C'est un mode de communication utilisé depuis très longtemps notamment dans la technologie téléphonique. Il s'agit en effet d'une activité beaucoup moins consommatrice de ressources, tant financières que technologiques que la transmission numérique. On n'est pas tout à fait prêt à pouvoir s'en passer.
À l'origine, le téléphone a été conçu pour transmettre la voix. Malheureusement, il n'est pas possible, étant donné le support utilisé, de véhiculer le signal complet, c'est-à-dire l'ensemble des fréquences le constituant. Le domaine de fréquences (on parle de largeur de bande) que peuvent transmettre les lignes téléphoniques est officiellement compris entre 300 et 3400 hertz
Les codecs (codeurs-décodeurs) modernes utilisés dans les centraux téléphoniques actuels ont une bande passante de l'ordre de 200 à 3700 Hz et la qualité des lignes des abonnés s'en trouve généralement améliorée.. On applique donc au signal de départ un filtre passe-bande qui restreint l'espace de fréquence attribué à la transmission du signal sur cette liaison. Ceci correspond heureusement à 90% de netteté de la voix.
Selon le principe bien admis que tout traitement a un coût, le plus simple et le moins coûteux en télécommunications est de transmettre le signal avec le moins de transformations possible. C'est bien ce qui se passe pour la voix par téléphone. Les seules transformations sont d'ordre analogique comme l'amplification par exemple.
Nous avons déjà évoqué précédemment que le fonctionnement de nos chers ordinateurs était fondé sur la seule information binaire. Celle-ci est représentée, dès lors qu'il s'agit de la visualiser (oscilloscope) ou de la transporter, par un signal rectangulaire à deux niveaux.
Pour transporter un tel signal, le plus simple et le moins coûteux consiste à lui faire subir le moins de traitement possible, voire à le transporter tel quel. On imagine aisément que pour transmettre ce signal sur un support, il suffise de définir deux signaux électriques représentant les niveaux logiques 0 et 1. De plus ce type de transmission offre des performances considérablement supérieures à la transmission analogique, ceci pour deux raisons.
La première est un faible taux d'erreurs. En effet, alors qu'en transmission numérique, les signaux sont transmis avec des tensions d'amplitude variable, en transmission numérique le nombre de niveaux est limité. Les signaux parasites s'infiltrant dans un signal analogique sont donc très difficiles à supprimer et engendrent des erreurs. En transmission numérique, les défauts sont plus facilement repérables et les équipements régénèrent plus facilement un signal parasité ou affaibli.
La deuxième raison tient au fait que l'on sait mieux traiter une information numérique. Ainsi, en utilisant les méthodes de multiplexage, de compression, l'acheminement des données se fait beaucoup plus rapidement. De plus le coût du matériel de traitement diminue considérablement.
Cette question est bien entendu la première que l'on se pose maintenant. La réponse tient en quelques mots : essentiellement pour des raisons financières. Lorsque les ordinateurs sont organisés en petits groupes fermés, l'infrastructure à mettre en place pour les relier est bien sûr numérique. Mais dès lors que les communications s'établissent sur de grandes distances, elles doivent empreinter l'infrastructure existante, qui est analogique. L'évolution se fait lentement vers le tout numérique, Numéris en est l'exemple prometteur.
Puisqu'il faut s'adapter à un monde fait de numérique et d'analogique, il faut savoir passer de l'un à l'autre. C'est essentiellement ce qui va se passer avec les modems. Faisons d'abord un point rapide sur les méthodes de conversion entre l'analogique et le numérique.
L'information de départ est représentée par un signal qui, si on le transforme en tensions électriques, peut prendre une infinité de valeurs (dans un intervalle fini, heureusement !) entre deux instants. Pour le transcrire dans un monde fait d'un nombre limité de niveaux significatifs, il faut le coder. Un des principes de codage les plus simples consiste à prélever à intervalle régulier la valeur de la tension, puis de la représenter en binaire sur 7 ou 8 bits. Le prélèvement est usuellement appelé échantillonnage et la fréquence d'échantillonnage correspond au nombre d'échantillons prélevés par seconde. Un codeur-décodeur prélève en général 8000 échantillons par seconde.
A l'inverse, la transformation d'une information numérique en analogique consiste à moduler un signal de base en fonction de cette information. C'est le rôle du modulateur-démodulateur (modem).
Considérons maintenant ce signal de base. S'agissant d'un signal analogique, c'est donc une sinusoïde dont la fréquence peut varier, dans le cas qui nous intéresse, de 1000 à 2000 hertz. C'est la porteuse. La modulation de ce signal va consister ensuite à en faire varier un ou plusieurs paramètres : la phase, l'amplitude ou la fréquence.
La modulation d'amplitude consiste à modifier l'amplitude de la porteuse, selon l'information binaire à transmettre. Par exemple une valeur de l'amplitude est attribuée au 0 et une autre au 1.
La modulation de fréquence correspond à la même notion, mais ici les deux valeurs sont représentées par des fréquences différentes.
Enfin, la modulation de phase, consiste à faire varier la phase de la porteuse, de 45, 135, 225 ou 315 degrés par exemple.
La rapidité de modulation caractérise la vitesse à laquelle ces changements s'effectuent. C'est la caractéristique essentielle qui permet de définir la bande passante.
Arrêtons-nous là un instant pour évoquer maintenant la notion de débit. Il est en effet facile d'imaginer pouvoir faire varier un signal à volonté, mais ce serait ne pas tenir compte de certaines caractéristiques physiques des supports qui nous contraignent fortement.
Une des valeurs caractéristique des supports de transmission est le débit maximum qu'ils peuvent supporter. Comment s'empêcher de comparer un support à une route. Le nombre maximum de véhicules qu'une autoroute est capable de supporter par heure est très supérieur à celui d'une route départementale (même si vous n'aimez pas les routes départementales, mais ceci est une autre histoire ...).
En ce qui concerne les supports de transmission, leur débit maximum est directement lié à la largeur de la bande passante. Chose promise, chose due, pas trop de mathématiques ici. Mais il est impossible de ne pas parler de deux valeurs fondamentales qui vont permettre de comprendre ce qui se passe avec les modems : ce sont le débit binaire maximum et la capacité de transmission maximale.
Sur un canal de transmission dont la bande passante est B, il est montré qu'un signal peut être entièrement reconstitué à l'arrivée, si on le transmet en prenant 2B échantillons par seconde. Le débit maximum s'écrit alors :
Dmax = 2B
Si, de plus, le signal peut prendre plus de deux valeurs significatives, la formule se généralise en :
Dmax = 2B log V
2
où V correspond au nombre de niveaux significatifs (ou états) que peut prendre le signal : c'est sa valence. Par exemple, V=4 si le signal peut prendre les valeurs +10 volts, +5 volts, -5 volts et -10 volts.
Ceci pour vous montrer qu'en théorie, sur une ligne téléphonique dont la bande passante est de 3000 hertz, le débit maximum est de 6000 bits/s avec deux niveaux significatifs (un pour le 0, un pour le 1), 12000 bits/s avec quatre niveaux, etc. Le débit maximum est théoriquement infini.
Un des inconvénients supplémentaires des supports est le bruit. Or la quantité de bruit présente sur une ligne s'exprime par rapport à la puissance utile du signal transmis : c'est le rapport signal/bruit. Plus ce rapport est grand, meilleure est la qualité. La capacité de transmission maximale est une fonction de ce rapport. Pour une ligne téléphonique, cette capacité maximale atteint 30000 bits/s. Cela signifie bien que sur ces lignes on ne peut transmettre à plus de 30000 bits/s
C'est bien une capacité maximale physique, à ne pas confondre avec des débits logiques après compression de données.quels que soient la valence et la fréquence du signal. C'est une limite au débit binaire maximum.
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Generated: 2007-01-26 18:01:31