2 Les applications de l`IEEE 1394

Frédéric MARDON
Laurent MARTINOU
Benjamin THOMINET
Les réseaux domotiques IEEE 1394
SOMMAIRE
SOMMAIRE _______________________________________________________________ 2
1
Fonctionnement d’un réseau IEEE 1394 ____________________________________ 4
1.1 Topologie du réseau ________________________________________________________ 4
1.2 Le modèle en couches de l’IEEE 1394 _________________________________________ 4
1.2.1
La couche physique ____________________________________________________________ 5
1.2.2
La couche liaison______________________________________________________________ 6
1.3 Régularité du flux de données ________________________________________________ 7
1.4
2
Configuration automatique __________________________________________________ 8
Les applications de l’IEEE 1394 ___________________________________________ 9
2.1 Applications informatiques __________________________________________________ 9
2.2 Applications audiovisuelles _________________________________________________ 12
2.3 Intégration audio/vidéo/multimédia __________________________________________ 14
3
Quelques aspects économiques et commerciaux ______________________________ 14
Conclusion _______________________________________________________________ 16
Bibliographie _____________________________________________________________ 17
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
INTRODUCTION
IEEE 1394 est issu d’études visant à combler les lacunes dans le domaine des liaisons
de périphériques à haut débit. Il est déjà utilisé par les professionnels et le grand public pour
relier ensemble des systèmes incompatibles dans les environnements de montage vidéo,
production sonore et PAO, ainsi que dans les applications de loisirs. L’IEEE 1394 est
aujourd’hui surtout connu dans le monde de la vidéo numérique.
Une association des plus grands constructeurs d’informatique et d’électronique, la
1394 Trade Association, s’est formée en septembre 1994 afin d’accélérer le développement
du marché de ce bus. Des groupes de travail ont étés créés pour définir les spécifications de
cette technologie. Dans cette association, on peut retrouver des entreprises telle AMD, Apple,
IBM, Lexmark, Microsoft, NCR, Philips, Sony ou Toshiba. Afin d’avoir une meilleure
approche commerciale, Apple a décidé de choisir un nouveau nom pour désigner cette
nouvelle technologie : FireWire.
Plus récemment, SOPHI+, l’association de Sony, Philips et Canal+, annonce des
applications de l’IEEE 1394 sous l’appellation commerciale « i-Link ». L’IEEE 1394 apparaît
donc comme la pièce maîtresse des futurs réseaux domotiques et joueront également un rôle
capital dans les transmissions de données au sein des futurs ordinateurs, tant dans le cadre
d’une utilisation domestique que professionnelle.
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
1 Fonctionnement d’un réseau IEEE 1394
1.1
Topologie du réseau
Les différents équipements vidéo et Hi-Fi actuels se contentent d’être interconnectés
par des liaisons spécialisées. Un câble, correspondant à une interface conçue spécifiquement
pour le type de données à transmettre permet de relier deux équipements (par exemple une
caméra et un magnétoscope ou une télévision à une chaîne Hi-Fi). De même, en micro
informatique, il existe de nombreuses interfaces différentes, chacune permettant de faire
fonctionner certains types de périphériques, d’où la multiplicité des différentes prises au dos
d’un ordinateur. C’est seulement à l’intérieur de l’ordinateur que ces interfaces (et donc les
périphériques qui y sont reliés) sont interconnectées par l’intermédiaire de bus normalisés (Et
encore, différents bus coexistent dans l’ordinateur, et ne sont reliés les uns aux autres que par
l’intermédiaire d’un composant de la carte mère : le chipset).
L’objectif de l’IEEE 1394 est de construire un véritable réseau de périphériques et
d’équipements. C’est-à-dire que tous les équipements interconnectés disposeront de la même
prise (et de la même interface électronique) de façon à pouvoir être connectés les uns aux
autres le plus facilement possible. La topologie physique du réseau peut alors être une
arborescence complexe : l’un des périphériques peut être relié à plusieurs autres et chacun de
ces autres périphériques peut lui aussi établir plusieurs connexions. L’uniformité des
interfaces et la conception du réseau permet ainsi à tout périphérique relié au réseau de
communiquer avec tout autre périphérique du réseau, quel que soit l’équipement auquel ce
dernier est raccordé.
De plus, cette communication ne charge pas les périphériques traversés. Par exemple,
imaginons qu’une caméra vidéo transmette un film à un magnétoscope, et que ces deux
équipements soient physiquement reliés à un ordinateur mais pas directement l’un à l’autre.
Dans ce cas, les données vont jusqu’à l’ordinateur et repartent immédiatement vers le
magnétoscope sans demander le moindre calcul à l’ordinateur qui peut donc travailler
indépendamment de cette communication, et peut lui aussi utiliser le bus pour échanger des
données avec un autre périphérique.
1.2
Le modèle en couches de l’IEEE 1394
Les fonctionnalités de l’IEEE 1394 sont le résultat d’une prise en compte extensive du
modèle OSI (Open System Interconnection) de l’ISO (Organisme de normalisation
international), permettant de décrire le fonctionnement des réseaux de communication. Ce
modèle consiste à répartir les tâches en « couches ». Le modèle complet comporte 7 couches,
chaque couche étant capable de dialoguer avec les couches de niveau équivalent
(horizontalement), et avec les couches de niveau immédiatement supérieur ou inférieur
(verticalement). C’est-à-dire que, dans l’émetteur, les données à transmettre sont fournies par
la couche 7 à la couche 6, qui le transmet à la 5 et ainsi de suite jusqu’à la couche 1 (couche
physique : le câble et les signaux électriques qui y circulent).
Chaque couche modifie le flot de données pour le préparer à la transmission : routage
jusqu’au destinataire, détection et correction d’erreur, synchronisation… En réception,
l’opération inverse est réalisée : la couche 1 du récepteur, qui reçoit les signaux électriques
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reconnaît les données, les transmet à la couche 2, qui recalcule ce qu’avait transmis la couche
3 de l’émetteur et transmet donc ces informations à sa couche 3. Ce procédé se poursuit
jusqu’à la dernière couche, qui retrouve exactement les données qui avaient été envoyées par
l’émetteur (en couche 7).
Les couches de plus bas niveau (couche physique, couche liaison…) font appel à des
circuits intégrés spécifiques, développés exclusivement pour l’IEEE 1394. Les couches de
niveau plus élevé (Couche session, couche application) sont assurées par logiciel.
1.2.1 La couche physique
La couche physique est la plus basse du
modèle OSI. Elle définit l’interface électrique
avec le monde extérieur. Le connecteur IEEE
1394 comporte 6 contacts. Il est intégralement
blindé, comme le câble, pour résister aux
interférences électromagnétiques. Le design
de ce connecteur est fortement inspiré des
connecteurs des câbles permettant de relier
deux consoles de jeux Nintendo Game Boy. En effet, ces connecteurs de faible coût ont
démontré leur solidité et leur fiabilité en résistant à l’usage qu’en font les enfants.
Le câble de liaison comporte deux paires
torsadées, pour permettre des liaisons full
duplex (échange d’information dans les deux
sens : émission et réception simultanées). Les
signaux sont bidirectionnels et symétriques.
L’utilisation
de
signaux
symétriques
(similaires aux RS 422 et RS 485) est en effet
nécessaire dès que l’on désire des
transmissions sur des longueurs dépassant quelques mètres : les deux conducteurs d’une paire
torsadée transportent chacun un signal, l’un étant opposé à l’autre (contrairement aux liaisons
asymétriques, où l’un des deux conducteurs transporte le signal et l’autre est relié à la masse).
Les données sont transmises en mode différentiel, c’est à dire que le signal émis change
quand le bit à transmettre est différent du précédent (dans un codage classique, les deux types
de symbole émis correspondent chacun à une valeur du bit à transmettre). L’amplitude des
signaux est d’environ 200 mV (entre 1.665V et 2.015 V) sur 50 ohms, les tensions de
polarisation en mode commun des paires sont utilisées pour détecter la présence d’un
équipement à l’autre extrémité du câble. Le câble IEEE 1394 dispose également de deux
conducteurs d’alimentation pouvant délivrer 8 à 40 Volts, avec un courant continu pouvant
atteindre 1.5 Ampère.
Les circuits intégrés d’interface physique sont conçus pour trois câbles. La couche
physique est chargée de gérer les arbitrages, c’est-à-dire, notamment, d’interdire l’émission
lorsqu’il y a un signal en cours de réception sur la même paire. Les débits proposés par
l’IEEE 1394 sont de 100, 200 et 400 Mbit/s.
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
Cette multiplicité des débits disponibles est l’une des principales qualités de l’IEEE
1394. Ceci permet à tous les éléments de travailler à leur vitesse optimale, tous en même
temps. On peut ainsi optimiser l’utilisation des ressources et les coûts des équipements : un
équipement qui ne nécessite pas un très fort débit peut n’utiliser que le débit dont il a
réellement besoin, libérant ainsi des ressources pour les autres périphériques. De plus, il
n’aura pas besoin d’être équipé d’une interface à très haut débit, donc coûteuse, dans le seul
but d’être compatible avec un réseau performant. De même, l’évolutivité du réseau et la
pérennité des équipements sont assurées : un ancien périphérique, disposant d’un faible débit,
sera toujours utilisable sur des versions évoluées du réseau, supportant non seulement des très
hauts débits, mais aussi les débits plus limités définis antérieurement.
Chaque segment du bus 1394 peut comporter jusqu’à 63 équipements connectés.
Couramment, chaque équipement est espacé de 4-5 mètres mais on peut également les espacer
plus au moyen de répéteurs. Plus de 1000 segments peuvent être connectés sur un pont ce qui
permet de développer de façon très significative le réseau 1394.
Des extensions sont d’ailleurs dores et déjà prévues. L’IEEE 1394b prévoit
800Mbits/s, et on envisage même 1.6 Gbits/s. Une norme permettant l’augmentation de la
longueur des câbles (jusqu’à 25m) grâce à l’emploi de fibres optiques en plastique est
également à l’étude.
L’utilisation d’un nombre réduit de fils (seulement deux paires torsadées) implique
évidemment que la liaison réalisée soit une liaison série : les bits transmis le sont l’un après
l’autre (contrairement aux liaisons parallèles, où on transmet plusieurs bits d’un coup : un sur
chaque fil). Ce choix peut surprendre lorsque l’on constate que les débits à supporter sont
particulièrement élevés, mais il est justifié par d’autres considérations. En effet, une liaison
série est beaucoup plus facile à mettre en œuvre. Les câbles et les connecteurs sont beaucoup
moins chers que pour une liaison parallèle et, étant plus simples, ils sont aussi plus fiables et
prennent moins de place. De plus, un câble parallèle comporte beaucoup de fils, ce qui
introduit d’importantes interférences électriques, particulièrement nuisibles à la qualité de la
transmission, et on peut rencontrer des problèmes de synchronisation entre les fils, surtout à
haut débit. Enfin, une liaison série est certes plus complexe à concevoir (et les circuits
électroniques nécessaires à son fonctionnement coûtent cher), mais cette architecture est bien
mieux adaptée à la constitution de réseaux complexes à moindre coût.
1.2.2 La couche liaison
La couche liaison fait également l’objet d’un circuit intégré à elle seule. Son rôle est
de s’interfacer avec la couche physique pour séparer les paquets asynchrones des paquets
isochrones à la réception et les multiplexer à l’émission (voir paragraphe suivant). Le rôle
particulier de la couche liaison est de mettre en œuvre le protocole propre aux signaux
audiovisuels. La couche audiovisuelle doit s’adapter aux principaux standards en usage dans
le domaine, tels que le MPEG-2 et le DVC (Digital Video Cassette). Les données doivent être
transmises en paquet selon la proposition de norme IEC 1883 pour l’interface numérique
grand public, puis, grâce à l’ajout des en-têtes nécessaires, sous forme de paquets isochrones
conformes à l’IEEE 1394. Un tel circuit nécessite une assistance pour la gestion, il est donc
habituel de le relier à un microcontrôleur (composant constitué d’un microprocesseur pour le
calcul, de mémoire, et de ports d’entrée/sortie).
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
1.3
Régularité du flux de données
L’interface prend en charge aussi bien les transferts de données dépendantes du temps
(isochrones, comme un flux audio, qui ne doit pas paraître « haché ») que ceux sans contrainte
temporelle (asynchrones, comme un transfert de fichier), qui font toujours l’objet d’une
procédure d’acquittement : lorsqu’une donnée est correctement reçue par un périphérique,
celui-ci envoie à l’émetteur un acquittement positif indiquant le bon déroulement du
transfert ; l’émetteur envoie alors la donnée suivante et le processus continue. Si la donnée
n’est pas reçue correctement (acquittement négatif) ou que l’acquittement n’a jamais été
retourné, cela veut dire qu’une erreur s’est produit : l’émetteur doit alors renvoyer la donnée.
Afin de limiter les échanges d’acquittements, plusieurs paquets de données peuvent être
transmis successivement, sans attendre d’acquittement. Le récepteur doit alors transmettre les
acquittements par bloc (l’émetteur gardant une trace des données émises, pour pouvoir les
retransmettre le cas échéant).
Les transferts isochrones font appel à un processus de multiplexage temporel : le
temps est découpé en intervalles (cycles) où les paquets isochrones sont prioritaires. En effet,
un équipement émetteur connaît son besoin en bande passante. Il négocie alors celle-ci avec
les autres équipements connectés au bus. Une fois que la bande lui est accordée, celle-ci lui
appartient et ne peut être reprise par un autre équipement. Le mode isochrone évite les pertes
de temps liées à la gestion des acquittements.
Les paquets asynchrones, moins prioritaires, peuvent être retardés et transmis « à
temps perdu » (Best Effort). C’est-à-dire que les premiers paquets de chaque cycle sont les
paquets isochrones (qui doivent absolument être transmis dans ce cycle). Le temps restant est
alors attribué aux paquets asynchrones, qui doivent se le partager d’une façon ou d’une autre,
quitte à ce que certains attendent le cycle suivant.
Le fait de pouvoir gérer aussi bien des connexions isochrones qu’asynchrones permet
d’utiliser au mieux les ressources : chaque application utilise exactement les ressources dont
elle a besoin, ni plus, ni moins. Il en résulte une grande qualité de service à un coût très
raisonnable.
Les données isochrones reçoivent de multiples en-têtes : deux en-têtes standards IEEE
1394, suivis d’un Code détecteur d’erreur (CRC) d’en-tête. La charge utile, c’est-à-dire les
données brutes à transmettre est constituée d’un paquet au standard IEC 1883. Ce paquet
comporte lui-même deux en-têtes, contenant des informations de synchronisation, suivis de la
charge utile IEC 1883 (constituée de données audio/vidéo). L’ensemble de ce paquet est donc
placé dans un paquet IEEE 1394 qui se termine par un CRC portant uniquement sur les
données. Les en-têtes contiennent les informations nécessaires à la reconstitution du signal
d’origine, malgré la fragmentation des données en paquets : identification de la source, taille
des données, numéro d’ordre des blocs de données dans la séquence, identification des
formats, et informations spécifiques aux différents formats gérés.
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Schéma d’un paquet isochrone :
En-tête de paquet IEEE 1394
En-tête de paquet IEEE 1394
Contenu de paquet isochrone
CRC de données IEEE 1394
Paquet isochrone normal
Taille des données Tag Canal Tcode SY
CRC d’en-tête
Bloc de données: 1ère partie de l’en-tête CIP
Bloc de données: 2ème partie de l’en-tête CIP
Bloc de données : données audiovisuelles
CRC sur les données
Paquet isochrone IEC 1883
L’un des problèmes posé par ce type de transmission est qu’une source ne peut pas
transmettre en continu les données délivrées par la couche logicielle (qui quant à elles sont
continues, ou presque), puisqu’un périphérique ne peut émettre qu’à des instants précis. Il va
donc falloir utiliser des mémoires tampon pour accumuler des données à transmettre tant que
le cycle en cours n’est pas terminé. De même, en réception, une mémoire conserve les
informations reçues (par paquet entier), de façon à ne les délivrer en continu aux couches
supérieures qu’au débit exigé par celles-ci, alors que simultanément, la mémoire se charge des
paquets reçus à intervalles réguliers (sporadiquement). Cette méthode
garantit la régularité du flux de données en réception (contrainte
temporelle satisfaite si les données arrivent à temps), mais introduit un
délai de transmission inévitable. Les divers circuits intégrés sont donc
équipés de mémoire FIFO (first in first out). Etant donné que les cycles
durent 125 micro-secondes, ces mémoires peuvent être de faible capacité
(8 ko pour le composant de couche liaison TSB12LV22, représenté cicontre) .
Entre les différents paquets, on introduit des intervalles de garde (arbitration gaps), qui
servent d’une part à éviter les collisions entre paquets, d’autre part à analyser les tensions
continues présentes sur le bus pour surveiller les différents points de connexion.
Constitution d’un cycle (125 s) :
Paquet en-tête
de cycle
Paquets
Isochrones
Paquets
Asynchrones
Paquet en-tête
de cycle suivant
Intervalles de garde
1.4
Configuration automatique
Les fonctions « plug and play » sont particulièrement perfectionnées dans l’IEEE
1394. Elles offrent une flexibilité sans précédent : brancher un équipement est tout ce que doit
faire l’utilisateur, puisque la procédure d’installation (et désinstallation) d’un périphérique est
automatique, et peut même se faire sans devoir arrêter tout le réseau (c’est ce qu’on appelle le
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
« hot plugging » ou branchement à chaud). L’utilisateur peut ainsi relier sans difficulté de
nombreux périphériques. De plus, tant que le câble est alimenté, l’interface de signalisation
physique reste opérationnelle et des données peuvent être transportées d’un segment du bus à
un autre sans que les périphériques traversés soient sous tension.
Ces fonctions s’appuient sur des mécanismes matériels, mais aussi logiciels :
- Les mécanismes matériels ont été entrevus avec la couche physique. Le circuit intégré
comporte des dispositifs qui permettent à tout moment de connaître l’état des extrémités des
câbles auxquels il est relié : présence d’un périphérique distant, présence de l’alimentation sur
le câble, et présence de signaux.
- Les mécanismes logiciels sont fondés sur divers protocoles d’échanges :
 CMP (Control Management Protocol) : ce protocole fournit un ensemble de
procédures de gestion des connexions isochrones. Il fait appel à un concept de
« panneau de connexion ». Chaque canal isochrone est associé à un registre de
connexions (plug register) et un registre de contrôle de branchement (plug control
register). Il inclut aussi des registres de fonctions spéciales.
 FCP (Function Control Protocol) : ce protocole fournit une méthode normalisée pour
commander les appareils grand public. Il définit un « contrôleur », qui émet des trames
de contrôle ou, plus exactement, des trames de commandes. Il définit par corollaire
une cible, qui reçoit les trames de commandes et génère des trames de réponses. Ces
diverses trames sont incluses dans la structure de paquets asynchrones IEEE 1394.
2 Les applications de l’IEEE 1394
2.1
Applications informatiques
Actuellement on assiste à une hausse importante du nombre de câbles pour
périphériques. En réalisant un inventaire non exhaustif de ceux-ci, on s’aperçoit qu’ils
encombrent complètement l’arrière de nos ordinateurs :








Un câble port parallèle pour l’imprimante
Un câble port série pour le modem
Un câble pour l’écran
Un pour le clavier
Un pour la souris
Un câble pour les haut-parleurs
Un câble pour les équipements SCSI
Un câble pour les applications vidéos (ex : capture d’image)
Tout cela n’est pas très pratique quand le manque de place se fait sentir ni quand une
intervention est nécessaire. De plus, assurer l’esthétisme de l’ensemble n’est pas chose aisée.
Le bus IEEE 1394 est donc bienvenu pour simplifier ces connections.
De plus, l’apparition de l’IEEE 1394 va permettre de simplifier certains périphériques.
Par exemple, une imprimante IEEE 1394 peut se révéler radicalement différente de celles
existantes. Etant donnée la forte croissance de vitesse pour l’envoi de données de l’ordinateur
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
vers l’imprimante, cette imprimante pourrait être bien plus simple et moins chère que les
modèles courants, car désormais, l’ordinateur traiterait toutes les opérations relatives à
l’impression avant d’envoyer quelques instructions à l’imprimante.
IEEE 1394 n’est pas la seule technologie pour le transport des données numériques.
En effet il existe également le bus USB( Universal Serial Bus) d’Intel qui est actuellement
devenu le standard dans le monde du PC et de ses équipements, puisqu’il est déjà intégré sur
les cartes mère des PC récents. Ce bus est moins cher mais ne permet qu’un débit de 12
Mbits/s. Pour les périphériques ayant de faibles débits tels que le clavier ou la souris, ce bus
est très intéressant. Sur le marché actuel du transport numérique, IEEE 1394 est la solution la
plus efficace pour les débits allant de 10 Mbits/s à 1 Gbits/s. Ces deux technologies de
transmission ont donc un rôle complémentaire : l’USB assurera les bas débits, alors que
l’IEEE 1394 permettra de transmettre des données à haut débit. La coexistence de ces deux
techniques est présentée dans le tableau suivant :
USB
Domaine d’action
Bas débits
10 à 100 kbits/s
Application
Périphériques interactifs
(manettes de jeux, claviers,
Réalité virtuelle…)
Débits moyens
Caractéristiques
Faible coût
Simplicité d’emploi
Connexion/déconnexion
Dynamique de multiples
périphériques
Faible coût
Téléphonie, RNIS ,
visio-conférence
500 kbits/s à 10Mbits/s Audio, vidéo à bande réduite Retard maîtrisé
Transfert de fichiers
Débit supérieur, facilité
d’emploi
IEEE 1394 Hauts débits
Vidéo
Haut débit
10 à 400 Mbits/s
Disques
Très faible retard
Réseaux locaux
Simplicité d’emploi
Par contre, l’IEEE 1394 concurrence directement une technologie existante de
transfert de données existante : le SCSI. Comme le montre le tableau suivant, les
caractéristiques de l’IEEE 1394 sont supérieures à celles du SCSI
SCSI
Débit maximal Ultra2 SCSI : 80 Mo/s (=640 Mbits/s)
Configuration Liaisons symétriques parallèles.
Connecteurs Interne : nappe à 50 conducteurs
Externe : Connecteurs à lames à 50
contacts.
Périphériques en parallèle sur le câble.
Topologie
7 périphériques maximum.
Paramétrage Adresses à définir par cavaliers
(adresses réservées pour le disque
système et la carte d’interface).
Résistances de charges à mettre en bout
de câble (activées par cavalier).
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IEEE 1394
100, 200, 400 Mbit/s (voire 1,6
Gbit/s
2 liaisons série.
6 broches, câble et prise blindés.
Arborescence complexe.
63 périphériques maximum.
Adressage défini
automatiquement par le protocole.
Le câble est naturellement chargé
par le périphérique à l’extrémité.
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
On constate que le SCSI n’est pas approprié à la réalisation de réseaux domotiques
puisque le nombre de périphérique supportés est insuffisant. De plus, un réseau SCSI est trop
complexe à paramétrer pour un utilisateur lambda (résistances de charge à installer, adresses à
définir, connaissance de la topologie nécessaire, coût élevé).
Cependant, certains détails de conception ne permettent pas à l’IEEE 1394 de
remplacer dès aujourd’hui le SCSI dans les ordinateurs. En effet les disques sont des
périphériques asynchrones. Or d’après le protocole IEEE 1394, un périphérique asynchrone
n’est pas prioritaire. On comprend mal comment un ordinateur pourrait fonctionner avec sa
mémoire de masse qui ne serait pas prioritaire. C’est un exemple des problèmes à résoudre
avant de songer sérieusement à intégrer l’IEEE 1394 comme interfaces universelles dans les
ordinateurs.
Dans le même ordre d’idées, l’IEEE 1394 n’est pas encore capable de concurrencer le port
PCI des ordinateurs (servant à connecter différentes cartes d’extension : cartes son, Ethernet,
modems…) puisque aucune interface interne pour cartes électroniques n’a été définie.
D’ailleurs, il est à noter qu’aujourd’hui l’interface IEEE 1394 n’est pas encore intégrée sur les
cartes mères des ordinateurs et nécessite l’adjonction d’une carte d’interface au format PCI
telle que le modèle Adaptec AH8940 représenté ci-dessous.
Il existe également des technologies de transmission basées sur l’utilisation de fibres
optiques (comme l’ATM) : celles-ci permettent des débits plus élevés qu’avec le bus IEEE
1394 mais leur mise en place est plus compliquée et beaucoup plus coûteuse. L’avenir verra
probablement l’apparition de solution où l’ATM et IEEE 1394 coexisteront : l’ATM
permettant d’interconnecter plusieurs réseaux IEEE 1394, notamment en donnant accès aux
réseaux des opérateurs (téléphonie et Internet).
Bien que nous ayons beaucoup parlé des applications informatiques (micro
ordinateurs, imprimantes …), ce n’est pas le seul champ d’application de ce bus. Le bus IEEE
1394 interfacera les caméscopes avec les magnétoscopes, les postes de télévision. Si on désire
connecter ces appareils haute fidélité à un ordinateur, il suffit d’ajouter un câble IEEE 1394 à
l’ordinateur. C’est aussi simple que cela.
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
2.2
Applications audiovisuelles
Il y a de cela quelques années, les réseaux domotiques se limitaient à quelques
équipements commandés à distance, éventuellement automatiques. Ainsi on pouvait disposer
de volets électriques et/ou automatiques, de portails motorisés etc … Aujourd’hui,
l’intégration des équipements audio/vidéo fait que ceux-ci font désormais partie intégrante
des réseaux domotiques. Ainsi les besoins en bande passante des réseaux domotiques
croissent de manière significative, puisque ces équipements numériques génèrent de gros
débits de données, spécialement quand on désire une haute résolution ou un résultat de
qualité.
De plus, les transmissions numériques de bout en bout sont plus efficaces que les
connexions de type analogique. En effet les équipements numériques tels que les caméras
vidéo sont obligés de convertir la vidéo numérique en un signal analogique afin de l’envoyer
sur le câble analogique. Avec le bus 1394, cette conversion n’est pas nécessaire car le bus
assure la transmission numérique. De l’autre coté du câble, la conversion inverse, c’est à dire
du signal analogique en signal numérique, doit être également réalisée. Chaque conversion
analogique/numérique détériore la qualité du signal. Donc, pour obtenir la meilleure qualité,
le signal doit rester numérique au niveau du câble. L’utilisation du bus 1394 constitue donc
une solution intéressante.
On peut alors réaliser une estimation de la bande passante nécessaire pour des
applications vidéo ou audio :
 Vidéo de haute qualité :
Données numériques = (30 images / seconde) x (640 x 480 pixels) x (couleurs 24
bits/pixel) = 221 Mbits/s
 Vidéo de qualité moyenne :
Données numériques = (15 images / seconde) x (320 x 240 pixels) x (couleurs 16
bits/pixel) = 18 Mbits/s
 Audio de haute qualité :
Données numériques = (44100 échantillons / seconde) x (échantillons de 16 bits) x
(2 canaux stéréo) = 1,4 Mbits/s
 Audio de qualité moyenne :
Données numériques = (11050 échantillons / seconde) x (échantillons de 8 bits) x
(1 canal mono) = 0,1 Mbits/s
Les schémas ci dessous présentent deux câblages différents pour une même installation
audio/vidéo. Cette installation comprend :
 Un décodeur satellite et son antenne (STB)
 Un lecteur CD audio de salon (CD)
 Un lecteur DVD de salon (DVD)
 Un magnétoscope (VCR)
 Un lecteur cassette (TAPE)
 Un amplificateur audio/vidéo (RECEIVER)
 Un poste de télévision (TV)
 Un jeu d’enceintes surround
 Un ordinateur
 Une unité de stockage externe
 Une imprimante
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
Le premier câblage propose des connexions de type analogiques. En conséquence on ne peut
intégrer simplement à cette installation les équipements nécessitant une liaison numérique. On
ne peut donc pas intégrer simplement des éléments tels que le PC, le disque dur ou
l’imprimante.
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Les réseaux domotiques IEEE 1394
Le deuxième câblage utilise la technologie 1394 pour réaliser la connectique. Les liaisons
sont donc de type numérique. En conséquence on peut intégrer simplement à cette
installation les équipements tels que le PC, le disque dur ou l’imprimante. De plus le plan de
câblage est beaucoup plus simple. A travers cet exemple, on voit tout l’intérêt d’utiliser la
technologie 1394.
2.3
Intégration audio/vidéo/multimédia
Le câble de l’interface 1394 transporte des données numériques. Ainsi, l’ordinateur
n’a pas besoin d’une carte d’acquisition vidéo. L’écran, l’ordinateur et le magnétoscope
acceptent les données numériques, tant pour l’affichage que pour le stockage. Une image
vidéo peut être envoyée à l’imprimante pour une impression sur papier.
Les données de contrôle, telles la mise en marche de la caméra, sont transmises de
façon asynchrone, à partir de l’ordinateur ou même de la télévision. Les données réelles vidéo
sont transmises de façon isochrone, dans une sorte de conduit direct entre la caméra et les
autres équipements agréés IEEE 1394.
3 Quelques aspects économiques et commerciaux
On voit désormais apparaître sur le marché des produits utilisant la technologie IEEE
1394, mais sous des appellations commerciales différentes (i-Link, FireWire …). En effet
IEEE est l’abréviation pour ‘Institut des Ingénieurs en Electricité et Electronique’. Cette
organisation est le principal organisme de normalisation, mais on conçoit facilement que le
terme IEEE 1394 soit peu vendeur.
On peut retracer le développement d’IEEE 1394 grâce à quelques dates :
Début 95, Skipstone fournit la première génération d’outils de développement 1394
afin d’aider les constructeurs dans la production d’équipement 1394. Sony annonce à la fin de
l’année 95, la réalisation d’une caméra vidéo numérique utilisant la technologie IEEE 1394.
Au milieu de 1996, on voit apparaître des adaptateurs PC pour caméra vidéo
numérique. Cela permet la capture et le stockage d’image numérique avec un débit élevé (200
Mbps).
En 1997, les constructeurs d’ordinateurs et les fabricants d’électronique sont capables
d’offrir des débits de 400 Mbps. La technologie IEEE 1394, de part ses qualités, s’inscrit
parfaitement dans le développement du multimédia.
En 1998, c’est l’arrivée d’équipements 1394 ayant des débits de l’ordre du gigabit par
seconde.
Sur le graphique suivant, on peut observer le marché actuel et futur des équipements
1394. On comprend mieux l’intérêt que portent les grandes sociétés d’informatique et
d’électronique à cette nouvelle technologie. On constate que ce sont les périphériques pour
PC qui représenteront la plus grosse part de marché. Le marché d’équipements 1394 devrait
quasiment être multiplié par 5 en 2001 par rapport à aujourd’hui.
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Maintenant les équipements numériques ont (presque) totalement supplanté les
équipements analogiques.
-
Dans le monde de l’audio, le marché du CD a connu une croissance exceptionnelle
alors que celui des cassettes analogiques a chuté.
Dans le monde de la vidéo, même si le laserdisc n’a pas connu le succès escompté,
l’arrivée du DVD pourrait annoncer un retrait progressif des cassettes vidéos
actuelles. De même le caméscope numérique et l’appareil photo numérique vont
bientôt remplacer leur homologue analogique.
Ces nouveaux équipements pourront être compatibles avec la technologie IEEE 1394.
Le bus IEEE 1394, qui assure une transmission entièrement numérique, permettra une
utilisation optimale de ces nouveaux produits.
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Conclusion
Le bus IEEE 1394 est un bus série à haut débit. Il représente une très forte évolution
dans le monde du transport des données numériques pour les ordinateurs ou pour les produits
électroniques. Ce bus qui permet l’interconnexion de différents équipements digitaux est
promis à un bel avenir. Etant non propriétaire, peu cher, proposant de hauts débits, il est peut
être amené à devenir le standard de demain. De plus, les grandes sociétés d’informatique ou
d’électronique croient en cette nouvelle technologique et usent de tout leur poids pour que ce
bus se développe très rapidement. On ne devrait donc pas tarder à constater l’invasion du
marché par des produits utilisant IEEE 1394. On retrouvera bien sur dans ces produits les
ordinateurs mais également toute sorte d’équipements périphériques audio/vidéo.
En résumé, ce bus dispose des avantages suivants :

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

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

Interface numérique : ceci permet de ne pas convertir les données numériques en
analogique et évite ainsi les erreurs du à cette transformation,
Câble fin qui permet de remplacer certains câbles plus encombrant et plus coûteux à
l’utilisation,
Facilité d’installation des équipements sur le bus : on peut installer ou retirer des
équipements sans que le bus soit désactivé. Ce bus intègre le plug and play,
Peu cher à l’utilisation,
Il accepte d’avoir simultanément plusieurs équipements ayant des débits différents
(100, 200 et 400 Mbps),
Permet d’assurer un transfert temps réel,
Technologie non propriétaire : il n’existe donc pas de problème de licence concernant
le développement d’équipement utilisant IEEE 1394.
Les marchés à portée du bus IEEE sont :


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Ordinateurs,
Produits vidéo, audio pour le multimédia,
Scanners et imprimantes,
Disques durs, entre autres les disques RAID,
Caméras vidéo numériques.
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Bibliographie
 Le haut parleur – Objectif Multimédia - Décembre 1997
 Site Internet Texas Instrument http://www.ti.com/sc/docs/msp/1394/1394.htm
 Site Internet http://www.vxm.com/21R49.html
 Site Internet Skipstone http://www.skipstone.com
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