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<title>Modems-HOWTO</title>
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<body>
<h1>Modems-HOWTO</h1>
<h2>Jean Michel VANSTEENE &lt;vanstee@worldnet.net&gt;</h2>
13 Février 1996
<hr>
<em>Le modem est devenu aujourd'hui un produit à la mode. Que ce
soit pour l'accès à Internet ou pour se connecter chez un
particulier qui laisse bénévolement sa machine disponible, il faut
un modem. Or, cet appareil, d'apparence fort simple, cache des
choses très sophistiquées et son emploi peut engendrer bien des
soucis. J'ai constaté d'ailleurs que bon nombre d'utilisateurs se
posaient des questions à son propos. (Et ceux qui ne s'en posent
pas ont parfois des problèmes qu'ils seraient aptes à résoudre par
eux-même, s'ils connaissaient un peu son fonctionnement.) Ce
document n'est ni un HOWTO ni une FAQ, ce qui est à priori
inhabituel pour un document Linux. J'ai longuement réfléchi avant
de me lancer dans cette aventure. Parmi mes priorités, la première
a été d'être clair et de ne pas tomber dans le genre cours
magistral... Le but de ce document est en fait d'éclaircir un peu
des notions <i>dont on a entendu parler</i>&nbsp;: bande passante,
bits/seconde, baud, modulation, interface série, connexions à
vingt-huit-huit&nbsp;... Après avoir lu ce document, de deux choses
l'une&nbsp;: soit vous vous dites <i>c'est imbitable</i>, et là
vous sautez sur votre courrier-é préféré pour m'engueu... me le
dire, soit vous pensez que ca vous a apporté quelque-chose et là,
vous sautez sur votre courrier-é... pour me le dire. En tout cas,
toute remarque sera la bienvenue, comme d'habitude.</em>
<hr>
<h2><a name="s1">1. Introduction</a></h2>
<p>La communication a toujours été, est et sera toujours un échange
de signaux entre un émetteur et un récepteur. Afin d'avoir les
idées claires sur ce que nous allons aborder, décomposons les
différentes étapes de la communication. Le meilleur modèle que nous
allons prendre est l'homme qui l'utilise depuis fort longtemps.</p>
<p><b>Première étape&nbsp;</b>: prenons un homme, bien rasé de
préférence, propre et prêt à se rendre au travail. Justement il a
un mot à dire à sa femme avant de partir. C'est l'information à
transmettre.</p>
<p><b>Deuxième étape&nbsp;</b>: comment la transmettre. Si elle est
là, il crie (bon, il parle), sinon il écrit le message sur un bout
de papier. Notre homme est donc capable (voyez-vous ça, il est à
peine 7h30 du matin&nbsp;!) de coder son information en fonction de
la manière dont il transmet son message.</p>
<p>Pour communiquer, nous utilisons des éléments de base dont
l'ensemble forme l'alphabet. Une succession de ces éléments définit
un vocabulaire. En fait il s'agit ni plus ni moins que d'un code,
complexe certes, mais compréhensible par tous ceux qui l'adoptent.
Moins il est ambigu, plus il est précis. (Vous pouvez essayer de
donner trois sens différents à cette phrase pour comprendre que
notre langue est parfois ambiguë&nbsp;: il est énormément
bête&nbsp;.) Pour s'exprimer, il est ensuite capable de découper
une suite de mots (éléments continus) en phonèmes (éléments
discontinus), que le récepteur saura réassembler.</p>
<p>En informatique, l'information de base est <b>binaire</b>, donc
codée sur deux valeurs logiques que l'on note habituellement 0 et
1. C'est le code sans doute le plus élémentaire qui soit. Aussi il
existe un certain nombre de codes intermédiaires. Nous citerons par
exemple le code ASCII, permettant de coder les lettres et
chiffres.</p>
<p><b>Troisième étape&nbsp;</b>: sa femme découvre le message (ou
l'entend). Elle est capable de le reconstituer. Les lettres
(respectivement les phonèmes) forment des mots qui forment des
phrases qui forment le message. Ouf&nbsp;! On y est.</p>
<h2><a name="ss1.1">1.1 Résumons un peu</a></h2>
<p><b>Découpage horizontal</b>. La communication n'est possible que
s'il existe un code commun. À tout niveau il faut s'assurer non
seulement que le code employé a un sens, mais en plus qu'il a le
même pour l'émetteur et le récepteur. On parle alors de
<i>protocole</i>. Au niveau le plus bas, un signal est utilisé
comme un moyen de communication. Il transporte en effet un message
sous une forme particulière appelé <i>codage</i> ou
<i>modulation</i>. Un signal a une nature physique et un modèle
mathématique. Nous nous étendrons davantage sur sa nature que sur
le modèle qui, bien qu'intéressant, nous amènerait trop loin. Le
signal s'appuie sur un support.</p>
<p><b>Découpage vertical</b>. De l'idée au code employé&nbsp;:
plusieurs niveaux de traitement sont utilisés pour transformer un
message complexe en éléments plus simples aptes à être véhiculés et
compris par une entité homologue.</p>
<p>Or s'il y a un signal, il faut forcément un support de
transmission, permettant de le véhiculer d'un point à un autre.
Nous verrons cela un peu plus loin. Celui qui nous intéresse
concerne les transmissions téléphoniques.</p>
<p>Voici donc jetées les bases de la communication. Nous allons
maintenant éclaircir un peu tout cela dans les différentes parties
qui vont suivre. La première étape consiste à consolider les bases
sur les signaux, ensuite nous verrons leur transmission.</p>
<h2><a name="s2">2. Un peu de théorie du signal...</a></h2>
<p>La voix est un bon exemple de signal permettant de véhiculer une
information. Ce signal est caractérisé par sa <b>bande
passante</b>, c'est-à-dire le domaine de fréquences sur lequel elle
peut s'étendre. En général cette bande est continue et comprise
entre 30 et 15000 Hz. Ce signal est de type sinusoïdal.</p>
<p>Sans entrer dans des détails mathématiques, disons qu'un signal
est composé d'une fréquence principale et d'harmoniques. Il est
possible d'en donner une représentation mathématique grâce aux
séries de Fourier, mais nous n'irons pas plus loin. Disons
simplement que ce signal est appelé signal "analogique", parce
qu'il peut prendre n'importe quelle valeur de façon continue entre
deux instants&nbsp;: le signal est "modulé".</p>
<h2><a name="ss2.1">2.1 Les supports de transmission</a></h2>
<p>Un signal quel qu'il soit, n'a d'intérêt que s'il peut être
transporté. Il faut savoir qu'un système de transmission n'est
jamais en mesure d'émettre des signaux sans leur faire subir de
déformations&nbsp;: selon leur nature, on parle de distorsion,
d'affaiblissement, de diaphonie&nbsp;... Comme nous le verrons plus
loin, les lignes téléphoniques ne font pas exception à cette
règle.</p>
<p>Chaque type de support est caractérisé entre autres par son
aptitude à transmettre un signal plus ou moins fidèlement. De
nombreux supports sont utilisés en transmission de données&nbsp;:
les supports avec guide physique (câbles, fibres, ...) et les
supports sans guide physique (ondes radio, ondes lumineuses). Pour
donner une idée, de la qualité des supports, disons que les câbles
électriques à paires torsadées sont les moins fiables, suivis par
les câbles coaxiaux. Les fibres optiques offrent actuellement le
meilleur compromis fiabilité/performance.</p>
<h2><a name="s3">3. Les télécommunications analogiques et
numériques</a></h2>
<h2><a name="ss3.1">3.1 Les télécommunications analogiques</a></h2>
<p>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.</p>
<h2><a name="ss3.2">3.2 Le signal téléphonique</a></h2>
<p>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</p>
<blockquote>Les <i>codecs</i> (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.</blockquote>
. On applique donc au signal de départ un <i>filtre passe-bande</i>
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.
<p>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.</p>
<h2><a name="ss3.3">3.3 Les télécommunications numériques</a></h2>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<h2><a name="ss3.4">3.4 Alors pourquoi l'analogique ?</a></h2>
<p>Cette question est bien entendu la première que l'on se pose
maintenant. La réponse tient en quelques mots&nbsp;:
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.</p>
<h2><a name="ss3.5">3.5 De l'analogique au numérique et
réciproquement</a></h2>
<p>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.</p>
<h3>De l'analogique au numérique</h3>
<p>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&nbsp;!) 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
<i>échantillonnage</i> et la fréquence d'échantillonnage correspond
au nombre d'échantillons prélevés par seconde. Un codeur-décodeur
prélève en général 8000 échantillons par seconde.</p>
<h3>Du numérique à l'analogique</h3>
<p>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).</p>
<p>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&nbsp;: la <b>phase</b>,
<b>l'amplitude</b> ou la <b>fréquence</b>.</p>
<p>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.</p>
<p>La modulation de fréquence correspond à la même notion, mais ici
les deux valeurs sont représentées par des fréquences
différentes.</p>
<p>Enfin, la modulation de phase, consiste à faire varier la phase
de la porteuse, de 45, 135, 225 ou 315 degrés par exemple.</p>
<p>La <b>rapidité de modulation</b> caractérise la vitesse à
laquelle ces changements s'effectuent. C'est la caractéristique
essentielle qui permet de définir la bande passante.</p>
<p>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.</p>
<h2><a name="ss3.6">3.6 Des bits et des débits</a></h2>
<p>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&nbsp;...).</p>
<p>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&nbsp;:
ce sont le <b>débit binaire maximum</b> et la <b>capacité de
transmission maximale</b>.</p>
<h3>Le débit binaire maximum</h3>
<p>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&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
        Dmax = 2B
</code></pre></blockquote>
<p>Si, de plus, le signal peut prendre plus de deux valeurs
significatives, la formule se généralise en&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
        Dmax = 2B log  V
                     2
</code></pre></blockquote>
<p>où <b>V</b> correspond au nombre de niveaux significatifs (ou
états) que peut prendre le signal&nbsp;: c'est sa <b>valence</b>.
Par exemple, V=4 si le signal peut prendre les valeurs
+10&nbsp;volts, +5&nbsp;volts, -5&nbsp;volts et -10&nbsp;volts.</p>
<p>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.</p>
<h3>La capacité de transmission maximale</h3>
<p>Un des inconvénients supplémentaires des supports est le
<b>bruit</b>. Or la quantité de bruit présente sur une ligne
s'exprime par rapport à la puissance utile du signal
transmis&nbsp;: c'est le <b>rapport signal/bruit</b>. 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 <b>on ne peut transmettre à
plus de 30000 bits/s</b></p>
<blockquote>C'est bien une capacité maximale physique, à ne pas
confondre avec des débits logiques après compression de
données.</blockquote>
quels que soient la valence et la fréquence du signal. C'est une
limite au débit binaire maximum.
<h2><a name="sec-modems"></a> <a name="s4">4.</a> Le modem</h2>
<p>Le rôle du modem est d'adapter les signaux rectangulaires de
données, que le réseau téléphonique ne peut pas transmettre tels
quels, en signaux transmissibles par ce réseau.</p>
<p>Il a en fait deux fonctions&nbsp;:</p>
<ul>
<li>un rôle d'<b>adaptation du signal</b> aux lignes du réseau
utilisé, c'est-à-dire de modulation et de démodulation&nbsp;;</li>
<li>un rôle de <b>dialogue</b> avec l'équipement informatique
auquel il est relié.</li>
</ul>
<p>Il tient donc exactement le même rôle fonctionnel qu'une couche
de communication (TCP, par exemple). Il possède une
<b>interface</b> permettant un dialogue avec un utilisateur se
trouvant à un niveau supérieur. Ici il s'agit d'une interface
physique (y compris électrique). Il communique avec une entité
paire (un autre modem) selon un <b>protocole</b>.</p>
<p>La structure interne d'un modem est décrite
ci-dessous&nbsp;:</p>
<pre>

+-----+      +--------+         +-------------+       +----------------+
|  J  +-----&gt;| codeur +-------&gt; |  modulateur +------&gt;|                |
|  O  |      +--------+         +-------------+       |                |
|  N  |                                               |                |
|  C  |                                               | transformateur | 
|  T  |                                               |                |
|  I  |                                               |     ligne      |
|  O  |      +----------+       +--------------+      |                |
|  N  |&lt;-----+ decodeur |&lt;------+ demodulateur |&lt;-----|                |
+-----+      +----------+       +--------------+      +----------------+
</pre>
<p>Les paramètres caractérisant un modem sont&nbsp;:</p>
<ul>
<li>le <i>débit d'information</i> en bits/s&nbsp;;</li>
<li>le <i>mode de transmission</i>&nbsp;: synchrone ou
asynchrone&nbsp;;</li>
<li>le <i>support de transmission utilisé</i>&nbsp;: réseau ou
ligne spécialisée&nbsp;;</li>
<li>le <i>mode de couplage</i> à la ligne&nbsp;: électrique ou
acoustique.</li>
</ul>
<p>Nous aborderons assez rapidement l'ensemble de ces paramètres,
selon l'utilisation que nous aurons à en faire. La notion de débit
devrait maintenant être assimilée.</p>
<p>Penchons-nous rapidement sur les modes et les supports de
transmission utilisés. Voyons ensuite plus précisément le rôle
d'adaptation du signal du modem, puis le dialogue qui met en jeu la
jonction et la ligne.</p>
<p>Commençons par définir un vocabulaire commun.</p>
<h2><a name="sec-vocab"></a> <a name="ss4.1">4.1</a>
Vocabulaire</h2>
<p>Un <b>avis</b> est une recommandation édictée par l'U.I.T (Union
Internationale des Télécommunications), organisation
intergouvernementale compétente en télécommunications. Les avis ont
valeur de norme au sein de l'Europe, puisque les organismes de
Télécom nationaux ont encore le monopole. Les recommandations sont
issues de travaux de diverses commissions d'études et sont adoptées
lors des assemblées pleinières (délai de l'ordre de neuf mois,
étant donné l'évolution rapide des technologies). La section
<a href="#sec-norme">Etat actuel de la normalisation</a> décrit les
différents avis actuellement en vigueur.</p>
<p>Dans sa normalisation, l'U.I.T définit l'équipement informatique
comme un <b>ETTD</b> (<i>Équipement Terminal de Traitement de
Données</i>) et le modem comme un <b>ETCD</b> (<i>Équipement
Terminal de Circuit de Données</i>). La connexion d'un équipement
informatique à un modem, par exemple, est réalisée par
l'intermédiaire d'une <b>jonction</b> ou <b>interface</b>.</p>
<p>On appelle half-duplex (bidirectionnel à l'alternat), une
transmission s'effectuant dans un seul sens à la fois. On appelle
full duplex (bidirectionnel simultané), une transmission pouvant
s'effectuer dans les deux sens en même temps. Ces transmissions
peuvent avoir lieu indifféremment sur liaison 2 ou 4 fils.</p>
<h2><a name="ss4.2">4.2 Le mode de transmission</a></h2>
<p>Une transmission de donnée est toujours liée au facteur temps.
Dans les transmissions en série qui constituent la majorité des
transmissions, l'émetteur et le récepteur doivent travailler à la
même cadence. Dans le mode <b>synchrone</b>, ils sont calés sur le
même rythme grâce à des signaux d'horloge émis avant la
transmission. Dans le mode <b>asynchrone</b>, l'horloge du
récepteur n'est déclenchée puis arrêtée que sur réception de bits
de début et de fin. On les appelle bits de <b>start</b> et de
<b>stop</b>. Ce mode, bien que moins performant, est le plus
utilisé actuellement dans les communications à travers le réseau
public.</p>
<h2><a name="ss4.3">4.3 Le support de transmission ou
ligne</a></h2>
<p>Un modem est utilisable principalement sur deux types de
supports&nbsp;: le <b>réseau commuté</b> ou la <b>ligne
spécialisée</b>. Sur chaque type de support, les liaisons peuvent
être à deux ou quatre fils.</p>
<p>Dans le cas qui nous intéresse, le modem est relié au réseau
téléphonique commuté et la liaison est à deux fils. Nous
l'utilisons soit en half duplex, soit en full duplex selon l'avis
(voir définition de ce mot au paragraphe <a href=
"#sec-vocab">Vocabulaire</a>.</p>
<p>A ce propos, réfléchissons un peu sur l'utilisation qui est
faite actuellement du Réseau Téléphonique Commuté (appelé aussi
RTC). Nous l'utilisons bien souvent en full duplex sur liaison deux
fils (avis V.32 ou V.34). Lorsqu'on utilise des lignes à quatre
fils, il est facile d'imaginer que l'on consacre deux fils à chaque
sens de transmission. Pour chaque sens, considérant les vitesses de
modulations maximales possibles, on conçoit qu'il faut combiner
plusieurs types de modulations pour obtenir des débits maintenant
courants de l'ordre de 28800 bits/s.</p>
<p>Or le RTC n'utilise que <b>deux</b> fils. Pour travailler en
full-duplex à des débits relativement faibles (en fait jusqu'à
l'avis V22 bis), il était possible de partager la bande de
fréquence en deux moitiés, une pour chaque sens. Avec les débits
employés actuellement ce n'est plus possible. Pour travailler en
full-duplex à d'importants débits, il est fait appel à des
algorithmes complexes dits "de suppression d'écho" (proche et
lointain). Imaginez le travail à réaliser&nbsp;: chaque modem
reçoit les données envoyées par le distant mélangées à ses propres
données. Le tout est encore pollué par de l'écho&nbsp;! Et pour
compliquer le tout, tout ceci varie dans le temps, et bien sûr
d'une communication à l'autre.</p>
<p>Vous comprendrez donc qu'avec une telle utilisation du RTC, les
modems soient continuellement soumis à rude épreuve pour ce qui est
de la correction, ceci pouvant conduire à des débits variables
selon le moment.</p>
<h2><a name="ss4.4">4.4 L'adaptation du signal</a></h2>
<p>Nous avons vu aux sections précédentes ce qu'étaient une
modulation et un débit. Rassemblons maintenant un peu toutes ces
idées. Bien souvent, c'est sur ce point délicat que les esprits se
perdent. Nous avons vu que la rapidité de modulation est une
caractéristique essentielle de la bande passante. Plus cette
rapidité est grande, plus la bande passante demandée est large. Sur
le réseau téléphonique, la bande maximale officielle est de 3100
hertz (300 à 3400 Hz). Dans les centraux téléphoniques modernes,
elle va jusqu'à 3500 Hz.</p>
<p>Pour bien comprendre le mécanisme de l'adaptation du signal,
imaginez maintenant que nous disposions d'un appareil électrique
capable d'émettre quatre niveaux de tensions possibles.</p>
<p>Les données à transmettre sont quant à elles toujours présentées
sous forme d'un flot ininterrompu (ou presque) d'informations
binaires.</p>
<p>L'idée serait de regrouper les bits deux par deux et de les
faire passer par ce dispositif, afin d'obtenir en sortie le niveau
de tension correspondant. Un tel signal en sortie est dit de
<b>valence</b> 4. Plus généralement, la valence d'un signal est le
nombre d'états qu'il peut prendre. Cette transformation du signal
est appelée <b>codage</b>.</p>
<p>Afin d'adapter ce signal de sortie au support, il faut
maintenant le moduler, par exemple en choisissant d'effectuer une
modulation de phase. Etant donnée sa valence, nous avons besoin de
quatre décalages de phase.</p>
<p>A chaque fois que <b>deux</b> bits se présentent, il est
possible d'effectuer <b>une</b> modulation. A l'autre bout,
l'équipement est capable de regénérer deux bits. Le débit (en
<b>bits/s</b>) est donc bien double de la vitesse de modulation
(exprimée en <b>bauds</b>).</p>
<h3>Exemple</h3>
<p>Vous configurez un modem à 4800 bits par seconde
(V.27&nbsp;ter). Que va-t-il se passer &nbsp;? Selon cette norme,
le modem va réaliser une modulation de phase différentielle
octovalente. Il va donc regrouper les bits par trois
(<b>tribits</b>) pour moduler le signal. La vitesse de modulation
est donc de 1600 bauds et le débit de 4800 bits/seconde. Pour
obtenir un débit de 9600 bits par seconde, il faudra combiner un
autre type de modulation. La section <a href="#sec-modul">Débits et
modulations</a> présente l'essentiel des modulations utilisées dans
les différentes normes actuelles.</p>
<h3>Résumé</h3>
<p>L'adaptation du signal peut se faire de trois
manières&nbsp;:</p>
<ul>
<li>par une simple modulation appropriée&nbsp;;</li>
<li>par un codage puis une modulation&nbsp;;</li>
<li>par un simple codage. Ce type d'adaptation est présent dans
certains modems dits "bande de base" qui transmettent directement
ce code sur la ligne. Ce ne sont pas ceux que nous utilisons
couramment.</li>
</ul>
<p>La rapidité de modulation s'exprime en <b>bauds</b>. Elle
correspond au nombre de changements d'états du signal par seconde
sur la ligne de transmission. Une rapidité de <i>b</i> bauds ne
correspond pas forcément à <i>b</i> bits/s sur la ligne. Une
configuration binaire (un ou plusieurs bits selon la valence)
correspond à un état du signal.</p>
<h2><a name="ss4.5">4.5 Le dialogue</a></h2>
<p>Intéressons-nous maintenant au dialogue entre l'équipement
informatique et la jonction.</p>
<h3>La jonction série</h3>
<p>La jonction spécifie les caractéristiques mécaniques,
électriques et fonctionnelles des signaux. Bien entendu ces
jonctions sont normalisées (voir plus loin les tableaux
récapitulatifs sur l'état actuel de la normalisation) et celle qui
nous intéresse plus particulièrement est référencée sous le nom
V.24 par l'U.I.T, sensiblement équivalente de la norme RS-232C
définie par l'E.I.A</p>
<blockquote>Electronic Industries Association.</blockquote>
.
<p>Voici une description des signaux de l'interface V.24 les plus
couramment utilisés&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
+------+-----------+-----------+--------+------+--------------------------------+
| Code | No broche | No broche | RS-232 | V.24 |        Signification           |
|      | ISO  2110 |   DB 9    |        |      |                                |
+------+-----------+-----------+--------+------+--------------------------------+
| 101  |     1     |           |  PG    | TP   |  Terre de protection           |
|      |           |           |        |      |                                |
| 102  |     7     |    5      |  SG    | TS   |  Terre de signalisation        |
+------+-----------+-----------+--------+------+--------------------------------+
| 103  |     2     |    3      |  TD    | ED   |  Emission de donnees           |
|      |           |           |        |      |                                |
| 104  |     3     |    2      |  RD    | RD   |  Reception de donnees          |
+------+-----------+-----------+--------+------+--------------------------------+
| 105  |     4     |    7      |  RTS   | DPE  |  Demande pour emettre          |
|      |           |           |        |      |                                |
| 106  |     5     |    8      |  CTS   | PAE  |  Pret a emettre                |
|      |           |           |        |      |                                |
| 107  |     6     |    6      |  DSR   | PDP  |  Poste de donnees pret         |
|      |           |           |        |      |                                |
| 108  |    20     |    4      |  DTR   | TDP  |  Terminal de donnees pret      |
|      |           |           |        |      |                                |
| 109  |     8     |    1      |  DCD   | DS   |  Detection du signal de ligne  |
+------+-----------+-----------+--------+------+--------------------------------+
| 125  |    22     |    9      |  RI    | IA   |  Indicateur d'appel            |
+------+-----------+-----------+--------+------+--------------------------------+
</code></pre></blockquote>
Brochage des prises côté soudures :
<blockquote>
<pre><code>
      +-----------+          +---------------------------------------+
      | 5 4 3 2 1 |          | 13 12 11 10 9  8  7  6  5  4  3  2  1 |
      \  9 8 7 6  /          \  25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14  /
       `---------'            `-------------------------------------'
          DB 9                              ISO IS 2110
</code></pre></blockquote>
<h3><a name="sec-dialogue"></a> Le dialogue proprement dit</h3>
<p>Prenons deux postes de travail équipés d'un modem chacun et
souhaitant communiquer.</p>
<p>Nous passerons rapidement sur le fait que les équipements
doivent être reliés à la masse. Ceci est réalisé grâce au circuit
101. D'autre part, il est nécessaire de définir une référence de
signalisation&nbsp;: c'est le rôle du circuit 102.</p>
<p>Dès sa mise sous tension, l'ETTD présente un état logique "1"
sur le circuit 108&nbsp;: <i>Terminal de Données Prêt</i> (DTR).
Dès la mise sous tension de l'ETCD, celui-ci présente l'état
<i>Poste de Données Prêt</i> (DSR) correspondant à un état logique
"1" sur le circuit 107, assurant ainsi que le modem est sous
tension et connecté à la ligne.</p>
<p>L'ETTD ayant des données à émettre, demande à émettre. Il
présente sur la jonction l'information <i>Demande Pour Émettre</i>
(RTS) sur le circuit 105. Ceci valide le modulateur de l'ETCD qui
émet alors une porteuse.</p>
<p>Du coté appelé, l'ETCD détecte la présence de la porteuse sur la
ligne de transmission et le signale à l'ETTD sur le circuit
109&nbsp;: <i>Détection de signal</i> (porteuse). Les circuits 107
et 108 auront été initialisés au préalable comme ci-dessus.</p>
<p>L'ETTD ayant signalé son intention d'émettre sur le circuit 105
reçoit en réponse peu de temps après le signal <i>Prêt À
Émettre</i> (CTS) sur le circuit 106.</p>
<p>Les données peuvent ensuite circuler via les circuits 103 et
104.</p>
<h3>Le contrôle de flux</h3>
<p>Lorsqu'un émetteur émet de façon systématique plus de données
que le récepteur ne peut en accepter, il se pose alors un problème
qui ne peut être résolu que grâce au mécanisme de <i>contrôle de
flux</i>.</p>
<p>Le contrôle de flux peut être de différents types&nbsp;:</p>
<dl>
<dt><b>logiciel</b></dt>
<dd>
<p>Le modem insère des caractères de contrôles dans le flot de
données circulant entre l'ETCD et l'ETTD&nbsp;: <b>XOFF</b> pour
arrêter l'envoi et <b>XON</b> pour le reprendre.</p>
</dd>
<dt><b>matériel</b></dt>
<dd>
<p>Généralement appelé <b>CRTSCTS</b>, il met en oeuvre l'emploi
des circuits 105 (RTS) et 106 (CTS). Ce symbole est en fait le nom
donné à la constante du fichier d'inclusion <i>termios.h</i>.</p>
</dd>
</dl>
<p>Le fonctionnement du contrôle de flux matériel pendant la
transmission peut se résumer ainsi&nbsp;:</p>
<p>Avant d'émettre, le terminal doit lever son signal RTS (Request
To Send). À partir de ce moment, le modem, s'il est en mesure
d'émettre, lève le signal CTS (Clear To Send). Lorsque le buffer du
modem est plein, le modem descend CTS. Il le remonte ensuite. Dans
l'autre sens de transmission, lorsque le buffer du terminal est
plein, le terminal descend RTS.</p>
<h2><a name="ss4.6">4.6 La connexion au réseau téléphonique
commuté</a></h2>
<p>Maintenant, plusieurs questions se posent, et j'imagine que
parmi celles que vous vous posez il y a&nbsp;:</p>
<ul>
<li>et sous Linux, le fonctionnement est-il identique&nbsp;?</li>
<li>à quel moment le numéro du correspondant a t-il été
composé&nbsp;?</li>
<li>mon modem est configuré en réception/émission, comment ça
marche&nbsp;?</li>
<li>etc.</li>
</ul>
<p>Nous allons maintenant tenter de répondre.</p>
<p>Eclaircissons un peu les choses. Le dialogue que nous venons de
voir concerne le dialogue <i>théorique</i> ETTD-ETCD et ETCD-ETTD
sans se soucier d'éventuelles contraintes pouvant provenir du
système d'exploitation. Il est toujours vrai. Néanmoins, il ne
suffit pas forcément pour qu'une communication soit établie,
notamment via le RTC. Nous allons étudier ce fonctionnement point
par point en prenant un bon système d'exploitation (<b>Linux</b>,
mais ce n'est qu'un exemple), un bon port série et du courage. Vous
continuez&nbsp;?</p>
<p>Tout d'abord, nous avons vu qu'une communication commençait
toujours par le premier échange DTR/DSR, ou si vous préférez
108/107. La montée du circuit 108 est réalisée sous Linux à
l'ouverture du port série (ex.&nbsp; <code>fopen ("/dev/ttyS0",
...)</code>). Cela se voit très bien sur un modem externe, le
voyant TR est allumé. La réponse du modem par le circuit 107 est un
peu différente. Dans la section <a href="#sec-dialogue">Le dialogue
proprement dit</a>, pour des raisons de simplicité, nous supposions
que le modem répondait sur le circuit 107 après un délai très bref,
c'est-à-dire qu'il était instantanément connecté à la ligne.</p>
<p>Cette réponse est maintenant conditionnée par la connexion à la
ligne via le réseau téléphonique commuté.</p>
<h3>Initialisation du modem</h3>
<p>En général, c'est juste après l'ouverture du port série que le
modem est initialisé. Cela se fait grâce aux commandes AT que nous
ne détaillerons pas. Simplement, ces commandes sont envoyées au
modem (par l'intermédiaire du circuit 103) (ex.&nbsp;
<code>write</code> sur le <i>descripteur de fichier</i> du
périphérique) et interprétées par lui, lorsque&nbsp;:</p>
<ul>
<li>le circuit 108 est fermé (état "1")&nbsp;;</li>
<li>le modem est en mode commande.</li>
</ul>
<h3>Établissement de la connexion</h3>
<p>L'une des commandes d'initialisation permet la composition d'un
numéro. Le modem décroche (eh oui, ce terme barbare veut dire que
suite à la fermeture du relais, le central local envoie une
tonalité à la fréquence de 440 Hz&nbsp;<code>:-)</code>) puis
compose le numéro.</p>
<p>Sur l'équipement distant, le circuit 108 est également monté. Le
modem appelé détecte l'appel. Le signal d'indication d'appel
(circuit 125) est utilisé en interne pour mémoriser l'appel, le
modem réalisant donc lui-même la connexion à la ligne. Cette
mémorisation est maintenue par DTR (jusqu'à déconnexion).</p>
<p>À ce moment précis, le modem appelé répond en validant son
modulateur qui émet la porteuse.</p>
<p>Le modem appelant, en état de décrochage et attendant la
porteuse, met son émetteur en service. Après négociation, le
circuit 109 (DCD) est alors validé. Du côté de l'appelé, le circuit
109 est également validé. La prise de contact est terminée. Les
circuits 107 (DSR) des deux modems sont alors montés en réponse à
DTR (asservissement des circuits 107-109).</p>
<h3>Réponse automatique ou manuelle</h3>
<p>Du côté de l'appelé, il est possible de mettre le modem en mode
réponse automatique. Il répond alors tout seul à l'appel après
quelques sonneries. Le registre S0 des modems est généralement
réservé à la configuration de ce mode.</p>
<p>Lorsque ce registre contient la valeur 0, (ATS0=0), le modem est
en réponse manuelle. Sous Linux, c'est assez souvent l'option
choisie, et c'est le logiciel (notamment <i>getty</i>) qui gère
l'appel. En effet les gestionnaires, de <i>tty</i> tels que
<i>getty</i> préfèrent prendre en charge la connexion&nbsp;: ce
n'est pas au modem à répondre à un appel mais à <i>getty</i> lui
même. Lorsque le modem reçoit un appel, il émet simplement le
message <b>RING</b> (bien sûr, si le mode verbeux est bien
configuré&nbsp;: ATE1). Sur ce, <i>getty</i> envoie la commande ATA
qui valide le mode réponse et la porteuse.</p>
<p>Enfin, à la fermeture du port, les signaux 108/107 repassent à
l'état <b>0</b>.</p>
<p>Voici à titre d'information l'organigramme d'un appel&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>

                     +---------------------------------------+
                     | Detection de l'invitation a numeroter |
                     +---------------------------------------+
                                         |  
                           +--------------------------+
                           |       Numerotation       |
                           +--------------------------+
                                         |  
                        +---------------------------------+
                        | Emission de la tonalite d'appel |
                        +---------------------------------+
                                         |  
                           +--------------------------+
         +------- NON -----|   Detection de tonalite  |- OUI
         |                 +--------------------------+    |
         |                    |                            |
         |         +--------------+            +--------------------------+
         |         |   Occupe     |            |     Retour d'appel       |
         |         +--------------+            +--------------------------+
         |           |                                     |
         |           |                         +--------------------------+
         +------------------------- NON -------| Detection arret tonalite |
         |           |                         +--------------------------+
         |           |                                     |
         |           |                      +-------------------------------+
         |           |    +-------- NON ----| Detection tonalite de reponse |
         |           |    |                 +-------------------------------+
         |           |    |                                |
         |           |    |                   +--------------------------+
         |           |    |            +-NON--| Prise de contact aboutie |
         |           |    |            |      +--------------------------+
         |           |    | NO         |                   |
 TIMEOUT |     BUSY  |    | ANSWER     | TIMEOUT           | CONNECT
    +--------------------------+   +-------------+  +--------------------------+
    |    Appel infructueux     |   | Deconnexion |  | Transmission de donnees  |
    +--------------------------+   +-------------+  +--------------------------+
</code></pre></blockquote>
<h3>Déconnexion</h3>
<p>Plusieurs méthodes permettent de mettre fin à un
appel&nbsp;:</p>
<ul>
<li><b>Mode commande.</b> Mettre le modem en mode commande et
envoyer la chaîne <code>+++ATH</code>&nbsp;;</li>
<li><b>Perte de porteuse.</b> L'une des causes est la déconnexion
normale de l'autre modem&nbsp;;</li>
<li><b>Ouverture du circuit 108</b> (DTR). C'est la méthode la plus
couramment employée.</li>
</ul>
<h2><a name="sec-norme"></a> <a name="s5">5.</a> Etat actuel de la
normalisation</h2>
<p>Voici un tableau résumant l'état actuel de la normalisation
concernant les classes de débits supportés.</p>
<blockquote>
<pre><code>

+----------+--------------------------------------------+
|   Avis   |              Signification                 |
+----------+--------------------------------------------+
| V.21     | Utilisation sur RTC a 300 bits/s           |
|          |                                            |
| V.22     | Utilisation a 1200 bits/s sur RTC 2 fils   |
|          | full duplex                                |
| V.22 bis | idem a 2400 bits/s                         |
|          |                                            |
| V.23     | Utilisation a 600 ou 1200 bits/s sur RTC   |
|          | ou 1200/75 bits/s                          |
|          |                                            |
| V.25 et  | Composition automatique du numero et/ou    |
| V.25 bis | reponse automatique a un appel sur RTC     |
|          |                                            |
| V.26     | Utilisation a 2400 bits/s sur LS(*) 4 fils |
|          |                                            |
| V.26 bis | Modem 2400 bits/s (1200 en repli) sur RTC  |
|          |                                            |
| V.27     | Modem 4800 bits/s pour LS                  |
|          |                                            |
| V.27 bis | Modem 4800 bits/s (2400 en repli) pour     |
|          | donnees synchrones                         |
|          |                                            |
| V.27 ter | Modem 4800 bits/s (2400 en repli) meme     |
|          | modulation mais pour le RTC                |
|          |                                            |
| V.29     | Modem 9600 bits/s pour LS                  |
|          |                                            |
| V.32     | 9600 bits/s (4800 en repli) duplex 2 fils  |
|          | sur RTC                                    |
|          |                                            |
| V.32 bis | 14400 bits/s                               |
|          |                                            |
| V.34     | 28800 bits/s sur RTC                       |
|          |                                            |
| V.42     | Correction d'erreurs LAP-M et MNP4         |
|          |                                            |
| V.42 bis | Correction d'erreurs +                     |
|          | compression de donnees  MNP5               |
|          |                                            |
| V.54     | Normalise les boucles de tests             |
+----------+--------------------------------------------+

* LS = Ligne Specialisee
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="ss5.1">5.1 À propos du V.42 bis</a></h2>
<p>Un tout petit mot à propos de la norme V.42 bis qui permet la
compression de données. L'algorithme utilise un dictionnaire de
chaînes de caractères. Lorsqu'une chaîne apparaît, un <i>token</i>
est transmis qui n'est autre que l'index de cette chaîne dans le
dictionnaire. La longueur maximale d'une chaîne ainsi que la taille
maximale du dictionnaire sont négociées au début de la connexion.
La norme V.42&nbsp;bis autorise une longueur de chaîne comprise
entre 6 et 250 caractères. La taille minimale du dictionnaire est
de 512 entrées (soit 9 bits pour coder le rang d'un entrée). Le
taux maximal de compression dans ce cas est de&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
250 * 8 : 9 = 222.2
</code></pre></blockquote>
<p>soit un taux de 222:1. Un bon taux de compression est plus une
affaire de taille mémoire et d'efficacité en fonction des données à
coder qu'une affaire de puissance de processeur.</p>
<h2><a name="sec-modul"></a> <a name="ss5.2">5.2</a> Débits et
modulations</h2>
<blockquote>Merci à Christian 'naddy' Weisgerber de son aide pour
la rédaction de cette partie.</blockquote>
<p>Voici rassemblés dans les tableaux suivants les débits et les
modulations correspondantes utilisés dans les principales normes
pour liaisons téléphoniques à 2 fils. Les <i>normes</i> qui ne sont
pas citées ci-après sont peu utilisées voire oubliées aujourd'hui
(liaisons à 4 fils, V.32 terbo, Bell xxx, V.FC, ZyXEL, HST, PEP...
certaines n'étant d'ailleurs pas de véritables normes).</p>
<blockquote>
<pre><code>
+------------------------------------------------------------------------+
| Avis             b/s             bauds        modulation     remarques |
+------------------------------------------------------------------------+
| V.21             300             300            FSK                    |
|                                                                        |
| V.22            1200             600            DPSK                   |
|                                                                        |
| V.22bis         2400             600            QAM                    |
|                                                                        |
| V.23            1200            1200            FSK                    |
|                  600             600            FSK                    |
|                   75              75            FSK             [1]    |
|                                                                        |
| V.32            9600            2400            QAM+TCM                |
|                 9600            2400            QAM                    |
|                 4800            2400            QAM                    |
|                                                                        |
| V.32bis        14400            2400            QAM+TCM                |
|                12000            2400            QAM+TCM                |
|                 9600            2400            QAM+TCM                |
|                 7200            2400            QAM+TCM                |
|                 4800            2400            QAM                    |
|                                                                        |
| V.34            (voir tableau suivant)                                 |
|                                                                        |
| V.27ter         4800            1600            DPSK                   |
|                 2400            1200            DPSK                   |
|                                                                        |
| V.29            9600            2400            QAM                    |
|                 7200            2400            QAM                    |
|                 4800            2400            QAM             [2]    |
|                                                                        |
| V.17           14400            2400            QAM+TCM                |
|                12000            2400            QAM+TCM                |
|                 9600            2400            QAM+TCM                |
|                 7200            2400            QAM+TCM                |
+------------------------------------------------------------------------+

[1] Bande de retour.
[2] Pas utilise pour fax.

V.21, V.22, V.22bis, V.32, V.32bis, V.34 sont "full duplex".
V.27ter, V.29, V.17 sont "half duplex" et utilises pour fax.
V.23 est "half duplex" et asymetrique.

Les modulations:

FSK :  Frequency Shift Keying           (modulation de frequence)
DPSK : Differential Phase Shift Keying  (modulation de phase differentielle)
QAM :  Quadrature Amplitude Modulation  (modulation d'amplitude en quadrature)
TCM :  Trellis Coded Modulation         (modulation codee en treillis)
</code></pre></blockquote>
<p>Dans le cas de l'avis V.34, les choses se compliquent un peu.
Cette norme a des vitesses de modulation obligatoires (2400, 3000,
3200 bauds) et des vitesses facultatives (2743, 2800, 3429 bauds).
La modulation est toujours de type QAM (modulation d'amplitude en
quadrature) avec une des trois méthodes TCM choisie par le
récepteur. Les combinaisons suivantes sont possibles&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
+-------------------------------------------------------------+
|         2400    2743    2800    3000    3200    3429  bauds |
|  b/s                                                        |
+-------------------------------------------------------------+
|  2400     x                                                 |
|  4800     x       x       x       x       x       x         |
|  7200     x       x       x       x       x       x         |
|  9600     x       x       x       x       x       x         |
| 12000     x       x       x       x       x       x         |
| 14400     x       x       x       x       x       x         |
| 16800     x       x       x       x       x       x         |
| 19200     x       x       x       x       x       x         |
| 21600     x       x       x       x       x       x         |
| 24000             x       x       x       x       x         |
| 26400                             x       x       x         |
| 28800                                     x       x         |
+-------------------------------------------------------------+
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="s6">6. Foire Aux Questions</a></h2>
<dl>
<dt><b>Comment puis-je changer facilement un paramètre de mon port
série ?</b></dt>
<dd>
<p>La meilleure façon de le faire, aussi bien manuellement que dans
un script est de rediriger le périphérique sur l'entrée standard de
<i>stty</i>. Exemple&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
        stty crtscts &lt; /dev/ttyS0
</code></pre></blockquote>
<p>activera le contrôle de flux matériel sur le premier port série
utilisé en entrée.</p>
<blockquote>
<pre><code>
        stty -a &lt; /dev/cua0
</code></pre></blockquote>
<p>affichera tous les paramètres du premier port série utilisé en
sortie.</p>
</dd>
<dt><b>Pourquoi faut-il configurer CRTSCTS sur le port série
?</b></dt>
<dd>
<p>Pour gérer le contrôle de flux matériel. Ce n'est pas une
obligation, c'est une garantie que l'échange de données entre ETTD
et ETCD se fera dans les meilleures conditions. Il faut bien
entendu que votre modem puisse le faire. Contrairement à une idée
reçue, si vous mettez l'option CRTSCTS dans le fichier
/etc/gettydefs, il n'est pas nécessaire d'effectuer en plus un
<code>stty crtscts &lt;/dev/port\#</code>. Par contre, il faut le
mettre à la fois dans la partie <i>initiale</i> et <i>finale</i> de
gettydefs. Notez qu'il s'agit bien d'un contrôle de flux local, et
en aucun cas il ne faut s'inquiéter de ce que fait le correspondant
dans ce domaine.</p>
</dd>
<dt><b>Je remarque que agetty modifie les droits du fichier
/dev/ttyS0, bizarre non&nbsp;?</b></dt>
<dd>
<p>Ca peut effectivement paraître bizarre. Il s'agit en fait de
l'établissement d'une <i>session</i> d'utilisation du périphérique.
Celui-ci prend alors les droits du "chef" de session (<i>session
leader</i>) qui se protège ainsi des utilisations du même tty par
d'autres processus.</p>
</dd>
<dt><b>Aurais-je accès à mon téléphone ?</b></dt>
<dd>
<p>Cette question a été réellement posée. Si vous n'avez qu'une
ligne téléphonique, la réponse est non. De plus, en décrochant le
combiné téléphonique, vous pertuberez la ligne et le modem risque
fort de diminuer le débit (pour le remonter si tout va bien
ensuite).</p>
</dd>
<dt><b>Lorsque je me connecte chez mon fournisseur, comment mon
adresse IP est générée&nbsp;?</b></dt>
<dd>
<p>Cette question montre à l'évidence une confusion entre toutes
les notions réseaux. Bien qu'elle ait été posée suite à un problème
relatifs aux modems, la réponse ne devrait théoriquement pas se
trouver dans ce document. Néanmoins, le chapitre suivant rappelle
quelques principes de base des empilements protocolaires afin de
clarifier un peu tout cela.</p>
</dd>
</dl>
<h2><a name="s7">7. Un mot sur les empilements protocolaires
couramment utilisés</a></h2>
<p>Un tel titre pourrait faire croire à une erreur de mise en page
ou de <i>copier-coller</i> étant donné le sujet du document. En
fait, il n'en est rien.</p>
<p>La connexion d'une machine à un fournisseur d'accès à Internet
met en jeu un ensemble de protocoles de communications&nbsp;: TCP,
UDP, IP, SLIP, PPP, etc. De nombreux utilisateurs souhaitent
réaliser ce type de connexion depuis chez eux, via un modem et
rencontrent parfois quelques problèmes de configuration.</p>
<p>Il est évident qu'il est à la fois difficile et inutile de tout
connaître de ces protocoles. Il faut vraiment <i>être du métier</i>
pour bien les connaître, et encore&nbsp;! Cependant il semble
raisonnable de penser que la mise en oeuvre de telles connexions,
sous Linux par exemple, ne peut se faire dans de bonnes conditions
sans un minimum de connaissances sur l'architecture de
communication utilisée.</p>
<p>La lecture du forum <i>fr.comp.os.linux</i> montre parfois une
certaine confusion dans toutes les fonctions mises en oeuvre et qui
engendrent inévitablement de mauvais paramétrages.</p>
<p>Les quelques schémas qui suivent donnent une idée de la façon
dont tous ces <i>engrenages</i> sont placés pour que "ça
tourne"&nbsp;!</p>
<h2><a name="ss7.1">7.1 TCP/UDP/IP</a></h2>
<p>Ces sigles sont très fréquemment utilisés aujourd'hui et pour
cause&nbsp;: ces empilements de couches de communications tendent à
se répandre à vive allure. C'est à l'origine un ensemble de
protocoles développés dans le cadre du projet ARPANET, créé par
ARPA (aujourd'hui DARPA), l'agence pour les projets de recherche
avancée du Ministère de la Défense des Etats-Unis.</p>
<ul>
<li>TCP
<blockquote>Transmission Control Protocol</blockquote>
est une entité de niveau Transport chargée de véhiculer des données
de manière fiable entre deux machines souhaitant
dialoguer&nbsp;;</li>
<li>UDP
<blockquote>User Datagram Protocol</blockquote>
est une entité de niveau Transport chargée de véhiculer des données
entre deux machines souhaitant dialoguer&nbsp;;</li>
<li>IP
<blockquote>Internet Protocol</blockquote>
est une entité de niveau Réseau chargée de véhiculer des données
entre deux noeuds d'un réseau.</li>
</ul>
<h2><a name="ss7.2">7.2 PPP/SLIP</a></h2>
<p>PPP</p>
<blockquote>Point-to-Point Protocol</blockquote>
et SLIP
<blockquote>Serial Line IP</blockquote>
proposent une méthode d'encapsulation des datagrammes IP sur des
liaisons point à point, par exemple les lignes asynchrones série.
En quelques mots, disons que SLIP est un protocole très simple,
assez ancien, datant d'une époque où certains problèmes n'étaient
pas aussi importants qu'aujourd'hui&nbsp;: adressage,
identification réciproque, détection et correction d'erreurs,
compression (extrait du RFC-1055). PPP est quant à lui beaucoup
plus complet et c'est pourquoi il est généralement préféré par les
connaisseurs. Il offre toutes ces caractéristiques regroupées en
trois sous-ensembles&nbsp;:
<ul>
<li>une méthode d'encapsulation de type HDLC sur circuit commuté ou
permanent, synchrone ou asynchrone&nbsp;;</li>
<li>un protocole LCP (Link Control Protocol) permettant d'établir,
de configurer et de tester une connexion&nbsp;;</li>
<li>une famille de protocoles NCP (Network Control Protocols) pour
l'établissement et la configuration des protocoles réseaux.</li>
</ul>
<p>Pour obtenir de plus amples renseignements, vous pouvez vous
reporter aux documents concernant ces protocoles&nbsp;:
<b>RFC-1055</b> (SLIP), <b>RFC-1171</b> et <b>RFC-1172</b> (PPP) et
le <b>PPP-HOWTO</b>.</p>
<h2><a name="ss7.3">7.3 Mise en oeuvre</a></h2>
<blockquote>
<pre><code>

+----------------+-------+ +--------+ +--------+ +------+ +-----+
|  Applications  |  FTP  | | TELNET | |  SMTP  | | TFTP | | ... |
+----------------+---+---+ +---+----+ +--------+ +--+---+ +-----+
                     |         |      |             | 
+----------------+---+---------+------++------------+-----+
| Transport      |         TCP         |        UDP       |
+----------------+---------------------+------------------+
| Reseau         |                                        |
|                |                    IP                  |
|                |      _____         _____     ______    |
| (interfaces)   |     / eth \       / ppp \   / slip \   |
+----------------+-----------------^---------+------------+
| Liaison        |       LLC       |   PPP   |   SLIP     |
|                |       MAC       |         |            |
+----------------+-------++--------+--------+-+-----------+
                         ||                 | |
+----------------+-------++--------+--------+-+-----------+
| Interfaces     |      LAN        |       V.24           | Fonctionnelle
|                |  (non decrit)   |       V.28           | Electrique
|                |                 |  ISO.2110 (25 br)    | Physique
+----------------+-------++--------+--------+-+----------------+
                         ||                 | |
              Ethernet  +--+              +-+-+-+  Modem
              ==========|  |=====         |\     \-------
              Fddi      +--+              \ \_____\     /
                                           \|_0_0_|    ---------
</code></pre></blockquote>
<p>La mise en oeuvre de tels protocoles se fait toujours de bas en
haut (des couches basses aux couches hautes) puisque la demande se
fait de haut en bas. Prenons un exemple&nbsp;:</p>
<p>Supposons que vous souhaitiez faire un <i>ftp</i> de chez vous
sur <i>ftp.samachine.fr</i>. L'application <i>ftp</i> demande à TCP
d'établir une connexion. Pour qu'elle puisse s'établir, PPP doit
déjà fonctionner. Pour que PPP fonctionne, le modem doit être en
ligne&nbsp;:</p>
<ul>
<li>première étape&nbsp;: établissement d'une communication entre
deux modems. Cette étape est supposée connue,
maintenant&nbsp;;</li>
<li>deuxième étape&nbsp;: mise en route de PPP, avec éventuellement
authentification&nbsp;;</li>
<li>troisième étape&nbsp;: configuration de l'interface IP
correspondante. Il s'agit en général, sous Linux, de l'interface
<i>ppp0</i>. Une adresse IP pouvant provenir soit d'une
configuration locale, soit de votre fournisseur, est affectée à
l'interface. Dans ce dernier cas, celui-ci la fournit lors de
l'initialisation PPP. Dans les deux cas, c'est le démon PPP qui
configure l'adresse de l'interface&nbsp;;</li>
<li>quatrième étape&nbsp;: établissement d'une connexion TCP, puis
initialisation de <i>ftp</i>. A partir de là, si tout s'est bien
passé, vous pouvez transférer vos fichiers.</li>
</ul>
<p>Vous pouvez maintenant imaginer le déroulement d'une
déconnexion.</p>
<h2><a name="ss7.4">7.4 Les fichiers de configuration</a></h2>
<h3>Les applications</h3>
<p>Vous comprendrez qu'il est difficile de décrire ici
l'emplacement des fichiers de configuration des applications.
Prenez soin de lire les fichiers README ou INSTALL et d'exécuter
l'installation correctement.</p>
<h3>Les couches de communication : TCP/UDP/IP</h3>
<p>Pour une configuration standard de votre machine, vous devez
compiler le noyau avec les options "réseau" suivantes&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
Networking support              y

Network firewalls               n
Network aliasing                n
TCP/IP networking               y

IP: forwarding/gatewaying       n
IP: multicasting                n
IP: accounting                  n
IP: PC/TCP compatibility mode   n
IP: Reverse ARP                 n
IP: Disable Path MTU Discovery
        (normally enabled)      n
IP: Disable NAGLE algorithm
        (normally enabled)      n
IP: Drop source routed frames   y
IP: Allow large windows
        (not recommended
        if &lt;16Mb of memory)  n

The IPX protocol                n
... autres protocoles           n
</code></pre></blockquote>
<p>Le fichier <i>resolv.conf</i> doit contenir&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
domain &lt;domaine de votre fournisseur&gt;
nameserver &lt;adresse IP du serveur de nom de votre fournisseur&gt;
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="s8">8. Le Minitel</a></h2>
<p>Bien que ce merveilleux appareil commence à prendre de l'âge, il
est difficile de ne pas en parler un peu, notamment en raison de
ses spécificités. Pourquoi ne pas envisager en effet de faire un
serveur Minitel chez vous ou tout simplement de l'utiliser comme
terminal. Nous nous contenterons ici d'en donner quelques
caractéristiques intéressantes dans le cadre d'une utilisation avec
Linux.</p>
<p>Les STUM&nbsp;1B</p>
<blockquote>Spécifications Techniques d'Utilisation du Minitel
1B.</blockquote>
décrivent l'ensemble des caractéristiques des divers modules du
Minitel 1B&nbsp;:
<ul>
<li>l'écran&nbsp;;</li>
<li>le clavier&nbsp;;</li>
<li>le modem&nbsp;;</li>
<li>la prise péri-informatique.
<blockquote>A ce propos, je tiens à votre disposition un schéma
électronique d'un montage permettant l'adaptation RS232-Minitel. Il
met en oeuvre le circuit MAX232 permettant une parfaite adaptation
des tensions.</blockquote>
</li>
</ul>
<h2><a name="ss8.1">8.1 L'écran</a></h2>
<p>Le minitel 1B est capable d'afficher 24 lignes de 40 ou 80
caractères et 8 couleurs (ou niveaux de gris).</p>
<p>Le mode 40 colonnes correspond au standard <i>Videotex</i>, le
mode 80 colonnes au standard <i>télé-informatique</i>. C'est en
général celui-ci que l'on utilisera s'il sert de terminal. Les
séquences de touches permettant de passer d'un mode à l'autre sont
indiquées dans le tableau suivant dans lequel on retrouvera
également quelques séquences utiles&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
+-------------+----------------------------------+
|   Touches   |          Signification           |
+-------------+----------------------------------+
| &lt;Fcnt T&gt; A  | Mode tele-informatique americain |
|             | (pas d'accents)                  |
| &lt;Fcnt T&gt; F  | Mode tele-informatique francais  |
|             | accents (codage particulier)     |
| &lt;Fcnt T&gt; V  | Mode Videotex                    |
+-------------+----------------------------------+
| &lt;Fcnt T&gt; E  | Valide/invalide l'echo local     |
|             |                                  |
| &lt;Fcnt E&gt; P  | Mode page (retour haut de page   |
|             | en fin d'ecran)                  |
| &lt;Fcnt E&gt; R  | Mode rouleau (par defaut)        |
|             |                                  |
| &lt;Fcnt C&gt; M  | Verouillage minuscules (defaut   |
|             | en mode tele-informatique)       |
+-------------+----------------------------------+
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="ss8.2">8.2 Le clavier</a></h2>
<p>Il s'agit d'un clavier <i>AZERTY</i> permettant la saisie de la
plupart des caractères courants pour un terminal. Il est notamment
possible de verouiller les minuscules grâce à la séquence
&lt;Fcnt&nbsp;C&gt;&nbsp;M. A noter une correspondance, dans le
mode télé-informatique, de certaines touches&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
+-------------+-----------------------------------+
|   Touches   | Correspondance terminal classique |
+-------------+-----------------------------------+
| Sommaire    |   PF1                             |
|             |                                   |
| Annulation  |   PF2                             |
|             |                                   |
| Retour      |   PF3                             |
|             |                                   |
| Repetition  |   PF4                             |
|             |                                   |
| Envoi       |   Enter (Entree)                  |
+-------------+-----------------------------------+
</code></pre></blockquote>
<p>La touche <i>Entrée</i> correspond également à la séquence de
touches &lt;Ctrl&nbsp;J&gt;</p>
<h2><a name="ss8.3">8.3 Le modem</a></h2>
<p>Le modem du minitel permet des débits de 300 à 4800 ou 9600
bits/s</p>
<blockquote>Tous les modèles de minitel n'autorisent pas tous ces
débits.</blockquote>
. Il est associé à un coupleur travaillant sur 7 bits de données,
un bit de parité paire, un bit de <i>start</i> et un bit de
<i>stop</i>, soit 10 bits par caractère. Le tableau suivant donne
les séquences de touches permettant de configurer le modem à ces
différents débits.
<blockquote>
<pre><code>
+-------------+--------------+
|   Touches   |    Debit     |
+-------------+--------------+
| &lt;Fcnt P&gt; 3  |  300 bits/s  |
|             |              |
| &lt;Fcnt P&gt; 1  | 1200 bits/s  |
|             |              |
| &lt;Fcnt P&gt; 4  | 4800 bits/s  |
|             |              |
| &lt;Fcnt P&gt; 9  | 9600 bits/s  |
+-------------+--------------+
</code></pre></blockquote>
<p>En standard V.23, il est possible de <i>retourner</i> le modem
(vitesse émission-réception) avec la séquence
&lt;Fcnt&nbsp;M&gt;&nbsp;R.</p>
<h2><a name="ss8.4">8.4 Utilisation du Minitel comme simple
terminal</a></h2>
<p>D'après les conseils avisés de <i>Pierre Ficheux</i>, voici un
exemple de configuration permettant de connecter un
Minitel&nbsp;:</p>
<h3>Configuration de getty</h3>
<p>Une méthode simple consiste à compiler un <i>getty</i> un peu
particulier. Les sources se trouvent dans le paquetage
<b>getty_ps-2.0.7h</b>, en général disponible par <i>ftp</i>
(ftp.ibp.fr) sous <b>/pub/linux/tsx-11/sources/sbin</b>.</p>
<p>Il s'agit ensuite de modifier le fichier <i>tune.h</i> comme
suit&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
#ifdef V23
#define DEF_CFL  (CS7|PARENB)                   /* Pour connexion V.23 */
#else
#define DEF_CFL  (CS8)                  /* default word-len/parity */
#endif /* V23 */
</code></pre></blockquote>
<p>Puis de compiler l'ensemble avec l'option -DV23 vous donnant un
fichier exécutable <i>uugetty</i> que vous pourrez renommer
<i>uugetty_v23</i>. Ensuite, il faut ajouter quelques entrées au
fichier <i>/etc/gettydefs</i>&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
#
# Pour la connexion V.23
#
9600v23# B9600 CS7 PARENB -PARODD CLOCAL # B9600 SANE -ISTRIP CLOCAL #@S login: #4800v23

4800v23# B4800 CS7 PARENB -PARODD CLOCAL # B4800 SANE -ISTRIP CLOCAL #@S login: #2400v23

2400v23# B2400 CS7 PARENB -PARODD CLOCAL # B2400 SANE -ISTRIP CLOCAL #@S login: #1200v23

1200v23# B1200 CS7 PARENB -PARODD CLOCAL # B1200 SANE -ISTRIP CLOCAL #@S login: #1200v23
</code></pre></blockquote>
<p>Enfin, vous modifiez le fichier <i>inittab</i> de façon à
démarrer <i>uugetty_v23</i> comme dans l'exemple
ci-dessous&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
d4:45:respawn:/sbin/uugetty_v23 ttyS1 9600v23
</code></pre></blockquote>
<p>Une solution différente consisterait à seulement modifier
<i>/etc/gettydefs</i>. La méthode précédente ne fait, finalement,
que redéfinir l'option SANE qui ne comporte pas moins de 16
paramètres, en modifiant l'un d'eux&nbsp;: DEF_CFL. Il est possible
de la redéfinir par configuration en la remplaçant par l'ensemble
des paramètres, sauf CS8 que l'on remplacera par CS7&nbsp;PARENB.
Les entrées de <i>/etc/gettydefs</i> sont à modifier comme
l'exemple ci-après&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
#
# Pour la connexion V.23
#
9600v23# B9600 CS7 PARENB -PARODD CLOCAL # B9600 ISTRIP CS7 PARENB -PARODD (*)
 CLOCAL BRKINT IGNPAR ICRNL IXON IXANY OPOST ONLCR CREAD HUPCL ISIG ICANON (*)
 ECHO ECHOE ECHOK #@S login: #4800v23

(*) a continuer sur la meme ligne

[reste du ficher]
</code></pre></blockquote>
<p>Bien que cela puisse paraître lourd, il est préférable
d'utiliser cette méthode. On a trop tendance à recompiler des
sources pour les adapter à trente-six situations alors qu'ils
fournissent généralement un niveau de configurabilité extrêmement
complet et puissant. C'est le cas ici. Les sources de <i>getty</i>
prévoient d'analyser tous ces paramètres, et cela fonctionne
parfaitement.</p>
<h2><a name="ss8.5">8.5 Utilisation du Minitel pour un accès
distant</a></h2>
<p>Deux cas peuvent se présenter&nbsp;:</p>
<ul>
<li>soit vous souhaitez dédier votre ligne aux seuls accès Minitel,
auquel cas il est souhaitable d'envisager de configurer votre
système comme ci-dessus. Il faut simplement modifier le fichier
<i>/etc/gettydefs</i> en remplaçant l'option CLOCAL par CRTSCTS
dans la première partie (options initiales) et par
CRTSCTS&nbsp;HUPCL dans le partie suivante (options
finales)&nbsp;;</li>
<li>soit vous souhaitez seulement <i>pouvoir</i> utiliser le
Minitel comme terminal distant, sans que ce soit un accès dédié.
Dans ce cas il n'y a rien à faire sur votre système (rien de plus
que la configuration que vous avez déjà dû mettre en place&nbsp;:
getty, gettydefs, inittab, ...). Sur le Minitel, il sera préférable
de le configurer en mode télé-informatique
(&lt;Fcnt&nbsp;T&gt;&nbsp;F).</li>
</ul>
<h2><a name="s9">9. Un modem particulier: le câble
null-modem</a></h2>
<p>Un câble <i>null-modem</i> est tout simplement un câble
inverseur permettant de relier ensemble deux ETTD sans passer par
l'intermédiaire de deux ETCD. Il est conforme aux normes du
C.C.I.T.T., c'est à dire qu'il simule les différents signaux. Son
seul inconvénient est que la liaison ainsi réalisée ne peut
dépasser 250 mètres.</p>
<p>Voici le schéma du câble à réaliser&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
+------+-------+---------------------------------+------+-------+
| Code | V.24  |     Cablage (No de broche)      | Code | V.24  |
+------+-------+---------------------------------+------+-------+
| 101  |  TP   |    1 o-------------------o 1    | 101  |  TP   |
|      |       |                                 |      |       |
| 102  |  TS   |    7 o-------------------o 7    | 102  |  TS   | 
|      |       |                                 |      |       |
| 103  |  ED   |    2 o-------------------o 3    | 104  |  RD   |
|      |       |                                 |      |       |
| 104  |  RD   |    3 o-------------------o 2    | 103  |  ED   |
|      |       |                                 |      |       |
| 105  |  DPE  |    4 o-|               |-o 4    | 105  |  DPE  |
|      |       |        |               |        |      |       |
| 106  |  PAE  |    5 o-|               |-o 5    | 106  |  PAE  |
|      |       |        \        ,------'        |      |       |
|      |       |         -------(---------o 8    | 109  |  DS   |
| 109  |  DS   |    8 o---------'                |      |       |
|      |       |                                 |      |       |
| 107  |  PDP  |    6 o------------------o 20    | 108  |  TDP  |
|      |       |                                 |      |       |
| 108  |  TDP  |   20 o------------------o 6     | 107  |  PDP  |
|      |       |                                 |      |       |
+------+-------+---------------------------------+------+-------+
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="s10">10. Choix d'un modem</a></h2>
<p>Si vous êtes sur le point d'investir dans un modem, il y a au
moins trois facteurs déterminants pour vous&nbsp;:</p>
<dl>
<dt><b>Le coût</b></dt>
<dd>
<p>Ce facteur est généralement le plus important. Vous vous êtes
certainement fixé une somme que vous ne pourrez dépasser que dans
des limites raisonnables (moins de 500 francs environ) et moyennant
un service supplémentaire non négligeable. On trouve à l'heure
actuelle d'excellents modems dans une gamme de prix de l'ordre de
1000 FF à 2000 FF.</p>
</dd>
<dt><b>Le débit</b></dt>
<dd>
<p>La réponse pourrait être vague&nbsp;: tout dépend de
l'utilisation. En fait, il semble que la plupart d'entre vous se
connectera à Internet et la plupart des fournisseurs proposent
désormais des accès à 28800 bits/s. Il semble raisonnable
d'investir dans un tel modem, d'autant plus que leur coût est
rarement supérieur à 2000&nbsp;FF. Vous pouvez d'ailleurs espérer
gagner un peu sur les temps de connexions lors de transferts de
fichiers ou de navigation "WEB".</p>
</dd>
<dt><b>Le type de modem&nbsp;: interne ou externe</b></dt>
<dd>
<p>Pour répondre rapidement, on pourrait dire que le modem interne
a, en France, tous les défauts. Hors de France, il a beaucoup de
défauts. C'est un avis, il vaut ce qu'il vaut, mais il semble
partagé par bon nombre d'utilisateurs&nbsp;:</p>
</dd>
</dl>
<ul>
<li>le premier défaut est qu'il est interne et occupe donc un
emplacement sur le <i>bus</i>. En externe le modem est de plus
facilement transportable d'un PC à un autre, par
exemple&nbsp;;</li>
<li>le deuxième est que notre opérateur national demande à ce qu'un
numéro soit "brûlé" lorsqu'un appel échoue plusieurs fois. Une fois
le numéro brûlé, le modem refuse de le composer. La seule solution
est alors d'éteindre le modem et de recommencer. Au fait, comment
éteignez-vous un modem interne&nbsp;?</li>
<li>le troisième est plutôt lié au confort. La plupart des modems
externes possèdent en effet des voyants indiquant l'état de la
connexion. Il est agréable de constater rapidement que la connexion
est perdue ou que le transfert est perturbé.</li>
</ul>
<p>Le seul inconvénient du modem externe est qu'il occupe un port
série. De plus il vaut mieux posséder un port série rapide de type
16550A (les 16550 sont bogués). Notez cependant que les ports série
de type 8250 (les anciens) supportent des débits pouvant aller
jusqu'à 57600 bits/s. Contrairement à ce que l'on dit, ils ne sont
pas si mauvais que cela. Qui est déjà monté à des débits
supérieurs&nbsp;?</p>
<h2><a name="s11">11. Quelques chiffres</a></h2>
<p>Beaucoup d'utilisateurs se posent des questions sur ce qu'ils
peuvent attendre de leur modem et du coût des communications. Bien
souvent, la facture surprend tous les deux mois.</p>
<h2><a name="ss11.1">11.1 Débit réel</a></h2>
<p>Un petit tableau vaut mieux qu'un long discours, voici quelques
valeurs de débits réels. Evidemment, il n'est pas tenu compte des
problèmes de lignes, de disponibilité des serveurs qui réduisent
parfois les taux de transfert effectifs. De plus, les valeurs sont
indiquées sans compression logicielle. En cas de compression, il
faudra multiplier les valeurs par au plus 2, ce qui est déjà
optimiste.</p>
<p>Il faut savoir qu'en transmission asynchrone 8 bits, étant
donnés les bits de <b>start</b> et de <b>stop</b>, le rendement est
d'environ 80%.</p>
<blockquote>
<pre><code>
+---------------+--------------+-------------------+
| Debit affiche |  Debit reel  |  Ko/s  | Mo/heure |
+---------------+--------------+--------+----------+
|   9600 b/s    |   7680 b/s   |  0,96  |   3,4    |
|               |              |        |          |
|  14400 b/s    |  11520 b/s   |  1,44  |   5,2    |
|               |              |        |          |
|  19200 b/s    |  15360 b/s   |  1,92  |   6,9    |
|               |              |        |          |
|  21600 b/s    |  17280 b/s   |  2,16  |   7,8    |
|               |              |        |          |
|  26400 b/s    |  21120 b/s   |  2,64  |   9,5    |
|               |              |        |          |
|  28800 b/s    |  23040 b/s   |  2,88  |  10,4    |
+---------------+--------------+--------+----------+
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="ss11.2">11.2 Coûts de connexion</a></h2>
<p>Le meilleur indicateur pour ce genre de calcul est bien entendu
France Télécom. Essayons ici de dégager quelques grands chiffres.
Les prix sont indiquées pour un appel à Paris&nbsp;:</p>
<blockquote>
<pre><code>
+---------------+---------------------------------+
|               |  Prix / heure de connexion      |
+---------------+---------------------------------+
| Appel de :    | Tarif plein |   50%   |   65%   |
+---------------+-----------------------+---------+
|     Paris     |   14,84 F   |  7,42 F |  5,20 F |
|               |             |         |         |
|  Proche       |   22,26 F   | 11,13 F |  7,79 F |
|  Banlieue     |             |         |         |
|               |             |         |         |
|  Province     |  127,20 F   | 63,60 F | 44,52 F |
+---------------+---------------------------------+
</code></pre></blockquote>
Prix de l'unité Télécom&nbsp;: 0,742 FF.
<h2><a name="s12">12. Envisager d'écrire des applications</a></h2>
<p>Vous avez sûrement plein d'idées d'applications intéressantes,
mais envisager de contrôler une jonction série vous fait
peur&nbsp;? Voici quelques petites indications.</p>
<h2><a name="ss12.1">12.1 Et si c'était simple&nbsp;?</a></h2>
<p>Sous Unix, donc sous Linux, les seuls objets manipulés lors des
entrées/sorties sont les <i>fichiers</i>. (Tiens, au fait, on
aurait peut-être dû commencer par là&nbsp;! Bon, vous le saviez
déjà, ce n'est pas un cours Unix). La jonction série n'échappe pas
à cette règle et le pilote vous la présente ainsi. Ici, il s'agit
d'un (ou plutôt deux comme on le verra plus loin) fichier
particulier, bien sûr, puisque se cache derrière un pilote
(<i>driver</i>) en mode caractère, mais la façon de réaliser les
entrées sorties est la même&nbsp;: <b>open, read, write, ioctl,
close</b>. Il y a quand même quelques petites choses à savoir.</p>
<p>Le pilote série s'est enregistré, à l'initialisation du noyau,
comme un <i>tty</i>. Il est donc géré comme un tty classique. Il
apporte bien entendu quelques caractéristiques supplémentaires que
nous verrons rapidement dans la section concernant la commande
<i>ioctl</i>. Toujours est-il que si vous savez gérer un <i>tty</i>
sous Unix (commande <i>stty</i>), vous saurez sans problème gérer
ce pilote.</p>
<h3>open, close</h3>
<p>La méthode d'ouverture et de fermeture d'un port série est
classique. Néanmoins un mécanisme particulier se cache derrière la
primitive <b>open</b> qui est rapidement décrit à la section
<a href="#sec-appels">Appels entrants (Dial-in) et appels sortants
(Call-out) sous Linux</a>.</p>
<h3>read, write</h3>
<p>Rien à signaler de particulier.</p>
<h3>ioctl</h3>
<p>Le contrôle de tout système d'entrée/sortie se fait avec la
commande système <i>ioctl</i>. Elle est souvent masquée par des
commandes de haut niveau (setserial, stty, modemstat, ...), mais
elle est leur moteur.</p>
<p>Selon que vous souhaitez vous adresser aux fonctionnalités
classiques d'un <i>tty</i> ou aux fonctions spécialisées du pilote
série, vous utiliserez deux sous-ensembles de commandes
différentes. Vous les retrouverez dans le fichier à inclure
<i>linux/termios.h</i>. Décrivons-les rapidement (on déborde un
tout petit peu du sujet <code>:-)</code>)&nbsp;:</p>
<dl>
<dt><b>TCGETS - TCSETS</b></dt>
<dd>
<p>et quelques dérivés avec WAIT, FLUSH... Elles permettent de
récupérer (resp. positionner) les attributs standard <i>tty</i>
dans une structure <i>termios</i> (voir le fichier
<i>linux/termios.h</i>)</p>
</dd>
<dt><b>TIOCSTTY - TIOCNOTTY</b></dt>
<dd>
<p>permettent de définir (resp. annuler) une session d'utilisation
du <i>tty</i>. Ceci est visible car, entre autres choses, une
conséquence est le changement des droits du fichier
correspondant</p>
<blockquote>
<pre><code>
Avant:
        crw-rw-rw-   1 root     tty        4,  64 Nov 26 20:47 ttyS0
Apres: 
        crw--w--w-   1 root     root       4,  64 Nov 26 20:49 ttyS0
</code></pre></blockquote>
</dd>
<dt><b>TCFLSH et compagnie</b></dt>
<dd>
<p>positionnement d'indicateurs (voir la commande stty)</p>
</dd>
<dt><b>TIOCGSERIAL - TIOCSSERIAL</b></dt>
<dd>
<p>permettent de récupérer (resp. positionner) les informations
générales dans une (resp. à partir d'une) structure
<i>serial_struct</i> (voir le fichier <i>linux/serial.h</i>)&nbsp;:
le type de port série, la ligne, le port, l'irq le port utilisé...
ni plus ni moins ce que fait <i>setserial</i>.</p>
</dd>
<dt><b>TIOCMGET - TIOCMSET</b></dt>
<dd>
<p>permettent de récupérer (resp. positionner) les informations
plus spécifiques à la jonction proprement dite (dans un entier,
sous forme de bits positionnés selon que l'indicateur correspondant
est vrai ou faux)&nbsp;:</p>
</dd>
</dl>
<blockquote>
<pre><code>
+-------------------------------------------------------------------------------------------+
|   //     DSR      RNG       CAR        CTS        //   //    RTS            DTR         //|
|  //   (Data Set  (Ring)  (Carrier)  (Clear To    //   //   (Request   (Data Terminal   // |
| //      Ready)                        Send)     //   //     To Send)      Ready)      //  |
+------+----------+-------+----------+-----------+----+----+-----------+---------------+----+
 31   9     8         7        6          5        4    3        2          1            0
</code></pre></blockquote>
<h2><a name="sec-appels"></a> <a name="ss12.2">12.2</a> Appels
entrants (Dial-in) et appels sortants (Call-out) sous Linux</h2>
<h3>Introduction</h3>
<p>Le pilote série du noyau de Linux propose de gérer un même port
série à la fois pour les appels entrants et pour les appels
sortants exploitant ainsi pleinement leur caractéristique
bi-directionnelle. Il offre donc à l'utilisateur deux types de
fichiers&nbsp;:</p>
<ul>
<li><code>/dev/ttyS&lt;n&gt;</code>&nbsp;: sont généralement
utilisés en entrée&nbsp;;</li>
<li><code>/dev/cua&lt;n&gt;</code>&nbsp;: sont généralement
utilisés en sortie.</li>
</ul>
<h3>Gestion</h3>
<p>Chaque port série est enregistré deux fois auprès du gérant
<i>tty</i>&nbsp;: une fois en mode <i>entrée</i> (ttyS,
majeur&nbsp;4) et une fois en mode <i>sortie</i> (cua,
majeur&nbsp;5). Voyons rapidement comment le pilote gère ensuite
les "deux" ports&nbsp;:</p>
<ul>
<li>les ports séries <code>/dev/cua</code> sont gérés en mode
<i>non-bloquant</i>. Leur ouverture n'est possible que si la ligne
<code>/dev/ttyS</code> correspondante n'est pas ouverte et active
(sinon <code>errno</code> retourne EBUSY)&nbsp;;</li>
<li>les ports séries <code>/dev/ttyS</code> sont gérés en mode
bloquant ou non-bloquant, c'est donc un peu plus compliqué. Si
l'indicateur CLOCAL est positionné, l'ouverture en mode
<b>bloquant</b> est effective si la ligne <code>/dev/cua</code> est
libre. Si l'indicateur CLOCAL n'est pas positionné, elle est
effective si les deux conditions suivantes sont réunies&nbsp;:
<ul>
<li>la ligne est libre (le <code>/dev/cua</code> correspondant
n'est pas utilisé),</li>
<li>la porteuse (circuit 109) a été détectée.</li>
</ul>
Dans ce mode et pendant que l'ouverture est bloquée, la ligne n'est
pas occupée, ce qui signifie qu'une application peut toujours
effectuer un appel sortant. Si le port est en cours de fermeture,
l'ouverture échoue (EAGAIN).
<p>L'ouverture en mode non-bloquant, quant à elle, est effective si
le port n'est pas déjà ouvert et actif (sinon <code>errno</code>
retourne EBUSY)</p>
<blockquote>Les applications utilisent de plus le mécanisme des
fichiers de verrouillage garantissant l'unicité d'utilisation de la
ressource.</blockquote>
.</li>
</ul>
<p>C'est le mode qu'utilisent beaucoup d'applications comme
<i>getty</i> qui souhaitent dans un premier temps initialiser la
ligne (pour éviter des instabilités liées aux connexions
précédentes) voire ensuite pour initialiser l'équipement (modem).
Elles ne s'intéressent qu'au fait que la ligne soit occupée, en
fermeture ou libre. Si celle-ci n'est pas libre, l'application se
termine et le mécanisme du <i>respawn</i> se charge de les
relancer.</p>
<p>Pour la gestion de la connexion proprement dite, l'application
<i>getty</i> (pour prendre un exemple courant) ouvre la ligne, soit
en mode bloquant si vous laissez le modem en réponse automatique,
soit en mode non-bloquant si vous souhaitez qu'elle gère activement
la connexion. Elle est alors en attente bloquante en lecture (sur
<i>read</i>).</p>
<h2><a name="s13">13. Quelques applications intéressantes</a></h2>
<h2><a name="ss13.1">13.1 Un numéroteur</a></h2>
<p>Cette idée va faire plaisir à <i>Xavier CAZIN</i>&nbsp;: c'est
la sienne. Le mieux est de le laisser parler&nbsp;:</p>
<blockquote>En fait, je trouverais très utile de cliquer sur un
bouton pour appeler une personne retrouvée dans une base de données
par exemple. Surtout si elle se trouve à l'étranger (minimum 12
chiffres depuis ici). Donc, ce que j'aimerais, ce sont les
renseignements nécessaires au programmeur pour pouvoir construire
un frontal qui demande au modem de composer le numéro choisi, puis
affiche un message (si le poste n'est pas occupé) du style "Le
téléphone sonne, prenez le combiné". Ces petites choses toutes
simples demandent de comprendre ce que signifie prendre la ligne et
la relâcher, pour un modem.</blockquote>
<p>Excellent exercice. Alors avec tout ce que l'on vient de dire,
au travail&nbsp;<code>:-)</code>. En laissant de côté la partie
base de données, l'algorithme à utiliser correspond à
<i>l'organigramme d'un appel</i> donné à titre d'information au
chapitre <a href="#sec-modems">Le modem</a>, auquel il faut
rajouter&nbsp;:</p>
<ul>
<li>au préalable, ouvrir le port série
(<code>/dev/cua&lt;n&gt;</code>), le configurer. Le mieux est de
prendre exemple sur ce que fait <i>getty</i>&nbsp;;</li>
<li>envoyer ensuite les commandes AT d'initialisation puis de
numérotation (utiliser la fonction chat()) qui fait ceci très
bien&nbsp;;</li>
<li>enfin se mettre en lecture sur le port afin de détecter les
messages émis par le modem. Le seul problème ici est qu'il sera
difficile d'attendre certains d'entre-eux (NO&nbsp;ANSWER, TIMEOUT)
étant donné qu'il faut prévenir l'utilisateur qu'il peut
décrocher.</li>
</ul>
<p>Par contre les messages NO&nbsp;DIALTONE (modem pas branché), et
BUSY sont fort intéressants et permettent d'informer l'utilisateur
immédiatement.</p>
<h2><a name="ss13.2">13.2 modemstat et compagnie</a></h2>
<p>Vous trouverez sur les <i>serveurs ftp</i> habituels quelques
petits programmes permettant d'afficher l'état de la jonction. Vous
pourrez vous intéresser particulièrement à la façon de récupérer
les informations (plutôt que sur l'interface utilisateur qui est
l'exemple même de ce qu'il ne faut pas faire).</p>
<blockquote>
<pre><code>
/pub/linux/sunsite/system/Serial/modem-stats-1.0.tar.gz
/pub/linux/sunsite/system/Serial/statserial-1.1.tar.gz
/pub/linux/sunsite/system/Serial/modemstat-0.2.tgz
</code></pre></blockquote>
<p>Un bon point pour statserial aussi simple que bien présenté, en
mode texte.</p>
<h2><a name="ss13.3">13.3 Un détecteur de signal 109 (CD)</a></h2>
<p>Lu dans <i>comp.os.linux.development.apps</i> cette demande</p>
<blockquote>Existe-t-il un utilitaire que je pourrais utiliser dans
un <i>shell-script</i> et retournant une valeur, disons 1, si le
signal <i>Détection de porteuse</i> est monté et 0
sinon&nbsp;?</blockquote>
<p>Le message ne dit pas quel en serait l'usage mais peu importe
c'est un excellent exemple d'utilitaire assez facile à réaliser.
Voici d'ailleurs un exemple de code source possible&nbsp;:</p>
<hr>
<pre>
------------------------- debut de carrier.c -------------------------
#include &lt;sys/types.h&gt;
#include &lt;sys/stat.h&gt;
#include &lt;sys/ioctl.h&gt;
#include &lt;termios.h&gt;
#include &lt;unistd.h&gt;
#include &lt;fcntl.h&gt;
#include &lt;string.h&gt;
#include &lt;stdlib.h&gt;
#include &lt;errno.h&gt;
#include &lt;stdio.h&gt;

main(int argc, char *argv[])
{
  char *whoami, *device;
  int fd;
  int modem_bits;
  
  whoami = (whoami = strrchr(argv[0], '/')) ? whoami + 1 : argv[0];

  if (argc != 2) {
    fprintf(stderr, "Usage: %s device-file\n", whoami);
    return(EXIT_FAILURE);
  }

  device = argv[1];

  if ((fd = open(device, O_RDONLY | O_NDELAY)) &lt; 0) {
    fprintf(stderr, "%s: error opening \"%s\": %s\n", whoami, device,
            strerror(errno));
    return(EXIT_FAILURE);
  }

  if (ioctl(fd, TIOCMGET, &amp; modem_bits) &lt; 0) {
    fprintf(stderr, "%s: error getting modem line statuses for \"%s\": %s\n",
            whoami, device, strerror(errno));
    return(EXIT_FAILURE);
  }

  if (modem_bits &amp; TIOCM_CAR) {
    printf("1\n");
    return(EXIT_SUCCESS);
  }
  
  printf("0\n");
  return(EXIT_FAILURE);
}
------------------------- fin de carrier.c -------------------------
</pre>
<hr>
<p>On pourra ensuite l'utiliser dans un <i>shell</i> de la manière
suivante&nbsp;:</p>
<hr>
<pre>
if [ `carrier /dev/modem` -eq 1 ]; then
        ... choses a faire si la porteuse est detectee ...
else
        ... choses a faire s'il n'y a pas de porteuse ...
fi
</pre>
<hr>
<h2><a name="s14">14. Remerciements</a></h2>
<p>Ce document n'aurait vu le jour sans un certain nombre de gens
fort sympathiques et plein de bonnes idées appartenant pour la
plupart à la mailing list de traduction :</p>
<p>René COUGNENC,\\ Xavier CAZIN,\\ Bernard CHOPPY,\\ François
AUDIBERT\\ Eric DUMAS,\\ Pierre FICHEUX, \\ Hervé MIGNOT, \\ Pierre
VASSELLERIE, \\ Jacques LAVIGNOTTE, \\ et tous les autres.</p>
</body>
</html>
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