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deuxième année de l'Ecole des Mines de Nancy RESEAUX
1996/1997
Les modems (Ou comment ça marche ?), par
Elisabeth NGUYEN et Vincent NAHY
Très vite à partir de l'apparition des modems, s'est
fait ressentir le besoin de haut débit de données sur
le réseau commuté de téléphone. C'est
pourquoi la technologie V34 fut très attendue : en effet,
alors que le plus haut débit montait à 14.4 kbps,
dès l'année 1990, l'
ITU (International
Telecommunications Union) visait à atteindre 19.2 kbps. Son
triomphe fut complet quand l'ITU présenta une technologie V34
qui parvenait à des débits de 28.8 kbps.
ITU :
http://www.itu.ch/
Une présentation plus détaillée du V34
L'objectif initial de l'ITU était donc de créer un standard de modems capables d'atteindre des vitesses de transfert de 19.2 kbps ce qui correspondait à 33% de plus que les 14.4 kbps du V32bis. Mais des contributeurs à l'élaboration des standards, tel que Motorola, montrèrent qu'il était théoriquement possible d'atteindre au moins 24.0 kbps sur les réseaux téléphoniques commutés et même plus si on incluait certaines nouvelles technologies dans le standard V34.
Contrairement à ses aînés, le V34 utilise plusieurs méthodes de modulation et plusieurs techniques de "impairment compensation".
En février 1994, l'ITU avait fini la phase de spécification et passait à la phase de test de compatibilité sur le réseau. Motorola passa cette phase avec succès en montrant que deux plateformes développées séparément était compatible : une de Motorola Codex et une de Motorola UDS.
Finalement, le comité d'étude de l'ITU acheva le standard V34 en 1994. Pratiquement immédiatement, commencèrent la distribution de modems compatibles V34.
Les nouvelles technologies utilisées dans le standard V34
Voici 6 nouveaux principes qui permettent au standard V34 d'atteindre de hauts débits.
En effectuant des tests préalablement au transfert, le V34 peut choisir "intelligemment" les paramètres optimaux correspondant à la ligne de téléphone. Ces tests consistent à commencer par envoyer des signaux complexes, ceci permet au récepteur d'analyser les caractéristiques de la ligne de téléphone avant d'effectuer la transmission. Ainsi les modems déterminent des paramètres clés tels que la fréquence porteuse, la bande passante, le placement du signal transmis dans la bande disponible sur la ligne, ... .
Le test de la ligne est effectué à chaque nouvelle connection et à chaque fois qu'une interruption se produit. Cela permet aux modems V34 de s'adapter à la variété des lignes, aux changements d'un appel sur l'autre et surtout aux variations inévitables durant les connections prolongées.
C'est un mixage du DFE (Decisions Feedback Equalizations) et du codage par treillis.
la prévention de la distorsion
Cette technique évite la distorsion du signal : le signal transmis est passé à travers un filtre spectral, qui amplifie ou atténue certaines parties du signal. L'idée est de compenser par avance les distortions qui apparaîtront lors du transfert. L'apprentissage de ces distortions s'effectue grâce au test de la ligne. Toute la difficulté réside dans le choix du filtre à utiliser. La norme V34 met à disposition 10 filtres différents. La méthode de choix est laissée au programmeur.
Il est important de choisir la bonne puissance de transmission pour les modems à débits rapides et effaceurs des échos : d'une part une puissance élevée améliore le rapport signal sur bruit pour le récepteur distant mais implique de la distorsion pour le récepteur local, d'autre part, une puissance basse donne un mauvais rapport signal sur bruit. Le contrôle de puissance adaptée sélectionne intelligemment et automatiquement le niveau de puissance optimal. Il se base sur les résultats des tests de la ligne.
Procédures d'adaptation et de réadaptation rapides
L'adaptation du modem est le processus par lequel le récepteur du modem se synchronise avec les changements du signal transmis par rapport au début de la connection, ce processus est aussi lancé quand des interruptions, certes brèves mais fréquentes, se produisent au cours de la connection.
L'adaptation est un processus gourmand en temps mais il est indispensable pour les modems analogiques. Comme, pendant ce temps, les données ne sont pas tranmises, l'utilisateur peut penser qu'il perd son temps. Donc plus le processus est rapide, plus tôt le modem peut transmettre/récupérer des données. Paradoxalement on constate que plus ..., plus le modem met de temps à se synchroniser avec succès.
Il est donc apparu indispensable d'accélerer ce processus d'adaptation dans la technologie V34. Avant les séquences d'adaptation des modems étaient basées sur le temps de l'émetteur, elles étaient donc de durées fixées. Dans la norme V34, ces séquences sont basées sur le temps du récepteur, ainsi leurs durées peuvent être minimisées.
Un autre point important du processus d'adaptation de V34 réside dans ses mécanismes intelligents pour se réadapter à la suite d'erreurs. Les standards précédents n'avaient pas défini de processus de réadaptation suites à ces erreurs. Il fallait souvent qu'ils recommencent l'adaptation à partir du début. Or les clics et les pops téléphoniques sont fréquents et sont sources d'erreurs.
La spécification V34 définit deux nouvelles interfaces DTE : une interface de base et une seconde interface. Les deux permettent des connections fiables aux vitesses spécifiées par la norme V34.
Dernière mise à jour : 23 juillet1997
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