Modem logiciel

Un modem logiciel , communément appelé softmodem , est un modem doté d'un matériel minimal qui utilise un logiciel exécuté sur l'ordinateur hôte et les ressources de l'ordinateur (en particulier l' unité centrale de traitement , la mémoire vive et parfois le traitement audio ), à la place du matériel d'un modem conventionnel.

Les softmodems sont parfois également appelés winmodems en raison de la prise en charge limitée des plates-formes autres que Windows . Par analogie, un linmodem est un softmodem qui peut fonctionner sous Linux .

Les softmodems sont parfois utilisés comme exemple de système temps réel dur . Les signaux audio à transmettre doivent être calculés à un intervalle serré (de l'ordre de 5 ou 10 millisecondes) ; ils ne peuvent pas être calculés à l'avance, et ils ne peuvent pas être en retard, sinon le modem récepteur perdra la synchronisation.

Les premières générations de modems matériels (dont les coupleurs acoustiques ) et leurs protocoles utilisaient des techniques de modulation relativement simples telles que FSK ou ASK à faible vitesse. Dans ces conditions, des modems pouvaient être construits avec la technologie analogique à composants discrets utilisée à la fin des années 70 et au début des années 80.

Au fur et à mesure que des schémas de transmission plus sophistiqués ont été mis au point, les circuits sont devenus de plus en plus complexes. La nouvelle modulation a nécessité de mélanger des composants analogiques et numériques, et d'intégrer éventuellement plusieurs circuits intégrés (CI) tels que des portes logiques, des PLL et des microcontrôleurs . Les techniques ultérieures utilisées dans les protocoles modernes V.34 , V.90 et V.92 (comme une constellation QAM à 1664 points ) sont si complexes que leur mise en œuvre avec des composants discrets ou des CI à usage général est devenue impossible.

De plus, des systèmes de compression et de correction d'erreur améliorés ont été introduits dans les protocoles les plus récents, ce qui a nécessité une puissance de traitement supplémentaire dans le modem lui-même. Cela a rendu impossible la construction d'un modem principalement à composants analogiques/discrets. Enfin, la compatibilité avec des protocoles plus anciens utilisant des schémas de modulation complètement différents aurait nécessité un modem fabriqué avec de l'électronique discrète contenant plusieurs implémentations complètes.

Au départ, la solution consistait à utiliser des ASIC LSI qui réduisaient les différentes implémentations à un petit nombre de composants, mais comme les normes continuaient de changer, il y avait un désir de créer des modems qui pourraient être mis à niveau.

En 1993, Digicom commercialise le Connection 96 Plus , un modem basé sur un DSP programmé par une application au démarrage. Le programme étant remplaçable, le modem pouvait être mis à niveau au fur et à mesure de l'évolution des normes. Digicom a baptisé cette technologie SoftModem , ce qui est peut-être à l'origine du terme.

De même, le terme « Winmodem » a été inventé par le professeur Parvaiz Akhtar en 1996 avec du matériel développé par Sportster Winmodem d'USRobotics , une conception basée sur un DSP également évolutive.

En 1996, deux types de modems ont commencé à arriver sur le marché : les modems basés sur l'hôte , qui déchargeaient une partie du travail sur le processeur hôte, et les modems logiciels uniquement qui transféraient tout le travail sur le processeur du système hôte. En 1997, la norme AC'97 pour l'audio informatique introduirait des canaux pour l'utilisation du modem, rendant la technologie du modem logiciel courante dans les PC.

Depuis lors, certains softmodems ont été créés en tant que projets logiciels autonomes utilisant des interfaces de carte son standard, comme un softmodem expérimental à ligne louée open source de 96 kbit/s appelé AuDSL de 1999, et le projet Minimodem qui implémente plusieurs normes de modem FSK.

Les softmodems peuvent être séparés en deux classes : les modems sans contrôleur et les modems logiciels purs .

Les modems sans contrôleur utilisent un DSP sur le modem lui-même pour effectuer la modulation , la démodulation et d'autres tâches. Certains, connus sous le nom de modems « basés sur l'hôte », peuvent encore utiliser une certaine quantité de puissance du processeur de l'hôte pour certaines tâches.

Les modems logiciels purs effectuent toutes les tâches du modem sur le processeur du PC hôte , tandis que le matériel fournit uniquement la conversion analogique-numérique et la connexion au réseau téléphonique.

L'objectif initial du modem logiciel basé sur DSP était de permettre une mise à niveau, une préoccupation à une époque où les normes de modem évoluaient rapidement. Les modems DSP et purement logiciels offrent cette fonctionnalité.

L'inconvénient de chaque type de softmodem est que des pilotes doivent être fournis, et les termes « softmodem » et « winmodem » ont acquis des connotations négatives, en particulier au sein de la communauté open source, en raison du fait que les pilotes pour Linux sont souvent omis ou fournis uniquement sous forme de binaires non maintenables.

Alors que les modems logiciels basés sur DSP ne nécessitent généralement l'intervention de l'hôte qu'au démarrage, les modems logiciels purs consomment quelques cycles CPU sur l'hôte, ce qui peut vraisemblablement ralentir les logiciels d'application sur les ordinateurs plus anciens. C'était un problème majeur dans les années 1990, lorsque les processeurs n'étaient pas aussi puissants que le matériel typique d'aujourd'hui.

Bien que le terme « softmodem » s'applique généralement aux modems PSTN , il existe des modems DSL ou même des routeurs basés sur des logiciels , qui fonctionnent sur les mêmes principes mais avec une bande passante plus élevée et des schémas de codage plus complexes. L'un des premiers chipsets de modem DSL basés sur des logiciels était le chipset SoftDSL de Motorola .

Le terme WinDSL a été inventé pour décrire ce type de technologie. Les modems logiciels DSL nécessitent généralement les mêmes interfaces que les modems logiciels PSTN, tels que USB ou PCI .