Modulation

La modulation est un processus qui prend un signal simple (comme une onde sinusoïdale) et code un autre signal à l'intérieur de celui-ci afin de transmettre des informations. Elle permet aux données analogiques et numériques de circuler sur des ondes radio, des lignes téléphoniques et des lignes en câble coaxial. Les appareils qui modulent et démodulent les signaux pour transmettre des données sur Internet sont appelés des modems.

Tout d'abord, un circuit appelé modulateur reçoit un signal entrant, appelé signal de modulation, qui contient des données à transmettre. Ce signal de modulation peut être une donnée analogique, comme un signal audio provenant d'un microphone, ou un signal numérique appelé flux binaire. Le modulateur combine le signal de modulation avec un signal de fréquence plus élevée, appelé signal porteur ou onde porteuse, en modifiant son amplitude, sa fréquence ou sa phase. Cette onde porteuse se propage sur un support de transmission tel que des ondes radio ou un câble de transmission. À l'autre extrémité, un démodulateur reçoit le signal et applique un processus inverse pour séparer le signal de modulation du signal porteur.

Modulation analogique

La modulation analogique est principalement utilisée pour transmettre des signaux radio sur de longues distances. Elle était autrefois la méthode principale pour transmettre d'autres signaux, comme ceux de la télévision et des communications vocales, mais ces signaux utilisent désormais plutôt la modulation numérique.

Il existe trois méthodes principales pour moduler les signaux analogiques :

• Modulation d'amplitude (AM) : cette méthode module un signal en rendant l'amplitude de l'onde porteuse plus forte ou plus faible afin de transporter le signal de modulation, tandis que la fréquence de l'onde porteuse reste constante.
• Modulation de fréquence (FM) : cette méthode module un signal en maintenant l'amplitude constante, mais en modifiant la fréquence de l'onde porteuse en fonction du signal de modulation. La FM est moins sensible aux interférences que l'AM.
• Modulation de phase (PM) : cette méthode module un signal en modifiant la phase de l'onde porteuse en fonction de l'amplitude du signal de modulation. L'amplitude et la fréquence de l'onde porteuse restent constantes.

Modulation numérique

La modulation numérique peut transmettre un flux de données numériques sur des signaux analogiques, par exemple sur des lignes téléphoniques ou câblées (à l'aide de modems), ou sur des signaux radio numériques (Wi-Fi, Bluetooth ou réseaux cellulaires).

Au lieu de moduler une onde porteuse pour transporter un autre signal, la modulation numérique module l'onde porteuse pour transmettre un flux binaire. La forme la plus simple de modulation numérique envoie un bit à la fois en faisant passer le signal entre deux états : activé (1) et désactivé (0). Le nombre de fois qu'un signal modulé peut changer par seconde est appelé le débit en bauds.

Les méthodes plus avancées utilisent un alphabet de modulation pour transmettre les données plus efficacement. Un alphabet de modulation peut coder plusieurs bits dans une seule tonalité. Par exemple, une méthode peut coder des groupes de 2 bits à l'aide de quatre tonalités distinctes : une tonalité pour 00, une autre pour 01, une troisième pour 10 et la quatrième pour 11. Une méthode qui code 4 bits à la fois utiliserait plutôt 16 tonalités différentes.

Il existe de nombreux types de modulation numérique, mais les plus courants sont les suivants :

• Modulation par déplacement de phase (PSK) : cette méthode module un signal en faisant varier la phase de l'onde porteuse parmi un ensemble fini de valeurs.
• Modulation par déplacement de fréquence (FSK) : cette méthode module un signal en faisant varier la fréquence de l'onde porteuse parmi un ensemble fini de fréquences. La modulation par déplacement de fréquence audio (AFSK) est une méthode de modulation numérique utilisée dans les premiers modems informatiques.
• Modulation par déplacement d'amplitude (ASK) : cette méthode module un signal en faisant varier l'amplitude de l'onde porteuse parmi un ensemble fini d'amplitudes. La modulation ASK transmet des données numériques sur des lignes en fibre optique en modifiant l'amplitude de la lumière envoyée dans les câbles.
• Modulation d'amplitude en quadrature (QAM) : cette méthode module un signal en modifiant l'amplitude de deux ondes porteuses distinctes qui sont déphasées l'une par rapport à l'autre. La QAM fait partie de la spécification des communications Wi-Fi.