Les modems
Les communications avec des modems utilisent les lignes de
téléphone comme support de communication.
Les lignes du réseau téléphonique:
Les méthodes de transmission des
modems:
Les lignes du réseau téléphonique
La communication par modems peut s’effectuer sur deux sortes de support
de communication :
- Les lignes ordinaires du réseau téléphonique
public (le réseau RTC) conviennent pour des communications de courte
durée, et peu fréquentes. Les lignes RTC ont été conçues pour transmettre
la voix et non pour échanger des données.
- Les lignes louées auprès d’un opérateur
téléphonique, ce sont des lignes spéciales, dédiées. Les lignes louées
sont plus efficaces et conviennent pour les communications permanentes,
avec de gros transfert de fichiers. Les débits d’une ligne louées peuvent
atteindre 45 Mb/s. Les opérateurs téléphoniques utilisent aussi
le Réseau Téléphonique Commuté pour les communications longues distance,
mais ce sont des lignes dédiées, c’est à dire que le support de communication
est réservé. Ces lignes dédiées sont appelées des « Réseaux Privés Virtuels »
(VPN pour Virtual Private Network).
Les avantages des communications
par modems
Les modems font partis des équipements qui
permettent d’établir une liaison distante avec un réseau lointain,
un réseau étendu (WAN pour Wide Area Network). Les modems permettent
de se connecter, via le réseau téléphonique commuté (RTC), à Internet
ou à tout autre réseau branché sur le réseau téléphonique.
Les modems permettent d’agrandir un réseau
local, « sans tirer de câbles », puisque le réseau téléphonique existe
déjà à travers le monde entier (ou presque).
Les critères
pour choisir un type de liaison
La mise en place d’un système de communication par modem requière de confronter
plusieurs critères :
- La fréquence des communications
:
- La quantité des données à transférer :
- De petits fichiers
- De grosse base de données
- La vitesse de transfert :
- Le débit des modems asynchrones
- Le débit des modems synchrones
- Le coût :
- Des communications téléphoniques :
- Locales
- Longue distance
- Des modems
- Des modems asynchrones
- Des modems synchrones
- De l’installation et de la maintenance
- La qualité de la ligne :
- La ligne analogique RTC
- La ligne louée
- La ligne numérique
WINDOWS NT SERVER dispose du service
RAS (Remote Access Service) pour gérer jusqu’à 256 communications distantes
(256 clients RAS peuvent se connecter simultanément sur un server NT d’accès
à distance).
Sous WINDOWS NT SERVER, le service RAS est
couplé avec le protocole PPTP (Point to Point Tunneling Protocol).
Le protocole PPTP est un protocole sécurisé, c’est à dire qu’il permet à
des hôtes distants de se connecter via Internet à un serveur NT, en respectant
la procédure d’authentification centralisée de WINDOWS NT. Le protocole PPTP
peut acheminer les paquets IP, IPX ou NetBEUI (c’est une encapsulation multi
protocoles).
Les fonctionnalités d’un modem
Un modem permet de MODuler et de DEModuler.
Les signaux numériques (impulsions binaires) de l’ordinateur sont
transformés (modulés) en signaux analogiques (une courbe continue)
pour être transportés sur les câbles en cuivre du Réseau Téléphonique Commuté
(RTC) ; une fois arrivée à destination, les signaux analogiques RTC
sont transformés (démodulés) en signaux numériques pour être traités
par la machine.
Les signaux numériques sont des impulsions
binaires (il y a un haut et un bas), tandis que les signaux analogiques
sont modulations de fréquences, des courbes continues (il y a tous
les niveaux possibles entre le minimum et le maximum).
La vitesse
de transmission des modems
La vitesse de transmission des données s’exprime de deux
façons :
- En Bauds par seconde (B/s). Inventé
par l’ingénieur français Emile Baudot, officier des services de transmission
de l’armée française, le « baud » désigne la vitesse de modulation de
l’onde analogique qui transporte une unité d’information sur le câble
de la ligne téléphonique. A l’époque, une unité d’information correspondait
à un bit.
- En bits par seconde (b/s). Le
nombre de bits par seconde exprime le nombre de bits numériques qui sont
transmis depuis l’ordinateur. Aujourd’hui, les techniques de compression
et d’encodage des données permettent d’accélérer les transmissions en
réduisant la taille des fichiers. Le nombre d’unité d’information analogique
à transférer sur le câble du réseau téléphonique est donc inférieur au
nombre de bits d’origine. Chaque modulation d’onde transporte toujours une
unité d’information, mais à cette unité d’information peut correspondre
plusieurs bits. Le nombre de bits par secondes est donc toujours supérieur
ou égal au nombre de Bauds par secondes… Désormais, les vitesses de transmission
s’expriment en bits par seconde, et tiennent compte des technologies de
compression…
La vitesse de transmission des données doit tenir compte
des capacités respectives des modems qui se trouvent de part et d’autre.
C’est la vitesse commune la plus rapide qui est utilisée par les deux modems…
Il peut exister des « pool de modems »,
c’est à dire le rassemblement de plusieurs modems.
La compression des données
La compression des données permet d’accélérer
globalement la transmission des données. Les données ont été « épurées »
des éléments redondants et des espaces vides…
Les données doivent au préalable être encodées,
ce qui prend un certain temps, puis les données compressées sont envoyées
sur le câble ou le canal de communication (c’est la vitesse de canal,
ou vitesse de signalisation). Une fois sur le canal, les données se déplacent
à une certaine vitesse (c’est le débit).
La compression des données permet de doubler
le débit. Les unités d’information transitent toujours à la même vitesse
(en fonction du type de câble), mais les unités d’information véhiculent virtuellement
un nombre de bits plus important, d’où l’idée d’affirmer que le débit
est plus important. Ce n’est pas la vitesse qui augmente, c’est la quantité
qui diminue !
Le protocole MNP de classe 5 est une
norme de compression des données pour les communications asynchrones. Il
faut que les deux extrémités d’une communication utilisent la norme MNP 5
pour que la transmission s’effectue deux fois plus vite.
Les méthodes de transmission
des modems
Les méthodes de transmission des modems sont classées en deux catégories :
- Les communications asynchrones
(Asynchronous)
- Les communications synchrones (Synchronous)
Il faut distinguer deux types de modems :
- Les modems pour les communications asynchrones
- Les modems pour les communications synchrones
Les communications asynchrones
Les communications asynchrones (Asynchronous)
sont les plus répandues parce qu’elles utilisent une ligne de téléphone
ordinaire.
La transmission asynchrone expédie les données
sous la forme d’un flux discontinu. Les données sont découpées en
petits paquets (un octet par exemple, donc une série de huit bits),
à chaque paquet est rajouté un bit de début et un bit d’arrêt. Lors
de l’établissement de la connexion, les deux modems asynchrones (celui de
l’émetteur et celui du récepteur) se mettent d’accord sur le nombre de bits
constituant une série.
L’envoi des bits n’est pas synchronisé. Le contrôle et la coordination des
données représentent 25 % du trafic d’une transmission asynchrone.
Les modems asynchrones sont moins chers que les modems synchrones
(qui prennent en charge la synchronisation de la transmission des données,
et qui sont dotés pour cela de circuits électroniques spécifiques).
Le contrôle
des erreurs des communications asynchrones
Les communications asynchrones peuvent incorporer
un bit de parité (Parity Check) qui permet de détecter et de corriger
les erreurs de transmission. Le nombre de bit d’une série doit être toujours
pair (ou impair). Le bit de parité est donc fonction du nombre de bit dans
la série. C’est la société Microcom qui inventa pour la norme V.32, une technique
de contrôle des erreurs (le MNP pour Microcom Network Protocol). Cette technologie
fût adoptée par les autres fabricants, puis développée en différentes classes (les
protocoles MNP de classe 2, 3 ou 4…).
En 1986, le CITT publia une norme de contrôle d’erreurs, la norme V.42 qui
incorpore deux protocoles de contrôle d’erreurs :
- Le protocole LAPM (Link Access
Procedure for Modems) pour les modems compatibles V.42
- Le protocole MNP de classe 4 (Microcom
Network Protocol) pour toutes les normes de modems
La vitesse de transmission d’une communication
asynchrone peut atteindre 28800 b/s, et 115200 b/s avec des méthodes
de compression très performantes.
Les caractéristiques
techniques des modems asynchrones
Les modems se présentent de deux façons :
- Les modems externes sont des boîtiers
qui se branchent à un des ports de l’ordinateur :
- Les modems internes sont des cartes
qui s’insèrent sur un des connecteurs de la carte mère :
Les modems sont des Equipements Terminaux de Circuits de
Données (ETCD) avec les caractéristiques suivantes :
- Une interface de communication avec l’ordinateur :
- Une interface série (RS-232),
c’est le type de connectique (le port série) ou de prise qui se trouve en
bout du câble série (RS-232), et qui permet de relier le modem au port série
à l’arrière de l’ordinateur.
- Une interface USB. Les modems
peuvent être également munis d’un port USB.
- Une interface pour ligne téléphonique
(RJ-11), c’est la connectique qui se branche sur la prise murale
du téléphone, et qui permet de relier le modem au réseau téléphonique Commuté
(RTC).
Les normes des modems asynchrones
Il existe deux normes pour les modems asynchrones :
- La norme HAYES de la société Hayes
Microcomputer Products qui au début des années 1980 inventa le « Hayes Smartmodem ».
Ce modem était considéré comme intelligent (smart en anglais) parce qu’il
pouvait composer automatiquement le numéro de téléphone, sans qu’il faille
décrocher le combiné du téléphone. Cette technologie devint rapidement
un standard, et l’on parle toujours de modems compatibles Hayes.
- Les normes V de l’UIT (Union
Internationale des Télécommunications) :
- La norme V.22bis permettait en 1984 un transfert de
2 400 b/s
- La norme V.42 propose en 1995 un transfert de 57 600
b/s
- La norme V.42bis/MNP5 transfert des données compressées
à 76 800 b/s
Aujourd’hui, les modems peuvent combiner
plusieurs normes différentes afin d’optimiser les performances. Par exemple,
pour une liaison asynchrone par circuits analogiques entre réseaux locaux
:
- La norme de signalisation V.32bis
- La norme de contrôle des erreurs V.42
- La norme de compression V.42bis
Les communications synchrones
Les communications synchrones
(Synchronous) sont moins répandues, mais plus difficile à mettre en œuvre,
plus chers, mais plus efficaces. Les communications synchrones
sont surtout utilisées pour les liaisons numériques
(avec des lignes numériques), et ne sont pas destinées au marché grand public.
Il n’y a plus de bits de début ni de bits d’arrêt, il y a des bits
de synchronisation qui encapsulent les données. Les données sont rassemblées
en groupes de bits qui comportent plus de bits qu’une série en mode asynchrone.
L’on parle plutôt de trames en mode synchrone, et il y a plusieurs
octets par trames.
Les protocoles des communications synchrones effectuent, comme tout autre
protocole, plusieurs tâches :
- Le formatage des données
- L’ajout des données de contrôle des erreurs
- Le contrôle des erreurs
- Etc…
Il existe plusieurs protocoles synchrones :
- Le protocole SDLC (Synchronous Data Link Control)
- Le protocole HDLC (High-level Data Link Control)
- Le protocole BSC (Binary Synchronous Communication)