Brevet FR2373924A1 — publié le 19780707

La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle en exploitation permettant de surveiller, à l'extra- mité d'une liaison numérique, la continuité et/ou la qualité de la transmission, quel que soit le mode de realisation de cette liaison : guides d'onde, fibres optiques, ou supports hertziens, auquel correspond un type particulier de répéteur regénérateur dont un certain nombre est inséré en série le long de la liaison. Les dispositifs de contrôle connus permettent d'apprécier le taux d'erreur par évaluation de la qualité de transmission de séquences connues périodiques restituées et/ou grâce à l'introduction de bits de parité, dont la valeur est caractéristique de la parité ou de lfimparité d'une séquence donnée de bits d'information. Ces dispositifs sont basés sur des évaluations statistiques, ils demandent donc un certain temps pour reconnaître une qualité de liaison inférieure à un seuil prédéterminé au dessous duquel une opération d'exploitation doit etre effectuée, par exemple une commutation automatique d'équipement. De plus ces dispositifs sont couteux et ils le sont d'autant plus que l'on cherche à augmenter leur rapidité et leur précision afin de ne provoquer une interruption de liaison qu?à bon escient, et d'en limiter la durée en cas de brusque dégradation et de coupure de la liaison. La présente invention a pour objet- de pallier ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un dispositif de contrôle simple et à appréciation quasi instantanée, par élimination de toute évaluation statistique. Selon l'invention, le dispositif de contrôle pour liaison numérique comportant un premier et un deuxième circuits respectivement incorporés aux équipements terminaux d'origine et d'extrémité de ladite liaison constituée en outre de n répéteurs (n étant un entier positif ou nul) insérés en série entre les dits équipements, F étant la fréquence de coupure de la fonction de transfert globale en gigue de ladite liaison, est caractérisé en ce que ledit premier circuit comprend un générateur de signal sinusoldal de fréquence Fo L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins sty rapportant sur lesquels - la figure 1 est le schéma d'un exemple du circuit d'émission d'un dispositif de contrôla selon l'invention incorporé dans un équipement d'origine - la figure 2 est le schéma d'une variante du circuit d'émission de la figure 1 - la figure 3 est le schéma partiel d'un équipement d'extrémité comportant le circuit de réception d'un dispositif de contrôle selon l'invention. Sur la figure 1 une borne d'entrée 1 est destinée à recevoir un train d'informations binaires à transmettre, supposé traité par ailleurs dans l'équipement d'origine auquel est incorporé le circuit décrit. Ce train d'informations alimente un dispositif à mémoire 6, dont 1es signaux de sortie apparaissent sur une borne 10. Une borne d'entrée 2 est destinée à recevoir le train dtimpulsions d'horloge qui est associé à ce train d'informations et alimente également le dispositif 6 ainsi qu'un filtre passe bas 3 délivrant, sur une. première entrée d'un comparateur de phase 4, le signal sinusoïdal fondamental du signal d'horloge. Un oscillateur 5 ajustable électriquement en fréquence moyenne à travers une entrée de commande 9 présente une fréquence nominale égale à celle de récurrence des impulsions d'horloge. Il est modulé en fréquence par un générateur basse fréquence 7 et alimente la deuxième entrée du comparateur 4 ainsi qu'un générateur d'impulsions 5 dont la sortie est connectée au dispositif 6. Par ailleurs, la sortie du comparateur 4 alimente l'entrée de commande 9 à travers un filtre passe bas 11. L'oscillateur 5 voit ainsi sa fréquence moyenne asservie à celle des signaux d'horloge. La fréquence d coupure du filtre passe bas 11 est choisie nettement inférieure à la fréquence du générateur 7 afin que l'oscillateur 5 soit modulé en fréquence librement par ce-générateur 7. La fréquence de modulation délivrée par ce dernier est fonction des caractéristiques de la liaison alimentée à partir du terminal d'extrémité comportant un tel dispositif. En effet, toute liaison présente une fonction de transfert globale en gigue qui lui est propre. Cette fonction est exprimée par la variatior du rapport de l'amplitude de la gigue restituée en sortie par rapport à celle de la gigue introduite à l'entrée, en fonction de la fréquence de cette gigue. La courbe correspondante est analogue à celle d'un filtre passe bas dont la fréquence de coupure représente la fréquence de gigue maximale transmissible, au dessous de laquelle sera donc choisie la fréquence du générateur 7. Le générateur d'impulsions 3 élabore, à partir du signal modulé délivré par l'oscillateur 5, un nouveau rythme qui sert à imprlmer la modulation au train dtinformations binaires à l'aide du dispositif à mémoire 6. Le générateur 8 peut petre constitué, par exemple, d'un amplificateur suivi d'un écrêteur puis d'un différentiateur. Un exemple particulièrement simple de réalisation du dispositif 6 est représenté à base de deux bascules bistables 13 et 14 à accès symétriques. La bascule 13 met en mémoire successivement chaque bit d'informations pendant la durée délimitée par deux impulsions successives du rythme originel transmises de la borne 2 à l'une des entrées de chacune des portes "ET" 15 et 16. Ces dernières commandent l'inscription des signaux logiques 1 et O à travers leurs deuxièmes entrées, respectivement directe et inverse. La mémoire 13 est lue par les portes 17 et 18, commandées par le rythme modulé, et la bascule 16 joue le rôle de mémoire tampon pour délivrer, sur sa sortie haute 10, le train d'informations binaires modulé. Ce mode de réalisation simple du dispositif 6 limite # l'excursion de phase maximale théorique. à + 2 par rapport à la position de repos de I'oscillateur 5, le générateur 8 incluant un retard de phase ajustable de manière que les impulsions du rythme qutil délivre, correspondant à cet état de repos, interviennent à mi temps de la durée de mise en mémoire de chaque bit par la bascule 13. En pratique, l'excursion sera limitée à environ t 1 radian, soit, pour F = 1kHz, une déviation de fréquence de I'oscillateur 5 de + 1kHz. il est possible que cette excursion de fréquence soit insuffisante pour en permettre une exploitàtion correcte. Dans ce cas, on a le choix entre différents procédés de mise en mémoire connus, plus élaborés. Par exemple des mémoires "silo" , dite FIFO (fill in-fill out) en littérature anglo-saxonne, existent sur le marché en circuits intégrés jusqu'à des capacités de 256 bits. Rappelons que ce type de mémoite consiste essentiellenent d'un registre à décalage de mise en mémoire proprement dit, doublé d'un registre de commande, assurant le transfert interne des informations. Cette mémoire assure en effet le transfert automatique immédiat, au plus près de la sortie, de toute information rentrante, compte tenu des informations stockées à l'instant correspondant, toute lecture provoquant immédiatement le décalage des informations stockées vers la sortie. Le nombre d'étages nécessaires devant constitué les registres à décalage-sera déterminé en considérant que le système exige au minimum 2k+1 registres pour une excursion de + (2k+1)-12 , k étant un entier positif ou nul. La figure suivante illustre une variante du montage précesent, en ce qui concerne les moyens permettant de moduler le rythme en phase. Sur la figure 2, tous les organes ayant les mêmes repères que les organes montrés figure 1, leurs sont identiques et remplissent les memes fonctions aux exceptions sulvantes près : 4tDseillatsur 5 n'est plus modulé en fréquence par le générateur 7. e dernier alimente maintenant un adulateur de phase 20 précédé d'un diviseur de fréquence 21, tous deux insérés entre le filtre 3 et l'une des entrées du comparateur 4. Un diviseur de fréquence 22, identique à 20, est inséré entre l'oscillateur 5 et ltautre entrée du comparateur 4. Le facteur de division des diviseurs 21 et 22 est fonction de l'excursion de phase désirée, il peut etre égal à 1, c'est-à-dire que les diviseurs sont supprimés, dans le cas précédent d'une modulation de + 1 radian. Pour les grandes excursions de phase, il est égal à autant de fois que l'excursion de modulation souhaitée dépasse l'excursion maximale du modulateur et/ou du comparateur. La fréquence de coupure du filtre passe bas Il devra être supérieure à F afin que l'oscillateur 5 suive la modulation de phase provoquée par le modulateur 20. La i'lgure~sulvante montre comment est exploitée cette modulation dans les équipements terminaux d'extrémité de la liaison. Sur la figure 3, les signaux d'information reçus sont appliqués à une borne d'entrée 30 et, après avoir traversé un organe de traitement 31 , alimentent en parallèle, un circuit d'extraction du rythme 33 et un circuit de regénération en amplitude 32 suivi d'un circuit de regénération en phase 34, délivrant sur une borne de sortie 39 les signaux traités. Le rythme récupéré en sortie du circuit 33 alimente une des entrées d'un comparateur de phase 35 dont la deuxième entrée reçoit le signal de sortie d'un générateur 36 asservi en fréquence par le signal délivré à la sortie 48 du comparateur 35 après passage à travers le filtre passe bas 37.Un générateur d'impulsions 38 forme les impulsions de- rythme destinées au circuit de regDne- ration 34 à partir du signal de sortie du générateur 36 La borne de sortie 4â du comparateur 35 est reliée également, d'une part, à un filtre 40 suivi d'un détecteur 41 et d'un organe appréciateur 42, ayant une borne de sortie 46 d'autre part à un filtre 43, suivi d'un détecteur 44 et dtun organe appréciateur 45 ayant une borne de sortie 47. Les organes 31 à 38 constituent un circuit classique de regénération de trains d t informations binaires, du type utilisant un oscillateur asservi pour en reconstituer le rythme. La fréquence de coupure du filtre passe bas 37 est, par définition, supérieure à la fréquence de moduation du train d'information reçu. Cette modulation, au ee titre, d'ailleurs, que les composantes de gigue de fréquence inférieure à cette fréquence de coupure, se retrouvent donc intacts sur la borne de sortie 39 destinée au raccordement avec les circuits d'utilisation. 5i nécessaire, ces modulations peuvent etre éliminées par tout dispositif suppresseur de gigue connu et en particulier à l'aide d'une mémoire silo, identique à celle décrite à l'occaion des fjgures prénédantas, dons le rythme de lecture serait le rythme restitué, privé de sa modulation, par exemple à l'aida d'une boucla d'asservissement incluant un filtre passe bas dont la fréquence de coupure est inférieure àF. o Cette composante de fréquence F , qui apparat sur la o sortie 48 du comparateur 35, est isolée par le filtre passe bande étroit 40, puis détectée par le détecteur 41 pour être ensuite comparée à un niveau de référence dans l'appréciateur 42, qui délivre sur sa sortie 46 un signal caractéristique de l'absence ou de la présence de l'onde pilote Fo. Le filtre passe bande 43, possède une crevassa stop bande centrée sur la fréquence F et sélecte le bruit présent o autour de cette fréquence. Après détection p-- le détecteur 44, l'organe 45 compare ce niveau de bruit avec un niveau de référence ; lorsque ce dernier est le plus faible, l'organe 45 délivre un signal caractéristique de la mauvaise qualité de la liaison. Ainsi, lorsqu'un répéteur de la ligne de transmission ne reçoit aucun signal en provenance du répéteur en défaut qui le précède, cela se traduit dans le cas d'une liaison par fil, en bande de base, par l'absence de niveaux à l'entrée des filtres 40 et 43 ; l'organe 42 émettra alors un signal d'alarma. Dans le cas d'une transmission hertzienne, le répéteur faisant suite à celui en défaut ne reçoit que du bruit et reconstitue un signal aléatoire se traduisant à l'extrémité par une absence d'onde pilote et une détection anormale de bruit, donc mise en alarme simultanée des organes respectifs 42 et 45. Enfin dans le cas d'une simple baisse de qualité, par suite d'instabilité ou de décalage par exemple, il se produit une gigue supplémentaire sur le signal de rythme, et l'extrémité détecte alors une augmentation de la puissance de bruit dans l'organe 45 qui émettra un signal d'alarme. il a été décrit des équipements terminaux d'extrémité comportant un oscillateur asservi par un comparateur de phase. Au cas où ils seraient d'un type ne comportant pas ces organes au titre de la regénération des signaux, mais un simple filtrage par exemple, un démodulateur serait prévu spécialement pour démoduler les informations nécessaires au fonctionnement au dispositif selon l'invention. On notera qu'il est possible d'exploiter plus finement les informations obtenues par le dispositif selon l'invention. En particulier deux seuils peuvent être prévus dans les organes d'appréciation, l'un correspondant à un faible écart de niveau reçu par rapport aux valeurs nominales, qui entraînera seulement l'envoi d'une signalisation au système de télésurveillance,et l'autre correspondant à un niveau maximal tolérable de détérioration de la qualité, qui entraînera la commutation immédiate de la liaison sur des équipements de secours avac envoi de l'information correspondante. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle pour liaison numérique, comportant un premier et un deuxième circuits respectivement incorporés aux équipements terminaux d'origine et d'extrémité de ladite liaison constituée en outre de n répéteurs (n étant un entier positif ou nul) insérés en série entre lesdits équipements, F étant la fréquence de coupure de la fonction de transfert globale en gigue de ladite liaison, caractérisé en ce que ledit premier circuit comprend un générateur de signal sinusoïdal de fréquence Fo F. et un dispositif de modulation en phase des données binaires transmises par ledit équipement d'extrémité, au rythme dudit signal, et en ce que ledit deuxième circuit comporte un dispositif de démodulation et un dispositif de traitement dudit signal. 2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de modulation de phase comporte : un oscillateur ayant une entrée de modulation en fréquence alimentée par ledit générateur, une entrée de commande en fréquence, et une fréquence nominale égale à la fréquence du rythme desdites données à transmettre ; un comparateur de phase recevant sur une de ses deux entrées la fréquence dudit rythme et sur l'autre le signal de sortie dudit oscillateur ; un filtre passe-bas à travers lequel a sortie du comparateur est repli4 à ladite entrée de commande ; et un dispositif à mémoire recevant lesdites données et délivrant des données modulées en phase à la fréquence F et lues à un rythme élaboré par un générateur d 'im- o pulsions alimenté par ledit oscillateur ; ledit filtre passe bas ayant une fréquence de coupure inférieure à F o 3. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit dispositif de modulation de phase comporte : un oscillateur ayant une fréquence nominale égale à la fréquence du rythme desdites données et une entrée de commanda en fréquence ; un modulateur de phase recevant ladite fréquence de rythme et la signal de sortie dudit générateur ; un comparateur de phase recevant sur ses deux entrées respectivement les signaux de sortie dudit modulateur et dudit oscillateur ; un filtre passe bas à travers lequel la sortie du comparateur est reliée à ladite entrée de commande ; et un dispositif à mémoire recevant lesdites données et délivrant des données modulées en phase à la fréquence F et ues à un rythme élaboré par un o générateur d'impulsions alimenté par ledit oscillateur ; ledit filtre passe bas ayant une fréquence de coupure supérieure à F o 4. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement comporte un filtre passe bande étroit centré sur ladite fréquence F et un filtre sélectant le spectre du bruit présent au voisinage o de ladite fréquence F , chacun desdits filtres étant suivi d'un o détecteur et d'un organe appréciateur à seuil. 5. Equipements d'origine et d'extrémité d'une liaison numérique caractérisé en ce qu'ils comportent un dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4.