Brevet FR2283614A1 — publié le 19760326

L'invention est relative aux réseaux de télédistribution par cibles de programmes visuels et sonores à partir dune station centrale et, plus particulièrement, aux systèmes et dispositifs pour repartir dans les stations ou postes d'abonnés du réseaux des signaux d'interrogation concernant les programmes retenus par les abonnés ou d'autres prestations et pour collecter, à destination de la station centrale, les signaux de réponse aux interrogations en vue de permettre à un calculateur de commande et de gestion de ladite station de tenir les comptes des abonnée et, le cas échéant des statistiques d'audience des programmes. On rappelle que la station centrale comporte très généralement un multipleseur-démultiplexeur délivrant, par des cables coaxiaux de distribution primaire, un multiplex de fréquences porteuses, modulées par des signaux de programme, ledit multiplex comportant en outre deux bandes réservées aux signaux numériques d'interrogation et de réponse. Les signaux d'interrogation sont délivrés séquentiellement au multiplexeur, par un modem couplé au calculateur de commande et de gestion. Les signaux de réponse sont démodulés par le modem et adressés au calculateur. De la station centrale partent les cibles primaires de distribution, de longue portée, couplés à des câbles secondaires de porte plus réduite desservent autant de groupes dtabonnss chacun des abonnés étant raccordé par un cable de liaison particulier à l'un des cables secondaires. Le réseau de distribution est donc un graphe arborescent. Dans le système qui parait, jusqu'à présent, le plus couramment adopté, les signaux rmmériques de réponse empruntent, partant des postes d'abonnés, le même système de cibles. Chaque poste colporte donc un modem, ou un ensemble équivalent de circuits, chargé d'inter- pater les signaux numériques d' interrogation et de délivrer les signaux numériques de réponse. Les signaux d'interrogation étant émis séquentiellement par la station centrale, les signaux de réponse lui sont retournés séquentiellement par les postes d'abonnés. Par contre, les bruits des modems des postes abonnés en service s'ajoutent et confluent vers la station centrale par le cible primaire desservant lesdits postes. Le niveau total de bruit affectant les réponses dépend du mode de branchement. Â titre d'exemple, si l'on admet une atténuation de signaux de 6 dB à chaque raccordement de câble ou de poste par un coupleur ou dispositif d'aiguillage, on a, en appelant S/B le rapport du signal au bruit de chaque modem d'abonné, n le nombre de modems et S'/B' le rapport du signal au bruit global dans le câble primaire, approximativement la relation suivante (s/B)/2P 4 S'/B' 4 (S/B)/m Le premier membre de cette inégalité correspond au cas où chaque poste abonné est raccordé directement au cible considéré par un coupleur particulier, le graphe de liaison étant alors du type "en arête de poisson" et le dernier membre au cas où la liaison est réalisée par des couplages binaires en cascade. Un premier inconvénient du système précité est donc que le nombre de postes d'abonnés raccordés à un même câble primaire est limité par la valeur minimale admissible globale du rapport du signal au bruit en dessous de laquelle le taux d'erreurs du calculateur de la station centrale devient intolérable. Un deuxième inconvénient est que le laps de temps obligatoirement alloué aux signaux de réponse est mal exploité. Il faut, en effet, veiller à ce que les réponses transmises séquentiellement n'intersectent pas lors de leur retour par le câble primaire et ce, malgré la dispersion des durées de propagation qui sont liées aux longueurs totales de cibles de liaison de chaque poste d'abonnés Si d est la durée allouée chaque message et D la durée de transmission du message de ltabonnd le plus éloigné, le *rendement temporel", ctest-à-dire la fraction de temps réellement exploitée est d/D + d Or, les messages émis par les postes d'abonnés ne comportent qu'un faible nombre de données numériquesSet, pris isolément, occupent une faible durée. Un troisième inconvénient est l'obligation de disposer d'un modem dans chaque poste d'abonné, ce qui en grève sensiblement le coût. L'invention fournit des moyens simples et économiques pour éviter ces inconvénients. Dans un réseau de télédistribution équipé du système selon l'invention pour la transmission d'interrogations et de réponses sous forme de séquences de signaux numériques, chaque poste dabonné comporte au moins un capteur de données; les capteurs d'un groupe de postes connectés à un même cible de distribution regroupent leurs données dans un concentrateur de signaux numériques, lui-même connecté audit câble. Ce groupe de postes est divisé en sous-groupes et tous les sous-groupes fournissent le même nombre de bits; les signaux d'interrogation sont les adresses des groupes et des sousgroupes délivrées par la station centrale; chaque concentrateur comporte une mémoire des données du groupe de postes auquel il est affecté, des moyens pour reconnaitre parmi les adresses celles affectées à son groupe ou à l'un de ses sous-groupes et pour délivrer en réponse à la station centrale, lorsque la reconnaissance est effectuée, la reproduction de l'adresse suivie des données y afférentes. Lorsque un concentrateur comporte plusieurs sous-groupes, la station centrale émet à l'intention de celui-ci plusieurs adresses en succession, dont chacune comporte une partie caractérisant le concentrateur (ou le groupe) et une partie caractérisant un sousgroupe dans ledit concentrateur; chaque concentrateur est doté de moyens pour reconnaitre l'adresse de chaque sous-groupe, pour sélectionner les données qui en proviennent et pour constituer le mot de réponse incorporant l'adresse qui était issue de la station centrale et les données sélectionnées proprement dites. D'autres dispositions de l'invention ainsi que les avantages qui en résultent seront indiqués au cours de la description d'exemples de réalisation qui va suivre et qui sera faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels - la Fig. 1 est un schéma général de branchement au câble de distribution d'un groupe de postes d'abonnés et du concentrateur de données affecté audit groupe - la Fig. 2 est un diagramme de blocs d'une forme de réalisation d'un concentrateur de données affecté à un groupe d'abonnés comportant plusieurs sous-groupes ; et - la Fig. 3 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un capteur de données d'un poste d'abonné selon l'invention et de la mémoire qui lui est affectée dans le concentrateur, dans le cas ou les données sélectionnées se bornent à caractériser l'un de deux états possibles ou de quatre états possibles. Dans la Fig. 1, le cable coaxial 10, qui est par exemple un câble secondaire de distribution raccordé à un câble primaire, lui-aRme directement connecté au multiplexeur de la station oentr,le, délivre le multiplex des fréquences porteuses modulées par les signaux de programme et les signaux numériques d' interrogation aux postes d'abonnés 31 32 33 3n dont chacun lui est connecté par un câble coaxial, respectivement 211, 212, 213,... 21n et par un coupleur ou circuit d'aiguillage, respectivement 201, 202, 203 0 20nu Du signal multiplex convoyé par chaque câble coaxial 211 à 21n, chaque poste d'abonné 31 à 3n extrait et détecte les signaux du programme retenu par l'abonné. La constitution de tels postes d'abonnés est connue dans l'art antérieur et le schéma correspondant n'est pas indiqué du fait qu'il est inutile pour la description de l'invention. De même, le schéma de la station centrale n' est pas donné, les seules contraintes à respecter concernant, conne on le verra, la programmation du calculateur. Le concentrateur de données 4 est connecté au câble 10 par un coupleur 50 et par un câble coaxial 51. Il reçoit donc lui aussi le signal multiplex. Il est en outre relié par des liaisons 311, 312s 313*000 31n qui, comme on le verra, peuvent être de simples lignes bifilaires, à des capteur9 ou ensembles de capteurs 301, 3 2 3 3*- - 30fil disposés dans chaque poste d'abonné et chargés de cdlec ter les données nécessaires à l'élaboration des signaux de réponse adressés à la station centrale.Ces données peuvent concerner, par exemple, le fonctionnement du récepteur de télévision ou de radiodiffusion de l'abonné, le choix du programme, la taxation, etc. ou bien encore des informations sur d'autres prestations non délivrées par le réseau, telles que les consommations de courant électrique ou de gaz, etc., pouvant être prises en compte par le calculateur de la station centrale. Le r8le du concentrateur de données 4 de la Fig. 1 est - de détecter dans le signal multiplex les signaux d'interrogation adressés par la station centrale - de. reconnaitre parmi ces signaux d'interrogation ceux qui concernent le groupe ou les sous-groupes d'abonnés qu'il dessert - de collecter les données adressées par les capteurs 30 des stations d'abonné 3 et d'identifier les prestations auxquelles elles se rapportent ainsi que les adresses des usagers desdites prestations inclus dans le groupe ou le sous-groupe - d'élaborer, à partir desdites données, des signaux numériques - de moduler par -lesdits signaux numériques la fréquence porteuse affectée à tous les signaux de réponse et de les adresser, lorsque les signaux d'interrogation concernant le groupe ou le sous-groupe ont été reconnus, à la station centrale par l'intermédiaire du câble coaxial 51, du coupleur 50 et du câble coaxial de distribution 10. Ces fonctions exigent la présence d'un modem dans le concentra~ teur mais les postes d'abonnés en sont dépourvus. Si le câble primaire connecté à la station centrale doit desservir un nombre E d'abonnés et si l'on prévoit de répartir les postes d'abonnés en groupes de n abonnés desservis par un meme concentrateur, le nombre de modeas nécessaires à la transmission des signaux d'interrogation et de réponse est mz N/n et le bruit global transporté par le câble primaire en est réduit d'autant. On va maintenant décrire, en référence à la Fig. 2 la consti- tution d'un concentrateur tel que le dispositif 4 de la Fig. 1 et notamment destiné au traitement de signaux numérique en modulation de phase. Il est connu que ce système de modulation présente un compromis avantageux car, premièrement, pour une meme largeur de bande et un même taux d'erreurs admissible , les exigences du point de vue du niveau du rapport du signal au bruit ne sont pas très contraignantes et la protection contre les signaux parasites est ainsi relativement efficace et, deuxièmoment, les dispositifs nécessaires sont peu complexes.En particulier, la détection étant réalisée en comparant la phase dans un intervalle de temps déterminé à la phase au cours de l'intervalle précédent, il devient inutile de prévoir, dans le concentrateur, un dispositif émettant un signal local de référence. Cependant, le système de modulation des sQçnaus numériques peut être quelconque au regard de l'invention. La Fig. 2 est un diagramme de blocs du coeicentrateur 4. Il est en effet inutile de décrire la constitution des différents dispositifs équipant le concentrateur, leur schéma interne étant bien cearm et leur réalisation à la portée de tout home de l'art i qul ont été indiquées les exigences à respecter. Les signaux partant de la station centrale comprennent le multiplex de fréquences porteuses modulées par les signaux de programme et le signal numérique d'interrogation, en modulation de phase, qui contient les messages d'interrogation adressés séquentiellement aux usagers. Ces messages sont séparés par des temps morts suffisants pour que la station centrale reçoive, sans contusion, les signaux de réponse adressés par les concentrateurs plus ou moins éloignés. Ces messages d'interrogation sont constitués chacun par un signal de "start" suivi de l'adresse d'un concentrateur et de l'adresse d'un sous-groupe de postes d'abonnés en faisant partie. Les messages d'interrogation sont donc délivrés par séquences au cours d'un cycle de scrutation qui compte la totalité des messages relatifs aux groupes reliés ir concentrateurs et aux sous-groupes dont ils sont formés. Le signal multiplex transporté par le câble 10 est aiguillé par le coupleur 30 et la ligne 51 un modem 400 qui détecte les signaux numériques d'interrogation, extrait le "start" marquant le début de chaque message et le délivre par la connexion 401 à un circuit de commande séquentielle 402, qui reçoit également par la coltnexion 4Ct3 un signal d'horloge correspondant à la fréquence des saut de phase. Les signaux venant des capteurs d'abonnés (Fig. 3) sont transmis par les connexions 311, 312, 313,... 31n à des mémoires indivi duelles 451 à 45n d'un bloc de mémoire 45 pour élaboration des signaux logiques de données. Un registre à décalage 405 reçoit du modem les signaux d'tintez rogation par le connexion 416 et lui renvoie les signaux de réponse par la connexion 417. Ce registre à décalage est synchronisé par le signaux d'horloge transmis du circuit de commande séquentielle 402 par la connesion 406. Les signaux d'adresse de sous-groupe sont appliqués au multiplexeur 407 par les connexions 408 et les signaux de réponse sont transmis de ce multiplexeur au registre à décalage 405 par les connexions 409. Lorsque le registre 405 est chargé par un message complet, r compris les signaux d'adresses de groupe et de sous-groupe, il délivre simultanément les signaux d'adresse de groupe à une porte ET 410 par des connexions 411 et les signaux d'adresse de -^ous xqpe au multiplexeur 407 via les connexions 409. Certaines des conne- xions 41t, qui correspondent aux bits de valeur zéro de l'adresse de groupe, comportent des circuits inverseurs 412. Par exemple, la disposition des inverseurs 412 de la Fig. 2 correspondant à l'adresse de groupe 100101. Si l'adresse reçue n'est pas celle du groupe d'abonns, le circuit de commande séquentielle reste bloqué. Lorsque, par contre, les signaux d'adresse de groupe correspondent à l'adresse dudit groupe d'abonnés, la porte 410 délivre le signal de coIncidence au circuit de comnande 402 par la connexions 413. Le circuit 402 adresse alors au registre 405 par la connexion 414, l'ordre de charger par les liaisons 409 les informations disponibles à la sortie du multiplexeur 407. Celles-ci viennent se juxtaposer aux adresses de groupe et de sous-groupe déjà présentes. Le multiplexeur 407 est câblé de façon. à ne transmettre que les données de la mémoire 45 correspondant aux abonnés du sous-groupe. Ces données sont fournies en parallèle Dès qu'un nouveau message a'interrogation, quelles que soient les adresses qu'il contient, parvient au modem 400, son signal de "start" déclenche le circuit séquentiel de conannde 402, lequel introduit ce nouveau message d'interrogation dans le registre à décalage 405, d'où résulte la délivrance par celui-ci au modem 400, par la liaison 417, du message de réponse. Le modem 400 module les signaux dudit message et ceux-ci sont transmis au calculateur de la station centrale par le coupleur 50 et le cable 10. Le calculateur de la station centrale identifie, d'une part le groupe et le sousgroupe par l'ordre d'arrivée du message et par l'adresse qu'il contient, et d'autre part la provenance des données par leur rang dans le message. L'ensemble des messages d'interrogation et de réponse de tous les postes d'abonnés raccordés à un même câble primaire de distribution est ainsi transmis en une seule opération de scrutation. Dans le cas où le nombre d'abonnés surveillés par un concentrateur est tel que le nombre de bits nécessaires à la transmission des adresses d'abonnés et des données afférentes ne dépasse pas la longueur d'un mot de message, le multiplexeur 407 peut être supprimé, les postes d'abonnés sont affectés d'une adresse dans le groupe, et la station centrale n' émet et ne reçoit qutun seul message pour le groupe considéré. La Fig. 3 est relative à un exemple de réalisation d'une mémoire 45 et du capteur de données 30 associé, dans le cas ou l'information transmise du poste d'abonné au concentrateur se compose au plus de deux bits. Ce dispositif est conçu pour délivrer au nrultiplexeur 407 associé (Fig0 2) un signal d'état de la ligne de liaison et un signal de fonctionnement du récepteur de l'abonné. Un pont de résistances 450 comprend, dans la mémoire 45, trois branches formées de trois résistances 45t, 452, 453 et, dans le capteur 30, une branche formée de deux circuits en parallèle, l'un comprenant une résistance 301 et une diode 302 en série et l'antre une résistance 303, une diode 304 inversée par rapport à la diode 302, et un interrupteur 305 d'un relais non représenté, actionné par exemple par la mise en service du récepteur. Cette dernière branche du pont joint les sonnets 455 et 457 du pont par l'interné- diaire des deux conducteurs de la ligne bifilaire 311 de liaison entre le capteur 30 et la mémoire 45. Le point commun 454 des résistance 451 et 45t, sommet d'une diagonale du pont, est à la masse. Le point 45f, autre sonnet de ladite diagonale, est connecté, de même que les points homologues des autres mémoires individuelles, à la sortie d'un générateur 460 de fréquence vocale. Toutes les résistances, jusqu'ici considérées étant supposées avoir la même valeur, le pont est équilibré lorsque l'interrupteur 305 est fermé quel que soit le sens de l'alternance de la fréquence vocale. L'autre diagonale 456-457 est reliée aux entrées de deux circuits détecteurs de déséquilibre connectées en parallèle. Le premier détecteur comporte une diode 461 orientée pour transmettre la même alternance que la diode 304 du capteur et l'amplificateur différentiel 4630 Le second détecteur comporte une diode 462, orientée pour transmettre la même alternance que la diode 302 du capteur et l'amplificateur différentiel 464. Les condensateurs 467 et 468 et résistances 465 et 466 constituent des circuits RC dont les constantes de temps sont suffisamment grandes devant la période du signal délivré par 460 pour en intégrer les alternances. Les sorties des amplificateurs 463 et 464 sont respectivement connectées aux entrées de deux circuits calibreurs ou de mise en forme 469 et 470 destinés à conférer aux signaux délivrés les caractéristiques convenables pour leur traitement par des circuits logiques. Ces deux circuits attaquent respectivement, par des connexions 461, 471, le multiplexeur 407 de la Fig. 2. Lorsque le pont est équilibré, les calibreurs 469 et 470 ne délivrent pas de signal, indiquant ainsi que la ligne 311 est en bon état et que le récepteur est en service0 Lorsque la ligne 311 est coupée, le pont est déséquilibré,' quelle que soit la polarité des alternances et les deux calibreurs délivrent un signal. Lorsque la ligne est en bon état et que l'interrupteur 305 est ouvert, seul le calibreur 470 délivre un signal indiquant que le récepteur n' est pas en service. Le circuit de la Fig. 3 n'est donc valable que lorsque le message transmis du poste d'abonné au concentrateur se limite à deux bits. Mais, bien entendu, la capacité de ce message peut être quelconque. C'est ainsi que l'insertion d'un deuxième contact de relais à la sortie de la diode 302, dont l'ouverture provoquerait l'apparition d'un signal à la sortie du calibreur 469, permettrait d'enregistrer au moins une donnée supplémentaire. Il est aussi possible de multiplier les lignes de mesure entre mémoire et capteur et de raccorder les relais du capteur à des codeurs permettant l'identification de plus de deux états par une combinaison des signaux logiques apparaissant à la sortie des calibreurs placés en bout de chaque ligne. On remarquera que les capteurs disposés dans lespostes d'abonnés peuvent n'être que des éléments passifs, ce qui constitue un résultat avantageux supplémentaire. Pour conclure la présente description, voici maintenant, à titre d'exemple, quelques valeurs numériques pour fixer les idées sur les possibilités du dispositif de l'invention. Les mots du calculateur de la station centrale ont une capacité de 32 bits. La station centrale émet et reçoit 8 messages ou msts par concentrateur, soit 256 bits. En admettant que chaque poste d'abonné ait à transmettre des données comportant 8 bits, un concentrateur est dont affecté à un groupe de 32 abonnés répartis en 8 sous-groupes de 4. Dans chaque concentrateur, un seul modem suffit pour le traitement des signaux numériques. REVEND IC AT IONS 1 - Réseau de télédistribution de programmes visuels et sonores, dans lequel une sçotion centrale adresse par des cibles de distribution à des postes d'abonnés un multiplex de fréquences porteuses modulées par des signaux de programme et des signaux numériques d'interrogation, chaque poste comportant au moins un capteur de données pour l'élaboration de signaux numériques de réponse destinés à la station centrale, ledit réseau étant caractérisé en ce que, pour la transmission des signaux d'interrogation de la station centrale et des signaux de réponse des postes, les capteurs d'un groupe de postes, constitué par des postes connectés à un même câble de distribution, adressent les données à un concentrateur de signaux numériques, lui-même connecté audit câble, et en ce que, les signaux numériques d'interrogation étant les adresses des groupes de postes dvivrées séquentiellement par la station centrale, chaque concentrateur comporte des moyens de stockage des données du groupe de postes qu'il dessert, des moyens de reconnaitre parmi les adresses celle qui est affectée au groupe et pour délivrer en réponse à la station centrale, lorsque ladite adresse est reconnue, les données afférentes aux postes et des signaux d'adresse de ceux-ci. 2 ~ réseau de télédistribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque groupe d'abonnés dont les capteurs sont reliés à un même concentrateur est divisé en sous-groupes,que les signaux d'interrogation sont les adresses de groupe et de sousgroupe des postes, que chaque concentrateur comporte des moyens pour reconnattre parmi les adresses, outre celle du groupe, l'adresse du sous-groupe et pour sélectionner, afin de constituer le mot de réponse, les données issues des abonnés du sous-groupe dont l'adresse est reconnue. 3 - Réseau de télédistribution selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque concentrateur comporte des moyens pour stocker les données des capteurs du groupe ou sous-groupe et pour, lorsque le mot d'adresse est reconnu, émettre les signaux numériques de la réponse correspondante dès qutil reçoit le mot dtinterrogation suivant. 4 - Réseau de télédistribution selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque signal numérique d'interrogation délivré par la station centrale débute par un signal de "start" et que chaque concentrateur comporte un modem pour détecter les signaux numériques d'interrogation, pour en extraire le signal de start et pour moduler les signaux numériques de réponse à la station centrale, une mémoire des signaux des capteurs de données et des adresses des postes d'abonnés du groupe, un registre à décalage capable, d'après les signaux d'ordre qui lui sont adressés, de recevoir les signaux d'interrogation délivrés par le modem et les signaux des capteurs de données et les adresses des postes d'abonnés contenus dans la mémoire, un circuit logique de coincidence des adresses formées par les signaux d'interrogation avec l'adresse affectée au groupe de postes d'abonnés, des moyens, sous la commande du signal fourni par le circuit de coincidence, de transférer les signaux des capteurs de données et les adresses des postes d'abonnés de la mémoire au registre à décalage et des moyens, sous la commande du start parvenant immédiatement après le signal de coincidence, de transférer ces mêmes signaux et adresses du registre à décalage au modem et à la station centrale. 5 - Réseau de télédistribution selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que chaque concentrateur de données comporte en outre, entre la sortie de la mémoire et l'entrée du registre à décalage, un multiplexeur et en ce que, du fait que les adresses d'interrogation provenant de la station centrale comportent une adresse de sous-groupe, les entrées de comsande du xultipleveur sont connectées à des sorties du registre à décalage affectées aux adresses de sous-groupe, le multiplexeur transmettant seulement au registre à décalage les signaux des capteurs et les adresses relatifs aux seuls postes de sous-groupe. 6 - Réseau de télédistribution selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque poste d'abonné comporte un ou plusieurs capteurs de données conçus pour délivrer à la mémoire l'état de la limne de liaison reliant l'abonné au orafle concentrateur et un signal de fonctiomrement/caez l'abo e consti- tué par un pont de résistances formé de trois résistances dans la mémoire et de deux circuits en parallèle dans le capteur, l'un comprenant une résistance et une diode en série et l'autre une résistance, une diode inversée par rapport à ladite diode et l'interrupteur d'un relais actionné par ledit organe extérieur, lesdits circuits étant connectés à une diagonale du pont par llintermédiaire des deux conducteurs de ladite ligne de liaison, ledit pont étant alimenté par une source alternative, d'où il résulte que, lorsque l'interrupteur est fermé et la ligne de liaison en bon état, le pont est en équilibre, que, lorsque la ligne est coupée, le pont est en déséquilibre pour les deux alternances du courant de la source alternative et que, lorsque la ligne de liaison est en bon état et l'interrupteur ouvert, le pont est en déséquilibre pour une seule alternance du courant de la source alternative. 7 - Réseau de télédistribution selon la revendication 1, où les capteurs de données sont les compteurs d'électricité ou de gaz de l'abonné.