L’engouement pour le Web est tel que des millions de mégaoctets de données s’engouffrent quotidiennement dans les lignes téléphoniques. Les fournisseurs de services Internet doivent augmenter le nombre de leurs lignes, tout en cherchant à rentabiliser l’utilisation de chacune d’entre elles. Les bancs de modems qu’ils ont installés chez eux devront gérer simultanément des centaines de canaux tout en optimisant la bande passante par canal. Cette évolution imposera de transmettre non seulement les données, mais également la voix et les télécopies sous la forme de trames IP. De nouveaux équipements sont donc déjà nécessaires. Ils doivent exécuter à la fois des algorithmes de type modem (V.34, V.90…) et des algorithmes de type codec (G.729, G.723…) avec annulation d’écho (G.165 et G.168), propres à la voix sur IP.
Les processeurs spécialisés réduisent la complexité
Dans la mesure où certains systèmes traitent plusieurs milliers d’abonnés en même temps, l’encombrement des circuits nécessaires à leur réalisation devient un facteur stratégique. Une solution compacte et évolutive est désormais réalisable grâce aux circuits multiDSP (Digital signal processing). Pour les modems monocanaux classiques, nombre de fabricants ont déjà adopté des systèmes logiciels à base de processeurs de signaux (DSP), plus faciles à mettre à jour lors de l’apparition de nouvelles normes de communication. Pour traiter plusieurs canaux simultanément, les fabricants peuvent soit choisir un DSP unique et surpuissant associé à un noyau temps réel, soit utiliser un DSP classique par canal. La première solution réduit le nombre de composants sur la carte, mais se heurte au problème du traitement en parallèle de multiples algorithmes gourmands en puissance de calcul. La seconde est plus simple d’un point de vue logiciel, puisqu’elle fait appel à des DSP indépendants ayant chacun leur mémoire associée. Cependant, à mesure que le nombre de canaux croît, la quantité de composants sur une carte devient vite excessive. Il existe pourtant un compromis entre ces deux possibilités, qui consiste à disposer huit DSP indépendants dans un même boîtier BGA (Ball grid array). Chaque DSP déroule jusqu’à trois algorithmes en parallèle, et un seul boîtier gère alors jusqu’à vingt-quatre canaux indépendants. Dès lors, il est envisageable d’exécuter une fonction modem V.90 sur l’un des ports du DSP, un algorithme G.729A sur un deuxième port et une télécopie sur un troisième. L’encombrement reste ainsi réduit. Pour le raccordement au réseau téléphonique classique, ces DSP possèdent un port TDM (Time division multiplexing) capable de recevoir directement des trames MIC (modulation par impulsions codées). Ce port TDM peut être configuré en vingt-quatre ou trente-deux intervalles de temps, et, de ce fait, acceptera les trames aux formats T1 et E1. Chaque DSP disposant de 48 Ko de mémoire programme et de 56 Ko de mémoire pour les données, il exécute des algorithmes voix, fax ou modem, y compris les modulations comme le V.90, complétées des algorithmes de correction d’erreur V.42 et de compression des données V.42 bis.
Des paquets de données datés et stockés
La gestion des différents algorithmes sera assurée par un séquenceur temps réel embarqué. Après initialisation, le protocole V.8 est chargé dans le DSP. Celui-ci négocie le débit avec le modem distant. Il lance ensuite une requête correspondant à la modulation choisie. Le contrôleur télécharge cette page ?” lue à partir d’une mémoire de masse (PRom, flash ou DRam) ?” dans la SRam du DSP. Une grande diversité de modules logiciels est disponible. On trouve toutes les modulations modems classiques (V.21, V.22… V.34, V.90), les procédures de correction d’erreur V.42 et de compression des données V.42 bis, les modulations fax, et les protocoles du RNIS tels que les V.110, V.120 ou HDLC. Pour la voix sur IP, les algorithmes de compression de la parole (G.729 annexes A/B, G.711, G.723.1) et les algorithmes d’annulation d’écho (G.165, G.168) sont également disponibles. Afin de compenser les pertes ou les retards dus à Internet, les paquets de données contenant des paroles compressées sont datés et stockés dans un jitter buffer avant leur décompression. Bien qu’il soit théoriquement possible de faire fonctionner les algorithmes UDP (User datagram protocol) et TCP-IP dans le DSP, ceux-ci sont confiés au contrôleur externe. Grâce au port TDM des DSP, les conversations téléphoniques présentes dans chacun des intervalles de temps d’une trame MIC sont analysées par le banc de DSP, en sortie desquels on obtiendra des paquets de données marqués temporellement. Le contrôleur externe transmettra ensuite l’ensemble sous la forme de trames IP. Déjà, des circuits capables de traiter vingt-quatre canaux sont en cours d’introduction, mais les choses n’en resteront certainement pas là puisque, pour une même surface de carte, le nombre de voies supportées double tous les neuf mois.
*Article issu d’un dossier publié dans le journal Electronique, n?’ 97, p. 66.
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