Les communications avec des modems utilisent les lignes de téléphone comme support de communication.
Les lignes du réseau téléphonique:
- Les avantages des communications par modems
- Les critères pour choisir un type de liaison
- Les fonctionnalités d’un modem
- La vitesse de transmission des modems
- La compression des données
- Les communications asynchrones
- Le contrôle des erreurs des communications asynchrones
- Les caractéristiques techniques des modems asynchrones
- Les normes des modems asynchrones
- Les communications synchrones
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 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 :
- Occasionnelle
- Permanente
- 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
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…
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)
- Les modems pour les communications asynchrones
- Les modems pour les communications synchrones
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
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 :
- Port Série
- Port USB
- Les modems internes sont des cartes qui s’insèrent sur un des connecteurs de la carte mère :
- ISA
- EISA
- PCI
- 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).
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
- La norme de signalisation V.32bis
- La norme de contrôle des erreurs V.42
- La norme de compression V.42bis
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…
- Le protocole SDLC (Synchronous Data Link Control)
- Le protocole HDLC (High-level Data Link Control)
- Le protocole BSC (Binary Synchronous Communication)
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