Octet - Définition

Octets, bits et décibels

Le bit (ou son multiple l'octet) est une unité dérivée parfois plus pratique dans certains calculs sur les signaux que le bel noté « B » ou le décibel noté « dB » : une qualité de signal de 1 bit est définie comme le double du logarithme binaire d'un rapport signal/bruit exactement égal à 2 et le bel est défini comme le logarithme décimal d'un rapport de grandeurs exactement égal à 10.

Par la suite, on parle de signaux de qualité 1 octet :

• La qualité de signal de 1 bit vaut exactement 2.log₁₀(2) bels ou 20.log₁₀(2) décibels (soit environ 0,6 B ou 6 dB).
• La qualité de signal de 1 octet vaut exactement 8 fois plus, soit 16.log₁₀(2) bels ou 160.log₁₀(2) décibels (soit environ 4,8 B ou 48 dB).

On peut noter qu'en dessous de 6 dB de rapport signal/bruit, il n'est théoriquement plus possible de détecter un seul bit entier d'information avec un seul échantillon. Cependant, la détection d'informations (pour la transmission ou le stockage) dans un tel signal est possible grâce à la technique du suréchantillonnage. Il suffit de prendre plusieurs échantillons : les rapports signal/bruit de chaque échantillon s'additionnent alors jusqu'à dépasser le seuil de 6 dB, au-delà duquel il est possible, par calcul, de détecter, transmettre ou stocker 1 bit d'information. On fait alors de même avec des signaux en dessous de 48 dB pour détecter, transmettre ou stocker, par calcul, 1 octet d'information. Les plus petits « fragments » de bits ou d’octets sont donc utilisables.

Sur les supports de transmission de données

Débit de transmission

Le débit maximum d'un support de transmission de données (exprimé en décibels par seconde, ou respectivement bits par seconde, ou octets par seconde) est la somme des produits de la fréquence d'échantillonnage de chaque signal transporté (exprimée en hertz) par la qualité de ce signal (exprimée en décibels, ou respectivement bits ou en octets). Selon les technologies employées, il existe toujours un compromis entre qualité et fréquence d'échantillonnage de chaque signal, le meilleur compromis (qui apporte le débit maximum) étant obtenu quand le produit qualité-fréquence est maximum.

Le débit (ou capacité temporelle d'informations) effectif d'un support de transmission de données (exprimé en décibels par seconde, ou respectivement en bits par seconde ou en octets par seconde) est toujours strictement inférieure à ce débit maximum théorique qu'il est impossible de dépasser sur le même support (à condition d'avoir pris en compte tous les signaux détectables sur ce support).

L’unité la plus employée pour mesurer le débit d’un support de transmission de données est le bit par seconde (et ses multiples normalisés en puissances de 10 comme le kilobit par seconde symbolisé kbit/s, voire kbps en anglais) pour les supports physiques, mais l’usage de l’octet par seconde (et de ses multiples normalisés en puissances de 10, ou traditionnels en puissances de 2) est très courant pour les applications et protocoles de transfert de fichiers.

Quantité d'informations transmise

La quantité d'informations maximale transmise dans un intervalle de temps sur un support de transmission de données est l'intégration de son débit sur chaque position temporelle dans cet intervalle où les échantillons sont transmis.

La quantité d'informations effectivement transmise est toujours strictement inférieure à cette quantité maximale théorique. Elle se mesure en décibels, ou respectivement en bits ou en octets (ou ses multiples normalisés en puissances de 10, ou conventionnels en puissances de 2). L'unité la plus utilisée est le kilooctet traditionnel, symbolisé ko en français.

Sur les supports de stockage d'informations

Capacité par unité spatiale

On effectue le même raisonnement pour la capacité des supports statiques de stockage, en considérant que chaque position de la longueur (ou respectivement de la surface ou du volume) de ce support définit un certain nombre de signaux ayant chacun une qualité exprimée en bits, octets ou décibels, la nature de ces signaux détectables dépendant des capteurs employés (conversion de signaux électriques en signaux magnétiques, optique…), de leur qualité (c'est-à-dire leur précision intrinsèque), et du niveau de bruit environnant (dépendant aussi de la construction du support, notamment son isolation).

Le domaine spatial de stockage le plus utilisé aujourd'hui est la surface (disquettes, disques durs, optiques, magnéto-optiques, mémoires électroniques…), mais la longueur est encore utilisée (bandes magnétiques). Le domaine spatial du volume est encore à l'état expérimental (stockage optique dans un cristal, holographique…), mais commence à apparaître sur les disques optiques multicouche (les unités correspondantes restent encore surfaciques).

On peut alors parler de capacité linéaire (ou respectivement surfacique ou volumique) d'informations exprimée en décibels par mm (ou respectivement par mm² ou par mm³) ou donc aussi en bits par mm (ou respectivement par mm² ou par mm³) ou encore en octets par mm (ou respectivement par mm² ou par mm³), l'unité de longueur (ou respectivement de surface ou de volume) remplaçant la seconde dans le paragraphe précédent, et selon les mêmes formules de Nyquist-Shannon pour la qualité des signaux échantillonnés sur ce support. Pour les disques durs, disques optiques ou magnéto-optiques, l'unité de capacité surfacique la plus utilisée est le bit par mm², ou ses multiples normalisés en puissances de 10 comme le kilobit par mm², symbolisé kb/mm².

On trouve cependant aussi mention du multiple normalisé kilooctet par mm² (ko/mm² en français). Les unités traditionnelles ne sont jamais employées à ce niveau, au contraire des fabricants de mémoires qui préfèrent les unités traditionnelles en puissances de 2 comme le kilooctet par mm² (qui parfois comptent plutôt en nombre de transistors par unité de surface, mais cette fois avec les multiples conventionnels en puissances de 10, sachant qu'un bit d'information stockée nécessite souvent deux transistors).

Capacité totale du support

La capacité totale d'informations maximale de ce support, exprimée en décibels, bits ou octets est l'intégration de cette capacité linéaire (ou respectivement surfacique ou volumique) sur chaque position de la longueur (ou respectivement de la surface ou du volume) de ce support.

La capacité totale d'informations effective d'un support de stockage se mesure le plus souvent en octets (ou ses multiples normalisés en puissances de 10, comme le kilooctet, symbolisé conventionnellement ko sur les disques durs). Mais le plus souvent l'interface de ce support se fait par secteurs de taille conventionnelle de 512 octets, et donc la capacité d'utilisation de ce support dans les systèmes d'exploitation se mesure plus souvent et de façon plus pratique avec les multiples traditionnels.