Brevet FR2315203A1 — publié le 19770114

L'invention concerne les circuits de communication, biltérale ou unilatérale, comportant n points d'utilisation géogra- phiquement dispersés et reliés Far un cable, n étant un entier supérieur ou égal à 3, chacun de ces points étant susceptible d'émettre et/ou de recevoir des informations diverses en relation avec chacun des n-1 autres. De tels circuits sont destinés à des communications ou à la télédistribution d'informations diverses, par exemple d'images de télévision en circuit ferme ou issues d'une télédiffusion publique. Il est connu de prévoir un réseau de communication bilatérale et/ou de diffusion, par cables coaxiaux à large bande, afin d'éviter les modifications d'infrastructure en tout point d'un réseau que nécessiterait, par exemple, l'adjonction d'une diffusion de musique d'ambiance à un circuit de télévision en circuit fermé désservant les memes lieux. Dans ce dernier cas les réseaux connus comprennent généralement, pour réaliser une communication bilatérale entre deux des points du réseau, un cable "aller" et un câble "retour", et la couverture du territoire concerné est réalisée à partir de circuits en étoile, chacun d'eux pouvant donner naissance à une nouvelle étoile de distribution et ainsi de suite. Cette structure présente divers inconvénients - nécessité de prévoir deux câbles pour relier deux points d'utilisation. - tout nouveau point d'utilisation à créer doit etre faccordé à un point de base de distribution, tous deux pouvant être fort éloignés l'un de l'autre. - entre deux points quelconques du réseau, des équipements complexes se trouvent généralement interposés en série, et de nombreux utilisateurs se trouvent dépendant de leur bon ou mauvais fonctionnement. L'invention a a pour objet de pallier ces divers inconvénients et dtaugmenter notablement la souplesse et la fiabilité des réseaux connus. Selon l'invention un circuit de communication , bilatérale ou unilatérale, comportant n points d'utilisation géographiquement dispersé e-t repli p r un câble n étant un entier supérieur ou égal à 3, chacun de ce points étant susceptible d d'émettre e t/ou de recevoir des informations diverses en relation avec chacun des n-1 autres est caractérisé en ce que ledit câble est une ligne de transmission unilatérale en forme de boucle fermée et en ce que lesdits n points comportent respectivement n dispositifs de couplage hybride ayant chacun deux accès d'insertion dans ladite ligne et deux accès locaux, n appareils de communication étant reliés respectivement aux deux dits accès locaux de chan desdits n dispositifs. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins s'y rapportant sur lesquels - la figure 1 représente un dispositif de couplage hybride selon l'art connu - la figure 2 est un exemple de schéma d'un circuit selon l'invention; - la figure 3 est un exemple d'appareil de communication utilisable dans le circuit selon l'invention; - la figure 4 est un exemple d'un réseau constitué de deux circuits selon l'invention. Sur la figure 1 un dispositif de couplage hybride A est représenté par deux lignes coaxiales 6 et 7 munies de gaines de ferrite respectives 8 et 9. A l'une des extrémités du dispositif les conducteurs intérieurs 16 et 17 des lignes coaxiales correspondantes 6 et 7 sont reliés aux accès respectifs 1 et 3, et leurs conducteurs extérieurs 26 et 27 sont reliés ensembles à l'accès 2. h l'autre extrém-ié le conducteur intérieur 16 d ligne 6 est relié avec le conductejjr extérieur 27 de la lignr 7, à l'accès 4,et le conducteur intérieur 17 de la ligne 7 avec le conducteur extereur 26 de la ligne 6, à l'accès 5. Dans cette disposition connue, la longueur des lignas 6 et 7 et des connexions diverses est normalement faible devant la longueur d'onde des signaux traversés par le dispositif; les impédances des organes connects aux acores 1 et 3 par rapport à la masse, sont de préférence égales aux impédances caracté- ristiques, habituellement identiques, des lignes 6 et 7, et celles des organes connectés à l'accès 2 par rapport à la masse, et Entre les accès 4 et 5, sont égales à la moitié de l'impédance caracté- ristique des lignes 6 et 7, comme étant assimilables àdeux impédances identiques en parallèle de valeur double affectées à chacune de ces lignes. Les gaines de ferrite B et 9 ont pour effet d'isoler les lignes au point de vue haute fréquence vis-à-vis de l'extérieur et d'assurer la symétris des courants dans chaque canducteur, en particulier i la ligne est réalisée sous forme coaxiale. Elles augmentent l'impédance de connexion présentée par les gaines extérieures des coaxiaux qui jouent ainsi le rôle de self de blocage. Dans ces conditions, l'une ou l'autre des extrémités 4 ou 5 pourra être mise à la terre. La borne 5 est mise à la masse dans le cas pris en exemple. Ce dispositif peut être utilisé de plusieurs façons. Les flèches montrent exemple d'une utilisation en sommateur de deux tensions appliquées aux accès 1 et 3 qui, si elles sont en phase et de même amplitude, seront sommes sur l'accès 2, aucune tension n'apparaissant sur l'accès 4 (par rapport à la masse). On remarquera, en particulier, que les deux accès I et 3 sont parfaitement découplés et que les signaux en provenence, par exemple, de l'accés 1, ne pouvent atteindre l'accés @, car la tension développée en 4 par ces signaux se retrouve aux bornes de la ligne 7, égale et de signe opposé à la tension développée sur l'accès 2. Nul courant parcourt la ligne 7 et aucune tension n'apparaît sur l'accès 3, quelque soit d'ailleurs l'impedance présentés par l'organe qui lui est connecté. Un tel dispositif peut être inverseur utilisé on répartiteur. Un signal appliqué en 2 sera réparti, en puissance, par moitié entre les acces i et 3, aux pertes près dans les circuits et dans la charge connectée à li accès 4 par suite d'imperfection dans les adaptations. $Il est également possible et connu de réaliser ces dispositifs à un nombre quelconque d'accès un ajoutant une ligne par accès supplémentaire. Dans ce qui suit, ces dispositifs seront utilisés en sommateurs d'un signal extérieur appliqué à 1 accès 1 avec un signal local appliqué à l'accès 3. Ces deux signaux étant distincts, la puissance du signal somme sera répartie Entre les accès 2 et 4; l'un d'eux, par exemple l'accès 2, sera choisi pour propager l'"n- formation à distance et l'accès 4 pour son utilisation en local. Ainsi, par principe, le dispositif introduira une perte de 3dB en-tre les accès 1 et 2 d'une part et les accès 1 et 3 d'autre part. Sur la figure 2 sont représentés 5 dispositifs hybrides de couplage parmi n : A1, A2, A7, Ae, A de désignation cunerale Ai n dont les repères de chacun de leurs quatre accès ont pour chiffre des dizaincs, de désignation généralc d, respectivement les nombres 1, 2, 7, 8, 9, et pour chiffre des unités les repues correspondants des accès du dispositif A de la figure 1. Une ligne coaxiale en forme de boucle fermée, 60, relie l'accès d2 de chaque dispositif hybride A. à l'accès (d + 1)1 du dispositif hybride voisin Ai+, et ainsi de suite, les accès dl et d2 étant les accès d'insertion de chaque dispositif A. dans la boucle 60. En quelques points de la ligne 60, sont répartis des amplificateurs tels que 61 branchés entre les accès 92 et 1 et 62 entre les accès 22 et 71 ou le tracé interrompu suppose.ainsi qu'entreZes accès 82 et 91, la présence d'autres amplificateurs et dispositifs de couplage non représentés. Les accès 23 et 74 sont raccordés à une impédance Z, des appareils de communication émetteur-récepteur 10, 80 et 90 sont respectivement connectés aux paires d'accès 13-14, 83-84 et 93-94, un appareil de communication émetteur 70 à l'accès 73 et un appareil récepteur 20 à l'accès 24. -Le circuit de communication ainsi constitué permet de relier entre eux autant d'utilisateurs qutil y a de points d'uti- lisation matérialisés par les dispositifs de couplage hybride Ai, chaque utilisateur ayant un appareil de communication connecté à travers les, ou un des deux accès locaux émetteur d3 ou récepteur d4 du dispositif de couplage Ai qui lui correspond. Par le jeu du bouclage, chaque utilisateur peut recevoir sur son accès d4 toutes les modulations entrantes multiplexées sur la boucle coaxiale, à priori indépendantes, qui apparaissent sur l'impédance d'équilibrage connectée à l'accès d4. La perte d'insertion des hybrides, à laquelle s'ajoute la perte en ligne sur la boucle 60, nécessitent des amplificateurs de ligne dès que le nombre d'utilisateurs dépasse quelques unités (un amplificateur de 20 dB tous les 5 ou 6 utilisateurs, par exemple). Le réglage du gain cumulé des divers amplificateurs de ligne sera tel que sur l'hybride d'un utilisateur le signal de retour de sa propre modulation soit environ 10 dB au-dessous de sa modulation d'entrée. Dans ces conditions, il nty aura pas de risque d'accrochage ni de problème delicat de réglage de phase. On remarquera qu'en local, un utilisateur, à la feins émotteur et récepteur, reçoit sa propre émission. Les inconvenients qui peuvent en résulter sont facilement évitables a l'aide du dispositif "anti-local" bien connu des téléphonistes. Le dispositif de couplage est entièrement passif. I1 a donc la meme fiabilité que la ligne coaxiale de liaison. Une panne chez un utilisateur n'affectera que lui-meme, les interventions n'affecteront pas le trafic chez les autres utilisateurs. Ce dispositif s'applique en particulier à la réalisation d'un réseau téléphonique utilisant la technique de commutation fréquentielle. Les appareils de communication (par exemple 10 et 90) comportent des circuits de modulation des signaux téléphoniques tels que le signal injecté sur la ligne soit transposé en haute fréquence (par exemple entre 1 et 3 MHz). La modulation est une modulation d'amplitude qui peut être à double bande classique, double bande à porteuse réduite ou à bande unique. La conversation entre deux utilisateurs peut-etre établie soit sur la même fréquence HF, soit sur un couple de fréquences. La commutation fréquantielle peut-être réalisée par attribution d'une fréquence à chaque utilisateur, la communication sur la fréquence du demandé. Ce système simple correspond à un taux d'utilisation réduit de chaque fréquence et est utilisable lorsque le nombre d'utilisateurs est faible (une trentaine, par exemple). Par contre, lorsque le nombre d'utilisateurs est important, il y a intéret à banaliser les fréquences (ou les couples de fréquences) ce qui nécessite une logique centrale, émettrice -et réceptrice, pour gérer le réseau, par exemple 80. Dans ce cas, cette dernière est couplée à la ligne coaxiale 60 comme un appareil de communication. Pour établir une communication, l'utilisateur appelant interrogera la logique centrale qui lui attribuera ainsi qu'à l'appelé une voie de trafic, après avoir verifié que l'appelé est libre et ou le canal alloué est disponible. On remarquera qutà l'un des appareils peut-être s.jcs1 une connexion au réseau public. La description ci-dessus est relative aux communication bilatérales téléphoniques mais le système s applique à tout autre type de communication et/ou de diffusion, bilatérale ou unilatérale (télex, télécommande etc...) le cas de communication unilatérale est illustré par les appareils de réception 20 (par exemple un récepteur radiophonique) et d'émission 70 (par exemple une caméra de télésurveillance) qui implique le racorde- ment des accès 23 et 74 à une charge d'adaptation Z. Le dispositif décrit peut également etre étendu à la diffusion d'informations ou messages divers. Sur la. figure 3, les accès 113 et 114 correspondent respectivement aux accès 13 et 14 de la figure 2 et sont ceux d'un appareil de communication B, pouvant prendre dans la figure 2 la place de l'appareil 10 et dont le dispositif 110 remplit les fonctions téléphoniques précédemment décrites. A ce dispositi sont adjointes, en exemple, un ensemble émetteur récepteur de télétype 33, un terminal informatique 34, un récepteur de télévision 35, de radiodiffusion 36, d'alarmes diverses 37 et enfin une caméra de surveillance 38, l'ensemble des informations étant multiplexées à l'émission à travers un coupleur hybride 30 et démultiplexées à la réception à travers un coupleur hybride 31 qui peuvent être tous deux du meme type que les coupleurs A. précédemment décrits, mais à accès multiples. Ces fonctions de communication et de diffusion sont accomplies dans le cadre du circuit de la figure 2 selon les principes déjà décrits, toutefois elles nécessiteront llutilisa- tion d'une bande de fréquences étendue et de composants de qualité appropriée. A n'importe lequel des n points d'utilisation de circuit boucle l'utilisateur peut recevoir tout ou partie des informations ou message émis par chacun d'eux ou diffusés à partir d'un réseau public, et peut également diffuser touts information utile sur l'ensemble du circuit. Dans le cas d'un circuit particulièrement étendu, il peut être souhaitable de constituer un réscau cepandant plu sieurs circuits. Sur la figure 4 deux circuits bouclés 160 et 260 sont représentés en reprenant certains des éléments de la figure 2 dans les organes de même repète sont augrentés respectivement de 100 et de 200, les accès 173 et 174 du coupleur A107 du circuit 160 étant reliés respectivement aux accès 274 et 279 du coupleur A207 du circuit 260. Les deux circuits forment ainsi un réseau où les utilisateurs des deux circuits se trouvent en série exactement comme s'il n'y en avait qu'un seul. Cette méthode de couplage de boucles entre elles peut être étendue à plusieurs boucles, ce qui permet de réaliser un réseau avec des connexions entre points d'utilisation sous forme modulaire en optimalisant le nombre d'utilisateurs par circuit, compte tenu de leur répartition géographique. Le groupement de m circuits peut t se faire en série, auquel cas les deux circuits extrêmes possèdent chacun un point de raccordement intercircuit, et les (m-2) autres, deux points de raccordement. Il peut se faire aussi en parallèle, c'est-à-dire qu'un des m circuits présente (m-l) points de raccordement avec chacun des (m - i) autres circuits qui n'e an pess--de chacun qu'un seul, ou encore en variante mixte, par exemple en groupement série avec des dérivations. En cas de coupure d'un circuit, la perturbation du trafic n'affecte que les utilisateurs du circuit draillant, ce qui accroît la fiabilité du système. Une extension de capacité d'un réseau peut erre obtenu facilement par la mise en place d'un nouveau circuit sans que les travaux d'installation nécessitent l'interruption du trafic sur les circuits déjà installÉs. Un des avantagea marquants du réseau est que les prises de réception et d t émission sont banalisées et dcnc que i t information peut entre diffusée de, ou reçue en,plusieurs points. Par exemple, dans un hôpital, la télésurveillance d'un malade ne nécessitera plus la veille permanente dans un local unique, mais pourra se faire à partir de ntimporte quel point d'utilisation du réseau. En résumé les caractéristiques essentielles du système sont les suivantes - un seul câble d'interconnexion entre utilisateurs - communications bidirectionnelles avec un sens unique de circulation des signaux sur le câhle, - adaptation particulièrement bonne à la commutation fréquentielle en téléphonie, - diffusion d'informations diverses multiplexées en fréquence, - entrées de modulation et prises de réception banalisées au niveau de chaque utilisateur, - modularité par couplage de circuits entre eux permettant une extension facile du réseau. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici à titre d'exemple. En particulier les dispositifs de couplage hybride et les lignes de transmission peuvent être de tout type connu et wetre constitués par exemple, respectivement, en basse fréquence, de transformateurs différentiels et de lignes bifilaires et, à la limite, en typer fréquence, de Tés magiques et de guides d'onde. REVENDICATIONS 1. Circuit de communication, bilatérale ou unilatérale, comportant n points d'utilisation géographiquement dispersés et reliés par un cabale, n étant un entier supérieur ou égal à 3, chacun de ces points étant susceptible d'émettre et/ou de recevoir en relation avec chacun des n-l autres des informations indépendantes multiplexées par répartition de fréquences, caractérisé en ce que ledit cible est une ligne de transmission unilatérale en forme de boucle fermée et en ce que lesdits n points comportent respectivement n dispositifs de couplage hybride ayant chacun deux accès d'insertion dans ladite ligne et deux accès locaux, n appareils de communication étant reliés respectivement aux deux dits accès locaux de chacun desdits n dispositifs. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite ligne de transmission est coaxiale et an ce que ledit dispositif de couplage hybride est constitué de deux tronçons de ligne coaxiale revêtus de gaine de ferrite. 3. Circuit selon l'une des revendications i ou 2, caractérisé en ce que ledit appareil de communication comporte des circuits de modulation et de démodulation d'amplitude des signaux vocaux des utilisateurs portés par un signal à haute fréquence, ltexploitation du trafic s'effectuant par commutation fréquentielle. 4. Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit appareil de communication comporte un accès émission et un accès réception respectivement connectés d'une part à chacun des deux dits accès locaux dudit dispositif hybride, d'autre part à chacun des accès de multiplexage et de démultiplexage de deux coupleurs hybrides à accès multiples, chacun de ces accès multiples étant connectés respectivement à chacun des dispositifs de communication bilatérale tels que poste télé- phonique, téléimprimeurs, terminal informatique, et à un dispositif de diffusion unilatérale tels que récepteurs de télévision, de programmes radiophoniques, d'alarmes et émettez s de signaux vidéofréquences par des caméras de survea ance. 5. Réseau de communication et/ou de diffusion comportant m circuits selon l'une des revendications 1 à 4, m étant un entier supérieur ou égal à 2, chacun des m circuits ayant ni dispos-itifs de couplage (i = î, 2 ... m), caractérisé en ce que chacun des m circuits comprend (ni - pi) points d'utilisation pi étant un numbre de points de raccordement intercircuit égal au nombre de circuit parmi les (m - 1) auxquels chacun d'eux est connecté, le raccordement de deux circuits étant réalisé par connexion desdits accès locaux émetteur et récepteur dudit dispositif hybride du point de raccordement pi de l'un des deux circuits, respectivement aux accès locaux réception et émission du dispositif hybride du point de raccordement Pi de ltautre circuit.