Activité – Domotique et transmission de l'information dans une cuisine connectée

a) Karim installe une cuisine connectee et doit choisir et mettre en place les technologies de communication entre les equipements domotiques.

b) Trois equipements utilisent une transmission sans fil : la tablette (WiFi), les ampoules connectees (Bluetooth) et le four intelligent (WiFi).

c) L'interphone d'entree est le seul equipement utilisant un signal analogique (transmission de la voix par cable telephonique).

a) La propagation libre est la transmission du signal dans l'espace, sans support materiel (a travers l'air). Exemples : le WiFi et le Bluetooth.

b) La propagation guidee est la transmission du signal dans un support physique. Exemples : le cable en cuivre (Ethernet) et la fibre optique en verre.

c) Le WiFi et le Bluetooth utilisent des ondes electromagnetiques (ondes radio). Oui, elles se propagent dans le vide a la vitesse de la lumiere \(c = 3 \times 10^8\) m/s.

a) Oui, un signal analogique varie de facon continue : il peut prendre une infinite de valeurs entre deux bornes (comme la tension d'un microphone).

b) Un signal numerique ne prend que deux valeurs : 0 ou 1 (deux etats).

c) Le signal numerique est prefere car il est plus robuste face au bruit (parasites) : meme si le signal est legerement deforme, on peut toujours distinguer un 0 d'un 1. De plus, il permet de coder tout type d'information (texte, image, son, video) sous forme de bits.

a) Il faut 8 bits pour coder la lettre « A ».

b) 8 bits = 1 octet.

c) 500 caracteres = \(500 \times 1 = \mathbf{500 \text{ octets}}\) = \(500 \times 8 = \mathbf{4\,000 \text{ bits}}\).

a) \(10 \text{ Gbit/s} = 10 \times 1\,000 = \mathbf{10\,000 \text{ Mbit/s}}\).

b) \(\dfrac{10\,000}{2} = \mathbf{5\,000}\). La fibre optique est 5 000 fois plus rapide que le Bluetooth.

c) Les ampoules envoient tres peu de donnees (juste un ordre marche/arret ou une couleur), donc le faible debit du Bluetooth suffit. En revanche, la camera transmet un flux video en continu qui necessite un debit eleve et stable, d'ou l'utilisation d'un cable Ethernet.

a) Un signal lumineux circule dans la fibre optique (et non un signal electrique).

b) La lumiere se propage a environ \(v \approx 2 \times 10^8\) m/s dans le verre de la fibre (legerement plus lent que dans le vide ou \(c = 3 \times 10^8\) m/s).

c) C'est la reflexion totale interne : la lumiere rebondit indefiniment a l'interieur du coeur de la fibre car l'indice de refraction du coeur est superieur a celui de la gaine (\(n_{\text{coeur}} > n_{\text{gaine}}\)).

Distance : \(d = 12 \text{ km} = 12\,000 \text{ m} = 1{,}2 \times 10^4\) m.

\[t = \frac{d}{v} = \frac{1{,}2 \times 10^4}{2 \times 10^8} = 6 \times 10^{-5} \text{ s} = 0{,}06 \text{ ms}\]

La lumiere met seulement 0,06 milliseconde (60 microsecondes) pour parcourir 12 km dans la fibre. C'est quasi-instantane !

a) WiFi : debit max 600 Mbit/s, portee ~50 m. Ethernet : debit 1 Gbit/s, portee ~90 m. L'Ethernet a un debit superieur et une portee plus grande.

b) Avantage du WiFi : pas de cable a tirer (installation plus simple). Inconvenient : le WiFi est sensible aux interferences (murs, autres appareils), ce qui peut provoquer des coupures du flux video.

c) Le cable Ethernet est le choix le plus fiable : debit garanti, pas d'interferences, connexion stable en permanence. Pour une camera de surveillance, la fiabilite est prioritaire sur la facilite d'installation.

Un signal analogique varie de facon continue, tandis qu'un signal numerique ne prend que deux valeurs (0 et 1), ce qui le rend plus resistant aux parasites. La propagation peut etre libre (ondes radio dans l'air, comme le WiFi) ou guidee (signal confine dans un support physique, comme un cable ou une fibre optique). La fibre optique offre un debit tres superieur au WiFi (plus de 10 Gbit/s contre 600 Mbit/s) et n'est pas sensible aux interferences electromagnetiques, ce qui la rend ideale pour les connexions a haut debit sur de longues distances.