1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 697Hz 1 2 3 A 770Hz 4 5 6 B 852Hz 7 8 9 C 941Hz * 0 # D Frequency Shift Keying Quadrature Phase Shift Keying
Un exemple de codes Hayes est la séquence suivante: ATDT0W024567890. AT: Attention: indique le début d'un ordre. DT: Formez le numéro en fréquences vocales 0W024567890: Formez le 0, attendez la seconde tonalité de ligne (nous passons par une centrale intérieure et le "0" permet d'obtenir une lign extérieure) formez ensuite le numéro.
Quadrature Amplitude Modulation 16-QAM
Exemples: 1111 est encodé avec une basse amplitude (0.3V) et une phase de 45° 0000 est encodé avec une amplitude élevée (1.0V) et une phase de 225° Certaines combinaisons n'ont pas une phase de 45, 135, 225 of 315°. Cela permet d'avoir une distance plus élevée des points et donc un meilleur rapport signal-bruit. Toutes les combinaisons utilisées par le modem sont appellées constellation (le diagramme ressemble à une constellation d'étoiles)
Spectre d'erreur
Erreurs causées par une différence d'amplitude (rouge) et de phase (bleu). Tant que les erreurs ne sont pas trop importantes, le symbole correct peut être détecté. En pratique, il y aura aussi bien une erreur d'amplitude que de phase, le point devient ainsi une tache plus ou moins ronde. Plus on définit de points (plus de bits par baud et donc un débit plus élevé), et plus la marge d'erreur est réduite. La qualité de la ligne doit donc être meilleure pour pouvoir décoder le signal. Les possibilités d'un modem sont décrites sur une page suivante: Bulletin boads systems, Fidonet et internet

Le système était déjà employé par les opérateurs des centrales manuelles pour transférer un numéro à une autre centrale. Le système était très fiable et a donc trouvé sa place dans les téléphones même, au lieu de la sélection d'un numéro par impulsions, qui était d'application jusqu'alors.

Les fréquences utilisées sont choisies de telle manière qu'elles ne forment pas des multiples (pour que toutes les harmoniques possibles ne puissent pas former un code correct). Les fréquences ne peuvent pas non plus correspondre aux fréquences déjà utilisées dans les centraux mêmes.

Le système prévoit 16 touches, avec entre autre les codes A, B, C et D qui ne sont pas prévus sur un téléphone ordinaire. Ces codes sont par exemple utilisés sur le réseau militaire où ils indiquent un niveau de priorité.

L'avantage de ce système, c'est qu'il s'agit d'une signalisation intrabande. Les codes peuvent donc être transportés dans tout le système.

Le système est tellement répandu que des messageries téléphoniques utilisent le système ("appuyez sur 1 pour..."), même si le réseau terrestre est de moins en moins utilisé. Les gsm génèrent ces codes indirectement (par l'envoi d'un "event") car les fréquences vocales ne sont plus utilisés sur le réseau mobile.

La seule solution, si tu voulais rester en règle, c'était d'utiliser un modem accoustique. Il s'gissait d'un appareil sur lequel tu plaçais le combiné du téléphone après avoir formé le numéro.

La modulation d'amplitude n'a jamais été utilisée en pratique à cause des parasites sur la ligne (beaucoup plus présents sur les anciennes lignes analogiques). La modulation de fréquence pouvait mieux éliminer les parasites. La modulation d'amplitude sera utilisée plus tard combinée à la modulation de phase (quand la qualité des lignes se sera améliorée).

En rose la porteuse à fréquence et amplitude fixe. Lors de la modulation, on introduit des déphasages. Avec un déphasage de 45° (bits 00), la porteuse modulée est en avance de 45° par rapport à la porteuse de référence. La porteuse de référence doit être reconstituée dans le récepteur pour pouvoir démoduler le signal.

Plus tard, il sera possible de brancher des modems certifiés sur le réseau téléphonique, mais la procédure pour certifier un modem était si complexe qu'il n'y avait que peu de fabricants sur le marché.

Il ne fallait donc plus former manuellement un numéro (ou utiliser un composeur de numéro séparé commandé via un second port sériel), le logiciel pouvait automatiquement commander l'établissement d'une communication et libérer la ligne en fin de transaction.

Jusqu'à présent les modems utilisaient une bande de fréquence différente pour émettre et recevoir, l'écho n'avait donc aucun effet. Mais ce système à comme inconvénient qu'il ne permet d'utiliser que la moitié de la bande passante disponible. Les modems plus modernes analysent les caractéristiques de la ligne et mesurent l'écho avant toute communication (amplitude et retard). Quand le modem se met a émettre des données, il place le signal sur la ligne, mais également dans une ligne à retard programmable. Le signal à la sortie de la ligne à retard est soustrait du signal entrant, ce qui fait qu'un écho est éliminé.

La modulation en quadrature (phase) et amplitude est également utilisé pour des applications analogiques. En télévision analogique PAL et NTSC, la couleur est codée par une sous porteuse modulée en amplitude (intensité de la couleur) et en phase (teinte). QAM était également utilisé pour les programmes en stéréo sur la bande AM

En optimalisant la modulation on pouvait aller jusqu'à 33kb/s, le maximum qui pouvait être atteint avec une ligne téléphonique normale. On utilise ici une constellation de points avec une phase et une amplitude différente. Chaque point de la constellation représente un code possible. On place les points les plus éloignés les uns des autres pour augmenter la fiabilité du décodage. Plusieurs constellations étaient utilisées, mais la vitesse de transfer maximale de 33kb/s ne pouvait pas être dépassée.

Mais la ligne téléphonique a une capacité plus élevée que la bande passante de 3000Hz. Cette bande passante a été établie pour permettre le multiplexage de la ligne entre les différents centraux téléphoniques, permettant de transmettre plus d'une communication par cable.

La communication dans une même zone téléphonique peut se faire avec une bande passante plus élevée. Nous voyons l'émergence du service RSDN (réseau numérique à intégration de données) qui permet un canal de données de 64kb/s en plus du canal analogique.

Sur le réseau analogique, la vitesse des modems est limitée à 56k. Cette valeur a longtemps été une limite, tout comme les vitesses de 300 (modem accoustique), 1200/2400 (PSK) et 9600 (QAM) qui ont été une limite qui a été maintenue pendant de longues années.

L'ADSL utilise une bande passante qui se trouve au dessus de la bande attribuée à la ligne analogique, et les deux services peuvent être utilisés en même temps. Le signal ADSL n'existe qu'entre l'utilisateur et la centrale.

Une vitesse de download (téléchargement) de 10Mbits est possible, ce qui correspond à une multiplication du débit par 200 comparé à un modem analogique. Un fichier qui met 10 minutes à être téléchargé l'est maintenant en 3 secondes.

L'ADSL est asymmétrique avec un uplink plus limité, mais cela ne pose pas problème en utilisation normale, où l'internet est principalement utilisé pour aller chercher des données. L'asymmétrie est dictée par la technique: il y a plus de bruit de fond et de diaphonie à la centrale, là où tous les cables se rencontrent. En utilisant une bande passante plus étroite pour l'uplink, on réduit le bruit de fond sur les données qui entrent à la centrale. Le downlink utilise lui une bande plus large, car les parasites n'influencent pas le signal plus puissant à la sortie de la centrale. Et comme cela on transforme un problème technique en argument de vente (download plus important!!!)

La même asymmétrie se rencontre avec l'internet via le cable, qui était prévu à l'origine uniquement pour diffuser des programmes de télévision. En remplacant tous les amplificateurs de lignes, on a pu rendre le cable bi-directionnel. Cette fonctionalité a d'abord été utilisée par des applications de télévision payante (programmes à la demande, programmes exclusifs...) qui rapportent plus que l'internet.