Obligement - L'Amiga au maximum

Vendredi 17 novembre 2017 - 18:18  

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Dossier : Les modems RTC
(Article écrit par Johann Girard-Cheron et extrait d'Amiga News - avril 1997, mis à jour en mai 2014)


Amiga téléphonicus, modem pour débutants

Comme responsable du club d'Orléans, et initiateur de la rubrique Internet d'Amigatel, il m'est souvent donné de répondre aux mêmes questions sur les modems, Internet, etc. Je vais donc essayer d'expliquer de quoi il retourne. J'espère que les initiés ne m'en voudront pas de simplifier quelque peu certains aspects techniques...

Amiga Mod Emicus

Tout d'abord, pour communiquer entre ordinateurs par téléphone, il faut un "modem". Un modem, modulateur-démodulateur, ressemble à une petite boîte, remplie d'électronique très performante, qui va convertir les données de l'ordinateur en "sons" transmissibles par le réseau téléphonique.

Histoire

Les modems ont été utilisés pour la première fois dans le système de défense aérien SAGE à la fin des années 1950. Le but était de connecter des terminaux situés sur des bases aériennes, des sites de radars et les centres de commande et de contrôle aux centraux SAGE éparpillés aux États-Unis et au Canada. SAGE utilisait un système de lignes dédiées mais les équipements à leurs extrémités étaient similaires aux modems modernes.

IBM était le principal fournisseur de SAGE pour les ordinateurs et les modems. Quelques années plus tard, une rencontre entre le CEO d'American Airlines et un manager régional d'IBM permit de donner naissance à un mini-SAGE utilisé comme système automatique de billetterie, pour lequel les terminaux placés dans les agences vendant les billets, étaient reliés à un ordinateur central chargé de gérer les disponibilités et le calendrier. Le système, connu sous le nom de "Sabre" était un parent éloigné du système moderne Sabre.

Durant des années le développement de nouvelles technologies de communication a permis une large multiplication des modems de manière indirecte. La France fut par exemple durant près d'une décennie le pays disposant du nombre de modems par habitant le plus important, cela par l'intermédiaire de la quasi omniprésence du Minitel. Le fax a lui aussi joué dans cette évolution.

Pour quoi faire ?

Mais que peut-on faire exactement avec un modem ? On distingue quatre utilisations bien distinctes pour tous les modems :
  • Remplacer un Minitel avec un programme qui va émuler ce Minitel sur votre Amiga. Les deux programmes les plus utilisés dans ce but sont Amitel et Praxitel. Amitel est disponible en version démo sur Aminet (la grande collection domaine public, disponible sur Internet et sur CD chez les revendeurs Amiga). Praxitel fait partie de la propriété en liquidation de l'ex-société Someware, et n'est plus en vente.
  • Connexion à un BBS. Les BBS (Bulletin Board Systems) sont l'équivalent des services Minitel, en mode texte, en beaucoup plus rapide et beaucoup plus étoffés. Certains BBS (comme Ramses, au 01.53.79.12.19) peuvent vous servir de passerelle avec le courrier électronique d'Internet par exemple.
  • Connexion à distance de deux Amiga équipés de modems. Pour cela, comme pour les BBS, il faut un programme, appelé "émulateur de terminal", dont le plus répandu est Term, un logiciel de domaine public disponible sur Aminet.
  • Internet. En plus de ces utilisations de base, on peut également :
    • Émettre ou recevoir des fax, ou des télécopies, avec les "fax-modems".
    • Remplacer un répondeur téléphonique pour les modems avec fonction "vocale" ou "Voice". Petite précision, le seul logiciel (AVM) sur Amiga qui permet de gérer un répondeur, ne reconnaît que les modems Zyxel, Linelink 144e, MTD Dolphin, et les modems conçus avec des puces Rockwell.
Structure d'un modem

Un modem comporte les blocs suivants :
  • Un modulateur, pour moduler une porteuse qui est transmise par la ligne téléphonique.
  • Un démodulateur, pour démoduler le signal reçu et récupérer les informations sous forme numérique.
  • Un circuit de conversion deux fils / quatre fils : le signal du modulateur est envoyé vers la ligne téléphonique alors que le signal arrivant par la ligne téléphonique est aiguillé vers le démodulateur. C'est grâce à ces circuits, disposés de part et d'autre de la ligne téléphonique, que les transmissions peuvent se faire en duplex intégral (full duplex, c'est-à-dire dans les deux sens à la fois).
  • Un circuit d'interface à la ligne téléphonique (DAA, Data Access Arrangement) constitué essentiellement d'un transformateur d'isolement et de limiteurs de surtension.
modem

Ces circuits seraient suffisants pour transmettre des informations en mode manuel. Toutes les opérations telles que décrochage de la ligne, composition du numéro... sont alors effectuées par l'utilisateur. Afin de permettre un fonctionnement automatisé, où toutes les tâches sont effectuées sous le contrôle d?un logiciel de communication, les modems comportent généralement quelques circuits auxiliaires :
  • Un circuit de composition du numéro de téléphone. On peut généralement spécifier composition par impulsions ou par tonalités (DTMF, Dual Tone Multiple Frequency).
  • Un circuit de détection de sonnerie. Ce circuit prévient l'ordinateur lorsque le modem est appelé par un ordinateur distant.
  • Un détecteur de tonalités, qui détecte les différentes tonalités indiquant que la ligne est libre, occupée, en dérangement...
  • Un circuit d'identification de l'appelant ou caller-ID.
Types de modulation

Différents types de modulation sont utilisés dans les modems :
  • La modulation d'amplitude (AM, Amplitude Modulation) ; celle-ci sera par exemple réalisée à l'aide d'un multiplicateur analogique recevant sur une entrée la porteuse, sur l'autre le signal numérique à transporter.
  • La modulation de fréquence (FSK, Frequency Shift Keying) ; les diverses fréquences peuvent être obtenues à l'aide d'un VCO (Voltage-Controlled Oscillator, peu précis) ou par traitement numérique d?un signal produit par une horloge à quartz (division de fréquence, synthèse numérique...).
  • La modulation de phase différentielle (DPSK, Differential Phase Shift Keying) ; à la fin de chaque cycle de la porteuse, un changement de phase de 180° représente un bit 0, pas de changement de phase un bit 1. Ceci peut être obtenu en plaçant à la sortie de l'oscillateur générant la porteuse un inverseur et un commutateur qui sélectionne, à chaque passage par 0 de la porteuse, soit la sortie directe, soit la sortie inversée.
  • La modulation d'amplitude et de phase combinées (QAM, Quadrature Amplitude Modulation) ; on crée deux sinusoïdes de même fréquence mais déphasées de 90°. Les deux signaux sont combinés en leur donnant des amplitudes adéquates, une des normes précise seize combinaisons possibles (trois niveaux d'amplitude, douze déphasages). L'ensemble des combinaisons constituent ce que l'on appelle une constellation. Une constellation de 16 points permet de transmettre l'état de 4 bits simultanément, c'est ce qui permet une cadence plus élevée que les autres systèmes décrits ci-dessus, qui ne transmettent qu'un bit à la fois.
  • Une variante de la QAM est le codage en treillis ; on utilise ici une constellation de 32 états, ce qui devrait permettre la transmission simultanée de 5 bits ; mais le 5e bit est un bit de vérification, qui assure une protection renforcée contre les erreurs de transmission. On transmet donc, comme en QAM, l'état de 4 bits.
  • Les modems 56 kbit/s sont conçus pour travailler dans l'environnement des réseaux numériques ; ils utilisent la modulation par impulsions codées (PCM, Pulse Code Modulation) pour convertir le signal modulé en séquence numérique. L'amplitude est mesurée 8000 fois par seconde, avec une résolution de 8 bits. Le débit théorique devrait atteindre 64 kbit/s, mais le débit réel se situe généralement entre 40 et 56 kbit/s, selon l'état de la ligne de transmission.
Signaux de contrôle d'un modem

Les différents signaux échangés entre un ordinateur (DTE, Data Terminal Equipment) et un modem (DCE, Data Communications Equipment) sont précisés dans la norme RS.232/V.24 :
  • Les données à transmettre arrivent au DCE par la ligne Émission.
  • Les données reçues par le DCE apparaissent sur la ligne Réception.
  • DSR (Data Set Ready, modem prêt) est au niveau actif quand le DCE est alimenté et raccordé à une ligne téléphonique.
  • DTR (Data Terminal Ready, ordinateur prêt) est actif quand le DTE est prêt.
  • RTS (Request To Send, demande d'émission) est activé par le DTE lorsqu'il veut envoyer des données.
  • CTS (Clear To Send, prêt à émettre) est activé par le DCE lorsqu'il a établi la liaison et est prêt à recevoir les données à transmettre.
  • CD (Carrier Detect, porteuse détectée) est activé par le DCE lorsqu'il reçoit une porteuse provenant d'un autre DCE.
  • RI (Ring Indicator, indicateur d'appel) est activé par le DCE lorsqu'il reçoit un signal de sonnerie.
  • La norme prévoit aussi deux connexions de masse, une pour le signal (obligatoire), l'autre pour un blindage (facultatif).
Le connecteur prévu initialement était un connecteur série RS-232 25 broches, le DB-25. Toutefois, comme de nombreuses broches étaient inutilisées, la tendance actuelle est d'utiliser des connecteurs avec moins de broches, tels le DB-9 qui compte 9 broches.

Modem et Internet : comment ça se passe ?

Le modem connecté à votre ordinateur vous permet de téléphoner à votre fournisseur d'accès qui valide votre compte et vous fait accéder au Web. Jusque-là, rien de bien compliqué, il s'agit de ce que l'on appelle de l'accès réseau à distance ou RAS. Cette manipulation anodine cache en fait beaucoup d'autres choses. La première est qu'entre une ligne téléphonique et un ordinateur, ça ne parle pas pareil : la ligne téléphonique utilise des signaux de type analogique (courbes sinusoïdales) et l'ordinateur des signaux de type numérique. Le rôle principal du modem est donc de convertir ces signaux afin qu'ils soient interprétables par l'ordinateur. La conversion se fait par le biais d'un algorithme présent dans la ROM de chaque modem.

Comment choisir ?

Il existe de nombreux types de modems. Tous les modems prévus pour fonctionner sur le réseau téléphonique classique et qui se branchent sur le port série d'un PC ou d'un Mac, fonctionnent avec les Amiga. Ces modems sont parfois livrés avec un câble de connexion prévu pour un port série à neuf broches. Or, sur les Amiga, le port série a 25 broches (sur PC c'est 9 broches), donc il vous faudra acheter un adaptateur de port série 9->25 broches.

On trouve ces adaptateurs chez tous les revendeurs micro-informatique.

modem

modem

Le prix ?

Le prix des modems varie de quelques dizaines à plus d'un centaine d'euros, aussi est-il préférable de ne pas acheter au hasard. Un conseil général pour commencer : évitez d'acheter un modem d'une marque ou sous-marque inconnue, parce qu'il est moins cher que les autres. C'est un mauvais calcul pour plusieurs raisons : ils sont généralement peu fiables, ont des difficultés à établir les communications à la vitesse maximale, quand ils ne coupent pas la connexion pour une petite perturbation. Et je ne parle pas du service d'assistance incompétent ou situé dans un pays étranger.

La vitesse ?

On mesure la vitesse d'un modem en "bauds" (une vitesse de 10 bauds correspond au transfert d'un caractère/seconde). Actuellement, la vitesse de pointe des modems est de 33 600 bauds. Atteindre cette vitesse n'est pas toujours possible, selon l'ordinateur. En effet, un Amiga dont le microprocesseur a une fréquence inférieure à 14 MHz, n'est pas capable de gérer une vitesse de connexion supérieure à 14 400 bauds. Oubliez donc les modems 28 800 ou 33 600 bauds pour les Amiga 500, 600 ou 2000 non accélérés.

Modem Port série Vitesse de transfert
14 400 b 19 200 b 1,6 ko/s
28 800 b 31250 b
33 600 b 57 600 b 4 ko/s

Un autre paramètre important est l'utilisation que vous pensez faire de cette petite bête. Si vous vous limitez aux applications textes du Net (courrier électronique, dialogue IRC...) il n'est pas nécessaire de prendre un modem très rapide. Par contre, si vous êtes un gros consommateur de téléchargement ou un "surfeur" accomplit, il vaut mieux un modem très rapide : il vous fera faire des éconocrocs sur votre facture de téléphone.

Lapalisse vous dira également, que, plus un modem est rapide, plus son utilisation est confortable... Donc, la tentation de passer à la vitesse supérieure se fera tôt ou tard sentir. Ceci est d'autant plus vrai que votre modem est lent. A ce propos, n'achetez pas de modem à 9600 bauds et en dessous, les communications durent beaucoup trop longtemps. Comme dit l'adage France Télécom : le temps c'est de l'argent... :)

Vtruc ?

Pour que tous les modems puissent se parler entre eux, il a été décrit différents protocoles de communication. Ces normes évoluent tout le temps pour atteindre des vitesses de plus en plus grandes. Les protocoles sont décrits au niveau international et portent un numéro : Vxx. Par exemple, le V34 correspond à 28 800 bauds et V34+ à 33 600 bauds. Comme en France nous avons encore, plus pour longtemps, le Minitel, vérifiez bien à l'achat que le modem gère la norme Minitel : V23.

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 éventuelles. Ils constituent en réalité des normes qui sont respectées par de nombreux constructeurs. Ci-après quelques normes importantes.
  • Norme V.21 : débit de 300 b/s en duplex intégral (full-duplex, les deux sens simultanément) ; modulation FSK ; mode asynchrone ; fréquences utilisées : 980 et 1180 Hz (pour le 0 et le 1) dans un sens, 1650 et 1850 Hz dans l'autre sens.
  • Norme V.22bis : débit de 2400 b/s en duplex intégral ; mode asynchrone ou synchrone ; fréquences porteuses de 1200 Hz dans un sens, 2400 Hz dans l'autre ; modulation QAM avec une constellation de 16 points.
  • Norme V.23 : débit de 1200 b/s descendant pour 75 bits montant, norme utilisée par le Minitel.
  • Norme V.32 : débit de 9600 b/s en duplex intégral ; porteuse à 1800 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 deux sens) ; modulation à 2400 bauds, avec une constellation de 32 points ; on transmet donc 5 bits par intervalle, mais le 5e bit étant redondant, la vitesse effective est 4×2400, soit 9600 b/s.
  • Norme V.32bis : débit de 14,4 kb/s ; modulation QAM ou treillis.
  • Norme V.32terbo : débit 14,4, 16,8 ou 19,2 kb/s ; modulation DPSK et treillis.
  • Norme V.FAST : débit de 28,8 kb/s.
  • Norme V.34 : débit de 28,8 kb/s.
  • Norme V.90 : débit de 56 kb/s pour la liaison descendante (downstream, vers l'utilisateur), mais 33,6 kb/s 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 kb/s, et débit montant jusqu'à 48 kb/s. 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 modem commence par se connecter à sa vitesse la plus basse (généralement 2400 b/s), 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.
X2 ?

Depuis 1996, USRobotics (USR), un des meilleurs constructeurs, fait du tapage commercial sur une "nouvelle norme" appelée X2, qui permet d'aller à 57 600 bauds en réception. USR nous avait déjà fait le coup pour le 33 600 bauds : il avait essayé d'imposer sa norme comme norme internationale. Mais ce n'est pas ce qui fut choisi, donc il dut adapter ses modems pour se conformer à l'avis international. Je vous conseille donc de ne pas jurer tout de suite par le X2, puisqu'en face il y a quand même le gigantesque Rockwell et ses frères qui ne vont pas se laisser faire... :-)

Utilisation

A chaque utilisation possible d'un modem, correspond à l'intérieur de celui-ci, un mode de fonctionnement. Le modem garde en mémoire ce mode de fonctionnement jusqu'à ce qu'on lui dise de faire autre chose. A chaque utilisation du modem il faut lui dire de se remettre à zéro et de se tenir prêt, par exemple, à recevoir des données venant d'un service Minitel (1200 bauds en réception et 75 bauds en émission V23). Cette remise à zéro est effectuée en envoyant au modem une "chaîne d'init" qui correspond à une série de commandes "Hayes". La chaîne d'init est à indiquer dans le logiciel de télécommunication, que vous utilisez dans son menu de configuration.

Commandes

Hayes est un constructeur qui a inventé un ensemble de commandes que l'ordinateur peut envoyer au modem. Selon la marque et le modèle de modem, la commande à envoyer n'est pas forcément identique pour le même effet, Heureusement, les commandes principales - comme composer un numéro de téléphone (ATDT suivi du numéro), décrocher (ATA), réinitialiser le modem (ATZ) sont identiques pour la presque totalité des modems. Une commande est composée de lettres et de chiffres. Exemple : ATDT3611. AT indique au modem que c'est une commande et qu'il va devoir exécuter, DT (Dial Tons) va lui dire de décrocher et qu'il va composer en fréquence vocale un numéro de téléphone ; 3611 est le numéro de téléphone que vous voulez appeler, ici le 3611.

Sans abuser, il est possible de coller plusieurs commandes dans une même ligne. Par exemple : ATZDT3611 va réinitialiser le modem et lui faire composer le 3611 (pour accéder à l'annuaire électronique sur Minitel). La fonction précise de chacune des commandes est décrite dans le manuel d'utilisation de votre modem.

Encore un petit réglage...

Les données transmises passent par le port série de l'Amiga. Ce port série peut fonctionner de diverses façons. On doit donc régler le débit et différents paramètres d'utilisation (protocole, parité, bits de stop...). Comme la chaîne d'initialisation, ces paramètres de contrôles sont différents selon le type de connexion que l'on veut établir, par exemple :

Internet & BBS : 8 bits / pas de parité / 1 bit de stop, protocole RTS/CTS, vitesse en fonction du modem.
Minitel : 7 bits / parité paire, pas de protocole, vitesse : 1200 bauds.

C'est donc également dans le logiciel de communication que ces paramètres se fixent. La vitesse du port série est à choisir parmi plusieurs prédéfinies et fixes. Pour un fonctionnement optimal, il suffit de choisir la vitesse, un "cran" au-dessus de la vitesse maximale du modem. Ce réglage est important car il va permettre au modem d'utiliser ses modes de compression de données. Comme toute compression, elle est beaucoup plus efficace sur des fichiers textes que sur des fichiers binaires ou des archives. Attention toutefois, plus la vitesse du port série est élevée, plus l'ordinateur consacrera de son temps pour traiter les données en transit. Mettre une vitesse trop élevée ne fera donc que ralentir ou planter votre ordinateur.

Voilà, n'hésitez pas à me faire part de vos réactions. Le mois prochain dans la série Amiga Telephonicus, nous détaillerons les connexions sur Internet.

Conclusion

J'espère vous avoir quelque peu éclairé sur les possibilités des modems, et que quelques termes vous semblent plus clairs. Dans l'optique d'un achat, toutes ces informations sont à confronter à votre budget... Je tiens à remercier tous les amiganautes, lecteurs de fr.comp.sys.amiga qui ont bien voulu répondre au sondage.

Source : Wikipédia pour la structure d'un modem et les types de modulation.


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