Définition : Un réseau permet l'échange d'informations entre plusieurs appareils.  

1. 1- Topologies
   Pour échanger les appareils doivent être reliés entre eux.
   La manière dont les connections sont réalisées s'appelle la Topologie.
   Les topologies les plus courantes sont :
   1. 1- Bus
      Les appareils sont reliés entre eux par un simple câble.
      
   2. 2- Étoile
      Les appareils sont reliés à un switch (commutateur) ou hub (concentrateur). C'est la solution utilisée sur les réseaux ethernet.
      
      
   3. 3- Anneau
      Le modèle le plus connu est l'anneau à jeton (token ring) d'IBM. La circulation des informations se fait dans un seul sens. Les machines font un "jeton" qu'elles acceptent ou refusent suivant qu'il leur est destiné ou pas.
      
2. 2- Types de réseaux
   Le réseau peut avoir différentes tailles.
   
   1. 1- LAN (Local Area Network)
      Le LAN est ce que l'on appelle le réseau local. Les ordinateurs peuvent s'échanger des trames sans avoir à passer par un routeur.
      
      
   2. 2- MAN (Metropolitan Area Network)
      Le MAN est le réseau métropolitain. Un MAN relie plusieurs réseaux locaux (LAN) entre eux assez proches les uns des autres par l'intermédiare de routeurs. Les routeurs sont souvent reliés entre eux avec des fibres optiques.
      
      
   3. 3- WAN (Wide Area Network)
      Réseau étendu... Internet.
      
      
3. 3- Le modèle OSI (Open System Interconnection Model)
   Pour que les machines se comprennent toutes les communication doivent être calibrées sur le même modèle.
   

La communication entre deux appareils se fait suivant un modèle qui comprend 7 niveau (ou couches).

Ces couches sont encapsulées les unes dans les autres de la manière suivante :

Niveau 1 [Niveau 2 [Niveau 3 [Niveau 4 [Niveau 5 [Niveau 6 [Niveau 7]]]]]]]

Niveau 1 : C'est le niveau physique. On y détermine le type de signal qui va être transmis, sur quel type de câble, etc...

Niveau 2 : C'est la liaison de données. La trame complète. Ce niveau détermine les adresses MAC source et destination.
L'adresse MAC (Media Access Contrôl), aussi appelée adresse physique est attribuée à la fabrication de l'interface réseau. Elle est unique (aucune autre machine dans le monde ne peut avoir la même).

Niveau 3 : C'est le niveau réseau. Utilisé par les routeurs. Il gère les adresses IP et les masques de sous-réseau.

Niveau 4 : C'est le niveau Transport. Gère les erreurs de transport.

Niveau 5 : C'est le niveau Session. Il gère la coordination des échanges (organisation, synchronisation)

Niveau 6 : C'est la niveau Présentation. Il gère la compatibilité des informations entre les différentes tâches, l'encryptage , la compression.

Niveau 7 : C'est le niveau Application. Il gère la connection avec les applications utilisateur.

1. 1- Le protocole TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
   C'est le modèle utilisé sur internet. Il ne contient que 4 niveaux (Physique, Réseau, Transport, Services) 
   La trame ci-dessous va servir d'exemple pour expliquer les différents niveaux.
   Sur cette première capture, la ligne "Frame" est sélectionnée et on voit tous les octets surlignés en bleu. C'est la trame complète (N°10).
   
   1. 1- La couche Physique (ADSL, fibre optique, ondes...)
      même chose que pour le modèle OSI.
      
      
   2. 2- La couche réseau (Ethernet, IP)
      Exemple :La ligne sélectionnée est la ligne "Ethernet". On y retrouve les adresses MAC de la source et de la destination. En bas les octets correspondants.
      C'est maintenant la ligne IP qui est sélectionnée. On y retrouve les adresses IP de la source et de la destination. En bas les octets correspondants.
      
      
      
   3. 3- La couche Transport (TCP, UDP,...)
      La ligne TCP nous indique les ports utilisés par la source (52719₍₁₀₎ = 0xcdef) et la destination (80 = 0x0050)
      
      
      
   4. 4- La couche Services ou Application (HTTP, FTP, SMPT, DNS,...)
      On retrouve ici le contenu ASCII de la requête HTTP.
      Host en ASCII : 48 6f 73 74
      

Quelques définitions :

1.   Routeur
   Le routeur relie les ordinateurs entre eux et assure la transmission des trames d'une interface (ethernet) à une autre.
   Le routage est l'opération qui permet de définir par ou doit passer la trame.
   Pour aller d'une machine à une autre, on fera du routage unicast.
   Pour atteindre toutes les machines d'un réseau, le routage sera broadcast.
   
   Le travail du routeur se situe sur la couche de niveau 3 du modèle OSI.
   
   
2. Masque de réseau
   
   En IPV4, une adresse IP est définie par 4 octets.
   Exemple 192.168.10.1
   La partie haute de cette adresse désigne le réseau, la partie basse la machine.
   
   Le masque de réseau permet de définir la séparation entre la partie réseau et la partie machine.
   Pour un LAN, le masque réseau est généralement 255.255.255.0
   ou en binaire
   1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 0000 0000
   soit pour l'adresse 192.168.10.1 (C0.A8.0A.01)
   1100 0000 . 1010 1000 . 0000 1010 . 0000 0001
   
   192.168.10. désigne le réseau, cette partie sera commune à toutes les machines du réseau.
   01 désigne la machine. Elle est la seule sur le réseau a avoir cette adresse.
   
   Avec un masque à 255.255.255.0, il reste 8 bits dispoibles pour adresser des machines, soit 256 possibilités.
   L'adresse 192.168.10.0 (pour notre exemple) est l'adresse du réseau et l'adresse 192.168.10.255 est l'adresse broadcast (voir routeur). Il reste 254 machines adressables, de l'adresse 192.168.10.1 à l'adresse 192.168.10.254
   
   Les adresses IP sont divisées en plusieurs catégories qui sont différentiées par la taille de leur masque :
   
   
   • Les adresses de classe C : le masque fait trois octet (trois octets pour le réseau, un pour les machines) : 255.255.255.0
     Leur premier octet est obligatoirement compris entre 192 et 223.
     
     
   • Les adresses de classe B : Le masque fait deux octets (255.255.0.0)
     Leur premier octet est obligatoirement compris entre 128 et 191.
     On a deux octets disponibles pour les machines, on peut donc en connecter jusqu'à 65534.
     
     
   • Les adresses de classe A :Le masque ne fait qu'un octet (255.0.0.0)
     Leur premier octet est obligatoirement compris entre 0 et 127.
     On a deux trois disponibles pour les machines, on peut donc en connecter jusqu'à 16777214.
     
3. UDP (User Datagram Protocol)
   Appartient à la couche "transport". Il permet d'envoyer des trames en mode "non connecté", l'économie réalisée en ommettant les échanges de connection entre les machines permet d'envoyer un plus grand nombre de données. En contrepartie, on pert l'assurance que les données ont été correctement reçues.
4. 
   HTTP (HyperText Transfert Protocol)
   Appartient à la couche "Application" (typiquement utilisé par les navigateurs web)
   
   
5. FTP (File transfert protocol)
   Appartient à la couche "Application". Protocole d'échange de fichier.
   
   
6. SMPT(Simple Mail Transfer Protocol)
   Appartient à la couche "Application". Protocole utilisé pour les transferts de mails.
   
   
7. DNS (Domain Name System)
   Les adresses du type free.fr ou www.google.com sont plus facile à utiliser par les humains, mais les machines préfèrent 212.27.48.10 ou 173.194.67.104.
   C'est le serveur DNS qui permet l'association entre les deux.
   Si un ordinateur ne connait pas d'adresse de serveur DNS, on ne peut aller avec son navigateur sur internet qu'en utilisant les adresses IP.
   
   
8. DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
   Il est très fastidieux de configurer toutes les machines d'un réseau (adresse IP, adresse du routeur, adresse du serveur DNS) manuellement. Le protocole DCHP permet d'assurer toute cette configuration automatiquement au démarage de la machine.
   Pour qu'une machine puisse ête configurée automatiquement, il faut impérativement avoir un serveur DHCP sur le réseau.
   
   
   ________ 

Cobranet est la plus ancienne réalisation d'un protocole audio sur Ethernet (1990).

Ce protocole transmet des signaux audio numériques non compressés avec une assez faible latence sur un réseau Ethernet "standard".

Une différence majeure avec le protocole Ethersound déja étudié, est que l'on peut faire passer le signal par un switch, comme le montre le schéma ci-dessous :

Le protocole Cobranet autorise 64 canaux (32 dans chaque sens)

Le switch qui permet d'échanger les donnée n'est pas réservé exclusivement à l'installation Cobranet : Il peut faire transiter en même temps des données TCP/IP traditionnelles entre ordinateurs (grace à l'implémentation VLAN [réseau virtuel] dans la norme utilisée... Ce qui hélas peut augmenter la latence.)

La communication se fait uniquement avec les adresses MAC des machines. Cela simplifie la configuration et diminue la latence mais en même temps supprime certains services de plus haut niveau.

Le transfert des données audio se fait par groupes de canaux appelés "Bundles".

Typiquement, un Bundle accueille 8 canaux audio 48000Hz@20.

On trouvera 4 bundles dans chaque sens (4*2*8=64 canaux)

le nombre de bits de quantification peu varier (16bits, 24bits..) ce qui influence directement le nombre de canaux transportables.

Il existe trois types de bundles (leurs noms ne correspondent hélas pas aux définitions habituelles):

Les bundles Multicast :

Les données sont envoyées par une machine à toutes les autres.

Les bundles Unicast

Les données sont envoyées par une machine à plusieurs autres.

Les bundles Privés

Les données sont envoyées par une machine à une autre.

Le réseau Cobranet est synchronisé par un appareil maître ici appelé "Conductor". Le choix du "Conductor" est fait lors de la configuration.

La trame se présente sous cette forme :

Soit :

-1 octet de préambule

-12 octets pour les adresses MAC de destination / source

-4 octets de sélection du VLAN

-2 octet type/longueur

-46 à 1500 octets de données audio

-2 octets de contrôle.

  Pour finir en fonction de la configuration, on trouvera trois valeurs de latence : 5,33mS, 2,66mS ou 1,33mS.

Exemples :

Latency

On voit que contrairement à l'Ethersound, la latence n'est pas dépendante du nombre de machines connectées au réseau. C'est dû à la différence de topologie (pour nous, câblage) : Bus (Marguerite)  ou  Anneau pour l'Ethersound, Etoile pour Cobranet.

Le protocole Art-Net permet de transmettre un signal DMX512 sur un réseau Ethernet pour gérer avec plus de souplesse un (très) grand nombre de canaux DMX.

Sur l'exemple ci-dessous, on peut accéder à 2048 canaux (4 univers : 4x512= 2048)

Art-net est un protocole, comme par exemple "http"ou "ftp".

Le terme "protocole" signifie qu'un certain nombre de règles ont été définies et doivent être respectées pour communiquer avec une autre machine (on dit node) Art-NET.(Sur l'image, entre la GrandMA et chaque Node Ethergate)
 

Il est basé sur TCP/IP (Transmission Contrôle Protocol / Internet Protocol) et utilise UDP  (User Datagram Protocol). Cela le rend entièrement compatible avec le matériel standard utilisé sur un réseau Ethernet (switchs, wifi, fibre optique...)

Caractéristiques :

La version 3 du protocole Art-Net peut transmettre en théorie jusqu'à 32768 Univers !

La limite dépend du réseau physique et de l'usage :

Rappels :

10BaseT: Réseau équipé d'une connectique RJ45 avec un débit max de 10Mb/s.
 

100BaseT : Réseau équipé d'une connectique RJ45 avec un débit max de 100Mb/s.

1000BaseT :Réseau équipé d'une connectique RJ45 avec un débit max de 1Gb/s.

Unicast : Liaison "Point à Point", directe entre deux machines (ex : ping 192.168.1.111)

Broadcast : Liaison entre une machine et le reste du réseau (ex : ping -b 192.168.1.255)

L'adressage d'un univers DMX est codé sur 15 bits, soit 32768 adresses disponibles (ce qui explique le nombre d'univers max : Une adresse par univers !) : les adresses sont nommées "PortAddress". Le seizième bit (bit 15) est toujours à 0.

Explications du tableau :

Un Net (réseau) est un groupe de 16 Sub-Net (4 bits de Sub-Net ou sous-réseaux) consécutifs (leurs adresses se suivent) ou 256 Univers (8 bits : 4 de Sub-Net et 4 Universe)

Un SubNet est un groupe de 16 Univers (4 bits donc16 univers)

Les parties "Net" et "Sub-Net" ont une valeur pour chaque noeud (node). (Pour le protocole Art-Net, un "node" est un appareil qui transcode  DMX vers Art-Net ou Art-Net vers DMX.)

La partie "Universe" définit les univers dans le noeud.

Quelques définitions :

Un Univers est évidement une trame DMX512 (512 canaux adressables)

Un Kiloverse (!) est un groupe de 1024 (2¹⁰) Univers (C'est la norme qui le dit...)

Une console lumière sera appelée "Controller"

Subnet Mask : Masque de sous réseau. Il est obligatoire ment de cette forme 255.0.0.0

Ce qui signifie que le premier octet (255) est l'adresse du réseau et les trois autres (0.0.0) correspondent aux adresses des "nodes"

Dernières précisions :

Les adresses de chaque node peuvent être attribuées par un serveur DHCP.

Pour faire communiquer les machines entre elles, le protocole UDP a besoin de la syntaxe suivante : IP:Port

Le N° de port utilisé par Art-Net est 0x1936. 

Pour programmer un node, la procédure est donc la suivante :

Adresse ethernet : port(0x1936), puis envoi d'un packet ArtIpProg dans lequel on enverra la varriable PortAdress (net+ subnet+ univers comme vu au-dessus)

L'analyse détaillée du protocole ArtNet est disponible ICI

Il existe plusieurs technologies pour envoyer des informations d'un appareil à un autre.

Les principales sont les liaisons électriques (Ethernet, RS485,...), les liaisons par ondes électromagnétiques (Wifi, bluetooth,...) et les liaisons optiques. Cet article traite des liaisons optiques.

PRINCIPE :

Une fibre optique est un fil de verre (fibre de verre ou fibre plastique) très fin et souple entouré d'une gaine réfléchissante (pour "emprisonner" la lumière) qui permet de transmettre une information lumineuse.

Points forts, points faibles.

-Très grande bande passante (ce qui se traduit par un débit très rapide.) Le record actuel est de 25,6 Térabits/seconde, (un térabit égale 1000 Gigabits) soit l'équivalent de 600 DVD à la seconde.

-Très faible atténuation avec la distance (les câbles peuvent faire plusieurs dizaines de kilomètres)

-Insensibilité aux perturbations électromagnétiques.

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-La connectique est parois fragile et onéreuse.

-Le câble ne doit pas être plié trop fortement (une partie de la lumière émise  pourrait faire "demi-tour" si l'angle d'incidence devient trop faible)

Pour éviter ce problème (entre autres), on réalise des câbles avec un très faible diamètre, qui oblige la lumière à se déplacer avec un grand "angle d'incidence" .


Sur l'image ci-dessous, les rayons lumineux rouges se déplacent avec un grand angle d'incidence.

Pour un signal, l'onde envoyée doit forcément être monochromatique (une seule couleur) mais on peut multiplexer le signal et envoyer plusieurs informations à la fois en utilisant des longueurs d'ondes différentes.

RÉALISATION D'UNE LIAISON :

Il faut un émetteur, une fibre et un récepteur.

L'émetteur

Il est généralement réalisé avec une LED de longueur d'onde 850 ou 1310nm ou d'une LED LASER dont la longueur d'onde est alors 1310nm ou 1550 nm. Toutes ces longueurs d'ondes font partie du spectre infra-rouge.

La fibre

Trois types de fibres sont proposés : La fibre à saut d'indice, La fibre à gradient d'indice et La fibre mono mode.

-La fibre à saut d'indice est la plus courante mais la moins performante. Son diamètre important (200µm) engendre beaucoup de pertes.

-La fibre à gradient d'indice  a un diamètre beaucoup plus fin (50 à 100µm) et est munie de plusieurs niveaux de couches de réflexion qui permettent de revnoyer le rayon lumineux de manière progressive.

-La fibre mono mode a un diamètre encore plus petit (10µm)  qui oblige le rayon lumineux à aller "tout droit" ou presque. Il faut obligatoirement utiliser une diode laser. Les pertes sont presques nulles mais elle côute très cher : le raccord entre les fibres est très difficile à réaliser.

Le récepteur

Il est réalisé avec une photodiode.

La fibre optique est bien sûr utilisée pour câbler des réseaux informatiques mais nous allons présenter rapidement son usage dans le domaine AUDIO pro.

L'ADAT :

La société ALESIS a développée la technologie ADAT (pour Alesis Digital Audio Tape) qui est devenue un standard pour le transfert d'informations audio-numériques utilisé par de nombreux autres constructeurs.

Le transfert se fait bien sûr par fibre optique (à saut d'indice, avec pour émetteur une simple led rouge : Les distances de câblage sont très courtes, la technologie n'a pas besoin d'être sofistiquée). Les connecteurs utilisés sont de type Toslink (connecteurs créés par Toshiba en 1983. On dit aussi EIAJ optical ). Les mêmes que pour la technologie S/PDIF, mais le format des données qui transittent dans les câbles S/PDIF est incompatible avec le format ADAT.

Une liaison ADAT peut transmettre jusqu'à 8 canaux en 48KHz/24bits

  Pour en savoir plus :

http://www.formation-fibre-optique.com/a-la-decouverte-de-la-fibre-optique/

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fibre_optique

Avant d'étudier les caractéristiques de notre dbx 166XL, quelques explications générales sur le compresseur.

La fonction d'un compresseur est de diminuer la dynamique d'un signal.

Explications : La dynamique d'un signal est l'écart entre la valeur la plus faible et la valeur la plus forte.

Le compresseur diminue la dynamique en abaissant progressivement la valeur du gain en sortie, au fur et à mesure que le signal devient plus fort.

 On voit sur ce diagramme qu'après l'intervention du compresseur le rapport entre le niveau de sortie et le niveau d'entrée n'est plus linéaire.

La courbe qui termine en pointillés indique le gain sans le compresseur et la courbe en gras indique le gain avec le compresseur. A partir d'un certain seuil d'entrée (qu'on appelle threshold, ici le trait vertical au milieu de la courbe) le compresseur diminue le gain.

Principaux usages

-Densifier (et uniformiser...) un signal en augmentant les valeurs faibles plus que les valeurs fortes (ex : la plupart des radios musicales) On entend autant un chuchotement qu'un cri.

-Mixer deux sources (ex voix et guitare) de manière à ce qu'on entende toujours les deux, sans que l'une prenne trop le pas sur l'autre.

-Supprimer des pics de tension qui pourraient détruire les enceintes ou l'électronique. On l'appelle dans ce cas là Limiteur.

-Eviter la saturation du signal (un signal sature quand il atteint le maximum de ce que peut encaisser l'électronique qui le reçoit). 

Principaux réglages :

- Seuil : C'est le niveau d'entrée à partir duquel le compresseur va se déclencher.

Exemples :

Signal d'origine (0db, puis-3dB puis -9dB jusqu'à -∞)

Seuil de compression réglé  à -3dB (la courbe claire est la courbe d'origine)

On voit que la première partie est un peut atténuée, la deuxième partie pratiquement pas.

Seuil de compression réglé à -6 dB. La première partie est nettement plus atténuée

Seuil de compression réglé à -10dB. La première partie est fortement atténuée, la deuxième l'est sensiblement. Les signaux résultants de la première et de la deuxième partie ont pratiquement la même amplitude. Proportionnellement le signal de la troisième partie se retrouve plus fort.

Sur une courbe représentant le signal de sortie en fonction du signal d'entrée, cela donne :

La courbe rouge puis grise représente le signal sans compression. La dynamique est alors maximum (flèche A entre la valeur mini et maxi du signal de sortie)

La courbe jaune représente la compression pour un seuil à -3dB. On voit que tout ce qui est au dessus -3dB est compressé. La compression est de plus en plus grande à mesure que le signal d'entrée grandit. La dynamique est réduite (min-max flèche B)

La courbe Verte représente la compression pour un seuil à -6dB. le taux de compression est le même (les courbes jaunes et vertes sont parallèles) mais le signal le plus fort (0dB en entrée) est beaucoup plus atténué.

La courbe bleue représente la compression pour un seuil à -10dB. La dynamique (flèche D) est minuscule. 

Rapport : (ou ratio) C'est le rapport entre la valeur prévue sans compression et la valeur réelle, valable au dessus du seuil de compression.

Pas de compression : 1:1

Valeur du signal (au dessus du seuil) divisée par deux 2:1.

Le compression à des ratios supérieurs à 10:1 permet de fonctionner en mode limiteur. C'est un mode ou l'objectif principal est d'empêcher la saturation du signal.

Attaque (attack): C'est le temps de réaction du compresseur (quand l'effet doit commencer) . Plus il est court, plus il s'entend; plus il est long, moins il est efficace. 

Retour (release): C'est le temps de réaction du compresseur (quand l'effet doit se terminer)

Arrondi (hard-knee soft-knee): Permet de régler la manière d'arriver au ratio de compression aux alentours du seuil :

Hard knee : La compression commence pile au moment ou l'entrée atteind le seuil et est tout de suite au ratio demandé.

Soft knee : La compression commence un peu au dessous le seuil de compression, mais avec un ratio très faible qui augmente progressivement jusqu'à atteindre le ratio demandé, légèrement au dessus le seuil.

Compression sur signal extérieur (side chain): Ce mode permet de déclencher le compresseur sur un signal autre que celui compressé. Exemple d'utilisation : Au moment ou l'animateur se met à parler dans son microphone, le niveau sonore de la  musique diffusée est automatiquement diminué (compression seulement quand il parle)

Exemples d'utilisations du compresseur :

- Lissage des variations de niveau d'un micro (qui s'éloigne et se rapproche de la bouche du chanteur par exemple)

- Lissage des variations de niveau d'un instrument (guitares, etc...)

- Renforcement de la grosse caisse (renforce le claquement et diminue le côté sourd)

- Faire ressortir un signal dans un son mixé (la dynamique du signal compressé étant plus faible, on peu augmenter son niveau moyen)

- Empêcher la saturation

- Protéger des Haut parleurs

- Augmentation du niveau sonore moyen (la dynamique du signal compressé étant plus faible, ...)

- Aide au réglage de l'égaliseur pour réduire l'effet de Larsen.

Pour les caractéristiques particulières de notre compresseur, voir cette page.

Pour en savoir plus :

Wikipedia

Audiofanzine

Réaliser son compresseur audio