DRS1) et des documents techniques, compléter le tableau des adresses MAC et IP source et destination:

Source

Destination

Adresse MAC

Adresse IP en hexadécimal

Adresse IP en notation décimale pointée

Question A.3

Interpréter le changement de débit en UPLINK entre 442 et 463 secondes sur le graphe des performances maximales ci-dessus.

Question A.4

Relever la valeur des débits minimum et maximum mesurés sur la ligne pour les deux sens de communication (UPLINK et DOWNLINK):

Liaison montante (UPLINK):

Liaison descendante (DOWNLINK):

Pour les deux questions qui suivent, le débit mesuré de la communication depuis la cabine est au maximum de 7 Mbits·s⁻¹ en émission et de 200 kbits·s⁻¹ en réception.

Question A.5

Les performances de la transmission WiFi permettent-elles de garantir la communication d'une cabine tout au long du trajet ? Justifier la réponse en effectuant des comparaisons entre les différents débits.

Question A.6

Plusieurs cabines sont en mouvement sur la ligne et deux peuvent s'arrêter en même temps à la gare CHU. Le graphe ci-dessus montre que les performances de la transmission sont les plus faibles à la sortie de cette gare.

Dans la zone où les performances de la transmission sont les plus faibles, déterminer combien de cabines peuvent se connecter au client WiFi.