Brevet FR2064355A1 — publié le 19710723

de télécommruni@ations. en partioulier les systènes @e commutation téléphon utilisant la commutation en !r-'lt' plex à répartition dans le temps En ce qui concerne ces systèmes il a déjà été proposé dans la demande de brevet allemand N P19 08 557.5 de compléter les chemins dans ltétage de commutation d'abonné avec une fréquence d'échantillonnage supérieure à celle utilisée sur les voies principales en multiplex à répartition dans le temps. Ceci permet d'éviter des filtres coûteux particuliers à chaque abonné.Dans la demande de brevet mentionnée ci-dessus, le signal à transmettre est démodulé dans les deux sens de transmission pour la conversion de la fréquence d'échantillonnage et il est ensuite échantillonné avec là nouvelle fréquence située dans la gamme audiofréquence. La séparation des canaux de temps et le rejet des bandes de fré-quence inutiles nécéssitent des filtres dont les éléments constituants sont très encombrants du fait que les fréquences de la bande de fréquence acoustique sont relativement faibles. La présente invention a pour objet de prévoir un arrangement de circuit permettant l'établissement de communications dans les réseaux de télécommunica- tions,en particulier pour les systèmes de commutation téléphonique utilisant la commutation en multiplex à répartition dans le temps.L'arrangement de circuit selon l'invention est caractérisé en ce que les abonnés sont reliés aux voies principales en multiplex à répartition dans le temps par l'intermédiaire d'un étage de commutation dans lequel les appels sont transmis avec une fréquence d'échantillonnage supérieure à celle utilisée sur des voies principales en multiplex à répartition dans le temps, en ce que des filtrcs particuliers à chaque canal sont intercalés entre l'étage de commutation et les voies principales en multiplex à répartition dans le temps, ces filtres dans le sens réception5 évincent une bande de fréquence avec les bandes latérales de modulation d'un harmonique de la fréquence d'échantillonnage sur les voies principales en multiplex à répartition dans le temps et, dans le sens transmission, coupent les bandes laterales de modulation de la fréquence d'échantillonnage de T étage de commutation à la largeur de la bande de fréquence acoustique à transmettre, (3, 4 kHz) et en ce que, dans le sens dc la transmission, le filtre est suivi d'un modulateur, et si nécessaire d'un filtre passe-bas avec lequel le signal transmissible est formé par l'intermédiaire d'une intermodulation et d!un échan billonnage ultérieur avec la fréquence d'échantillonnage des voies principales en multiplex à répartition dans le temps. Ainsi, on utilise la connexion directe avec une fréquence d'échantillonnage plus élevée, mais la récupération du signal audiofréquence durant la conversion est évitée.Bien que des filtres à fonts relativement raides soient nécessaires pour évincer les fréquences plus élevées, les éléments les constituant sont plus petits et il est dès lors plus facile de les prévoi soas la forne de cirouits intégrés, Par l'empl@l de aeue technique, l'augmentauion du nombre des éléments composanus, comme c'est le cas pour les filtres à fronts raides, ne présente qu'une faible importance du fait que tous les éléments composants de même type avec leurs câblages sont réalisés en des opérations communes. Une autre caractéristique de l'arrangement de circuit selon l'invention réside dans le fait que, dans le sens réception, le filtre évince une fréquence intermédiaire avec les bandes latérales de modulation associées, et en ce que le filtre est suivi d'un redresseur à double alternance dont le signal de sortie est échantillonné avec la plus haute fréquence d'échantillonnage. Aussi, les exigences en ce qui concerne la raideur de front relative du filtre sont notoirement moindres pour la fréquence intermédiaire. Une autre mesure pour réduire les exigences en ce qui concerne la raideur de front est caractérisée en ce que, dans le sens réception, le filtre est précédé par un condensateur qui, en conservant en mémoire les échantillons de signal provoque une atténuation des bandes latérales de modulation indésira- bles réduisant ainsi les exigences en ce qui concerne la raideur des fronts de filtre. Enfin, les mesures décrites ci-dessus peuvent de plus être combinées. tes objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemplas de réalisation ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels la figure la représente un arrangement de circuit pour 1 établissement des communications téléphoniques dans le sens réception. tes figures lb à ld représentent les diagrammes de fréquence des signaux se présentant aux différents points de la figure la. -La figure 2a représente un autre arrangement de circuit pour la transmission dans le sens réception. Les figures 2b à 2e représentent les diagrammes de fréquence des signaux présents en différents points de la figure 2a. Ta figure 3a représente un autre arrangement de circuit pour la transmission dans le sens réception. tes figures 3d, 3s représentent les diagrammes de cadence des signaux pré sent en différents points de la figure 3a. Les figures 30, 3e et 3g représentent les diagrammes de fréquence du signal représenté respectivement aux figures 3b, 3d et 3f. Les figures 3h et 3i représentent d'autres diagrammes de fréquence des deux @@@@ux de la figure 3a. @gure 4 représente un autre arrangement de circuit pour la transmission dans le sens réception,dans lequel les caractéristiques de l'arrangement de Circuit des figures 2a et 3a sont combinées d'une manière appropriée. la figure 5a représente un arrangement de circuit pour l'établissement de connexions téléphoniques dans le sens transmission. les figures 5b à 5e représentent les diagrammes de fréquence des signaux présents en différents points de la figure 5a. Le schéma de blocs de la figure la représente le parcours d'une communication téléphonique dans le sens réception. Sur la voie principale en multiplex à répartition dans le temps TH et dans l'étage dé commutation directionnelle RKF, les appels sont transmis au moyen d'une fréquence d'échantillonnage f 1 de 8 Iz par exemple. te spectre de fréquence du signal U1 qui apparat à ce point dans chaque canal de temps est illustré à la figure lb. Il sc compose de bandes de fréquences à répétition périodique d'une largeur d'environ 4 kHz. Avec une fréquence de point de 1 MHz qui correspond à une durée d'impulsion d'échantillonnage de 1 is. ces bandes atteignent environ 1 MHz avec une amplitude décroissante selon la fonction sin x. x Dans l'arrangement de circuit représenté à la figure la, l'étage de commu tationdiregtionne)te EKE est suivi par un filtre passe-bande BP avec une fréquence médiane f2 d'environ 32 kHz et une largeur de bande de 8 kHz. La caractéristique de transmission de ce filtre passe-bande est représentée à la figure lb par une ligne en trait mixte. A la sortie du filtre passe-binde, seul apparaît un signal U2 dont le spectre de fréquence est représenté à la figure lc. I1 comprend deux bandes latérales de modulation comprises entre 28 et 36 lz dont chacune a une largeur de 4 kHz.L'énergie dans la bande latérale de modulation est relativement faible par rapport à celles du signal d'échantillonnage original, elle est cependant suffisante pour permettre une récupération du signal acoustique avec une amplification appropriée. A la figure la, le filtre passe-bande BP est suivi par l'étage de commutai tion d'abonné TKF dans lequel la communication est transmise à la fréquence plus élevée f2 de 32 kHz par exemple. Par suite de l'échantillonnage, on obtient un signal U3 dont le spectre de fréquence est illustré à la figure ld. Le spectre de fréquence comprend le signal audiofréquence de O à 4 kHz qui doit être transmis, et les bandes de modulation à répétition périodique de 28 à 36 kHz et 60 à 68 kHz etc., dans chaque cas avec une fréquence médiane. constituée par un harmonique de la fréquence d'échantillonnage f2. Dans l'arrangement de circuit de la figure 5a, les bandes de modulation sont bloqués dans le. circuit de ligne d'abonné TAS sans qu'aucun équipement spécial soit nécessaire, par exemple par un transformateur déjà existant. En conséquence, seul le signal audiofréquence parvient à l'abonné TLN. Dans l'arrange- ment de circuit illustré à la filtre la, aucune récupération du signal audio- fréquence n'est nécessaire pour la conversion de la fréquence d'échantillonnage de fi 1 à f2. L'arrangement de circuit représenté à la figure 2a comporte également, pour la transmission des signaux provenant de la voie principale en multiplex à répartition dans le temps TH, un filtre passe-bande BP entre l'étage de commutation directionnelle RKF et l'étagc de commutation d'abonné TKF. Comme dans le cas de la figure la, les communications sont de nouveau transmises dans l'étage de commutation directionnelleRKF et dans l'étage de commutation d'abonné E2F avec la fréquence d'échantillonnage fi 1 et la fréquence d'échantillonnage plus élevée f2 respectivement. Le filtre passe-bande BP comporte cependant une fréquence de bande médiane due f2/2.A la figure 2a, un redresseur à double alternance DG est intercalé entre le filtre passe-bande BP et l'étage de commutation d'abonné suivant l'habitude bien connue, un tel redresseur à double alternance provoque, entre autres choses, un doublement des fréquences des signaux qu'il reçoit. La figure 2b représente le spectre de fréquence des signaux U4 apparaissant dans chaque canal derrière l'étage de commutation directionnelle RKF. Comme dans le cas de la figure lb, il se compose du bandes de fréquence à répétition périodique d'une largeur de 4 kHz, avec dans chaque cas, une bande latérale de modulation supérieure et inférieure symétrique à un harmbnique de la fréquence d'échantillonnage fl = 8 kHz. La ligne en trait mixte représente la caractéristique de transmission du filtre passe-bande BP représenté à la figure 2a.La bande passante va de 12 à 20 kHz. Bien que la distance entre les bandes adjacentes interférentes et la bande passante soit aussi grande que pour la figure lb le filtre passe-bande BP représenté à la figure 2a peut être réalisé pour un moindre coût du fait que la raideur relative de front par rapport à la fréquence médiane est la moitié de celle du filtre passe-bande BP de la figure la. Les signaux U5 apparaissant à la sortie du filtre passe-bande BP représenté à la figure 2a sont limités à la bande de fréquence comprise entre. 12 et 20 kHz au voisinage de la fréquence centrale f2/2 = 16 kHz. Ainsi que le montre la figure 2c. La figure 2d représente le spectre de fréquence signal de sortie U6 du redresseur à double alternances DG, il comprend une composante de courant continu une bande audiofréquence de O à 4 kHz et deux bandes latérales de modulation de 28 à 36 kHz, symétriques à Ia fréquence d'échantillonnage 2 = 32 kHz de l'étage de commutation d'abonné de mme que d'autres bandes latérales de modulation dans la gamme de fréquence non représentées. La figure 2e représente le spectre de fréquence des signaux U7 envoyés à 1'abonné TLN par l'intermédiaire du circuit de lignes d'abonne TAS > par l'intr- médiaire du circuit de ligne d'abonné lAS > ce spectre de fréquence est engendre par l'échantillonnage dans l'étage de commutation d'abonné, la spectre comporte le signal audiofréquence de O à 4 kHz et les bandes latérales de modulation à répétition périodique de 28 à 36 kHz, de 60 à 68 kHz eXcS qui sont chacune disposées symétriquement par rapport à un harmonique de la fréquence d'échantil- lonnage f2 =32 kHz. Comme on l'a déjà mentionné en relation avec la figure 1. dans les arrangements de circuit des figures 2a et des figures 3a et 4 qui vont, être décrits ci-après, seul le signal audiofréquence parvient à l'abonné TLN sans qu'aucun réseau de filtrage coûteux soit nécessaire. De même avec l'arran- gement des figures 2a, 3a et 4, une récupération du signal AS durant la conversion de la fréquence d'échantillonnage est évitée. Dans 1 arrangement de circuit représenté à la figure 3a, un condensateur de mémorisation SP, un modulateur M et un filtre passe-bande BP sont connectés en série pour la conversion en fréquence entre la fréquence d'échantillonnage f1 1 de 8 kHz par exemple dans l'étage de commutation directionnelle RKF et la fréquence d'échantillonnage f2 de 32 kHz par exemple dans l'étage de commutation d'abonné TKF. La figure 3b représente la forme d'onde et la figure 3e le spectre de fréquence du signal U8 d'un canal de temps placé en avant du condensateur de memo- risation FP. Le signal U8 se compose d'impulsions modulées en amplitude d'une durée de 0,5 fus par exemple ct espacéos de 125 yus. Le spectre de fréquence comporte une bande comprise entre 0 et 4 kHz et des bandes de modulation à répétition périodique de part et d'autre de l'harmonique de la fréquence d'échantillonnage f î = 8 kHz. La figure 3d représente la forme d'onde et la figure 3e le spectre de fréquence du signal 19 à la sortie du condensateur de mémorisation. Le conden sauteur de mémorisation enregistre l'amplitude d'une valeur d'échantillonnage jusqu'à l'arrivée suivante d'une valeur d'échantillonnage du même canal. Ainsi, dans le spectre de fréquence, seules des bandes interférentes considérablement atténuées SB se produisent maintenant en plus de la bande utile NB de 0 à 4 kHz. ta figure 3f représente la forme d'onde et la figure 3g le spectre de fréquence du signal U10 à la sortie du modulateur M. Par modulation avec la fréquence d'échantillonnage f2 = 32 kHz ultérieure on obtient une oscillation modulée en amplitude. Dans le spectre de fréquence, les deux bandes utiles NB sont situées dc part et d'autre de-la fréquence de modulation de 32 kHz. A la droite et à la gauche des bandes utiles NB, suivent les bandes interférentes fortement atténuées SB. ta ligne en trait mixte de la figure 3b représente la caractéristique du filtre passe-bande BP placé à la suite dans la figure na. Du fait que les signaux U9 et U10 ont été préalablement filtré, la courbe caractéristique de fréquence du signal de sortie Ull représenté à la figure 3h, est obtenue avec un filtre passe-bande de constructton relativement simple dont la caractéristique en fréquence comprend deux bandes bandes de modulation d'une largeur de 4 kHz : les bandes utiles de la figure 3g situées de part et d'autre de la fréquence modulante f2 = 32 MHzo Comme on l'a dé3à expliqué en relation avec les figures ld et 2e le spectre du signal U12 à la sortie de l'étage de commutation d'abonné TKF illustra à la figure 3i est obtenu par échantillonnage avec f2 32 kHz dans l'étage de commutation d'abonné, duquel spectre seule la bande audiofréquence de 0 à 4 kHz atteint finalement l'abonne TLN. ta figure 4 représente un arrangement de circuit comprenant une combinaison du condensateur de mémorisation SP et du modulateur M selon la figure 3a avec le redresseur double alternance DO de la figure 2a. Dans ce cas, le signal de sortie du condensateur de mémorisation SP est modulé avec une fréquencc f2/2, c'est-à-dire la moitié de la dernière fréquence d'échantillonnage f2. Le filtre passe bande BP est également accordé à une bande de fréquence voisine de la fréquence B2/2. La fréquence d'échantillonnage souhaitée f2 de l'étage de commutation d'abonné TKF ne peut être obtenue qu'au moyen du redresseur double alternance DG. La fonction des éléments individuels a été décrite de façon suffisamment détaillée en relation avec les figures précédentes.Du fait, que les exigences concernant la sélectivité en fréquence sont réparties en plusieurs étapes, le cSQt de chaque élément est maintenu dans de limites acceptables. La figure 5a représente sous forme de schéma-bloc un graphique utilisable dans le sens de la transmission pour l'établissement de communications téléphoniques entre les abonnés TIN et les voies principales en multiplex à répartition dans le temps TH Cet arrangement de circuit comprend entre l'étage de commutation d'abonne TKS et l'étage de co-mmutation direetionnelle RKF un filtre passe-bande BP à la fréquence centrale f2 un modulateur M auquel est envoyée la fréquence de modulation f3, et un filtre passe-bas TP. ta figure 5b représente le spectre de fréquence du-signal Ui3 envoyé au filtre passe-bande BP dans un canal de temps. I1 comprend une bande d'une largeur d'environ 18 kHz dans la gamme audiofréquence de 0 à 18 kHz et des bandes latérales de modulation de mSme largeur à répétition périodique de part et d'autre de l'harmonique de la fréquence d'échantillonnage f2 = 32 kHz. Un chevauchement des bandes latéra- les de modulation des harmoniques adjacents comme le montre le figure 5b ne con-vient pas aussi longtemps que la bande secondaire d'une largeur de 4 kHz en dehors des harmoniques n'est pas également couverte.La ligne en trait mixte dc la figure 5b représente la caractéristique dc transmission du filtre passebande BP placé à la suite dans la figure 5a. La figure 5e représente le diagramme de fréquence du signal de sortie U14 d- @tre passe-bande BP. Il comprend deux b'-ades latérales de modulation d'une @@@geur de 5 kHz de part et d'autre de la fréquence d'échantillonnage f2 C signal est modulé dans un modulateur M avec la fréquence f3, de 24 kHz par exemple. te spectre du signal apparaissant à la sortie du modulateur M est représenté à la figure 5d. I1 comprend quatre bandes latérales de modulation c'est-à-dire deux de chaque c8té de la fréquence différence f2 - f3 8 8 kHz et deux de chaque cEté de la fréquence somme f2 + f3 = 56 kHz.La ligne en pointillé de la figure 5d représente la courbe caractéristique de transmission d'un filtre passe-bas TP selon la figure 5a facilement réalisable. Du fait que le signal de sortie U15 du modulateur M est connecté dans l'étage de commutation directionnelle RKF avec la fréquence inférieure fl = 8 kHz , de toute façon on peut éliminer totalement le filtre passe-bas TP sans que le rendement de la transmission soit considérablement réduit. La figure 5e représente le diagramme de fréquence du signal U16 parvenant à la ligne en multiplex à répartition dans le temps TH à la sortie de l'étage de commutation directionnelle RKF, lequel signal est obtenu par l'échantillon- nage à la fréquence fl = 8 kHz. Comme on l'a déjà expliqué le spectre de fréquence sur les voies principales en multiplex à répartition dans le temps est composé d'une bande audiofréquence allant de 0 à 4 kHz et des bandes latérales de modulation à répétition périodique de chaque caté des harmoniques de la fréquence d'échantillonnage f1 1 = 8 kHz. Dans l'arrangement de circuit selon l & figure 5a, il est également possible de moduler dans le modulateur M avec une fréquence f3 = 28 kHz, et on obtient alors, entre autres, le signal audiofréquence à la sortie du modulateur M sous forme de fréquences inversées de 0 - 4 kHz. En ajoutant un redresseur double alternance à la sortie du filtre passe-bas TP, on nbtient de nouveau la fréquence fl = 8 kHz. Ce signal est ensuite échantillonné dans l'étage de commutation directionnelle avec la fréquence f 1 = 8 kHz ce qui entrain los bandes latérales de modulation périodique. Ainsi, en dehors le la démodulation et de l'échantillonnage répété, il existe d'aut@os possibilités pour convertir la fréquence d'échantillonnage ians le sens transmission, qui, dans l'exemple indiqué utilisent la modulation en amplitude d'une fréquence porteuse. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. 3E"NDICATIONS 1 ) Arrangement de circuit pour réseaux de télécommunications, en particulier pour les systèmes de commutation téléphonique utilisant la commutation cn multiplex à répartition dans le temps, caractérisé en ce que les abonnés sont reliés aux voies principales en multiplex à répartition dans - le temps par 1 'in- termédiaire d'un étage de commutation dans lequ@l les appels sont transmds au moyen d'une fréquence d'échantillonnage supérieure à celle utilisée sur des voies principales en multiplex à répartition dans le temps en ce que des filtras particuliers à chaque canal sont intercalés entre l'étage de commutation et les voies principales en multiplex à répartition dans le temps, ces filtres, dans le sens réception, évincent une bande de fréquence avec les bandes latérales de modulation dtun harmonique de la fréquence d'échantillonnage sur les voies principales en multiplex à répartition dans le temps, et. dans le sens transmission, coupent les bandes latérales de modulation de la fréquence d'échantillonnage de l'étage de commutation à la largeur de la bande de fréquence acoustique à transmettre, et en ce que dans le sens transmission le filtre est suivi d'un modulateur, et si nécessaire d'un filtre passe-bas, avec lequel le signal trans- missible est formé par l'intermédiaire d'une intermodulation et d'un échantillonnage ultérieur avec la fréquence d'échantillonnage des voies principales en multiplex à répartition dans le temps. 20) Arrangement de circuit tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que dans le sens réception,. le filtre évince une fréquence intermé-liaire avec les bandes latérales de modulation associées, et en ce que ce filtre est suivi par un redresseur à double alternances dont le signal de sortie est échsn- sillonné avec la plus haute fréquence d'échantillonnage. ) ) Arrangement de circuit tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le sens réception, le filtre st précédé par un condensateur qui, en mettant en mémoire les échantillons de signal, provoque une atténuation des bandes latérales indésirables de modulation, réduisant de ce fait, les exigences en ce qui concerne la raideur des fronts du filtre. 4 ) Arrangement de circuit tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le sens transmission, le modulateur est suivi par un filtre passe-bas.