2 LA RECOMMANDATION V32
2.1 INTRODUCTION
Le besoin de transfert de données nettement plus rapides a été, chronologiquement satisfait par la norme V32 (adoptée par le CCITT en 1984) à 9600 bits/s, l'ancêtre des modulations " hauts débits " pour le réseau commuté. Celle-ci spécifie une transmission bidirectionnelle simultanée sur ligne 2 fils à 4800 et 9600 bits/s en mode synchrone. Pour réaliser ces performances, cette modulation a fait appel à des techniques complexes comme le codage en treillis et l'annulation d'écho.
2.1.1 LES CARACTERISTIQUES DE V32
· Fonctionnement duplex sur le réseau téléphonique commuté et sur les liaisons spécialisées (avec les mêmes débits d'émission et de réception dans chaque modem).
· Séparation des voies par la technique de compensation d'écho (l'annulation d'écho permet à la modulation d'occuper toute la bande de transmission dans les deux sens de communication).
· Modulation d'amplitude en quadrature pour chaque voie avec transmission synchrone en ligne à 2400 bauds.
· Toute combinaison des débits binaires suivants peut être réalisée dans les modems:
9600 bit/s synchrone (facultatif)
4800 bit/s synchrone (obligatoire)
2400 bit/s synchrone
· A 9600 bit/s, deux dispositions possibles de modulation, l'une utilisant 16 états de la porteuse et l'autre utilisant un codage en treillis avec 32 états de la porteuse, sont prévus dans cette recommandation (toutefois, les modems ayant un débit binaire de 9600 bit/s auront la possibilité d'interfonctionner en utilisant la disposition à 16 états).
· Echange de séquences de débit binaire durant la séquence de démarrage afin de déterminer le débit binaire, le codage et toutes autres dispositions particulières.
2.2 SIGNAUX EN LIGNE
2.2.1 LA FREQUENCE PORTEUSE
La fréquence porteuse doit être de 1800 + 1 Hz. Il n'est pas prévu de fréquence pilote. Le récepteur doit être capable de fonctionner avec des décalages de fréquences reçues allant jusqu'à + 7 Hz.
2.2.2 LA RAPIDITE DE MODULATION
Celle-ci doit être de 2400 bauds + 0,01%.
2.3 LE CODAGE
Il existe deux codages d'élément de signal : l'un pour 4800 bit/s et l'autre pour 9600 bit/s.
A 9600 bit/s, deux types de codage sont possibles :
- le codage non redondant dont la constellation comporte seize points
- le codage en treillis qui en comporte trente deux.
2.3.1 LE CODAGE NON REDONDANT
Le train de données embrouillées à émettre est divisé en groupes de quatre bits consécutifs; ce sont des quadrabits. Les deux premiers bits dans le temps Q1n et Q2n de chaque groupe (n étant le numéro de séquence du groupe) sont codées de façon différentielle en Y1n et Y2n comme indiqué dans le tableau.
Donc la valeur des deux premiers bits (Q1n et Q2n) est combinée avec celle des deux bits précédemment émis (Yn-1 et Y2n-1) afin de déterminer la valeur des deux bits suivants à émettre (Y1n et Y2n). Ces deux derniers bits permettent de déterminer la valeur des troisième et quatrième bits du quadribit et définir ainsi le point du diagramme de constellation.
Le quadrant utile est sélectionné en fonction de la valeur de Q1n, Q2n, Y1n-1, Y2n-1. La position à l'intérieur du quadrant est définie par Y1n, Y2n et par les troisième et quatrième bits à émettre (Q3 et Q4).
Exemple :
Supposons qu'un quadribit ait la valeur 0001 et que le dibit précédent émis soit 01, Q1n et Q2n sont donc égaux à 00 et Y1n-1 et Y2n-1 valent 01. La table précédente donne, pour ces valeurs, les sorties Y1n et Y2n égales à 11 et la changement de quadrant de phase sera de 90°. La position du point figuratif sera donc 3 et 1 (car Y1=y2=1, et Q3=0 avec Q4=1).
V 32 - CODAGE NON REDONDANT A 9600 BIT/SEntréeY1EntréeY2EntréeQ3EntréeQ4Position par rapport aux axes0000000000110101X-1-3-1-3Y-1-1-3-300001111001101011133-1-3-1-31111000000110101-1-1-3-31313111111110011010113131133Diagramme de constellation du modem V32 dans la version du codage non redondant.
2.3.2 Codage convolutionnel en treillisPour obtenir des résultats suffisament fiables à des débits de 9600, 14400 et 19200 bit/s sur le réseau téléphonique, malgré la présence de bruits, le codage en treillis est souvent utilisé. Le nom de treillis provient de l'image de l'arborescence des points qui ressemble à un tissage.
Le train de bits embrouillé à émettre est divisé en groupes de quatre bits consécutifs. Les deux premiers bits Q1n et Q2n de chaque groupe (n désignant le numéro de séquence du groupe) sont codés différentiellement en Y1n et Y2n. Les deux bits codés différentiellement Y1n et Y2n sont introduits dans un codeur convolutionnel systématique qui produit un bit redondant Y0n. A ce bit redondant et aux quatre bits d'information Y1n, Y2n, Q3n et Q4n sont alors associées les coordonnées de l'élément de signal à émettre conformément au diagramme vectoriel de signaux.
2.3.3 CODAGE POUR 4800 BIT/S
Pour le codage de l'élément de signal à 4800 bit/s, le train de bits embrouillés à émettre est divisé en groupes de deux bits consécutifs. Ces bits appelés Q1n et Q2n, dont Q1n est le premier dans le temps (n désignant le numéro de séquence du groupe) sont codés de façon différentielle en Y1n et Y2n.
A 4800bit/s, le diagramme spatial est identique à celui d'un signal modulé en phase à quatre états. La loi de codage est différentielle; elle est donnée par le tableau ci-dessous présenté :
LOI DE CODAGE DIFFERENTIELLE POUR 4800 BIT/S
DIBITSAUT DE PHASE00+ 90°01+ 0°11+ 270°10+ 180°D'une part, pour transmettre des données, le modem doit accepter des données synchrones de l'ETTD sur le circuit 103, sous le contrôle du circuit 113 ou 114.D'autre part, pour recevoir des données, le modem doit transmettre des données synchrones à l'ETTD sur le circuit 104, sous le contrôle du circuit 115.
Il convient d'inclure des horloges dans les modems pour fournir le rythme des élements de signal à l'émission à l'ETTD sur le circuit 114, et le rythme des éléments de signal au récepteur sur le circuit 155. Le rythme à l'émission peut provenir de l'ETTD et être transféré au modem par l'intermédiaire du circuit 113.
Le choix du débit binaire peut être obtenu soit par commutation soit au choix par le circuit 111. A cas où les débits binaires différents sont mis en oeuvre dans un modem, un sélecteur manuel peut être utilisé pour déterminer les deux débits binaires sélectionnés par le circuit 111.
Alors que l'état FERME du circuit 111 sélectionne le débit binaire supérieur, l'état OUVERT du circuit 111 sélectionne le débit binaire inférieur.
Après les séquences de démarrage et de reprise de conditionnement, l'état du circuit 106 doit suivre celui du circuit 105 avec un délai inférieur à 2ms.
2.4 EMBROUILLEUR - DESEMBROUILLEUR
Un embrouilleur-désembrouilleur autosynchronisable doit être inclus dans le modem. Chaque direction de transmission utilise un embrouilleur différent. Selon la direction de transmision, le polynome générateur est :
polynôme générateur de modem en mode appel (GPC) = 1 + x-18 + x-23
ou
polynôme générateur de modem en mode réponse (GPA) = 1 + x-5 + x-23
A l'émission, la séquence de données du message fournie à l'embrouilleur doit être divisée par le polynôme générateur. Les coefficients du quotient de cette division, pris dans l'ordre décroissant, consituent la séquence de données qui apparaît à la sortie de l'embrouilleur. A la réception, la séquence de données reçue doit être multipliée par le polynôme générateur de l'embrouilleur pour redonner la séquence de données du message.
2.4.1 ASSIGNATION DE L'EMBROUILLEUR OU DU DESEMBROUILLEUR
Réseau téléphonique général avec commutation
Dans le RTC le modem du poste de données appelant (mode appel) doit utiliser l'embrouilleur avec le polynôme générateur (GPA). Le modem du poste de données appelé (mode réponse) doit utiliser l'embrouilleur avec le polynôme générateur GPA, et le désembrouilleur avec le polynôme GPC.
Circuits loués de poste à poste
L'attribution des ensembles embrouilleur-désembrouilleur et la désignation du mode appel et du mode réponse sur les LS se feront par accord bilatéral entre les Administrations et les usagers.
3 V32 BIS
3.1 INTRODUCTION
Jusqu'au milieu de l'année dernière, l'avis V32 présentait le meilleur compromis en terme de qualité prix, avec une vitesse de communication à 9600 bits/s. Il a depuis été supplanté par le V32 bis qui associe une vitesse supérieure (jusqu'à 14400 bits/s) à une plus grande fiabilité, par sa capacité à réagir au mieux à l'état de la ligne en négociant en permanence avec le modem distant le débit et les conditions de modulation optimales.
Ce sont des modems en mode duplex à débit binaire destinés aux réseaux téléphoniques généraux, circuits deux fils type téléphonique loués poste à poste. Ils constituent une extension combinée des caractéristiques des modems V32 et V33.
Leurs principales caractéristiques sont les suivantes:
· Séparation des voies par la technique de compensation d'écho
· Modulation d'emplitude en quadrature pour chaque voie avec transmission synchrone en ligne à 2400 bauds.
· Plusieurs débits binaires: 14400, 12000, 9600, 7200 bits/s codage en treillis et 4800 sans codage.
· Compatibilité avec les modems V32 à 9600 et 4800 bits/s
· Echange de débit binaire pendant la séquence de démarrage afin de déterminer le bit binaire de fonctionnement.
· Procédure permettant de changer le débit binaire de fonctionnement sans reprise de conditionnement.
3.2 SIGNAUX EN LIGNE
3.2.1 FREQUENCE DE LA PORTEUSE
-La fréquence de la porteuse est 1800+/- 1 Hz .Le récepteur doit être capable de fonctionner avec des décalages de fréquence reçues allant jusqu'à +/-7 Hz.
3.2.2 SPECTRE TRANSMIT
-Le niveau de la puissance transmise doit être conforme à la recommendation V2. Appliquant des 1 binaires continus à l'entrée de l'embrouilleur. La densité d'énergie transmise à 600 et 3000 Hz doit être atténuée de 4,5+/-2,5db, par rapport à la densité d'énergie entre 600Hz et 3000Hz.
3.3 CODAGE
Comme dans la recommendation V32, la recommendation V32 bis utilise un codage convolutionnel en treillis (sauf pour des débits à 4800 bits/s ou il n'y a pas de codage).Ce codage est représenté sur ce tableau.
Codage différentiel à utiliser dans le codage en treillis à 9600 bits/s.
EntréesSorties précédentesSortiesQ1nQ2nY1n-1Y2n-2Y1nY2n000000001111111100001111000011110011001100110011010101010101010100110011110011000101101001101001 Ce qui varie dans la recommendation V32 bis, c'est la longueur du groupe de bits qui permet de diviser le train de données. Cette longueur varie en fonction du débit, ainsi on a:· 14400b/s le train de données est divisé en 6 bits consécutifs
· 12000bits/s même chose avec une division en groupes de 5 bits consécutifs.
· 9600bits/s 4bits consécutifs.
· 7200bits/s 3 bits consécutifs.
· 4800bits/s 2 bits consécutifs.
Ainsi plus la vitesse augmente plus la longueur du groupe de bit est important. Le nombre de points augmente donc lui aussi créant ainsi une moins bonne fiabilité.
Par exemple à 7200 bits/s le codage se passe de la manière suivante: le train de données est divisé en groupes de 3 bits consécutifs. Les deux premiers (dans l'ordre d'apparition Q1n et Q2n)qui désignent le numéro de séquence du groupe sont codés de manière différentielle (en Y1n et Y2n) selon le tableau précédent.Ces deux bits passent par un codeur convolutionnel systématique qui génère un bit redondant(Y0n).
CODEUR CONVOLUTIONNEL
Table de vérité des symboles:Ce qui nous fait alors un train de 7 bits. A ces 7 bits sont alors associés les cordonnées de l'élément du signal à émettre( diagram vectoriel)
On obtient donc le diagramme de constellation suivant:
3.4 PROCEDURE D'EXPLOITATION3.4.1 Séquence de réponse automatique La séquence de réponse automatique de la recommendation V25 est émise par le modem fonctionnant en mode réponse sur le circuit du réseau téléphonique général avec commutation. La transmission de cette séquence peut être omise sur les circuits loués poste à poste. Dans ce cas, le modem doit émettre en se conformant à la procedure de reprise de conditionnement spécifiée ci après.
3.4.2 SIGNAL DE CONDITIONNEMENT DU RECEPTEUR
Le signal de conditionnement du récepteur doit être utilisé lors des procedures de démarrage et de reprise de conditonnement. Le signal se compose de trois segments.
Le segment 1 est constitué d'alternance d'états A et B (qui se réfèrent aux éléments du signal de synchronisation et qui représentent les différents quadrants) pendant une durée de 256 intervalles de temps unitaires.
Le segment 2 est constituté d'alternance d'états C et D, pendant une durée de 16 intervalles unitaires de temps.
Le segment 3 appelé TNR est constitué d'une séquence provenant de l'embrouillage de un binaires à 4800 bits/s, par l'embrouilleur. Pendant la transmission de ce segment, le codage différentiel par quadrant doit être suprimé. L'état initial de l'embrouilleur doit être mis à 0 et un 1 binaire doit être appliqué à son entrée pendant la durée du segment 3. Les débits successifs sont codés en états de signal émis.
Les 256 premiers états du signal émis sont déterminés par le premier bit apparaissant dans le temps de chaque débit. Lorsque ce bit est à 0 , l'état de signal A est émis; lorsque le bit est à un, l'état de signal C est émis.
Selon que le modem est en mode réponse ou appel, la séquence en sortie de l'embrouilleur et les états de signal correspondants alors comme indiqué ci dessous, avec un déroulement dans le temps correspondant à une lecture de la gauche vers la droite.
Modem en mode appel:
GPC: 11 11 11 11 11 11 11 11 11 00 00 01 11 11 11
C C C C C C C C C A A A C C C
Modem en mode réponse:
GPA: 11 11 10 00 00 11 11 10 00 00 11 10 01 11 11
C C C A A C C C A A C C A C C
Immédiatement après ces 256 symboles et pendant le reste du segment 3, les débits embrouillés successifs sont codés en états du signal, selon le tableau qui suit, directement sans codage différentiel. La durée du segment 3 doit être au minimum de 1280 intervalles unitaires et au maximum de 8192 intervalles unitaires.
Le segment 3 est destiné au conditionnement de l'égalisateur autoadaptif du modem récepteur et du compensateur d'écho du modem émetteur:
Codage du segment TRN après les 256 premiers symboles
DIBITS ETAT DU SIGNAL
00 A
01 B
11 C
10 D
3.4.3 LE SIGNAL DE DEBIT
Le signal de débit doit être utilisé dans les procédures de démarrage , de reprise de conditionnement et de renégotiaion de débit.
Il consiste en la répétition cyclique, un nombre entier de fois, d'une séquence binaire de 16 bits, qui est embrouillée et transmise à 4800 bits/s avec des débits codés différentiellement . Pendant la procedure de démarrage et la séquence de reprise de conditionnement, le dernier symbole du segment TNR transmis doit être utilisé pour initialiser le codeur différentiel.
Pendant la procédure de renégotiation du débit, le dernier symbole du préembule transmis doit initialiser le codeur differentiel, une serie ininterrompue de zéros devant initialiser l'embrouilleur.
Les deux premiers bits et chacun des dix bits suivants de la séquence de débit sont codés sous forme d'états de signal.
Codage du signal de débit
B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B0B1B2B3...00001--11--1-0010000...B0, B3, B7, B11, B15, Pour synchronisation sur signal de débitB4=1B8=1B5=1 Indique la possibilité de recevoir des données à 4800 bits/sB6=1 à 9600 bits/sB9=1 à7200 bits/sB10=1 à12000 bits/sB11=1
à14400 bits/sB13,B14=03.4.4 Détection d'un sIGNAL DE DEBIT
La condition minimale de détection est la réception de deux séquences de 16 bits consécutives identiques, chacune avec les bits B0, B3,B7, B11, et B15, conforme à ceux définits précédemment.
3.4.5 FIN DU SIGNAL DE DEBIT
Pour marquer la fin de transmission d'un signal de débit, le modem doit d'abord achever la transmission de la séquence de débit de 16 bits, puis transmettre une séquence E de 16 bits, codée comme suit:
Codage de la séquence E
B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B1511111--11--1-0 0 1
3.5 PROCEDURE DE RENEGOCIATION DU DEBIT Cette procédure est une des spécificité de la recommendation V32bis. Elle met en oeuvre des moyens permettant aux modems de modifier leur débit d'échange de données sans reprise du conditionnement. Ainsi l'un ou l'autre des modems peut transmettre une proposition concernant un débit binaire souhaité. La proposition concernant un débit binaire comprend un préembule suivi d'un code de débit.3.5.1 Procédure DECLANCHEE PAR LE MODEM APPELANT
La renégotiation du débit peut être déclanchée à tout moment pendant la transmission des données.
Lorsqu'une modification du débit d'échange des données est souhaitée , le modem déclencheur de la modification doit mettre le circuit 106 à l'état ouvert et doit transmettre le préembule pertinent suivit d'un signal de débit R4, R4 indique le débit souhaité pour le modem appelant ainsi que tous les débits binaires inférieurs que le modem appelant peut utiliser.
Une fois que le préembule a été détecté, le modem appelant doit verrouiller le circuit 104 sur un 1 binaire et conditionner son récepteur pour qu'il détecte le signal de débit R5.
Après détection du signal sur un débit R5, le modem appelant doit conditionner son récepteur pour qu'il détecte la séquence E. Ensuite , lorsque R4 à été transmis pendant une période minimale de 64 intervalles unitaires T, il doit mettre fin au signal de débit R4 actuel de 16 bits et transmettre la séquence E en indiquant le débit binaire le plus élevé commun à R4 et R5. Le modem appelant doit alors transmettre des 1 binaires embrouillés au débit binaire indiqué pendant 24 intervalles unitaires T. L'état initial des cellules à retard de l'encodeur convolutionnel doit être mis à zéro. Le modem déclencheur doit ensuite permettre au circuit 106 de répondre à l'état du circuit 105 et être prêt à émettre des données .
Après avoir détecté la séquence E, le modem déclencheur doit se conditionner lui même pour recevoir les données au débit binaire le plus élevé, utilisées à la fois par R4 et R5 et , après un délai de 24 intervalles unitaires T, liberer le circuit 104.
3.5.2 PROCEDURE DECLANCHEE PAR LE MODEM APPELE.
Un modem doit être conditionné pour détecter un préembule entrant à tout moment lorsqu'il reçoit des données.
Lorsqu'un préambule est détecté , le modem appelé doit verrouiller le circuit 104 sur un 1 binaire et doit conditionner son récepteur pour qu'il détecte le signal de débit R4. Après détection de R4, le modem appelé doit mettre le circuit 106 à l'état ouvert et transmettre le préambule pertinent.
Après transmission du préambule, le modem appelé doit commencer à transmettre le signal R5, R5 doit indiquer le débit désiré pour le modem appelé ainsi que tous les débits de données inférieurs que le modem appelé peut utiliser indépendamment des débits indiqués dans R4.
Après la transmission de R5 pendant une période de 64 intervalles unitaires T, le modem appelé doit émettre la séquence E en indiquant le débit binaire le plus élevé commun à R4 et R5. Le modem doit émettre alors des 1 binaires embrouillés au débit binaire indiqué pendant 24 intervalles unitaires T.L'état initial des cellules à retard du codeur convolutionnel doit être mis à 0. Le modem appelé doit ensuite permettre au circuit 106 de répondre à l'état du circuit 105 et être prêt à transmettre des données.
Après avoir détecté la séquence E, le modem appelé doit se conditionner lui même pour recevoir les données au débit binaire le plus élevé utilisé à la fois par R4 et R5 et , après un délai de 24 intervalles unitaires T, liberer le circuit 104.