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Guide Modem

Le modem (mot-valise, pour modulateur-démodulateur), est un périphérique servant à communiquer avec des utilisateurs distants par l'intermédiaire d'une ligne téléphonique. Il permet par exemple d’échanger (envoi/réception) des fichiers, des fax, de se connecter à Internet, d’échanger des courriels, de téléphoner ou de recevoir la télévision.

Il peut également être défini comme un acronyme.

Techniquement, l’appareil sert à convertir les données numériques de l’ordinateur en données analogiques transmissibles par une ligne de téléphone classique et réciproquement. Aujourd’hui dans le monde de la voix sur IP ces données analogiques peuvent être également transmise dans une communication voix encodée sans aucun type de compression.

C’est un dispositif électronique, en boîtier indépendant ou en carte à insérer dans un ordinateur, qui permet de faire circuler (réception et envoi) des données numériques sur un canal analogique. Il effectue la modulation : codage des données numériques, synthèse d’un signal analogique qui est en général une fréquence porteuse modulée. L’opération de démodulation effectue l’opération inverse et permet au récepteur d’obtenir l’information numérique.

On parle de modem pour désigner les appareils destinés à faire communiquer des machines numériques (ordinateurs, systèmes embarqués) à travers un réseau analogique (réseau téléphonique commuté, réseau électrique, réseaux radios …).

Toutes ces catégories de modem servent bien souvent à accéder à Internet (ou à envoyer ou recevoir des télécopies, à se connecter à des services Minitel…), ou même à faire de la téléphonie numérique.

Depuis la fin des années 1990, de nombreuses normes de télécommunications sont apparues et, donc autant de nouveaux types de modems : RNIS (ou ISDN), ADSL, GSM, GPRS, Wi-Fi, Wimax…

Guide modem analogique numeriqueCaractéristiques

La principale caractéristique d’un modem, c’est sa vitesse de transmission. Celle-ci est exprimée en bits par seconde (bit/s ou bps) ou en kilobits par seconde (kbit/s ou kbps). Quand il se connecte le modem fait un bruit reconnaissable[1].

Remarques :

on trouve dans certains documents Kbit/s au lieu de kbit/s ; le symbole correct est k ; en effet, K est utilisé en informatique pour représenter 1 024 (210).
ne pas confondre bps (bits par seconde) et Bps (bytes par seconde, c’est-à-dire octets par seconde)
Il a existé des modems travaillant à 150, 300, 600, 1 200 bit/s, 4,8, 9,6, 14,4, 28,8, et 33,6 kbit/s. Depuis plusieurs années, la norme 56 kbit/s constitue le standard. À cette vitesse, on arrive près des limites théoriques de débit d’information pour une ligne téléphonique utilisant une seule fréquence porteuse. Pour des débits plus élevés, des systèmes utilisant des porteuses multiples ont été mis au point, tels l’ADSL. Ces techniques nécessitent bien évidemment l’utilisation de modems spécifiques.

Différents standards pour les modems

L’UIT-T (Union Internationale des Télécommunications - standardisation des Télécommunications ; cet organisme était appelé jusqu’en 1992 CCITT, Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique) a émis un certain nombre d’avis concernant le fonctionnement des modems. Ces avis spécifient les conditions de fonctionnement des appareils : vitesses de transmission autorisées, types de modulation, systèmes de compression et/ou de détection d’erreurs éventuels ; ils constituent en réalité des normes qui sont respectées par de nombreux constructeurs. Ci-après quelques normes importantes.

Norme V.21 : débit de 300 bps en duplex intégral (full-duplex, les 2 sens simultanément) ; modulation FSK ; mode asynchrone ; fréquences utilisées : 980 et 1 180 Hz (pour le 0 et le 1) dans un sens, 1 650 et 1 850 Hz dans l’autre sens
Norme V.22bis : débit de 2 400 bps en duplex intégral ; mode asynchrone ou synchrone ; fréquences porteuses de 1 200 Hz dans un sens, 2 400 Hz dans l’autre ; modulation QAM avec une constellation de 16 points
Norme V.32 : débit de 9 600 bps en duplex intégral ; porteuse à 1 800 Hz à la fois pour l’émission et la réception (donc nécessité de prévoir des suppresseurs d’échos pour éviter une interférence entre les signaux se propageant dans les 2 sens) ; modulation à 2 400 bauds, avec une constellation de 32 points ; on transmet donc 5 bits par intervalle, mais le 5e bit étant redondant, la vitesse effective est 4 × 2 400, soit 9 600 bps.
Norme V.32bis : débit de 14,4 kbps ; modulation QAM ou treillis
Norme V.32terbo : débit 14,4, 16,8 ou 19,2 kbps ; modulation DPSK et treillis
Norme V.FAST : débit de 28,8 kbps
Norme V.34 : débit de 28,8 kbps
Norme V.90 : débit de 56 kbps pour la liaison descendante (downstream, vers l’utilisateur), mais 33,6 kbps pour la liaison montante (upstream, vers le réseau) ; on a donc une liaison asymétrique, comme pour l’ADSL
Norme V.92 : débit descendant jusqu’à 56 kbps, et débit montant jusqu’à 48 kbps. V92 ajoute aussi quelques fonctions supplémentaires (exemple : V44 plus performante que V42, prise d’appel téléphonique …).
Plus la vitesse de transmission est élevée, plus petit est l’écart entre les différents états de la ligne. Le taux d’erreurs a donc tendance à augmenter, particulièrement lorsque la ligne de transmission est perturbée. Ceci a amené la mise au point de normes pour détecter et corriger les erreurs, telles que les normes V.42 et MNP 1 à MNP 4 (ces dernières normes ont été mises au point par la firme Microcom).

Par ailleurs, comme, avec la norme V.90, on arrive près de la vitesse de transfert théorique maximum d’une ligne téléphonique standard, on a mis au point des techniques permettant d’augmenter le débit en procédant, avant l’envoi, à une compression des données.

La norme V.42bis, qui utilise la technique de compression BTLZ, permet de multiplier par 4 la vitesse de transmission effective d’une ligne
La norme MNP 5 permet de doubler le débit
La norme MNP 6 décrit la procédure d’établissement de la vitesse de transmission ; chaque modems commence par se connecter à sa vitesse la plus basse (généralement 2 400 bps), puis augmente progressivement sa cadence jusqu’à ce que l’autre modem ne suive plus
La norme MNP 7 est un protocole de compression d’un facteur 3
La norme MNP 9 tente d’accroître la bande passante en plaçant les ACK (accusés de réception) dans les paquets de données plutôt que séparés
La norme MNP 10 utilise une compression MNP 5 ou V.42bis, mais parvient à accroître encore le débit ; si, par suite de mauvaises conditions de transmission (bruit, parasites…), les modems ont réduit leur cadence, MNP 10 leur permet d’accroître à nouveau la cadence si l’état de la ligne s’améliore

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