{"id":85741,"date":"2020-06-19T01:42:40","date_gmt":"2020-06-18T23:42:40","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl"},"modified":"2020-06-19T01:42:40","modified_gmt":"2020-06-18T23:42:40","slug":"peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/fr\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","title":{"rendered":"La transmission de donn\u00e9es sur une distance allant jusqu'\u00e0 20 km par des c\u00e2bles ordinaires ? C'est facile avec le SHDSL...","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Malgr\u00e9 la diffusion g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e des r\u00e9seaux Ethernet, les technologies de communication bas\u00e9es sur le DSL conservent toute leur pertinence aujourd'hui. On retrouve encore le DSL dans les r\u00e9seaux de derni\u00e8re mile pour connecter le mat\u00e9riel d'abonnement aux r\u00e9seaux des fournisseurs d'acc\u00e8s Internet, et r\u00e9cemment, cette technologie est de plus en plus utilis\u00e9e dans la cr\u00e9ation de r\u00e9seaux locaux, par exemple dans des applications industrielles, o\u00f9 le DSL compl\u00e8te l'Ethernet ou les r\u00e9seaux de terrain bas\u00e9s sur RS-232\/422\/485. De telles solutions industrielles sont activement utilis\u00e9es dans les pays europ\u00e9ens et asiatiques d\u00e9velopp\u00e9s.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Le DSL repr\u00e9sente un ensemble de normes qui ont \u00e9t\u00e9 initialement con\u00e7ues pour transmettre des donn\u00e9es num\u00e9riques sur des lignes t\u00e9l\u00e9phoniques. Historiquement, cela a \u00e9t\u00e9 la premi\u00e8re technologie d'acc\u00e8s haut d\u00e9bit \u00e0 Internet, rempla\u00e7ant le DIAL UP et l'ISDN. La grande vari\u00e9t\u00e9 de normes DSL actuellement existantes est due au fait que de nombreuses entreprises, depuis les ann\u00e9es 80, ont essay\u00e9 de d\u00e9velopper et de promouvoir leur propre technologie sur le march\u00e9.<\/p>\n

Tous ces d\u00e9veloppements peuvent \u00eatre divis\u00e9s en deux grandes cat\u00e9gories : les technologies asym\u00e9triques (ADSL) et sym\u00e9triques (SDSL). Les technologies asym\u00e9triques permettent des vitesses de connexion d'entr\u00e9e diff\u00e9rentes de celles du trafic sortant. Les technologies sym\u00e9triques, quant \u00e0 elles, garantissent des vitesses d'envoi et de r\u00e9ception \u00e9quivalentes.<\/p>\n

Les normes asym\u00e9triques les plus connues et r\u00e9pandues sont, en effet, l'ADSL (dans sa derni\u00e8re version \u2013 ADSL2+) et le VDSL (VDSL2), tandis que les normes sym\u00e9triques incluent le HDSL (profil obsol\u00e8te) et le SHDSL. Elles se distinguent par les diff\u00e9rentes fr\u00e9quences sur lesquelles elles fonctionnent, leurs m\u00e9thodes de codage et de modulation sur la ligne de communication physique. Les techniques de correction d'erreurs varient \u00e9galement, ce qui permet d'assurer un niveau diff\u00e9rent de r\u00e9sistance aux interf\u00e9rences. En cons\u00e9quence, chaque technologie a ses limites en mati\u00e8re de vitesse et de distance de transmission des donn\u00e9es, selon le type et la qualit\u00e9 du conducteur.<\/p>\n

\"La
\nParam\u00e8tres limites des diff\u00e9rentes normes DSL <\/i><\/p>\n

Dans toute technologie DSL, la vitesse de transmission des donn\u00e9es diminue avec l'augmentation de la longueur du conducteur. \u00c0 des distances extr\u00eames, il est possible d'obtenir une vitesse de plusieurs centaines de kilobits, mais pour une transmission de donn\u00e9es \u00e0 200-300 m, la vitesse maximale disponible est atteinte. <\/p>\n

Parmi toutes les technologies, le SHDSL pr\u00e9sente un avantage consid\u00e9rable qui permet son utilisation dans des applications industrielles : une grande r\u00e9sistance aux interf\u00e9rences et la possibilit\u00e9 d'utiliser tout type de conducteur pour la transmission de donn\u00e9es. Cela n'est pas le cas dans les standards asym\u00e9triques, o\u00f9 la qualit\u00e9 de la connexion d\u00e9pend fortement de la qualit\u00e9 de la ligne utilis\u00e9e pour la transmission des donn\u00e9es. En particulier, l'utilisation de c\u00e2bles t\u00e9l\u00e9phoniques torsad\u00e9s est recommand\u00e9e. Dans ce cas, une solution plus fiable que l'ADSL et le VDSL s'av\u00e8re \u00eatre l'utilisation d'un c\u00e2ble optique.<\/p>\n

Pour le SHDSL, n'importe quelle paire de conducteurs isol\u00e9s les uns des autres convient : en cuivre, en aluminium, en acier, etc. Comme milieu de transmission, des vieilles installations \u00e9lectriques, des anciennes lignes t\u00e9l\u00e9phoniques, des fils barbel\u00e9s de cl\u00f4tures, etc., peuvent \u00eatre utilis\u00e9s.<\/p>\n

\"La
\nD\u00e9pendance de la vitesse de transmission des donn\u00e9es en SHDSL par rapport \u00e0 la distance et au type de conducteur.<\/i><\/p>\n

\u00c0 partir du graphique montrant la d\u00e9pendance de la vitesse de transmission des donn\u00e9es de la distance et du type de conducteur, pr\u00e9sent\u00e9 pour le SHDSL, on peut voir que des conducteurs de plus grande section permettent de transmettre des informations sur de plus longues distances. Gr\u00e2ce \u00e0 cette technologie, il est possible d'organiser une connexion sur une distance allant jusqu'\u00e0 20 km avec une vitesse maximale de 15,3 Mb\/s pour un c\u00e2ble \u00e0 2 fils ou 30 Mb pour un c\u00e2ble \u00e0 4 fils. Dans des applications r\u00e9elles, la vitesse de transmission peut \u00eatre r\u00e9gl\u00e9e manuellement, ce qui est n\u00e9cessaire dans des conditions d'interf\u00e9rences \u00e9lectromagn\u00e9tiques fortes ou de mauvaise qualit\u00e9 de ligne. Dans ce cas, pour augmenter la distance de transmission, il est n\u00e9cessaire de r\u00e9duire la vitesse de fonctionnement des appareils SHDSL. Pour un calcul pr\u00e9cis de la vitesse en fonction de la distance et du type de conducteur, des outils logiciels gratuits tels que le calculateur SHDSL de Phoenix Contact<\/a><\/noindex>. <\/p>\n

Qu'est-ce qui conf\u00e8re au SHDSL une grande r\u00e9sistance aux interf\u00e9rences ?<\/h3>\n

\nLe principe de fonctionnement du r\u00e9cepteur-transmetteur SHDSL peut \u00eatre repr\u00e9sent\u00e9 sous forme de diagramme en blocs, mettant en \u00e9vidence une partie sp\u00e9cifique et ind\u00e9pendante (invariante) du point de vue de l'application. La partie ind\u00e9pendante se compose de blocs fonctionnels PMD (D\u00e9pendant du Support Physique) et PMS-TC (Couche TC Sp\u00e9cifique au Support Physique), tandis que la partie sp\u00e9cifique comprend le niveau TPS-TC (Couche TC Sp\u00e9cifique au Protocole de Transmission) et les interfaces de donn\u00e9es utilisateur. <\/p>\n

La ligne de communication physique entre les r\u00e9cepteurs-transmetteurs (STU) peut exister sous forme de c\u00e2bles \u00e0 paires torsad\u00e9es uniques ou de plusieurs c\u00e2bles \u00e0 paires torsad\u00e9es. Dans le cas de plusieurs paires de c\u00e2bles, le STU contient plusieurs blocs PMD ind\u00e9pendants, chacun \u00e9tant li\u00e9 \u00e0 un unique PMS-TC.<\/p>\n

\"La
\nMod\u00e8le fonctionnel du r\u00e9cepteur-transmetteur SHDSL (STU)<\/i><\/p>\n

Le module TPS-TC d\u00e9pend de l'application dans laquelle l'appareil est utilis\u00e9 (Ethernet, RS-232\/422\/485, etc.). Sa t\u00e2che consiste \u00e0 convertir les donn\u00e9es utilisateur au format SHDSL, en effectuant le multiplexage\/d\u00e9multiplexage et la synchronisation de plusieurs canaux de donn\u00e9es utilisateur.<\/p>\n

Au niveau PMS-TC, les trames SHDSL sont form\u00e9es et synchronis\u00e9es, ainsi que leur scrambler et descrambler.<\/p>\n

Le module PMD r\u00e9alise les fonctions d'encodage\/d\u00e9codage d'informations, de modulation\/d\u00e9modulation, d'\u00e9chappement d'\u00e9cho, d'ajustement des param\u00e8tres sur la ligne de communication et d'\u00e9tablissement de la connexion entre les r\u00e9cepteurs-transmetteurs. C'est au niveau PMD que les op\u00e9rations principales sont effectu\u00e9es, assurant une haute r\u00e9sistance aux interf\u00e9rences du SHDSL, y compris l'encodage TCPAM (encodage Trellis avec modulation par impulsion analogique), un m\u00e9canisme de codage et de modulation commun qui am\u00e9liore l'efficacit\u00e9 spectrale du signal par rapport \u00e0 une m\u00e9thode s\u00e9par\u00e9e. Le principe de fonctionnement du module PMD peut \u00e9galement \u00eatre repr\u00e9sent\u00e9 sous la forme d'un diagramme fonctionnel.<\/p>\n

\"La
\nDiagramme en blocs du module PMD<\/i><\/p>\n

Le TC-PAM repose sur l'utilisation d'un encodeur convolutionnel qui g\u00e9n\u00e8re une s\u00e9quence de bits redondante du c\u00f4t\u00e9 du transmetteur SHDSL. \u00c0 chaque cycle de fonctionnement, chaque bit entrant dans l'encodeur est associ\u00e9 \u00e0 un double bit (dibit) en sortie. Ainsi, au prix d'une redondance relativement faible, on am\u00e9liore la r\u00e9sistance aux interf\u00e9rences de la transmission. L'utilisation de la modulation Trellis permet de r\u00e9duire la bande passante utilis\u00e9e pour la transmission des donn\u00e9es et de simplifier la partie mat\u00e9rielle tout en conservant le rapport signal\/bruit.<\/p>\n

\"La
\nPrincipe de fonctionnement de l'encodeur Trellis (TC-PAM 16)<\/i><\/p>\n

Le double bit est form\u00e9 par une op\u00e9ration logique d'addition modulo 2 (exclusive \u00ab ou \u00bb) bas\u00e9e sur le bit d'entr\u00e9e x1(tn) et les bits x1(tn-1), x1(tn-2), etc. (jusqu'\u00e0 20), qui ont \u00e9t\u00e9 soumis \u00e0 l'encodeur auparavant et qui sont stock\u00e9s dans des registres de m\u00e9moire. Au cycle suivant de l'encodeur tn+1, il y aura un d\u00e9calage des bits dans les cellules de m\u00e9moire afin d'effectuer l'op\u00e9ration logique : le bit x1(tn) sera d\u00e9plac\u00e9 en m\u00e9moire, d\u00e9pla\u00e7ant toute la s\u00e9quence de bits stock\u00e9e l\u00e0.<\/p>\n

\"La
\nAlgorithme de l'encodeur convolutionnel<\/i><\/p>\n

\"La
\nTables de v\u00e9rit\u00e9 de l'op\u00e9ration d'addition modulo 2<\/i><\/p>\n

Pour une meilleure compr\u00e9hension, il est pratique d'utiliser un diagramme d'\u00e9tat de l'encodeur convolutif, qui montre dans quel \u00e9tat se trouve l'encodeur aux moments tn, tn+1, etc., en fonction des donn\u00e9es d'entr\u00e9e. L'\u00e9tat de l'encodeur dans ce cas fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la paire de valeurs du bit d'entr\u00e9e x1(tn) et du bit dans la premi\u00e8re cellule de m\u00e9moire x1(tn-1). Pour construire le diagramme, on peut utiliser un graphe o\u00f9 les sommets repr\u00e9sentent les \u00e9tats possibles de l'encodeur et les transitions d'un \u00e9tat \u00e0 un autre sont marqu\u00e9es par les bits d'entr\u00e9e correspondants x1(tn) et les dibits de sortie $inline$y ₀y ₁(t ₀)$inline$.<\/p>\n

\"La \"La
\nDiagramme d'\u00e9tats et graphique de transitions de l'encodeur convolutionnel du transmetteur<\/i><\/p>\n

Dans le transmetteur, \u00e0 partir des quatre bits obtenus (deux bits de sortie de l'encodeur et deux bits de donn\u00e9es), un symbole est form\u00e9, dont chacun correspond \u00e0 une amplitude sp\u00e9cifique du signal de modulation de l'analogique-modulateur impulsionnel. <\/p>\n

\"La
\n\u00c9tat de l'AIM 16 bits en fonction de la valeur du symbole \u00e0 quatre bits<\/i><\/p>\n

Du c\u00f4t\u00e9 du r\u00e9cepteur du signal, le processus inverse se produit : la d\u00e9modulation et l'extraction de la s\u00e9quence n\u00e9cessaire de bits d'entr\u00e9e du codeur x1(tn) \u00e0 partir du code redondant (bits doubles y0y1(tn)). Cette op\u00e9ration est effectu\u00e9e par le d\u00e9codeur de Viterbi.<\/p>\n

L'algorithme du d\u00e9codeur est bas\u00e9 sur le calcul de la m\u00e9trique d'erreur pour tous les \u00e9tats possibles suppos\u00e9s du codeur. La m\u00e9trique d'erreur est la diff\u00e9rence entre les bits re\u00e7us et les bits suppos\u00e9s pour chaque chemin possible. S'il n'y a pas d'erreurs lors de la r\u00e9ception, la m\u00e9trique d'erreur du chemin r\u00e9el sera 0, car il n'y a pas de divergence dans les bits. Pour les chemins faux, la m\u00e9trique sera diff\u00e9rente de z\u00e9ro, augmentera continuellement et, au bout d'un moment, le d\u00e9codeur cessera de calculer le chemin erron\u00e9, ne conservant que le vrai.<\/p>\n

\"La \"La
\nDiagramme d'\u00e9tat du codeur, calcul\u00e9 par le d\u00e9codeur de Viterbi du r\u00e9cepteur<\/i><\/p>\n

Mais comment cet algorithme assure-t-il la r\u00e9sistance aux interf\u00e9rences ? Supposons que le r\u00e9cepteur a re\u00e7u des donn\u00e9es avec une erreur, le d\u00e9codeur continuera \u00e0 calculer deux chemins avec une m\u00e9trique d'erreur de 1. Le chemin avec une m\u00e9trique de 0 n\u2019existera plus. Cependant, la d\u00e9termination du chemin r\u00e9el sera faite plus tard sur la base des prochains bits doubles re\u00e7us.<\/p>\n

Lorsqu'une deuxi\u00e8me erreur appara\u00eet, il y aura plusieurs chemins avec une m\u00e9trique de 2, mais le chemin correct sera identifi\u00e9 plus tard sur la base de la m\u00e9thode de vraisemblance maximale (c'est-\u00e0-dire la m\u00e9trique minimale).<\/p>\n

\"La
\nDiagramme d'\u00e9tat du codeur, calcul\u00e9 par le d\u00e9codeur de Viterbi, lors de la r\u00e9ception de donn\u00e9es avec des erreurs <\/i><\/p>\n

Dans le cas d\u00e9crit ci-dessus, l'algorithme du syst\u00e8me \u00e0 16 bits (TC-PAM16) a \u00e9t\u00e9 examin\u00e9, permettant de transmettre dans un symbole trois bits d'information utile et un bit suppl\u00e9mentaire pour la protection contre les erreurs. Avec TC-PAM16, un taux de transmission de donn\u00e9es de 192 \u00e0 3840 kbit\/s est r\u00e9alisable. Lorsqu'on augmente la largeur \u00e0 128 (les syst\u00e8mes modernes fonctionnent avec TC-PAM128), six bits d'information utile sont transmis dans chaque symbole, et le taux maximal atteignable se situe entre 5696 kbit\/s et 15,3 Mb\/s.<\/p>\n

L'utilisation de la modulation d'amplitude en pulse (PAM) rapproche le SHDSL de plusieurs standards Ethernet populaires, tels que le gigabit 1000BASE-T (PAM-5), le 10 gigabits 10GBASE-T (PAM-16) ou le promesse pour 2020 du standard Ethernet industriel \u00e0 paire unique 10BASE-T1L (PAM-3).<\/p>\n

SHDSL dans les r\u00e9seaux Ethernet<\/h3>\n

\nOn distingue les modems SHDSL g\u00e9r\u00e9s et non g\u00e9r\u00e9s, mais cette classification a peu en commun avec la s\u00e9paration classique entre dispositifs g\u00e9r\u00e9s et non g\u00e9r\u00e9s, qui existe, par exemple, pour les commutateurs Ethernet. La diff\u00e9rence r\u00e9side dans les moyens de configuration et de surveillance. Les modems g\u00e9r\u00e9s sont configur\u00e9s via une interface web et peuvent \u00eatre diagnostiqu\u00e9s par SNMP, tandis que les modems non g\u00e9r\u00e9s le sont \u00e0 l'aide de logiciels suppl\u00e9mentaires via un port de console (pour Phoenix Contact, il s'agit du logiciel gratuit PSI-CONF et de l'interface mini-USB). Contrairement aux commutateurs, les modems non g\u00e9r\u00e9s peuvent fonctionner dans un r\u00e9seau avec une topologie en anneau.<\/p>\n

\u00c0 part cela, les modems g\u00e9r\u00e9s et non g\u00e9r\u00e9s sont absolument identiques, y compris en termes de fonctionnalit\u00e9 et de possibilit\u00e9 de fonctionner selon le principe Plug&Play, c'est-\u00e0-dire sans aucune configuration pr\u00e9alable.<\/p>\n

De plus, les modems peuvent avoir des fonctions de protection contre les surtensions transitoires avec possibilit\u00e9 de diagnostic. Les r\u00e9seaux SHDSL peuvent former des segments tr\u00e8s longs, et les conducteurs peuvent passer dans des zones o\u00f9 il peut y avoir des surtensions transitoires (diff\u00e9rence de potentiel induite, caus\u00e9e par des d\u00e9charges \u00e9lectriques ou des courts-circuits dans des lignes de c\u00e2bles voisines). La tension induite peut provoquer le passage de courants de d\u00e9charge de plusieurs kiloamp\u00e8res. Par cons\u00e9quent, pour prot\u00e9ger l'\u00e9quipement contre de tels ph\u00e9nom\u00e8nes, des parafoudres (UZI) sont int\u00e9gr\u00e9s aux modems sous forme de carte amovible, qui peut \u00eatre remplac\u00e9e si besoin. C'est \u00e0 la borne de cette carte que la ligne SHDSL est connect\u00e9e.<\/p>\n

Topologies<\/h3>\n

\nAvec le SHDSL, il est possible de construire des r\u00e9seaux Ethernet avec n'importe quelle topologie : point \u00e0 point, ligne, \u00e9toile ou anneau. Selon le type de modem, il est possible d'utiliser des lignes de communication \u00e0 2 ou 4 fils pour la connexion.<\/p>\n

\"La
\nTopologies de r\u00e9seau Ethernet bas\u00e9es sur SHDSL<\/i><\/p>\n

Il est \u00e9galement possible de construire des syst\u00e8mes distribu\u00e9s avec une topologie mixte. Chaque segment d'un r\u00e9seau SHDSL peut comporter jusqu'\u00e0 50 modems et, compte tenu des capacit\u00e9s physiques de la technologie (distance entre les modems de 20 km), la longueur du segment peut atteindre 1000 km. <\/p>\n

Si un modem g\u00e9r\u00e9 est install\u00e9 dans chaque segment, l'int\u00e9grit\u00e9 du segment peut \u00eatre diagnostiqu\u00e9e via SNMP. De plus, les modems g\u00e9r\u00e9s et non g\u00e9r\u00e9s prennent en charge la technologie VLAN, ce qui permet de diviser le r\u00e9seau en sous-r\u00e9seaux logiques. Ces appareils peuvent \u00e9galement fonctionner avec des protocoles de transmission de donn\u00e9es utilis\u00e9s dans les syst\u00e8mes d'automatisation modernes (Profinet, Ethernet\/IP, Modbus TCP, etc.). <\/p>\n

\"La
\nRedondance des canaux de communication avec SHDSL<\/i><\/p>\n

SHDSL est utilis\u00e9 pour cr\u00e9er des canaux de communication redondants dans un r\u00e9seau Ethernet, le plus souvent \u00e0 base de fibre optique.<\/p>\n

SHDSL et interface s\u00e9rie<\/h3>\n

\nLes modems SHDSL avec interface s\u00e9rie permettent de surmonter les limites de distance, de topologie et de qualit\u00e9 du conducteur qui existent pour les syst\u00e8mes filaires traditionnels bas\u00e9s sur des \u00e9metteurs-r\u00e9cepteurs asynchrones (UART) : RS-232 \u2014 15 m, RS-422 et RS-485 \u2014 1200 m.<\/p>\n

Il existe des modems avec interfaces s\u00e9rie (RS-232\/422\/485) \u00e0 la fois pour des applications g\u00e9n\u00e9rales et pour des applications sp\u00e9cialis\u00e9es (par exemple, pour Profibus). Tous ces appareils sont de cat\u00e9gorie \u00ab non g\u00e9r\u00e9s \u00bb, ils sont donc configur\u00e9s et diagnostiqu\u00e9s \u00e0 l'aide d'un logiciel sp\u00e9cialis\u00e9. <\/p>\n

Topologies<\/h3>\n

\nDans les r\u00e9seaux avec interface s\u00e9rie, l'utilisation de SHDSL permet de construire des r\u00e9seaux avec une topologie point \u00e0 point, en ligne et en \u00e9toile. Dans le cadre d'une topologie lin\u00e9aire, il est possible de regrouper jusqu'\u00e0 255 n\u0153uds dans un seul r\u00e9seau (pour Profibus \u2014 30). <\/p>\n

Dans les syst\u00e8mes construits uniquement avec des dispositifs utilisant l'interface RS-485, il n'y a aucune restriction sur le protocole de transmission de donn\u00e9es utilis\u00e9, mais les topologies en ligne et en \u00e9toile ne sont pas typiques pour RS-232 et RS-422. Par cons\u00e9quent, le fonctionnement des appareils terminaux dans un r\u00e9seau SHDSL avec de telles topologies n'est possible qu'en mode demi-duplex. Dans les syst\u00e8mes avec RS-232 et RS-422, une adressage des appareils doit \u00eatre assur\u00e9 au niveau du protocole, ce qui n'est pas caract\u00e9ristique pour les interfaces couramment utilis\u00e9es dans les r\u00e9seaux point \u00e0 point.<\/p>\n

Lors de la connexion via SHDSL d'appareils avec diff\u00e9rents types d'interfaces, il est n\u00e9cessaire de prendre en compte l'absence d'un m\u00e9canisme unique pour \u00e9tablir la connexion (n\u00e9gociation) entre les dispositifs. Cependant, \u00e9changer des donn\u00e9es dans ce cas reste possible \u2014 pour cela, il est n\u00e9cessaire de respecter les conditions suivantes :<\/p>\n