Brevet FR2315810A1 — publié le 19770121

La présente invention concerne un dispositif destiné à interoonnecter des dispositifs de transmission de données numériques, au moyen d'un support de transmission constitué par exemple par une paire de fils non chargée, et connecte directement. Dans le domaine de la transmission des donnes numériques, le besoin existe d'un appareil simple, mais fiable, destiné à connecter deux sources de données ou une source et un dispositif d'utilisation, avec un degré de commande élevé et de grandes possibiLités de détection d'erreurs. La plupart des dispositifs d'interconnexion des postes de transmission de données sont réalisés pour une connexion directe, courte (quelques mettes) ou pour un fonctionnement commutable ou multiplex4 sur des lignes ou des réseaux téléphoniques. Il existe un besoin recel, et largement négligé, d'un dispositif dtinterconnexion de postes de transmission de données utilisant des lignes concédées qui ne sont ni commutées ni chargées. Compte tenu de ces paramètres, les caract8ristiques de transmission de la ligne constituent la limitation de commande. Le besoin d'un codage complexe a'informations de commande ou de canaux de commande séparés est inutile dans ce dispositif mais la commande d'établissement de l'état voulu entre les dispositifs de transmission de données est essentielle, par exemple pour ltexécution, le le sens de transmission des don- nées et des modes tels que le mode simplex ou duplex. La détection de l'occupation, d'un circuit ouvert ou autre dérangement est également essentielle. Jusqu'à présent, la solution classique à la limitation de longueur de ligne pour la conversation consistait à ajouter une charge inductive pour équili- brer-la capacité répartie de la ligne.Mais cette charge a tendance à déformer les signaux de données et ne constitue donc pas une solution satisfaisante pour les canaux de transmission de données. L'invention concerne donc un appareil qui répond à ces besoins, et qui produit et omet des informations de commande qui sont facilement séparées des donnes, les fonctions de commande n8cessaires 4tant remplies sans nécessiter aucun dispositif de memorisation de données L'invention concerne également un appareil qui utilise beau coup plus que jusqu'à présent les possibilités de trangmission des paires torsadées non chargées, grive à,un dispositif de signalisation équilibréeen courant continu. L'invention permet également de discriminer les parasites sans dégrader l-e signal, comme cela est courant selon les techniques de filtrage. Une caractéristique de l'invention réside dans la production de tous les codes d'informations de commandes sous forme de séquences binaires qui sont des codes de données non valables. Une autre caractéristique de l'invention réside dans la production de trains de bits "O" de durée variable pour mettre en place les fonctions de commande voulues. Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'émetteur de données utilisant un générateur à courant constant susceptible d'appliquer des courants graux et opposés à chacun des deux conducteurs et d'inverser le courant pour indiquer un changement d'état des données. Une autre caractéristique enfin de l'invention concerne la discrimination des transitoires parasites qui peuvent apparattre sur la ligne. Un discriminateur est prévu pour éviter que les impulsions inférieures à une longueur prédéterminée puissent atteindre les circuits de commande, sans distorsion des données reçues. La demande de brevet des Etats-Unis d'numérique nO 403 998, déposée le 5 octobre 1973 décrit un générateur à courant constant perfectionné qui convient à la partie d'émetteur selon I'nvention. L'invention sera décrite plus en détail en regard des messins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est un diagramme synoptique de l'appareil selon l'invention, la figure 2 est un schéma électrique du récepteur analogique de l'appareil de la figure 1, la figure 3 est un schéma électrique du récepteur nume- rique de appareil selon l'invention, la figure 4 est un schéma dlectrique du circuit élimina- teur de parasites de l'appareil de la figure 1, la figure 5 est un schéma électrique du circuit émission analogique de l'appareil de la figure 1 et, la figure 6 est un schéma électrique du circuit logique de connexion de l'appareil de la figure 1. La figure 1 montre que 1' appareil de transmission de signaux selon l'invention est connecté à deux paires de fils de transmission, une première paire de réception de données désignée par RD+ et RD- et une seconde paire d'émission de données désignée par SD et SD-. Ces paires RD et SD assurent l'interconnexion avec un appareil similaire situé à une distance comprise entre 1 et 15 kilomètres environ, sur une ligne concédée, non chargée et sans commutation de polarité. Des débits binaires de O à 2 400 bits sont normaux, suivant la longueur de la ligne. L'appareil est également connecté à une source/récepteur qui échange avec l'appareil les signaux~d'entrée et de sortie ci-aprs Entrées depuis la source Sorties vers le récepteur de données de données Occupation Emission de données Réception de données Terminal de données Poste de données dispodisponible DTR nible DSR Prtt à émettre RTS Pr & à émettre CTS Porteuse présente CO Appel RI Si l'on examine d'abord les commandes de l'appareil, elles comprennent en plus des commutateurs normaux d1alimen- tation, non représentés, un commutateur 10 de fonction de base réponse/émission qui fait partie du circuit logique de connexion 11 des figures 1 et 6. Le commutateur 10 en position de réponse, positionne l'appareil de manière qu'il ne fonctionne qu'en réception-et lorsqutil se trouve en position d'émission, le poste considéré est celui qui émet. Un commutateur 12 similaire sélectionne le mode de tranmission, à savoir simplex (H) ou duplex (F). Si le commutateur 12 se trouve dans sa po- sition H, l'appareil de transmission de signaux selon l'inven- tion peut émettre ou recevoir des données dans des périodes mutuellement exclusives. Si le commutateur 12 est place dans sa position F, le poste peut remettre et recevoir simultanément des données. La position H du commutateur 12 peut également Qtre utilisée pour boucler des données au lieu de les émettre afin qu'elles soient reçues par le poste local. Un commutateur d'appel 13 est manoeuvré pour émettre un appel. Il commande un générateur de caractères 14 par une porte NON-ET 15 afin de produire un signal prédéterminé qui est transmis-par le dispositif de télécommunications, c'està-dire les conducteurs de ligne SD+ et SD- vers le poste éloigné. Le code préféré consiste en un caractère comprenant deux espaces séparés par un marquage 010. Quand le calculateur éloigné répond, l'appareil de transmission correspondant émet un caractère semblable 010 qui est détecté dans le circuit logique de connexion 11 et qui provoque l'allumage d'une lampe 20 de "connexion" par le conducteur -16. Un commutateur de déconnexion 21 est utilisé pour déconnecter le poste local du calculateur éloigné. Quand ce commutateur 21 est manoeuvré, un second caractère à deux espaces est produit dans le générateur 22 et introduit par le conducteur 23 dans un émetteur 24 d'émission analogique (ctest-à-dire en forme émise). Ce signal est également émis par le conducteur 25 vers le circuit logique de connexion 11 qu'il. ramène au repos, ce qui éteint la lampe de connexion 20. Deux paires de contacts de boucle 30 et 31 interconnectent respectivement l'appareil aux lignes de transmission RD et SD. Le commutateur 30 consiste en un commutateur bipolaire à deux positions qui connecte alternativement un circuit récepteur analogique 32 aux conducteurs RD+ et RD- quand il se trouve en position de réception, ou à deux conducteurs croisés 33 et 34 vers le circuit d'émission analogique 24. Dans cette autre position, l'appareil est connecté de manière à boucler sur elles-memes les données provenant d'une source locale afin qu'il imprime localement ses propres données. La position normale du commutateur 30 est celle représentie dans laquelle le circuit de récepteur analogique est connecté aux conducteurs de réception RD+ et RD-. Les autres commandes comprennent un commutateur d'essai 35 utilisé pour vérifier non seulement le poste local mais également la boucle. Lorsque ce commutateur est actionné et maintenu au travail, deux lampes indicatrices, à savoir la lampe d'occupation 36 et la lampe de dérangement 40 sont allumées. La première est allumée par l'application d'une masse à un circuit 41 d'erreur d'occupation qui à son tour allume la lampe 40 par une porte NON-ET. Le meme signal de masse provenant du commutateur 35 allume la lampe d'occupation 36 par le conducteur 43 et la porte NON-ET 44. Au poste éloigné un temporisateur de cinq secondes est déclenché par le signal d'essai sur le conducteur 45 vers le circuit d'émission analogique 24 et la boucle qui allume l'indicateur d'occupation éloigné , et un code 010 est produit et renvoyé sur la ligne vers le poste local où~il passe par le circuit de réception analogique 32, le discriminateur de parasites 46 décrit en regard de la figure 4, un circuit récepteur numérique 50, le circuit 41 d'erreur d'occupation et la porte NON-ET 42, afin d'éteindre la lampe de dérangement 40.La lampe d'occupation 36, commandée directement par le commutateur d'essai 35, reste allumée tant que ce commutateur reste au travail. Si cette séquence se déroule entièrement de la manière décrite, la boucle de transmission fonctionne correctement. L'appareil selon l'invention consiste essentiellement en un poste de transmission de données asynchrones en courant continu qui fonctionne avec des débits variables, à des distances de 1 à 15 kilomètres sur des paires torsadées non chargées du réseau téléphonique telles que des lignes concédées, non commutées. Le fonctionnement de l'appareil sera décrit dans la séquence de fonctionnement ci-aprèsl en se reportant à la figure 1. L'opérateur manoeuvre le commutateur d'appel 13 qui, par la poste NON-ET 15, débloque le générateur de caractères 14 qui délivre un caractère de deux espaces séparés par un marquage (010). Ce caractère est introduit dans le circuit d'émission analogique 24 et, par les contacts 31, il est appliqué sur les conducteurs SD+ et SD-. L'appareil' comparable à l'extrémité éloignée allume sa lampe de connexion (comparable à la lampe 20) quand son circuit de réception numérique 50 a détecté le code, et il émet un signal d'appel RI vers son calculateur associé, en faisant fonctionner son circuit logique d'appel 52 et son oscillateur d'appel 53.Le signal d'appel passe sur le conducteur 54 et l'amplificateur d'at taque 55 vers la borne d'appel RI connectée au calculateurassocié. Si ce dernier est disponible, il applique une tension haute à la borne DTR qui à son tour fait passer au niveau haut les conducteurs DSR de disponibilité de poste de données, CO de présence de porteuse et CTS de disponibilité pour l'émission. L'appareil éloigné produit alors un caractère 010 qui est transmis vers le poste demandeur de la figure 1. Le caractère reçu par les conducteurs RD+ et RD- ainsi que par les contacts 30 passe par le récepteur analogique 32, le circuit éliminateur de parasites 46 et il est détecté dans le circuit de récepteur numérique 50. La détection d'un caractère dans ce circuit récepteur numérique entrain la prise du circuit logique de connexion 11 par le conducteur 60. b son tour, le circuit logique 11 allume la lampe de connexion 20 par le conducteur 16. Si le conducteur d'occupation 61 provenant du dispositif local de transmission de données est au niveau haut les indicateurs 36 et 40 d'occupation et de dérangement sont allumés et un espace permanent "On est appliqué au circuit d'émission analogique 24 par le conducteur 62 provenant du commutateur d'essai 35, et le récepteur 63. Si l'appareil éloigné fait passer un conducteur d'occupation au niveau haut, l'appareil éloigné ou suivant produit un train de "0" d'une durée de 5 secondes. L'appareil local détecte, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, dans le circuit de réception numérique 50, un espace de 5 secondes ou davantage et produit sur le conducteur 64 une impulsion qui ouvre la porte NON-ET 44 et allume la lampe d'occupation locale 36. Une impulsion d'autorisation est également appliquée par les conducteurs 64 et 65 à la porte NON-ST 15 pour déclencher le générateur de caractères 14 afin qu'il répète la séquence d'appel 010. L'interrogation se poursuit jusqu'à ce que le calculateur soit disponible. Quand l'appareil selon l'invention, son poste local de transmission de données, la ligne de transmission, l'appareil éloigné et son calculateur sont tous connectés, les données provenant du dispositif de transmission de données par la borne SD sont transmises par le commutateur 51, l'amplificateur récepteur de données 66 et le conducteur 70 vers le cir cuit d'émission analogique 24 et les conducteurs de ligne SD+ et SD-. Les données sont transmises sous la forme d'inversions de polarités ou plus exactement, sous forme d'inversions du sens du courant sur les conducteurs SD+ et SD-, le marquage "1 correspondant à un sens du courant et l'espace "O" au sens opposé.Ce résultat est obtenu de façon store grâce au circuit d'émission analogique de la figure 5 qui est décrit plus en détail dans la demande de brevet précitée. Il suffit de noter que des courants égaux et opposés sont appliqués sur chacun des conducteurs SD+ et SD- pendant un marquage n1 n et que des courants égaux et opposés sont appliqués aux conducteurs opposés pendant un espace 0. Gracie aux possibilités améliorées de transmission qu'offre le circuit 24 d'émission analogique de la figure 5, une transmission stre est assurée facilement sur des circuits en paires torsadées en conducteurs de 0,9 millimètre avec les débits ci-après Débit binaire Distance 300 bauds 35 kilomètres 600 bauds 24 kilomètres 1 200 bauds 17 kilomètres 2 400 bauds 11 kilomètres Avec des cibles de plus petite section, la distance est réduite en raison des limitations dues aux fils. Le récepteur 32 représenté sur la figure 2 comporte essentiellement un circuit d'entrée 80 à résistances équilibrées qui attaque un double amplificateur de détection 81, une diode 82 et une porte NON-ET 83 qui surveille la présence de courant en ligne. En l'absence de courant sur la ligne, un signal sur les conducteurs 84 et 85 allume la lampe de dérangement 40. Quand un courant en ligne est présent, son sens est déterminé par le circuit à diodes 86 qui, conjointement avec l'amplificateur 90, produit un signal de sortie pour chaque marquage "1". Ce signal sur le conducteur 91 est appliqué, avec le signal d'erreur analogique du conducteur 84, à une porte NON-ET 92 qui produit le signal RD de réception de données sur le conducteur 93 et le signal de réception de données RD par l'inverseur 94 sur le conducteur 95. Les signaux de réception de données RD et RD sur les conducteurs 93 et 95 correspondants sont appliqués au circuit 46 éliminateur de parasites représenté sur la figure 4. Ce circuit comporte une porte CU 95 a l'entrée de déclenchement d'un circuit multivibrateur monostable 100 à déclenchements successifs fournissant un signal dtinhibition à une porte NON-ET quadruple 101 à deux entrées. Si le signal d'entrée RD subsiste pendant une période plus courte qu'unie période prédéterminée, par exemple 200 microsecondes, le circuit multivibrateur 100 revient au repos et une entrée d'autorisation de la porte NON-ET 101 est supprimée de sorte que l'impulsion ne peut plus passer sur le conducteur 102. Les impulsions courtes, c'est-à-dire les parasites, sont donc isolées de l'appareil de commande.Ce circuit élimine les parasites transitoires qui peuvent apparattre sur les conducteurs RD+ et RD- mais ne nuit pas à la qualité des signaux de données valables qui sont transmis sans la distorsion commune à tous les filtres. Les données reçues RD séparées des transitoires parasites sont appliquées sur le conducteur 102 vers le récepteur numérique 50 représenté en détail sur la figure 3. Ce circuit détecte : (a) le code de connexion 010 ; (b) le code de déconnexion, soit un espace O... O de deux secondes ; (c) le code d'occupation, soit un espace 0... O de cinq secondes. La détection d'espaces d'une seconde ou davantage est effectuée au moyen d'une porte OU 110, dtun circuit multivibrateur monostable 111 à déclenchements successifs, d'une porte NON-ET 112 et d'un transistor 113 de mise au repos. Les espaces de 5 secondes sont détectés par une porte OU 114, un circuit mul tîvibrateur monostable 115 à déclenchements multiples, une porte NON-ET 116 et un transistor 120 de mise au repos.Trois portes NON-ET 121, 122 et 123 détectent une série de deux espaces séparés par un marquage (010) représentant un caractère reçu utilisé pour établir la connexion de la boucle, par le conductéur 124 et le circuit logique de connexion 11. Durait que les sources de données les plus courantes, par exemple les téléimprimeurs, contiennent cette séquence de caractères communs, le commencement de toute opération consiste, quand l'appareil est en marche, à émettre un signal d'appel vers l'ex- trématé éloignée et à attendre la connexion. Les fonctions essentielles de commutation commandées par les commutateurs manuels et les caractères ou les espaces entrants sont remplies par le circuit logique de connexion de la figure 6. Ce circuit comporte deux portes NON-ET 130 et 131 qui reçoivent le signal d'erreur analogique sur le conducteur 84 et le signal de donnée repue RD, ainsi que les signaux DTR de disponibilité de terminal et CO de présence de porteuse provenant du poste éloigné.Les portes NON-ET 130 et 131 laissent passer le signal de données RD vers le récepteur et en outre, fournissent le signal DSR de disponibilité de poste, CTS de disponibilité pour l'émission et CO de présence de porteuse pour le poste local Le circuit logique de connexion comporte également deux autres portes NON-ET 132 et 133 commandées par le commutateur d'essais 35, le commutateur 10 de fonction de réponse/émission qui applique une impulsion de mise au repos au circuit multivibrateur monostable 135 déclenché quand les connexions de l'ensemble sont terminées et que l'appareil est pr & à émettre. Ltune des caractéristiques de 11 appareil lui permettant d'utiliser au maximum le support de transmission, réside dans le circuit d'émission analogique 24 de la figure 1 représenté en détail sur la figure 5. Il comporte essentiellement un amplificateur opérationnel 160 avec deux bornes entrée 161 et 162 et une borne de sortie 163, ainsi que deux sources 154 et 165 de tensions de polarités opposées. Des résistances R2 de valeurs égales sont en série- avec chaque circuit d'entrée et une résistance R1 est en dérivation entre les entrées. La résistance R1 se trouve dans le circuit en courant continu d'un transistor de commutation qui est connecté de manière à appliquer alternativement la tension positive et la tension négative des sources 167 et 168 sur un conducteur 170, à la commande d'un circuit logique NON-ET comprenant les portes 180 à 182. La chute de tension aux bornes de la résistance R1 est une fonction du courant provenant des sources 167 et 168 associées avec le transistor de commutation 166. L'amplificateur opérationnel 160 comporte deux circuits de réaction, l'un comprenant une résistance R2 ramenée à la borne d'entrée 161 et l'autre comprenant la résistance R1 et une résistance R2 produisant une réaction déséquilibrée proportionnelle à la résistance Ri Avec des résistances R1 adap tées à l'entrée et à la sortie, le courant sur le conducteur SD- est égal et opposé au courant sur le conducteur SD+, quelles que soient les variations d'impédance en boucle . Cette attaque simultanée des deux conducteurs produit des signaux équilibrés appliqués à la ligne et permet une meilleure détection au terminal éloigné. Deux paires de diodes Zener 171 à 174 en opposition avec le point milieu à la masse assurent la protection de l'ampli- ficateur opérationnel 160 contre la foudre et les surtensions. En plus de produire le courant en ligne, le circuit dté- mission analogique comporte un circuit logique de trois portes NON-ET 181, 182 et 183 qui combinent les informations de commande avec les données sur le conducteur 184. Les données et les caractères de commande. polarisent le transistor 166 dans un sens et dans l'autre afin d'appliquer sur les conducteurs SD+ et SD- un courant provenant des sources 167 et 168 par le conducteur 170. La source 168 est connectée au conducteur 170 par une source de courant constant 169 qui consiste en fait en un transistor à effet de champ fonctionnant comme une diode. Il apparat donc que l'invention concerne un poste de transmission de données en courant continu réalisé de manière à interconnecter des dispositifs éloignés au moyen dé simples paires de conducteurs torsadés, tout en permettant une supervision et une commande complètes,comme dans les dispositifs de transmission de données complexes. Les données sont transmises sous forme d'inversions de courant produites par un émetteur de données analogiques.L'é- metteur de données produit des courants égaux et opposés sur la paire de conducteurs. Le récepteur de données comporte un circuit éliminateur de parasites qui inhibe le traitement d'une impulsion dont la durée est inférieure à la moitié de la durée de l'impulsion la plus courte, par exemple 200 microsecondes dans le cas d'un débit binaire de 2 400 bauds (impulsions d'une durée de 400 microsecondes). Le circuit éliminateur de parasites ne réagit qu' la durée des impulsions et ne modifie pas l'amplitude des impulsions valables. Les fonctions de signalisation, d'établissement de connexion. et de déconnexion sont remplies cn utilisant des espaces de durées variables et l'appareil comporte des dispositifs destinés à détecter des trains d'espaces constituant des informations de commande. L'appareil comporte un dispositif destiné à vérifier la boucle locale comprenant Appareil et la boucle comprenant le poste éloigné. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées au dispositif qui vient d'entre décrit et illustré sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à interconnecter un équipement num6- rique à une boucle de transmission de données laissant passer un courant continu et comprenant au moins une paire de conducteurs de ligne , appareil caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de courant constant en ligne connecté à chacun desdits conducteurs et destiné à introduire des courants égaux et opposés dans les conducteurs de ligne correspondants formant ladite boucle, un dispositif de connexion d'une source de données numériques et destiné à commander le sens de circulation du courant entre ledit générateur de courant constant et lesdits conducteurs de ligne, un dispositif destiné à produire un code de marquages et d'espaces alternés, un dispositif destiné à produire plusieurs codes d' espaces de longueurs prédéterminées indiquant plusieurs fonctions de commande et un dispositif destiné à introduire lesdits codes dans ledit dispositif de connexion afin de commander le sens de circulation du courant entre ledit générateur de courant constant et lesdits conducteurs de ligne 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à produire un premier code d'espaces (o) d'une durée prédéterminée pour spécifier une commande de déconnexion et un dispositif destiné à détecter ledit code d'espaces (o) de durée prédéterminée afin de déconnecter ledit appareil de la réception des données provenant dudit équipement de données numériques. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à produire un second code d'espaces (o) d'une durée prédéterminée supérieure à celle dudit premier code pour spécifier une fonction d'essai. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif qui réagit à la détection dlun code espaces (o) et de marquages(1) alternés en commandant a connexion dudit équipement de données numériques pour la reception des données, toute séquence de données ou de signaux reçus contenant ce code provoquant la connexion de l'équipement de données numériques. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte un dispositif qui réagit à la détection desdits codes d'espaces (o) de durée prédéterminée en allumant une lampe indicatrice. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte un récepteur connecté sélectivement à ladite paire de conducteurs, et comprenant un circuit discriminateur de parasites et un circuit destiné à détecter les changements de sens du courant en ligne et représentant des données, un dispositif destiné à détecter une séquence alternée 010 de données ou de signaux de code et un dispositif commandé par ledit dernier dispositif et destiné à produire un signal indiquant une connexion à un poste éloigné. 7o Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit discriminateur de parasites est constitué par un circuit multivibrateur monostable dont la période est égale à la durée minimale dtimpulsions permise, un circuit de déclenchement dudit circuit multivibrateur monostable commandé par les impulsions entrantes, une première entrée dtune porte NON-ET connectée à la sortie dudit circuit multivibrateur monostable et un dispositif destiné à appliquer des impulsions entrantes inversées à une seconde entrée de ladite porte NON-ET de manière que les impulsions de durée moindre à la période dudit circuit multivibrateur monostable soient bloquées par ladite porte NON-ET et ne puissent la franchir,