En matiere de technologie MODEM, le standard V32 bis a apporté en son temps une réponse aux besoins croissants des entreprises en permettant des transmissions à 14400 bit/s, soit une augmentation de 50 % de la vitesse de traitement par rapport au standard précédent (V32). Aujourd'hui les constructeurs développent des systèmes de transmissions à 28.8 kbits/s voire à 115.2 kbits/s avec des techniques de compression de données. cette technologie connue sous le nom de VFast vient d'être ratifieé le mois dernier par l'UITT sous le nom de V34. Les premiers véritables MODEMS V34 n'apparaîtront donc vraisemblablement qu'en décembre 94.
Ils s'appuiront sur une technologie qui transmet des données en mode synchrone sur le RTC ou en liaison spécialisée 2 ou 4 fils jusqu'à une vitesse de 28.8 kbits/s. Une performance intéressante compte tenu du fait que l'avis V32 bis le plus rapide à ce jour reste limité à 14.4 kbits/s.
Devançant cette proposition de norme, un groupe composé d'une vingtaine de fabriquants et entrainé par AT&T a soutenu le standard V32Terbo (Terbo étant l'association de ter et turbo). Destiné à répondre au besoin présent de transmettre toujours plus vite, V32 Terbo devait combler le vide temporaire laissé par la normalisation en matière de hauts débits en proposant une solution à 19.2 Kbits/s. Les promoteurs de V32 Terbo avaient prévu l'évolution à 28.8 Kbits/s. Malgré l'intérêt porté par quelques utilisateurs, V32 Terbo a été rejeté par l'UITT. La raison est que le V32 Terbo n'apportait que 5 kbits/s de plus que le V32 bis. Ce qui compte tenu de la compression de données ne justifiait pas une normalisation.
En somme le V32 Terbo se réduisait à un V32 bis amélioré, il présentait surtout l'avantage d'être compatible avec la majorité des MODEMS utilisé actuellement et fonctionnant à des débits inférieurs. Ceci n'est pas le cas du Vfast pour lequel beaucoup de sociétés ont commercialisé une foule de solutions propriétaires avec des débits à 28.8 kbits/s mais ne permettant aucune inter-opérabilité entre elles. La ratification de la norme a donc ainsi permis de remettre de l'ordre dans ce marché.
V.34 doit surmonter les problèmes liés à la croissance des flux. Ceux ci proviennes de la nature des lignes téléphoniques sur les Modems (bruit, distorsion du signal, écho, affaiblissement du signal). Ces incidences, qui se font ressentir de façon croissante à mesure que les débits augmentent, posent un véritable problème à 28.8 kbits/s
V.32 bis V.32 Terbo V.34 (VFast)
Norme UIT-T Oui Non Oui
Vitesse en ligne(Kb/s) 14.4 19.2 28.8
Caractéristiques Duplex Intégral Duplex Intégral AT&T DuplexIntégral
Type de codage Modulation en Modulation en Modulation en
Treillis 2 Dim Treillis 2 Dim Treillis 4 Dim
Sondage en ligne Non Non Oui
Type de réseau RTC ou LS RTC ou LS RTC ou LS
Prix HT 4000à5000 4000à6000 7000à9000
4.2 LES NOUVELLES TECHNIQUES MISES EN OEUVRE
* La négociation de prise de ligne: V.8
* Le " Line Probing " (sondage de ligne)
* Le " Pre-coding " (précodage)
* Le " Pre-emphasis "
* L'optimisation du " Power Control " (contrôle de la puissance)
* Le Codage en treillis muti-dimensionel
* Le " Shell Mapping "
* Le " Warping "
4.2.1 LE NOUVEAU MODE DE MISE EN CONNEXION: V.8:
Une nouvelle procédure de mise en connexion a été développée spécialement pour les modems v.34; elle s'intitule V.8 et est compatible avec tous les modems à plus bas débits et en particulier avec la procédure de mise en liaison de la norme v.32 bis. La mise en connexion est le premier signal échangé entre deux modems v.34 lors d'une cession. Tout comme d'autres spécifications de la norme V.34, V.8 est une procédure " intelligente " permettant aux deux modems d'optimiser leur liaison de façon rapide de par l'échange de paramètres via une modulation V.21 (à 300 bits/s). Ceux-ci comprennent:
* Une identification propre aux modems V.34 permettant de les différencier vis à vis des autres modems.
* Le type de données encodées ( données classiques ou télex).
* Les modes de modulation utilisés.
* Le fait d'utiliser ou non les normes V.42 et/ou V.42 bis.
La flexibilité de la norme V.8 est telle qu'elle permet des extensions futures de ce protocole de renégociation entre modems V.34 pour cela sont alloués et gérés des bits supplémentaires n'ayant aucune signification pour l'instant.
4.3 LE SONDAGE DE LIGNE OU " LINE PROBING ":
Ce sondage de ligne est sans aucun doute l'avancé technologique majeure de la toute nouvelle norme V.34. Cette fonction permet à un modem V.34 de choisir " intelligemment " des paramètres pour exploiter de façon optimale le RTC. Le sondage de ligne consiste en un échange bi-directionnel half-duplex qui entre en oeuvre immédiatement après la négociation V.8. Le modem émetteur envoie des signaux complexes invariables qui sont analysés par le modem appelé; leur éventuel dégradation après leur passage dans le RTC permet de déterminer la qualité de la liaison avant l'émission proprement dite des données. Cette analyse aboutit au choix des différents paramètres qui vont définir l'encodage géré par les deux modems. Ces paramètres sont les suivants:
* La fréquence de la porteuse et le débit de la transmission: ces deux points déterminent la largeur de bande optimale du signal tranmis dans un canal particulier. Ces modems gèrent 11 combinaisons possibles au sein de chacunes des 6 vitesses de transmissions, elle-même véhiculées par 2 types de porteuses.
* Le " pre-emphasis ": les modems choisissent le meilleur filtre parmi les 10 définis par la norme V.34. (le " pre-emphasis " est développé plus loin)
* * Le contrôle de puissance (Power Control) sur 14dB.
Le Line Probing permet aux modems V.34 non seulement de s'adapter à un large panel de lignes téléphoniques et à leurs inévitables distorsions au coup par coup, mais aussi aux variations de conditions de transmission pendant une cession (" On-line ").
4.4 LE PRECODAGE OU " PRECODING ":
Le " precoding " est une évolution d'une technique d'équalizeur dynamique développée dans les années 70, connue sous le nom de DFE (Decisions Feedback Equalizations). Le principe réside dans la combinaison du DFE avec un codage en treillis afin d'éviter un maximum de distorsions et éventuellement de compenser celle-ci. Ceci est essentiel pour des modems fonctionnant à très haute vitesse et qui de ce fait sont dans l'obligation d'utiliser pleinement le spectre de fréquence véhiculé par le RTC.
L'idée de base réside dans le fait de partager le DFE entre l'émetteur et le récepteur. Ce faisant ce dernier détermine les meilleurs coefficients pour l'équalizeur selon la technique classique du DFE, mais les redirige vers le modem appelant où les signaux sont équalizés avant d'être transmis. Le résultat tire parti du meilleur des 2 techniques soit donc la " pré-équalization " et le codage en treillis.
4.5 LE " PRE-EMPHASIS ":
C'est aussi une technologie connue depuis une vingtaine d'années mais utilisée ici dans un cadre " dynamique ". Ainsi dans le passé, des industriels utilisaient une version figée du " pre-emphasis " alors que maintenant la V.34 utilise une version s'adaptant à chaque fois aux conditions de transmissions (au RTC). Ainsi le " pre-emphasis " consiste à faire passer le signal à transmettre dans un filtre qui va modeler son spectre de fréquence ( a spectral shaping filter) en tirant hautement parti des fréquences ne subissant pas l'effet de la distorsion et en abandonnant les fréquences brouillées. Ces informations sur chaque intervalle de fréquences étant issus des tests du " Line Probing " précédemment mis en oeuvre. De ce fait si, par exemple, ce dernier détecte des pertes sévères dans la partie supérieure d'un spectre de transmission, alors immédiatement un filtre " pre-emphasis " entre en action pour compenser. Le " pre-emphasis " permet non seulement d'atténuer et de compe!
nser les effets de distorsions de
canaux, mais aussi et surtout de contourner et de minimiser la dégradation causée par la distorsion non linéaire ou harmonique.
L'algorithme repose sur le choix judicieux du filtre de " pre-emphasis ". La recommendation V.34 définit 10 de ces filtres.
4.6 LE CONTROLE DE PUISSANCE (" POWER CONTROL "):
Un choix judicieux du niveau de puissance utilisé est une étape importante pour les transmissions analogiques à très hauts débits afin de paramètres convenablement l'atténuateur d'écho (cet effet se faisant particulièrement ressentir à de tels débits). A la différence de ce que l'on faisait sur des anciens modems sur 4 fils ou des modems basse vitesse V.22 bis, il n'est pas exact qu'une transmission plus puissante soit de meilleur qualité. Les modems à atténuation d'écho se doivent d'effectuer un compromis entre la puissance de transmission dont l'augmentation protège la signal à transmettre du bruit, et le fait qu'une telle augmentation de puissance aboutisse à un effet d'écho plus important au niveau du modem appelé. Le contrôle de puissance mis en oeuvre par la norme V.34 est un mécanisme intelligent et dynamique s'adaptant automatiquement au contexte et optant pour le niveau de transmission optimal grâce aux données fournis par le " Line Probing ".
4.7 LE CODAGE EN TREILLIS MULTI-DIMENSIONEL:
La valeur d'un codage est exprimée par un gain de codage qui correspond au rapport entre le taux d'erreur de transmission d'un modem de référence et celui du modem étudié (utilisant un codage différent).
V.34 utilise trois nouveaux types de codage sur quatre dimensions, alors que V.32 bis employait un codage sur deux dimensions avec huit états de code (2D/8S).
Codages V.34:
Type de code Gain
4D/16S 4.2 dB
4D/32S 4.5 dB
4D/64S 4.7 dB
Le codage à 4 dimensions et 32 états est un bon compromis entre les performances, l'attente et la complexité (qui entraîne un taux d'erreur plus élevé).
4.8 Le " Shell Mapping ":
Les modems à débit élevé utilisent des caractères codés et disposés dans un plan de 2 dimensions. Ces caractères forment ainsi une constellation de points comme le montre la figure suivante:
Ces points sont alors convertis en un signal analogique correspondant à leur position dans ce plan. Le " Shell Mapping " est donc une technique de construction de diagrammes de constellations de signaux permettant d'obtenir un gain de 1dB quant à la protection contre le bruit. Théoriquement la contellation optimale serait une forme sphérique mais techniquement cela n'est absolument pas réalisable. Le " Shell Mapping " en effectue donc une approximation en construisant une constellation de points quasi-sphérique à l'aide d'une distribution gaussienne. Le gain obtenu est approximativement de 1 dB. La recommendation V.34 gère 2 niveaux de " Shell Mapping ".
4.9 LE " WARPING ":
Le " Warping " est une autre forme de codage spacial développé spécialement pour contrer les distorsions non-linéaires des canaux: les distorsions harmoniques. La distorsion non-linéaire se présente dans tous les canaux téléphoniques et est dûe au codage digital PCM (non-linéaire) des signaux analogiques véhiculés par le RTC. De plus ce type de distorsions est induit par les composants analogiques du réseau téléphonique comme les transformateurs et les bobines qui causent des ravages sur les transmissions à haute-vitesse.
En considérant la figure suivante on se rend compte de la façon dont le " Warping " agit:
Sachant que la distorsion non-linéaire altère principalement les signaux représentés en bordure du diagramme de constellation plutôt que ceux situé en son centre, le " Warping " va rapprocher le plus possible les points de ce centre en "comprimant " ceux-ci.
4.10 INTERPHASAGE DTE HAUTE-VITESSE:
V34 supporte ces trois ancienne interface DTE.
4.10.1 INTERFACE EIA 232 (V.28)
· Vitesse maximale: 57,6 Kbit/s sur de courte distance (<5m)
· Trafic normal: 20 Kbit/s sur 15 m.
4.10.2 INTERFACE: V.10
( Présence de V.10 à la réception nécessaire sinon possibilité de problèmes)
· Assynchrone, vitesse maximale 115,2 Kbit/s sur 20m.
4.10.3 INTERFACE 562
C'est une autre alternative non officialisé par l'UIT-T dans la recommandation V34.
· Assynchrone, vitesse maximale 115,2 Kbit/s sur 2m.
· Compatibilité avec EIA 232 (V28).
L'UIT-T recommande l'utilisation de l'interface suivante:
ISO-2110 amendement 1 ou ISO-11569 (EIA/TIA-530A).
· Connecteur à 25 ou 26 broches.
· Contrôle de signaux V10.
· Données et horloge V11.