Brevet FR2271727A1 — publié le 19751212

La présente invention a pour objet un système due telédistribution comportant un dispositif associé à un réseau de telédistri- bution destiné à adresser des demandes aux abonnés et à recueillir leurs réponses à la station centrale. Le dispositif de l'invention comprend donc des organes centraux d'émission et de réception de données, des voies de transmission ascendantes et descendantes, et des équipements d'abonnés propres à recevoir et émettre ces données. Il est connu de mettre en oeuvre des réseaux de télédistribution où, à partir de la station centrale, rayonnent des cibles principaux qui se ramifient en branches pour atteindre des abonnés. Les communications y sont assurées par multiplexage en fréquences où les porteurs acheminent la télévision et la voie informatique d'interrogation. Les informations de retour émanant des abonnés et destinées à la station centrale sont transmises par des voies utilisant la partie basse du spectre des.fréquences acheminées par les câbles. Deux variantes peuvent être mises en oeuvre et concernent plus particulièrement les répéteurs disposes sur les câbles t certains comportent des amplificateurs n'amplifiant', les uns que la partie supérieure du spectre, les autres la partie inférieure. D'autres ne comportent qu'un amplificateur qui régénère les voies montantes et descendantes. Tous deux comportent des filtres d'aiguillage. Ces dispositifs sont coûteux et apportent des distorsions d'amplitude de la bande passante malgré les soins dont fait l'objet leur réalisation. Par ailleurs, le bruit de la voie de retour est très important.En effet, si, pour un abonné du réseau, le circuit qui lui apporte ses informations se réduit à une chaîne plus ou moins longue d'amplificateurs qui a son propre bruit, les sources d'informations que constituent les abonnés dont les données convergent vers la station centrale produisent aussi du bruit dont la puissance s'accroît avec la longueur et la densité en abonnés du réseau. Au poste central le bruit reçu résulte donc d'une multitude de sources alors que chez un abonné le bruit n'est dû qu'aulx sources rencontrées le long de l'itinéraire qui va de la station centrale à son domicile. De ce fait, le bruit de la voie de retour limite la portée du réseau. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en utilisant une voie de retour sur cable distinct du câble coaxial de transmission de la voie aller et de réduire de façon importante le bruit de la voie de retour en transmettant ses informations en bande de base c'est-à-dire en transmettant directement les impulsions binaires constituant lesdites informations sans transformations. Ces informations sont amplifiées et régénérées par des amplificateurs particllliers. La propriété fondamentale d'un tel réseau est, partant d'infor- mations sonores et visuelles, distribuées à plusieurs abonnés, de recueillir en un temps très court, leurs réponses. Ces données comportant un nombre limité d'éléments binaires sont donc émises simultanément par une multitude de sources versa station centrale du réseau. Ce réseau n'est pas commuté, il est clos, et la mise en oeuvre des moyens de calcul permet de dresser dans un délai très court, des relevés des opinions ou des exigences des abonnés. Ces relevés peuvent recevoir des applications au niveau du roseau lui meme concernant par exemple sa gestion économique, l'audience des programmes ou les réponses à des jeux, à des consultations télévisées ou à des questions d'enseignement télévisé.Ces informations doivent être donc traitées en des temps peu ou très peu différés. De plus, différents services peuvent être rendus par un tel système de centralisation de données qui intéressent des relevés de consommations diverses telles que celles de l'eau, du gaz ou de l'électricité, les alarmes incendie ou autres et, en général, toutes les activités dans lesquelles il est essentiel d'informer un point central des événements pouvant être décrits succinctement et qui sont survenus en grand nombre dans un périmètre donné. Quelques-unes de ces informations peuvent être utilisées en temps réel, d'autres en temps différé. Pour ce faire,le réseau dispose à la station centrale de moyens d'interrogation des équipements situés chez les abonnés en provoquant de leur part des réponses qui sont acheminées par câble séparé. Les faisceaux de câbles qui transmettent les signaux sont bidirectionnels, les programmes de télévision et les interrogations étant acheminés par câble coaxial et les informations de retour sur un câble bifilaire. I1 est prévu aussi un câble bifilaire d'alimentation des équipements d'abonnés et des amplificateurs des voies aller et retour. Les liaisons entre câble principal et câbles secondaires se font par des dérivateurs pour les câbles coaxiaux et des circuits logiques pour les câbles bifilaires.Une reconstitution de l'amplitude des impulsions a lieu au niveau de ces circuits et, de plus, un réajustement de leur durée est fait dans d'autres circuits particuliers en meme temps ouest restaurée leur amplitude. Une interrogation peut être transmise à des abonnés portant le même adresse mais situés le long de câbles principaux différents. Elle peut Autre émise sur tous les cables principaux -ou sur l'un d'eux. Le mot d'interrogation comporte l'adresse d'un abonné4 la fonction pour laquelle il est interrogé et des instructions pouvant inhibér son équipement de transposition qui lui permet de sélectionner un programme parmi plusieurs. La modulation qui porte ces informations logiques sleffectue sur un porteur pticulier et cette modulation est telle que les temps d'horloge peuvent être reconstitués localement sans asservir d'oscillateur. L'équipement de 1'abonné ne dispose donc pas d'horloge propre mais la reconstitue à partir du signal d'interrogation qui porte des zéros binaires en l'absence d'information. Cet équipeent répond quand l'adresse qui le concerne lui parvient et renvoie un mot comportant l'adresse et la fonction telles qu'il les a reçues puis des instructions nouvelles pouvant concerner le numéro du canal, la réponse à des jeux ou consultations ou le relevé de compteurs. La présente invention sera mieux con prise en se référant à la description qui va suivre et aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 représente le dispositif selon l'invention associé au réseau de télédistribution à la station centrale - la Fig. 2a représente un schéma selon l'invention des circuits de l'explorateur ou terminal 116 et du modulateur 115 de la Fig. 1; - la Fig. 2b représente le signal de sortie du montage de la Fig. 2a ; - la Fig. 3 représente des diagrammes de signaux en fonction du temps permettant de mieux comprende l'invention - la Fig. 4 représente I'équipement de circuits d'un abonné - la Fig. 5a représente les voies d'aller et de entour du réseau et leurs circuits de connexion aux équipements d'abonné - la Fig. 5b représente un schéma des circuits d'un régénérateur tel que 511 sur la Fig. 5a. Sur toutes ces figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence; La Fig. 1 montre l'organisation de la station centrale du réseau où se trouvent les organes d'émission qui comprennent les équipements fournissant les modulations vidéo et son i0 a' 103 qui accèdent au dispositif à courants porteurs ou transposeur 110 d'où partent les différents signaux modulés porteurs des programmes de télévision. Ici, 4 programmes sont-diffusés mais il est bien entendu que ce nombre peut autre avantageusement augmenté. Les différents canaux sont réunis dans le multiplexeur 111 d'où ils repartent vers des amplificateurs 112, 113 et 114 qui alimentent par exemple trois câbles principaux 50, 150 et 250 qui rayonnent autour de la station centrale.Ces câbles vont vers les équipements dlabonnés après avoir subi un certain nombre de dérivations. Le transposeur 110 fournit aussi un porteur d'informations numériques au modulateur 115 lequel procède auchangement de code de modulation et B'la modulation de ce porteur. Les informations codées sont fournies par l'explorateur 116 qui procède à l'interrogation des abonnés sous les directives du calculateur 120 dont le choix du programme de travail est dicté par le terminal 121. Le fonctionnement de l'explorateur 116 et du modulateur 115 sera montré ci-après ; le porteur d'informations obtenu est dirigé vers le -multiplexeur 111 au meme titre que les autres porteurs, avec une amplitude réduite par rapport à celle des autres porteurs, toutefois, afin de ne pas perturber leur réception. Ce porteur d'informations dont'le traitement dans ltéquipement d'abonné sera examiné plus en détail en se référant à la Fig. 3, provoque, de la part de ces équipements, des réponses qui parviennent au poste central, par les voies de retour 54, 154 et 254 aux équipements ou amplificateurs 160, 161 et 162 dont les détails seront vus plus loin. Sur la-Fig. 2a, le terminal 116 reçoit du calculateur 1-20 des signaux d'horloge H et H' et d'ordres 0 et reconstitue dans le registre 20, le décodeur de fonction 21 et le décodeur d'ordre 22, les instructions que le codeur 23 rédige à l'intention des abonnés dont les adresses sont engendrées par le compteur 24 qui progresse à raison d'une adresse toutes les millisecondes sous l'action de 1' horloge H'. Le modulateur 115 reçoit ces signaux codés avec retour à zéro et engendre en sortie un signal symétrique représenté sur la Fig. 2b et transmis au multiplexeur 111. Dans ce but, le transistor 204, polarisé par le pont 201, 202 engendre une tension médiane de 2,5 V à partir de laquelle sont alimentés deux transistors PNP 212 et NPN 205 qui ont tous deux comme charge la résistance 230. Par le jeu des résistances 207 et 229, d'une part, et 209 et 210, d'autre part, ces transistors ne sont débloqués que lorsque la tension médiane du signal logique est près d'entre atteinte ou dépassée et le transistor 215, monté en collecteur commun, et attaqué à travers une cellule RC formée par les condensateurs 213 et 219 et la résistance 214, fournit des signaux conformes à la Fig. 2b disponibles aux bornes de la résistance 217. Les résistances 203 et 206 et 208 et 211, polarisent les bases comme il est habituel et les impulsions obtenues sont légèrement arrondies pour limiter la bande de fréquence quelles occupent.A travers la résistance 216 elles sont acheminées vers le transistor 220 qui reçoit, au point commun des résistances 221 et 222, à travers le condensateur 224, le signal de haute fréquence engendré dans le transposeur 110. Le signal modulé est recueilli aux bornes du circuit accordé formé de l'induetance 223 et des condensateurs 225, 226-, lesquels atténuent le signal dans un rapport convenable avant qu'il soit acheminé vers le multiplexeur 111 (Fig. 1). Le diagramme supérieur de la Fig. 3 représente la structure d'un mot émis à la station centrale 3, où se distinguent l'adresse A, la fonction F, les instructions I comprenant des ordres 0 et l'adresse A + i du mot suivant, ces mots étant séparés par un intervalle constant. L'adresse commence par un élément binaire ou bit de départ a - l'adresse compte 10 éléments binaires - la fonction F, 4 éléments binaires - les instructions, 16- éléments binaires et le mot se termine par un élément binaire de parité. La station centrale est aussi la centrale d'énergie du réseau: l'alimentation 5 (Fig. 1) fournit à partir du secteur la tension d'alimentation des équipements d'abonnés par le câble 53 sous le contrôle des appareillages 6. La Fig. 4 représente l'équipement installé chez un abonné pour lui permettre de correspondre avec la station centrale. La partie supérieure de la figure concerne le téléviseur 45 et la partie transposition de l'équipement, appelée sélecteur de canal, interposée entre le câble 45 et le téléviseur 45. Le câble 46 est par exemple une dérivation du câble 50 de la Fig. 1. C'est l'entrée de l'équipement. La paire 48, qui est la sortie de l'équipement est connectée par des dérivations par exemple à la paire 54 de la Fig. 1. Le câble d'alimentation en énergie 49 est une dérivation du câble 53 de la Fig. t. Ce sélecteur comprend le diplexeur 40 où sont séparés les porteurs de programmes du porteur des informations et l'organe de transposition 41, lequel transpose le canal choisi dans les canaux sur lesquels est calé le récepteur. Le clavier 42, le transcodeur 43, les mémoires 46 et 47 et le système d'affichage 44 permettent de faire ce choix. Par ailleurs, le dîplexeur 40 aiguille vers l'amplificateur 400 le porteur des informations qui, après détection dans le détecteur 401 redonne un signal conforme à celui de la Fig. 2b et les aniplificateurs éclateurs 402 et 403 engendrent respectivement des impulsions caractérisant les "1 et les "O" qui, réunies dans la porte OU 404, donnent les signaux d'horloge H. Ti. ailleurs, ces mêmes signaux donnent, dans le basculeur 405, des signaux logiques avec non retour à zéro susceptibles d'être exploités dans le compteur 407 et dans le registre à décalage 415. Le programmateur constitué par le compteur 407, le décodeur 408 et les basculeurs 410 et 421 reconnaît les signaux Départ comme il est habituel, sachant qu'entre deux débuts de mots, il s'écoule N temps élémentaires susceptibles d'ère comptés par le compteur 407. Tant que ce compteur n'a pas atteint son plus grand nombre N, la porte ET 406 demeure bloquée par l'inverseur 419 luimeme alimenté par la sortie de rang (N) du décodeur 408. Quand cette sortie est active (N = 1) la progression du compteur est bloquée jusqu'à ce que parvienne le Départ du premier mot arrivant au sélecteur qui, trouvant la porte ET 417 débloquée par la sortie N, remet le compteur à zéro. Ces opérations se déroulent ainsi dès la mise sous tension du s-électeur.Elles sont facilitées par l'introduction de mots vides ne comportant que le Départ, puis débordements et remises à zéro du compteur se succèdent sans interruptions. Les instants caractérisant les débuts et fins des mots reçus et des mots réémis sont déterminés par les basculeurs 410 et 421. Les deux diagrammes inférieurs de la Fig. 3 représentent respectivement les signaux de sortie des basculeurs 410 et 421 qui commandent la durée d'actionnement du registre 415. On peut donc distinguer trois phases dans le processus de transmission d'infor- mations entre la station centrale et l'équipement d'abonné. Dans la première phase, de -t1 à t2 (Fig. 3), les informations reçues sont enregistrées dans le registre 415. Dans la deuxième phase, de t2 à t3, a lieu l'exécution des ordres contenus dans les instructions. Enfin, dans la troisième phase, de t3 à t4, a lieu la transmission du mot réémis par l'énuipement d'abonné à partir du registre 415, ce mot comprenant lui aussi un élément binaire de départ, une adresse, une fonction et des instructions. L'almission d'un mot dans le registre 415 par la porte 412 est commandée par le basculeur 470 qui commande la porte OU 411. Le basculeur 429 calcule la parité du mot reçu et, si elle est conforme à celle transmise, la porte ET 431 est active pendant un temps binaire élémentaire, si l'adresse stockée correspond à l'adresse inscrite dans la mémoire morte 417, le comparateur 416 engendrant alors une impulsion de commande de cette porte. Cette mémoire 417 qui a la forme d'une plaquette de circuits imprimés porte pour chaque élément binaire d'adresse une connexion double dont l'une, celle réunie à la masse, ou celle réunie à l'alimen- tation, est détruite au moment de la mise en service du sélecteur de façon à enregistrer l'adresse de l'abonné.La porte ET 431 a plusieurs fonctions : elle commande les décodeurs d'instructions 430 et de fonction 418 et met à "7" le basculeur 425, lequel donne l'ordre de chargement du registre 415 pour la partie qui concerne les instructions renvoyées. Ces informations proviennent soit des mémoires associées aux mémoires 46 et 47 par les jeux de portes "ET" 413 et "OU" 414, soit du bloc 420 qui sert de relais entre les sondes de télérelevé des compteurs d'eau, de gaz, d'électricité et autres, et les organes de téléalarme. Ce bloc de liaison 420 reçoit sur ses entrées inférieures des informations en provenance des compteurs (eau, gaz, électricité, télérelevés, etc....) ou des dispositifs d'alarme. Il émet sur ses sorties de latérales à gauche des signaux destinés à des circuits d'utilisation, par exemple à un téléimprimeur. Le télécomptage consiste à faire progresser un compteur logique d'un pas à chaque tour du pignon unité du compteur ; le relevé du compteur logique entraîne sa remise à zéro. La fréquence de ces relevés est fonction du nombre des basculeurs du compteur logique. L'ordre émanant du basculeur 425 sert aussi à mettre à "1" le basculeur 421 lorsqu'apparaît dans la porte 424 un signal au temps indiquant le début du renvoi des informations, le signal au temps suivant remettant à zéro le basculeur 425, l'effacement de la parité ayant eu lieu un temps avant. Le registre 415 est donc vidé de son contenu, contenu dont le basculeur 428 calcule la parité introduite dans le mot par la porte "ET" 427 et la porte "OU" 426.La dernière impulsion remet à zéro les compteurs de parité et le basculeur 421..- L'amplificateur 409 envoie sur les fils de sortie 48 les informations de la porte 426 et leurs complé ments. Selon la fonction du mot émis, le contenu du mot reérnis, A comporte,dans les instructions renvoyées des indications émanant du bloc 420 et il existe une fonction d'inhibition que réalise le basculeur 441 et qui est engendrée, sur la demande du calculateur central, lorsque celui-ci a constaté que. le canal observé par l'abonné n'entrait pas dans les earaetéristiques de l'abonnernent souscrit, cet abonnement comportant des canaux gratuits et des canaux payants.La tension fournie par ce basculeur 441 met en jeu une diode de zener non représentée dont la tension sert de référence à la polarisation des diodes à capacité variable des oscillateurs variables du bloc transposeur 41, ce qui amène le récepteur 45 sur un canal gratuit, situé en extrémité de bande. Cette obligation disparaît lorsque l'abonné fait un nouveau numéro de canal, opération constatée à partir de la mémoire 46 dont la mise en action provoque la remise à zéro du basculeur 441. Les différentes fonctions sont engendrées au cours de cycles qui varient au cours du temps, une exploration donnée étant dévolue à une fonction et une seule. Dans un but de sécurité, la partie logique du système est alimentée par une paire de fils 49 qui apporte à l'alimentation 472 l'énergie nécessaire. En cas de non réception d'une adresse, l'alarme peut entre donnée par le calculateur central après une ou plusieurs explorations. La disposition géographique des abonnés correspond à un numérotage particulier : les centaines sont regroupées en des sites donnés du réseau. Ceci correspond aux soucis de loealiser =;lus aisément un élément en défaut et d'éviter les chevauchements des réponses sur la voie de retour les équipements accédant au central en des temps de propagation voisin se trouvant regroupés. Le câble entrant dans la composition du réseau (Fig. 5a) est composite. Il comprend un câble coaxial 50 à faibles pertes dont l'affaiblissejent est compensé par des amplificateurs 510 enclos dans des boîtiers 51 et 52. Ces amplificateurs prélèvent leur énergie sur un câble bifilaire 53 qui alimente aussi l'ampli- Di eateur 551 lequel régénère aussi les signaux logiques provenant des abonnés et acheminés par la voie de retour qui est un câble à deux fils du type téléphonique 54. Chacun de ces fils est spécialisé dans l'acheminement des informations complémentaires A et A que fournit l'amplificateur 409. Pour alimenter des abonnés, les informations sont dérivées sur un câble 553, de moindre importance que le câble 50, par une boite de dérivation 55. Cette boite de dérivation contient le dérîvateur 550 qui alimente en signaux de hautes fréquences le câble 553. Il pat aussi de 55 une dérivation du câble d'énergie 59 et, du bloc 551, une paire de fils "informatique" 540. Tous ces câbles alimentent par une autre bote de dérivation 5 500, l'équipement d'abonné 570. La bote 5 500 comporte deux circuits de dérivation 5 510 et 5 511. Il y a autant de boites de dérivation 5 500 que d'abonnés. Les informations numériques binaires A et A provenant- de l'abonné 570 sont acheminées par le bloc logique 551 et des opérations logiques y sont faites, le fil 54.1 acheminant l'information A et le fil 54.2 . L'information A est, dans la porte sOU" du bloc 551, ajoutée à l'information B (information numérique binaire provenant d'autres abonnés) acheminée par le fil 54'.1 pour obtenir A + B. De même, l'information A est intersectée dans la porte ET du bloc 551 avec B acheminée par le fil 54'.2 pour donner .B 5 À + B de telle sorte que sur la paire informatique de fils 54, des informations complémentaires soient régulièrement acheminées. Cette propriété est assimilable à l'envoi, sur paire symétrique, de deux signaux en opposition de phase comme il est habituel et de plus, la voie de retour n'est ouverte que d'un abonné donné vers la station centrale et que pendant l'envoi de son message ; les autres portes du réseau non utilisées n'étant pas conductrices, les bruits émanant des autres sources sont supprimés.En outre, l'énergie fournie par un abonné n'est utilisée que dans les portes effectuant son raccordement au réseau. -Il n'y a pas d'envoi d'informations parasites vers les autres abonnés. La traversée de plusieurs blocs tels que 551 ou de blocs tels que 51 et 52, placés tous les 600 m pour régénérer les signaux dans les deux sens de transmission de ce réseau actif, restitue à l'amplitude sa valeur convenable avec des fronts d'impulsions conformes aux possibilités des circuits, mais au détriment de la durée des signaux puisque la propagation sur le câble détériore la raideur des fronts et que le seuil de déclenchement des circuits se situe à une certaine amplitude. Pour combattre cette distorsion, il faut calibrer périodiquement la durée des signaux après un nombre déterminé de passages dans des dérivations 55 ou dans des blocs 51 et 52 où se trouvent des amplificateurs logiques 511 et 530. Cette régénération se produit dans des organes tels que 511 dont la Fig. 5b montre le détail. L'horloge indispensable à cette régénération est engendrée à partir du porteur d'informations prélévé à la sortie de l'amplificateur 510, la cellule passe bas 520 n'autorisant que le passage de ce porteur, lequel est ensuite amplifié et détecté dans l'ensemble 521 analogue au bloc du sélecteur d'abonné de la Fig. 4. L'horloge H ainsi obtenue sert à élaborer dans les circuits 522 des trains dtimpulsions fines qui marquent les débuts et fins des éléments binaires lesquels sont prélevés à la sortie du circuit d'entrée 523 comportant un basculeur pour être recalibrés dans le circuit de sortie 524 comportant aussi un basculeur. Cette régénération peut être faite tous les 10 blocs 551, 600 m de câble réduisant de 0,3 microseconde la durée des signaux. De retour à la station centrale, les informations binaires subissent le mâme traitement dans les blocs 160, 161 et 162 que dans un bloc de régénération Sî.Â cette fin, le bloc 160, par exemple, qui est un bloc 511 simplifié, est composé des éléments 523 et 524 du bloc 511, alimentés en signaux de base de temps, à partir du calculateur 120. Les informations de sortie de ces blocs sont stockées dans les mémoires-tampons 163, 164 et 165 avant d'âtre enregistrées dans le calculateur 120 lequel, selon la fonction qui est considérée, classe ces informations. R E V E N D I C A T I O N 5 1 - Système de télédistribution destiné à adresser des demandes à des abonnés et à recueillir leurs réponses en une station centrale comportant des voies aller constituées par des câbles coaxiaux, caractérisé en ce que chaque voie de retour est distincte de la voie aller correspondante et est constituée d'un câble bifilaire sur lez quel la transmission des informations en provenance des abonnés s'effectue en bande de base, les impulsions constituant les signaux binaires des informations de retour étant transmises directement sur cette voie sans transformations. 2 - Système de télédistribution selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite voie de retour comporte des blocs de circuits logiques connectés à des dérivations conduisant aux équipements d'abonnés agencés'de telle sorte que les signaux numériques binaires transmis sur les deux fils de ladite voie de retour soient complémentaires, chacun de ses fils étant. spécialisé, l'un à l'information, l'autre à son complément. 3 - Système de télédistribution selon revendicatio1 t ou 2, caractérisé en ce que chaque bloc de circuit logique comprend au moins une porte ET et une porte OU. 4 - Système de télédistribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la voie de retour comporte à intervalles réguliers des amplificateurs régénérateurs dont l'horloge. est commandée par des signaux provenant d'amplificateurs de compensation de l'affaiblissement de la voie aller. 5 - Système de télédistribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux transmis sur la voie aller sont des signaux pulsatoires symétriques, ces signaux étant des airo binaires en l'absence d'information. 6 - Système de télédistribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque équipement abonné engendre des signaux d'horloge à partir des signaux engendrés sur la voie aller. 7 - Système de télédistribution selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce que la station centrale envoie des signaux d'interrogation simultanément ou dans un ordre donné sur les cibles principaux qui en partent, les abonnés ayant les m8mes adresses mais situés sur des câbles différents répondant en renvoyant le numéro du canal observé ou une information de relevé de compteur ou d'alarme.