12. connexions parallèles, séries, USB, ...

YBET informatique à Pin - Chiny (Belgique)

12.1. Introduction - 12.2. Interruptions, adresses de base dans un ordinateur - 12.3. Port parallèle - 12.4. Port série - 12.5. Modem (RTC / ISDN) - 12.6. USB 1.1 - 12.7. USB 2.0. - 12.8. Le port firewire et firewire 1394B

12.1. Introduction.

La majorité de l'utilisation d'un PC utilise par une communication extérieure: clavier, souris, imprimante, modem, ... Avant d'étudier les périphériques, voyons comment un ordinateur gère les cartes de communication.

Par sa conception, le 8088 utilisé par le premier XT gère pas les périphériques comme des adresses mémoires, mais bien comme une zone distincte d'entrée/sortie (Input/Output). C'est identique pour tous les processeurs utilisés dans les PC. Deux broches I/O actives bas sont connectées sur le processeur: IOR pour la lecture et IOW pour l'écriture (la mémoire sur le 8088 est gérée par MEMR et MEMW). Ces 2 signaux sont utilisés dans le décodage d'adresse des entrées / sorties. En concevant les premiers XT, IBM en a normalisé certaines (ports série, port parallèle, …). Chaque périphérique utilise une adresse d'entrée / sortie spécifique et unique.

Dans le fonctionnement de base d'un système à Microprocesseur, nous avons vu qu'un périphérique informatique peut renvoyer une demande d'interruption pour signaler au processeur qu'il doit s'occuper de lui (données arrivées par exemple). A la réception du signal, le processeur finit son instruction en cours, sauve le pointeur de programme (l'adresse mémoire en cours) et ses registres (mémoires internes) et démarre un programme situé à une adresse déterminée par le numéro de l'interruption. Sauf l'interruption Non Masquable, toutes les interruptions peuvent être d'un coup masquées par une commande en langage assembleur, . Dans les PC, cette possibilité pas utilisée, l'interruption non masquable est liée aux erreurs de parités des données en mémoires. Ici aussi, les interruptions sont normalisées depuis le premier 8088 pour les périphériques standard.

La dernière possibilité d'un système microprocesseur est l'accès direct d'un périphérique à la mémoire, le DMA qui permet au périphérique de demander au processeur de se déconnecter des bus données, adresses et contrôle pendant qu'il prend le contrôle de la mémoire. Les niveaux ont été en partie normalisés. Le DMA n'était pratiquement pas utilisé avec les premiers PC.

Selon le périphérique, il utilisera une ou plusieurs de ces 3 composantes. L'arrivée du pseudo Plug & Play de Windows 95/98 et Win2000 couplé avec le plug & Play du Bios (bus PCI uniquement) permet dans la majorité des cas le paramétrage automatique. C'est seulement pour un nombre de cartes élevées que la configuration manuelle est obligatoire..

Un périphérique est donc déterminé de manière hardware par une plage d'adresse (parfois une seule adresse), une interruption (à part quelques périphériques de type Win modem, modem software) et éventuellement un canal DMA.

12.2. Interruptions – adresses de base.

Le 8088-8086 utilisait un 8259 d'INTEL, avec 8 niveaux d'interruptions notées de IRQ0 à IRQ7. Le 80286 jusqu'aux 486 utilisaient 2 contrôleurs 8259 chaînés. Notées de IRQ0 à IRQ15, mais avec l'IRQ9 réservée pour le chaînage. Depuis les Pentium (et un nouveau circuit gestionnaire d'interruptions), cette IRQ9 est accessible aux périphériques, mais ceci explique que peu de périphériques ne se branchent par défaut sur ce niveau d'interruption.

L'interruption non masquable (NMI) est également utilisée pour des erreurs de parité (cf. mémoire RAM) ou erreurs de connecteurs entrées / sorties.

Le tableau ci-dessous reprend l'ensemble des adresses et interruptions normalisées du PC, mélangées avec les interruption utilisées par défaut actuellement.

Souvent les interruptions 14 et 15 sont utilisées par le contrôleur de disque dur (une par port IDE). Remarquez que pour les ports parallèles et série, deux adresses utilisent la même interruption.

L'interruption 12 est utilisée par les souris PS2. Le port USB utilise également par défaut cette interruption 12. Néanmoins, le port USB passe en 11 si une souris PS2 est connectée.

Ces interruptions peuvent être vérifiées par les outils fournis par les systèmes d'exploitation et pour certaines, elles sont affichées lors du démarrage de la majorité des PC "produits blancs". La vérification dans les PC sous DOS passe par le programme MSD.exe situé en c:\DOS. Dans Win95/98, Système situé dans le panneau de configuration permet les mêmes vérifications, mais de manière plus étendues. Depuis Win98, un nouvel utilitaire Outils systèmes Microsoft situé dans le dossier Outils Système du menu Démarrer permet une meilleure connaissance sur le système en cours.

Au vue de ce tableau, si un PC manque d'interruptions libre, vous pouvez en récupérer en supprimant des ports de communication non utilisés. Si vous n'utilisez pas de ports série (uniquement USB), vous pouvez rendre inactif COM 1 et Com 2 (deseabled) et récupérer les interruptions 3 et 4. Idem pour le port parallèle. Si vous utilisez 2 ports parallèles, vous pouvez mettre l'interruptions de LPT2 en 5 (selon la norme) ou en 7 (attention pas d'impression simultanée et quelques anciens logiciels DOS risque de ne pas fonctionner). Si vous utilisez des disques SCSI, les ports IDE 1 et IDE2 peuvent être désactivés dans le BIOS (récupération des INT 14 et 15), ...

12.3. Le port parallèle

Le port parallèle est principalement dédié à la connexion d'une imprimante, mais peut servir pour un scanner, une tape de sauvegarde et lecteur CD-ROM (graveur) externe, ... même si les ports USB les ont supplantés. Travaillant sur 8 lignes de données, il était plus rapide que le port série, mais nécessitait un câblage coûteux. Le câble utilisé est de type Centronix. Il est composé de 2 * 8 fils (donnée - masse) pour la circulation des informations dans les 2 sens suivant le type de port parallèle (bidirectionnel), plus quelques signaux de contrôle.

Le type d'interface a évolué avec le temps. Les connections par port parallèle actuelles sont aussi rapides que celles en USB, néanmoins, cette interface monopolise pratiquement 100 % des ressources du processeur. En théorie, le taux de transfert est de 1 MB/s. Néanmoins, la vitesse dépasse rarement les 600 kB/s.

La longueur des câbles peut atteindre les 10 m pour une interface avec une imprimante. Pour toutes autres connections, 3 mètres est un maximum.

12.3.1. Adresses des ports parallèles.

Selon la norme de départ, vous pouvez utiliser 2 ports parallèles sur un PC.

LPT1 est répertorié à l'adresse 378-37F (3BC pour les produits de marque), l'interruption est le 7

LPT2 est répertorié à l'adresse 278-27F, l'interruption est le 5. Dans certaines connexions actuelles, vous la trouverez en 7 (idem que LT1). Cette possibilité permet de récupérer une interruption, mais provoque de nombreux problèmes avec des scanners et lecteurs externes, pas pour les imprimantes. En plus, vous ne pouvez pas dans ce cas utiliser les 2 ports simultanément.

12.3.2. Le mode unidirectionnel SPP.

Le mode de transfert qui est apparu avec les premiers PC était unidirectionnel. Le PC pouvait communiquer avec le périphérique, mais pas l'inverse. Seuls quelques signaux prédéfinis permettaient au périphérique de contrôler les flux de données, notamment Paper Out ou BUSY.

Le débit maximum était de 150 KB / s. Attention, par défaut, c'est ce mode qui est activé dans le BIOS

12.3.3. Le type 1 bidirectionnel.

Introduit par IBM en 1987, ce port utilisait une broche pour signaler le sens de la connexion. Il est totalement abandonné depuis plusieurs années.

12.3.4. Type 3 DMA.

Si auparavant, le processeur envoyait chaque octet au port, le DMA permet de stocker des données à envoyer, libérant le processeur. Son usage a lui aussi été limité aux PC IBM.

12.3.5. EPP

Le port parallèle EPP (Enhanced Parallel Port) est le premier port bidirectionnel normalisé dans les PC. Il est le fruit de la coopération de plusieurs firmes, dont INTEL. Le taux de transfert atteint 2 MB/s maximum, soit supérieur à celle d'un port USB 1.1

12.3.6. Le mode ECP

Mis au point par Microsoft et Hewlett Packard, la norme ECP (Extended Capabilities Ports) est presque identique à la norme EPP, mais peut utiliser le mode DMA. Comme dans le mode EPP, le transfert bi-directionnel des données est gérer par des signaux harware, ce qui augmente la vitesse de transmission. Ce mode permet également la compression des données jusque 64:1, utilisé par les scanners lors du transfert d'images.

12.3.7. Les modes composites.

Dans les BIOS des PC, vous ne trouverez pas ces modes comme tels. Le mode SPP (unidirectionnel) est totalement à déconseiller.

Le mode EPP/SPP est un mélange de port SPP et EPP. Le type de mode EPP peut-être 1.7 ou 1.9. Pour de nombreux périphériques (notamment scanner HP), le 1.9 est obligatoire.

Le mode ECP/EPP est le plus couramment employé. Le DMA est généralement le 3.

Seuls les normes EPP et ECP sont totalement bi-directionnels et donc utilisables avec des scanners ou lecteurs externes.

12.3.8. les câbles LAPLink.

Ces câbles permettent de relier 2 PC part ports parallèles afin de transférer des données. Pour utiliser ces câbles spécifiques, il faut utiliser les logiciels adéquats (LapLink, Norton Commander ou même Win95/98). Ce câble se présente sous 2 connecteurs DB25 mâles. Forcément, les ports parallèles doivent être programmés en mode bidirectionnels dans le setup.

12.4. Les ports série

Le câblage série a été utilisé pour les transferts. La norme RS232 est la plus connue. Travaillant en +15V à +25V (cas vrai) et –15V à –25V (cas faux), les perturbations électriques sont largement réduites. Avec l'arrivées des PC, les tensions sont passées en +5 et 0V. Les liaisons série sont totalement bi-directionnelles. L'utilisation de tensions plus élevées permet notamment des transferts de données dans des milieux industriels à fortes perturbations électriques et électromagnétiques.

On trouve 2 types de connecteurs, DB9 et DB25. Si le DB25 comporte plus de signaux, on peut actuellement les considérer tout à fait comme identiques.

Les connexions séries sont utilisées pour les souris et modems, éventuellement pour des tables traçantes, scanners code barre professionnels et imprimantes spéciales (étiquettes).

Dans de nombreuses liaisons, on utilise seulement la masse (Ground) et les signaux transmit data (envoi des données) et receive data (réception des données). Ces deux fils doivent être inversé pour un transfert de donnée dans la majorité des cas (laplink série).

12.4.1. L'UART.20

Le circuit responsable des transferts sur les ports série, s'appelle un UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter). Il convertit les signaux parallèles envoyés par le processeur en signaux sériels. Avec l'arrivée du UART 16.550, les vitesses de transferts ont largement augmenté pour autoriser un débit de 33,6 Kb/s (kilo bit par seconde)..

La vitesse de transfert est exprimée en bytes /s ou en Baud. Pour permettre une liaison série, l'émetteur envoie un bit de départ et un bit de fin entre chaque byte (caractère). De plus, le contrôle des erreurs de transmission utilise souvent un bit de parité. Ceci amène à 11 bits transmis pour 1 byte ( de donnée + 1 Stop + 1 Start + parité). Ceci donne pour une connexion à 33.6 Kb/s, à une vitesse de transfert effectif de d'un peu plus de trois Kilo byte (octet) par secondes.

12.4.2. Liaison RS232

La liaison est faite au moyen de bits dits de start et de stop. Il est possible de vérifier l'exactitude du caractère transmis par le bit de parité (qui n'est pas obligatoire). Celui-ci est à 1 lorsque le nombre de 1 dans le message est paire (type de parité EVEN) et 0 dans le cas contraire. Par contre, il est à 0 lorsque le nombre de 1 dans le message est paire et inversement dans le contrôle de parité ODD (impaire).

Le 0 correspond à une tension de -5 à -15V. Le 1 correspond à une tension de 5V à 15V. Dans les liaisons actuelles PC, elles correspondent à 0V et 5V. Les noms des broches correspondent aux indications suivantes.

RX: Réception des données

TX: Transmission des données

            envoi – réception, les 2 broches doivent être reliées inversement.

RTS: sortie active bas, sortie du PC, PC est prêt à transmettre.

DTR: actif bas, sortie du PC, l'ordinateur est prêt à communiquer.

CTS: sortie actif bas, entrée informant le PC que l'appareil en communication est prêt pour transmission.

DSR: entrée à l'ordinateur indiquant que l'appareil connecté est prêt à communiquer.

    Dans la majorité des transmissions, le transfert se fait par le protocole Xon/Xoff et seulement trois fils sont utilisés: RX et TX pour la transmission des données et une masse. Dans le cas d'une liaison Laplink avec 3 fils (RX - TX et masse), il suffit d'inverser TX et RX.

12.4.2. Les liaisons infra-rouges.

Utilisant une cellule photo-électrique, les liaisons infra-rouges sont totalement de type série au niveau des connections utilisées. On trouve actuellement des souris, imprimantes, connexions réseaux, … utilisant cette connexion. Si elles ne sont pas utilisées en standard sur les PC de bureau, de nombreux portables de milieu et haut de gamme utilisent cette connexion. La distance est limitée à 5 mètres, moins en cas d'utilisation de lampes d'éclairage de type allogène. Ce type de transmission a le net défaut d'obliger les 2 périphériques en communication à se trouver l'un en face de l'autre.

12.4.3. Le transfert d'informations.

Tout comme les câbles parallèle de type lapLink, la liaison série peut être utilisée pour des transferts de données entre ordinateurs. Néanmoins, le câble devra être croisé au niveau des signaux envois et réceptions (RX et TX). On appelle ce type de câble NULL MODEM.

12.4.4. Les connexions série dans un PC.

Quatre ports série sont normalisés dans un PC. Certaines cartes permettent néanmoins d'utiliser plus de ports.

• Com 1: 3F8-3FF
• Com 2: 3F8-3FF
• Com 3: 3E8-3FF
• Com 4: 2E8-2EF

L'interruption pour les ports Com 1 et Com 3 est la 4. L'interruption pour Com 2 et Com 4 est la 3.

Ce partage d'interruptions entre 2 ports différents ne permet pas de les utiliser en même temps. Pas question de raccorder la souris en Com 1 et le modem en Com 3. Lors de l'utilisation du modem, vous n'aurez pas l'accès à la souris!

12.5. Le modem.

La principale utilisation des liaisons série se situe au niveau des modems. Au départ, les normes séries étaient même pratiquement dédiées à ces périphériques avec la norme RS232. Un modem convertit les données numériques provenant d'un ordinateur en signaux sonores sur une fréquence porteuse de base, et vis versa. La porteuse est une sinusoïde de fréquence fixe sur laquelle est "collée" le signal à transmettre. On trouve 2 types de modem: internes et externes. Un modem internes gère un nouveau port série. Comme la majorité des PC incluent au départ Com1 et Com2, il reste Com3 et Com4. Pour un partage des interruptions, vous ne pouvez utiliser une souris série en Com 1 et un modem en Com3. Par contre, un modem externe se branche sur une liaison existante du PC.

Un modem externe est préférable (quoique plus chère) pour les risques liés aux orages, mais surtout pour la facilité d'installation. Dans le cas d'un orage par ligne téléphonique (40% des cas de foudres), un modem interne (même PC non allumé) est détruit, mais provoque généralement des pannes au niveau de la carte mère ou même de manière aléatoire sur les imprimantes, écrans, … Par contre, dans le cas de modems externes, seul le modem est détruit.

Actuellement, la majorité des modems internes sont PCI et Plug & Play. On retrouve des modems internes "Hardware" et "Software". Dans le cas des modems software, aucune interruptions n'est fournie, c'est le processeur qui se charge de la majorité des tâches. Méfiez-vous des problèmes de COM.

Les modems sont des composantes essentielles des connections INTERNET. Pour rappel, les types de connections possibles sont:

RTC (Réseau Téléphonique Commuté). La vitesse maximum est de 56 kbps (kilo bits par secondes) en réception et 33.600 kbps en émission

RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Service) ou ISDN: elle nécessite l'installation de lignes téléphoniques numériques. L'accès de base à 144 kbps comporte 2 voies à 64 KPBS (2 canaux B) et une voie à 16 Kbps (canal D). Par programmation à l'installation, on peut travailler en 128 KPS en additionnant les 2 canaux. Revers de la médaille, on utilise 2 communications téléphoniques.

Satellite: peu répandu actuellement vu les prix des connections. La réception se fait à l'aide d'une antenne parabolique via un décodeur. Les débits en réceptions peuvent atteindre 2 MBps. Dans certains cas (anciens modèles), la paraboles courantes permet uniquement la réception, l'envoi se fait via une liaison terrestre RTC, ISDN ou autre.

   Ligne spécialisée ou louées: Une ligne spécialisée est un lien fixe entre l'entreprise et le fournisseur d'accès via une ligne de type Transfix. La connexion est ici synchrone (la vitesse d'émission est égale à la vitesse de réception). La vitesse varie de 64 KBps à 2 MBps, voire plus. C'est la solution idéale pour connecter un réseau local à Internet de manière permanente. Ceci offre néanmoins l'accès à des intrusions étrangères et l'entreprise est invitée à se protéger via un firewall, hardware et software.

ASDL (Asymetric Digital Subscriber Line) autorise une transmission numérique asymétrique à très haut débit sur une simple ligne téléphonique. De ce fait, les frais d'installation sont fortement réduits. En réception, la vitesse atteint 8 Mb/s, en émission, la vitesse atteint actuellement 3 Mp/s. Cette solution est installée dans tous les pays européens mais remplacée par des vitesses supérieures (ADSL 2 et 2+) avec des vitesses en réceptions jusque 24 Mb/s. Remarque, selon le type d'abonnement, la vitesse maximum peut largement augmenter (en utilisant de pair un modem adéquat). Ces liaisons serons vues en détail en deuxième avec les liaisons à haute vitesse

Liaison télédistribution: cette solution est actuellement utilisée dans certaines grandes villes belges. La vitesse est supérieure à une liaison ISDN. La connexion ne coûte que l'abonnement. Néanmoins, la bande passante est partagée entre les utilisateurs d'un même quartier, ce qui n'est pas le cas de l'ADSL.

Liaison par réseau électrique: en cours de développement dans plusieurs pays, cette solution passe partout permet une grande vitesse pour un prix d'installation faible. Néanmoins, les signaux digitaux ne peuvent pas passer à travers des transformateurs, notamment haute tension, ce qui réduit leur utilisation à un quartier ou un bâtiment.

12.5.1. La vitesse

La vitesse des modems est exprimée en bps (bit per seconds) ou en baud. La notion de baud réfère à un nombre de paquets de données envoyées d'un seul bloque. Si le bloque contient un seul bit, les bps et baud correspondent.

Actuellement, les modem RTC fonctionnent à 55.600 bps. Divisez donc par 10 ou 11 (sans ou avec parité) pour obtenir le débit exact en octet ou byte (KB/s)

12.5.2. Modem normal RTC.

Sont repris ici les modems travaillant sur une ligne téléphonique normale. Chaque modem répond à deux types de normes: une norme de vitesse et une norme de correction d'erreur. Actuellement, les modem sont repris en 55.600 bps, en V90, comme correction d'erreur: V42 et MNP2-4, comme compression en V42 Bis et MNP5. Vous trouverez ci-dessous quelque renseignements concernant les normes anciennes et actuelles, ainsi que le temps de transferts moyen d'un fichier de 100k.

Remarquez qu'il existe 3 types de modem en 55.600 bps. En effet, le transfert d'informations sur une ligne téléphonique est limitée en 33.600 bps. Le transfert se fait en 33.600 kps en envoi et 55.600 kps en réception (vu par l'utilisateur). 2 fabricants de chipsets pour modem ont développés en 1997 leurs proprs norme. Elles étaient incompatibles entre-elles et nécessitaient que le serveur internet soit de la même norme que le modem. Ceci explique que de nombreux modem de l'époque redescendent à 33.600 Kps puisque depuis, une troisième norme est apparue et la norme V90 a rassemblé les 2 fabricants (mi-1998). Dans les 3 cas, les transferts se font à 55.600 bps en réception, mais en 33.600 bps en émission (vers Internet).

Certains modem sont flashables. Vous pouvez télécharger un petit programme sur INTERNET qui modifie votre modem 33,600 Kps en 55.600 bps. Référez-vous au site du fabricant pour ce logiciel. Attention, les programmes à la norme américaine ne sont pas compatibles avec la norme Européenne.

Normalement, vous ne pouvez pas utiliser un modem acheté en France par exemple sur le réseau belge. Néanmoins, en juillet 1998, le conseil de la communauté européenne a approuvé une réglementation nommée RTC 21, norme commune à tous les pays de la communauté européenne. Une fois un modem reconnut sous cette norme, il peut être utilisé dans tous les pays de la communauté européenne sans autres formalités. Un sigle CE garantit que le modem accepte cette norme. Généralement cette norme n'est reprise que pour des modems externes.

La norme V92 permet de recevoir un message sur votre écran en cas d'appel téléphonique et de reprendre INTERNET après avoir répondu (si votre fournisseur d'accès accepte cette norme).

12.5.3. Les modem ISDN (RNIS en France)

Vous pouvez également connecter des modems ISDN via un boîtier spécial de Belgacom (moyennant un abonnement). Ces modems spécifiques fonctionnent à 128 Kps dans les 2 sens en couplant 2 lignes (et payer 2 communications), soit 64KPS en mode ISDN normal. La vitesse est 2 fois plus rapides que pour un modem classique. Cette fonction se programme directement dans le modem.

12.5.4. Les modems ADSL

Les modem ADSL (Asymetric Digital Suscriber Line) sont des cas à part. Leur utilisation nécessite un abonnement pour le type de communication. Cet abonnement permet via votre ligne téléphonique normale de surfer tout en étant joignable par téléphone. En effet, les échanges téléphoniques se font sur la fréquence de 4 KHz tandis que la fréquence des signaux ADSL se fait sur une bande de 100KHz à 1,1 MHz. Le taux de transfert  atteint 128 Kbps en envoi et 1Mbps en réception. Ces vitesses peuvent être augmenter avec des abonnements professionnels et un modem adéquat (jusque 8 Mbps).

Pour l'installation d'une telle ligne, votre installation téléphonique doit se trouver à moins de 5 KM d'un central téléphonique spécial.

La connexion modem vers PC peut se faire soit par une prise réseau Ethernet 100 RJ45, soit par port USB. Le premier est préférable pour une question de sécurité.

L'ADSL permet via un abonnement de surfer en permanence sans coût de communication téléphonique. Nous verrons que ceci pose des problèmes de sécurité puisque dans notre cas, l'adresse TCP/IP reste fixe. Néanmoins, en Belgique avec de petits abonnements, la connexion ADSL est remise à Zéro toutes les 72 heures avec un changement d'adresse IP.

12.5.5. Les fax modem – Voice modem – message +.

A l'exception de quelques modems ISDN spécifiques, vous pouvez toujours installer un logiciel fax pour recevoir (mais surtout pour envoyer) des fax. Pour rappel, la vitesse de connexion d'un fax est limitée à 9,60 Kps (14.400 Bps pour certains modèles professionnels). La vitesse d'envois des gros fax de bureaux est liée à la compression et non à la vitesse de transfert. Certains modèles bureaux envoient une page A4 en moins de 3 secondes.

On trouve actuellement des modems VOICE. Ceux-ci, sont compatibles son. Ils peuvent donc envoyer directement votre voix sur la ligne téléphonique, ou même servir de répondeur.

Les modems "Message +" sont des modems externes incluant une mémoire. Ils peuvent recevoir des fax et servir de répondeur, même PC éteint. Deux firmes principales se partagent ce marché: US Robotics (3COM) et la firme française OLITEC.

12.5.5. Problèmes liés à l'installation d'un modem, connection des fils téléphoniques dans les prises

Outre les problèmes de COM, les nouveaux modèles incluent un pilote spécifique qui émulent un port série. Sans ce pilote, le modem est inutilisable.

Deuxième problème, les WinModem. Ces modems, généralement internes, n'utilisent ni adresse, ni interruption. Tout le travail d'envoi et de réception est fait par logiciel. Outre le fait qu'à vitesse équivalent, ils sont plus lents, ils ne peuvent travailler sous DOS. Ils sont généralement implantés dans les PC pas chers.

Comme un modem se raccorde sur la ligne téléphonique, il faut également vérifier cette connexion. Le standard de tension sur une ligne téléphonique en Belgique (les tensions sont différentes avec la France et donc modems non, utilisables). Les lignes téléphoniques Belgacom avoisinent les 55 V en continu entre les 2 fils hors connexion, beaucoup moins en connexion (5 V). Si la tension de prise de ligne est trop faible (longueur de fil trop longue), le modem ne peut pas prendre la ligne. De plus dans certaines installations bricolées, les fils ne sont pas placés au bon endroit dans la prise. Mieux vaut généralement inverser dans la prise. Vérifiez également la prise. Certains faux contacts dans les prises ne permettent pas de connecter 2 prises une au dessus de l'autre.

12.6. USB 1.1.

Elaboré en 1995, le port externe USB (Universal Serial Bus) version 1.1 est une interface série externe qui permet de connecter sans redémarrage une grande variété de périphériques informatiques avec un meilleur taux de transfert que les ports séries ou parallèles. Ce type de port n'est réellement apparu qu'avec Win98 qui le reconnaît en standard et l'arrivée sur le marché de l'iMac d'Apple. Il est compatible avec les système d'exploitation Win95 OSR2.1, Win98, MacOs 6.0 et Windows 2000 mais par sûreté, considérés que seul Win98 et supérieur, Win2000 et MacOS 8.5 sont réellement compatibles avec la norme. Outre l'avantage de la connexion à chaud, les programmes n'accèdent plus au périphériques directement mais via l'interface, ceci unifie l'interfaçage et permet une plus grande portabilité du matériel sur des plate-formes différentes. L'USB a également directement l'accès à la mémoire par la procédure DMA.

La communication est clairement définie. Un cycle de communication est défini pendant lequel tous les périphériques USB attendent que le PC (ou Mac) transmette ses ordres dans un protocole parfaitement standardisé. Ainsi, durant la première phase, le PC interroge chaque périphérique pour connaître la nature de celui-ci. En cours de fonctionnement, le PC accède individuellement à chaque périphérique et les intègre dans le schéma de gestion d'énergie, sans intervention de l'utilisateur.

A chaque milli seconde, le contrôleur envoie un signal paquet pour maintenir les périphériques synchronisés (mode isochrone). Il y a quatre sortes de paquets: les paquets de contrôle, les paquets isochrones, les paquets en vrac et les paquets d´interruption. Les paquets de contrôle servent à configurer des périphériques, à leur donner des commandes et les interroger sur leur statut. Les paquets isochrones servent aux périphériques temps réel comme les webcams et les téléphones, qui ont besoin d´envoyer ou de recevoir des données à des intervalles de temps réguliers. Ils ont un délai fixe, mais ne permettent pas de retransmission en cas d´erreur. Les paquets en vrac servent pour des transferts en direction ou en provenance d´un périphérique sans exigence de temps réel, comme des imprimantes. Enfin, les paquets d´interruption sont nécessaires parce que le USB ne support pas les interruptions.

Le câble USB comporte deux  prises différentes dénommées A et B qui se relie sur le contrôleur (ou le HUB) du côté A et sur le périphériques (côté B). Il se compose de 4 fils, une paire torsadée pour le transfert des données, un fil au potentiel de +5V qui permet d´alimenter les périphériques USB si nécessaire et enfin la masse. Il peut être blindé ou non, le mode basse vitesse de 1.5 Mbits/s ayant une tolérance supérieure aux perturbations électromagnétiques. Un blindage est fortement recommandé pour une utilisation à 12 Mbits/s (1,5 MB/s). Les spécifications de ce bus prévoient une longueur maximale de 5 mètres de câble entre 2 éléments de l´arborescence. Le contrôleur peut alimenter le périphérique avec une consommation de 500 mA maximum. C'est également le cas des HUB alimenté par transformateur électrique.

Comme l'ensemble des périphériques USB utilisent un seul port de sortie, il n'est plus nécessaire de s'occuper d'interruption, adresses mémoires, … L'USB accepte jusqu'à 127 périphériques par ports en théorie. 1 ports USB est intégré sur les nouvelles cartes mères (les 2 connecteurs sont reliés de manière interne), on pourrait installer jusqu'à 127 périphériques. Ceci serait vrai si le chaînage était autorisé (les connecteurs physiques des ports d'entrée et de sortie intégré sur chaque périphérique), ce qui n'est pas le cas actuellement. Il existe néanmoins des concentrateurs USB qui permettent de 4 à 8 ports de sorties pour une entrée vers le PC.

Actuellement, le port USB permet d'implanter un scanner, imprimante, écran (contrôle des caractéristiques du 107B10 de Philips), souris et clavier, manette de jeux, caméra digitale et appareil photo numérique, haut parleur (! Pas de CD-audio), modem (surtout ADSL) et graveur, WebCam, …

Comme tout port série, la capacité de la bande passante est faible: 12 MbPS (1,5 MB/s) pour l'ensemble des périphériques connectés. Il existe actuellement 2 modes de fonctionnement:

. Haute vitesse où un seul périphérique gourmand utilise toute la bande passante: 12 MbPS, soit 1,5 MB par secondes

. Basse vitesse où les périphériques plus modestes se partagent la bande passante en huit, soit 1,5 MBPS (180 kb/s)

Cette restriction entraîne que le nombre de périphériques connectables est limitée à 8 et non 127.

La longueur du câble est limitée en version 1.1 à 5 mètres pour un périphérique à pleine vitesse. Elle est limitée à 3 mètres pour un périphérique à faible débit (par connexion).

Pour augmenter le nombre de périphériques connectable sur un port USB, vous pouvez utiliser des HUB USB. Il est nettement préférable d'utiliser des HUB alimentés qui fournissent suivant les modèles 500 mA pour la totalité des ports ou même (version High Power) 500 mA pour chaque ports. Les Hubs sans alimentations externes sont à proscrire pour la totalité des applications. En effet, les ports USB PC ont déjà du mal de fournir une tension de sortie correcte.

12.7. USB 2.0 

Les caractéristiques de l´USB 2.0 (courant 2002) sont peu différentes de celles de son prédécesseur. Fort de sa compatibilité ascendante et descendante avec la version 1.1 (vous pouvez connecter un périphérique USB 2.0 sur un contrôleur USB 1.1 et vis et versa), l´USB 2.0 s´enrichit d´une troisième vitesse de connexion entre le contrôleur maître et les périphériques USB 2.0.

Avec les mêmes câbles et connecteurs, il est maintenant possible de relier des disques durs externes, imprimantes, scanners et autres lecteurs à des vitesses frôlant les 480 Mbits/s soit 60 MB/s (en théorie). En pratique, la vitesse maximum tourne aux alentours des 15 MB/s. Cette augmentation de vitesse a été notamment possible grâce à la réduction du tensions des signaux transmis dans les câbles, ceux-ci passant de 3.3V à 0.4V.

La topologie du bus USB reste la même, les périphériques répondant à la norme 2.0 ne pouvant pas bénéficier de la vitesse haute s´ils sont raccordés derrière un HUB USB 1.1. Attention toutefois, brancher un périphérique USB 1.1 dans une chaîne de périphériques USB 2.0 grèvera considérablement les performances de l'ensemble.

La vitesse de transfert est loin des 60 MB /s annoncés, mais avec un débit frôlant les 15 MB /s (selon les contrôleur et les OS) on est tout de même 12 fois plus rapide que l´USB 1.1. (1,2 MB/s). Cette vitesse est deux fois moins rapide que ce que donne le FireWire en pratique, mais l´USB 2.0 est intégré dans tous les nouveaux ordinateurs, ce qui n´est pas le cas du FireWire.

Les contrôleurs USB 2.0 acceptent donc des périphériques USB 1.1. Mais dans ce cas, la vitesse globale est nettement ralentie. L'USB 2.0 permet de raccorder jusqu'à 63 périphériques informatiques. La taille maximale du câble ne peut excéder 4,5 mètres entre 2 périphériques

12.8. Le port FireWire et firewire 1394 B

Toujours en mode série, le FireWire (IEEE 1394) est clairement dédié aux périphériques externes gourmands (disque dur, graveur, caméra numérique). Sa vitesse théorique est de 480 mb/s mais le débit peut faire fonctionner des périphériques mixtes ayant une vitesse de 100, 200 et 400 Mbits/s. En pratique, la vitesse atteint 30 MB/s. Le câble est constitué de 4 fils. 2 fils initialement prévus pour l'alimentation par SONY (le concepteur de départ) ont été supprimés.

Les appareils se chaînent entre eux, plus d'utilisation d'HUB comme en USB.

Le Firewire 1394B est une évolution du firewire traditionnel. La différence vient de la bande passante passe de 400 Mb/s à 800 Mb/s. Cette vitesse devrait encore être améliorée dans le futur à 1,6 Gb/s puis 3,2 Gb/s grâce à l'utilisation de fibre optique plastique multimodes. La distance pourrait approcher les 100 mètres. Le firewire 1394B est compatible avec la version inférieure grâce à un double protocole.