Divers procédés de modulation sont utilisés, tant dans le domaine hertzien que dans le domaine câblé, pour transporter les informations numériques. Ces techniques permettent la transmission sur de grandes distances et l'augmentation du débit par l'utilisation simultanée de plusieurs canaux sur un même support.
La modulation consiste à transporter le signal utile à l'aide d'un autre signal appelé porteuse, de fréquence plus élevée.
La démodulation permet de réceptionner le signal utile, en le séparant de sa porteuse.
D'autre part, le transport de la voix sur les réseaux modernes implique la transformation du signal analogique en numérique. Le flux "voix" est ensuite découpé en fragments de taille réduite, compressé (codecs), puis transporté dans une trame IP (téléphonie IP). La télévision par IP utilise les mêmes principes de compression et de transport.
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ASK : Amplitude Shift Keying Dans l'exemple ci-contre |
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OOK : On Off Keying Dans l'exemple ci-contre |
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PSK : Phase Shift Keying BPSK : Binary Phase Shift Keying Dans l'exemple ci-contre |
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FSK : Frequency Shift Keying Dans l'exemple ci-contre Dans le cas du Minitel (V23) : |
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QAM : Quadrature Amplitude Modulation |
Taux de modulation porteuse 1 |
0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Taux de modulation porteuse 2 |
0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Déphasage porteuse 1 |
0 | 0 | 180 | 180 | 0 | 0 | 180 | 180 | 0 | 0 | 180 | 180 | 0 | 0 | 180 | 180 |
Déphasage porteuse 2 |
0 | 180 | 0 | 180 | 0 | 180 | 0 | 180 | 0 | 180 | 0 | 180 | 0 | 180 | 0 | 180 |
Information de la cellule |
0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
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DMT : Discrete Multi Tone L'exemple ci-contre concerne la technologie ADSL La modulation divise la bande passante Le premier canal transporte la voix Une bande libre de 5 canaux permet la séparation Suivent ensuite les bandes |
Le modèle TCP/IP comporte 4 couches qui peuvent chacune utiliser différents protocoles :
- accès réseau (Ethernet, PPP, Token ring...)
- Internet (IP, ARP...)
- transport (TCP, UDP...)
- application (SMTP, POP, FTP, HTTP, SIP...)
Le protocole IP fait partie de la couche Internet. Une trame IP est constituée d'un entête suivi des données (data)
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Version indique le numéro de version (IPV4, IPV6...) IHL indique la longueur de l'entête (en mots de 32 bits) Type of Service permet une gestion de qualité de service Total Length indique la longueur totale de la trame en octets Identification indique le numéro d'identification du fragment Flags indique l'état de la fragmentation Fragment Offset indique le numéro d'ordre du fragment TTL indique la durée de vie maximale de la trame (en secondes) Protocol indique le type de données data ( TCP, UDP...) Header Checksum représente la validité de l'entête Les adresses Source et Destination sont codées sur 32 bits Le champ Options contient 0 à 40 octets Le champ Padding complète la ligne Option à 32 bits data contient les données (minimum 1 octet) |
Cette trame IP est ensuite encapsulée dans un protocole transport de plus haut niveau (TCP, UDP...) lui-même encapsulé dans un protocole application (SIP* pour la téléphonie sur IP...)
*SIP (Session Initiation Protocol) est un protocole standard et ouvert de VoIP (Voice Over IP) indépendant du protocole de transport.
Le transport du son et de l'image implique la compression des données par la machine émettrice. A la réception, les données sont décompressées sur la machine hôte. C'est le rôle des codecs (codeur-décodeur) : ils encodent les flux pour la transmission, le stockage ou le cryptage et ils décodent ces flux pour l'édition ou le visionnage. Le but premier des codecs est de pouvoir traiter un maximum de données avec un minimum de ressources. Ils sont utilisés pour des applications comme la téléphonie ou la télévision.
Exemple de codecs vidéo :
MPEG (Moving Picture Experts Group) est un groupe de plusieurs normes ISO
DivX
XviD (libre)
Theora (libre)
Exemple de codecs audio :
MP3
Vorbis (libre)
G711, G723,
G726, G729
Fonctionnement d'un CODEC audio
G711 est une norme de compression audio de l' UIT (Union Internationale des Télécommunications). Ce codec utilise la MIC (Modulation par Impulsions Codées) ou PCM (Pulse Coded Modulation).
Quantification
La quantification est le processus qui permet d'associer des valeurs discrètes, aux amplitudes des échantillons obtenus dans le processus d'échantillonnage. Elle se fait sur 8 bits dans le codec G711.
La fréquence d'échantillonnage doit être d'au moins 2 x f soit 7 kHz (en téléphonie, la bande passante est limitée à 3500 Hz). La fréquence d'échantillonnage est de 8 kHz dans le codec G711.
Dans le cas d'une quantification linéaire, on utilise un certain nombre de valeurs discrètes (256 valeurs, soit 8 bits pour le G711) pour représenter approximativement l'amplitude des échantillons.
Le processus de quantification introduit donc nécessairement une erreur, d'autant plus grande relativement, que l'amplitude de l'échantillon est faible.
Dans le cas d'une quantification non linéaire, les intervalles de valeurs discrètes sont d'autant plus larges que la valeur du signal est faible : c'est le cas du codage logarithmique utilisé dans le codec G711.
Codage logarithmique
Le codec G711 utilise une loi de codage (A-law) de type logarithmique. Cette technique de codage a été développée car l’oreille fait la différence entre deux sons correspondant à 0,3V et 0,4V mais ne fait pas la différence entre deux sons correspondant à 4,3V et 4,4V.
La loi A utilise 16 segments (qui peuvent être ramenés à 13 si l'on considère que les segments de 7 à 10 sont alignés et n'en forment qu'un), distribués comme suit :
Plus...
• Les réseaux à large bande
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• Téléphonie sur IP
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• Entête IP
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