Brevet FR2462833A1 — publié le 19810213

1. La présente invention concerne des systèmes de télécommunication et, plus particulièrement, une unité de ligne permettant de réaliser une interface entre une ligne analogique et un dispositif numérique de télécommunication. Un dispositif numérique de télécommunication, par exemple, une salle de commutation téléphonique à modulation par impulsions codées et multiplexage par répartition dans le temps convient parfaitement au passage et à l'utilisation de signaux binaires disposés suivant un format à définition très précise. Les lignes analogiques d'abonnés associées à la salle de commutation sont typiquement connectées à cel- le-ci au moyen de circuits d'interface, chaque circuit d'in- terface comprenant des pôles de signaux analogiques et numé- riques qui permettent une communication avec la salle de commutation dans la bande des fréquences acoustiques. Le circuit d'interface indiqué cidessus est appelé typiquement "unité de ligne". Une telle unité comprend à la fois des convertisseurs analogiques/numériques et numériques/analogi- ques. Les convertisseurs sont couplés entre un circuit de ligne hybride dans une partie analogique de l'unité de li- gne et un circuit d'accès numérique ou multiplexeur dans une partie numérique de l'unité de ligne. Un exemple d'un tel agencement est décrit dans le brevet canadien n' 1.051.998 ayant pour titre: "A TDM PCM Communication Sys- 2. tem", du 3 avril 1978 au nom de B.R. Barrett et autres. Un exemple de circuit de ligne pouvant être utilisé dans une unité de ligne est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4.103.112 intitulé: "Telephone Line Circuit With Differential Loop Current Sensing and Compensation" du juillet 1978 au nom de V.V. Korsky. Dans une unité de ligne, les fonctions concernant la marche de la ligne analogique, telles que l'application et le retrait de signaux d'appel de niveau haut, et la re- connaissance de la position décrochée, de la position raccro- chée du combiné et des états de pulsation du cadran de la li- gne analogique, sont typiquement exécutées par un circuit particulier de l'unité de ligne. Ce circuit a un fonctionne- ment quelque peu semblable à celui des salles de commutation analogiques à commande commune du passé. Il a un fonctionne- ment typiquement autonome comme, par exemple, pour le retrait d'un appel de la ligne, ou bien un fonctionnement dépendant en partie d'une fonction d'inversion ou d'une fonction de ba- layage périodiques de la salle de commutation associée,par exemple, pour la reconnaissance de l'information donnée par les impulsions du cadran. Les signaux communiquant ces fonc- tions au dispositif de commutation ont été acheminés dans le passé par l'intermédiaire de chemins, séparés dans l'espace vis-à-vis des chemins ou canaux de communication dans la ban- de des fréquences acoustiques. Récemment, on a admis qu'une amélioration du dis- positif numérique de télécommunication était obtenue en par- tageant le chemin de transmission numérique à bande dans les fréquences acoustiques associé à une ligne analogique entre les représentations codées de signaux dans la bande des fré- quences acoustiques provenant de la ligne analogique et les signaux codés correspondant au courant direct parcourant la ligne analogique. Dans un mode de réalisation, une fonction d'appel en temps partagé est décrite dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique n0 4.007.334 intitulé: "Time Division Digi- tal Local Telephone Office with Telemetering Line Unit" du 8 février 1977 au nom de H.S. McDonald. Dans cet exemple,les 3. signaux téléphoniques analogiques dans la bande des fréquen- ces acoustiques sont couplés entre la ligne analogique d'abonné et une entrée analogique d'un convertisseur analo- gique/numérique de la façon classique par l'intermédiaire d'un premier trajet de signal comprenant un circuit de li- gne hybride et un filtre passe-bas. Un second trajet de si- gnaux, appelé trajet "télémétrique" comprend un détecteur de courant qui est couplé à la ligne et produit un signal représentatif du courant net de ligne. Cette représentation par signal est filtrée par un filtre passebas ayant une fréquence de coupure de 40 Hz et transmise autour du circuit hybride, par l'intermédiaire d'un commutateur, à l'entrée analogique du convertisseur analogique/numérique.Lorsque le commutateur est fermé, des représentations par signal du courant continu de ligne net sont codées par le convertis- seur analogique/numérique avec les signaux dans la bande des fréquences acoustiques provenant du circuit hybride pour utilisation dans la salle de téléphone numérique. Le filtre passe-bas sert à procéder à une séparation de fréquence en- tre les signaux dans la bande des fréquences acoustiques et la représentation par signal du courant de ligne. Comme les premier et second trajets de signaux ne laissent passer que les signaux dans les gammes de fréquence mutuellement exclu- sives, les signaux analogiques dans la bande des fréquences acoustiques, qui donneraient des résultats ambigus au con- vertisseur analogique/numérique, sont empêchés de passer également dans le second trajet. Le signal codé provenant du convertisseur analogique/numérique est multiplexé de la ma- nière classique dans le format de bit des signaux binaires de la salle de manipulation numérique et peut être acheminé vers un circuit numérique situé à distance de l'unité de ligne de la salle des commutateurs. Le circuit numérique est en temps partagé parmi un groupe d'unités de ligne et com- mande la fonction d'appel de chacune des unités de ligne. Dans une unité de ligne avec un circuit d'alimen- tation résistif semblable à celui décrit par V. V. Korsky, le courant d'excitation ayant une large gamme de fréquence 4. allant du courant continu jusqu'à la bande des fréquences acoustiques peut être fourni par l'intermédiaire de ce cir- cuit d'alimentation résistif.Pendant le fonctionnement d'un système téléphonique,l'essai et l'entretien d'une ligne ana- logique comportent l'excitation de la ligne avec une ten- sion transitoire et/ou des signaux alternatifs en continu. Un tel essai permettant de déterminer le nombre d'appels associés à une ligne d'abonné au téléphone, constitue l'es- sai balistique bien connu. Cet essai implique la présence de courant continu et de fréquences dans la bande des fréquen- ces acoustiques. Dans cet essai, la réponse de la charge de la ligne analogique à l'application d'une impulsion de ten- sion transitoire est contrôlée. Il serait commode de pou- voir procéder à une télémesure de cette réponse dans un dis- positif numérique associé. Mais le trajet télémétrique dé- crit par H.S. McDonald ne convient pas pour cette utilisa- tion, car il est essentiel qu'il soit sérieusement limité en bande de façon à fonctionner de manière compatible avec le reste de l'unité de ligne. Selon la présente invention, une unité de ligne est prévue qui comporte un trajet télémétrique à large ban- de pour permettre la dérivation des signaux provenant d'une ligne analogique par un circuit de ligne hybride à bande dans les fréquences acoustiques.- Les signaux provenant d'un moyen de détection et les signaux présents à la sortie du circuit de ligne hybride sont commutés temporellement au moyen de commutateurs de transmission respectifs qui sont commandés de façon à coupler l'un ou l'autre des signaux à une entrée analogique d'un convertisseur analogique/numéri- que, et cela à tout moment. L'unité de ligne assure une fonc- tion d'appel à commande commune et de plus, sans coût supplé- mentaire, fournit uh lien essentiel permettant de faciliter les procédures d'essai et de maintenance. La présente invention a pour objet de prévoir une unité de ligne permettant de réaliser une interface entre une ligne analogique et un dispositif numérique de télécom- munication. L'unité comprend un convertisseur analogique/nu- 5. mérique ayant une entrée analogique qui reçoit des signaux analogiques à coder. Un moyen de commande génère un signal parmi une pluralité de signaux de commande à tout moment, en réponse à des ordres provenant de l'unité de ligne par l'in- termédiaire du dispositif de télécommunication. Un circuit de ligne, dans l'unité de ligne, comprend un premier trajet de signal ayant un circuit hybride destiné à être connecté à la ligne analogique et à acheminer un signal analogique dans la bande des fréquences acoustiques, et un second trajet de si- lo gnal pour acheminer un autre signal analogique. Un premier commutateur est connecté en série entre une sortie analogi- que du circuit hybride du premier trajet de signal et l'en- trée analogique du convertisseur analogique/numérique. Le premier commutateur répond à un premier signal des signaux de commande de façon à coupler le signal analogique provenant du circuit hybride au codeur. Un second commutateur est con- necté en série entre le second trajet de signal et l'entrée analogique du convertisseur analogique/numérique. Le second commutateur répond à un second signal des signaux de comman- de de façon à coupler l'autre signal analogique au convertis- seur. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec le dessin uni- que ci-joint,qui représente un schéma d'une unité d'interfa- ce de ligne téléphonique. Le schéma représentant une unité d'interface avec une ligne téléphonique est quelque peu sim- plifié, dans le but de faciliter la compréhension de la pré- sente invention. Les détails et les principes de fonction- nement des circuits représentés dans les blocs sont bien con- nus de l'homme de l'art spécialisé en téléphonie électroni- que. Divers autres détails, par exemple, les systèmes d'ali- mentation et les signaux d'horloge ne sont pas représentés, ni décrits, car ils n'apportent rien dans la compréhension de la présente invention. De même, un dispositif numérique particulier de télécommunication, grâce auquel la ligne ana- logique est mise en interface par l'unité de ligne n'est ni représenté, ni décrit. 6. L'unité de ligne de la figure 1 est connectée aux bornes la et lb d'une ligne analogique 3 à deux fils, ainsi qu'au dispositif numérique de télécommunication par un tra- jet 39 de signal de transmission et de-réception numérique. L'unité de ligne comprend un circuit de ligne ayant un transformateur 10 connecté entre un circuit hybride 30 et les bornes la et lb de la ligne analogique. La ligne analo- gique à deux fils 3 est connectée entre les bornes de ligne la et lb et un téléphone d'abonné 4. Le transformateur 10 comprend un enroulement primaire à prises comportant des premier et second demi-enroulements 12 et 13, respective- ment. Le premier enroulement 12 est connecté en série entre la masse et la borne lb par l'intermédiaire d'une résistance 17. Le second enroulement 13 est connecté en série entre une source de courant continu - V et l'autre borne la par l'intermédiaire d'une résistance 18 et des contacts de rup- ture Kl et Tl des contacts de transfert d'un relais. Les résistances 17 et 18 ont la même valeur ohmique, de par exemple, environ 200 ohms. Au moins une source 5 de signaux d'appel de niveau haut, associée au dispositif de télécom- munication, est normalement connectée pour fournir un cou- rant d'excitation à une pluralité d'unités d'interface de ligne. La source 5 est connectée à la résistance 18 par l'intermédiaire d'une borne 6 et d'une partie à contact de fermeture du contact Kl de transfert du relais. Une source 7 de signaux d'essai, associée au dispositif de télécommu- nication, est également connectée de façon à fournir un cou- rant d'essai à des unités de la pluralité d'unité d'interfa- ce de ligne. La source 7 est connectée à la résistance 18 par une borne 8, une partie à contact de fermeture du con- tact Tl et par l'intermédiaire de la partie de contact à ou- verture du contact'Kl du relais. Les résistances 17 et 18 sont comprises dans un circuit d'alimentation résistif grâ- ce auquel le courant d'excitation est appliqué à partir de l'une des sources -V, 5 ou 7 à la ligne analogique 3. Un condensateur 19 est connecté entre les premier et second en- roulements 12 et 13 et forme un chemin de couplage pour si- 7. gnaux alternatifs analogiques dans la bande des fréquences acoustiques entre ces deux enroulements.Des contacts à la fermeture K2 et T2 sont connectés aux bornes du premier en- roulement 12,et forment un chemin de couplage à faible impé- dance aux bornes de l'enroulement primaire dans le cas ou soit la source 5,soit la source 7 est connectée à l'unité de ligne.Un commutateur,non représenté,est éventuellement insé- ré en série avec le condensateur 19.Dans l'un des modes de réalisation de la présente invention,le commutateur est cons- titué d'un contact à l'ouverture du relais T qui,après ac- tionnement,élimine l'effet de charge du condensateur 19 pen- dant que la ligne analogique 3 est excitée à partir de la source de signaux d'essai 7.Le transformateur 10 comprend un enroulement secondaire à prises qui comporte des premier et second demi-enroulements 14 et 15,respectivement.Les enrou- lements secondaires 14 et 15 en combinaison avec le circuit hybride 30 constituent un circuit hybride deux fils-quatre fils dans un premier trajet de signal qui achemine des si- gnaux analogiques dans la bande des fréquences acoustiques entre la ligne analogique 3 et une entrée analogique 37 d'un convertisseur analogique/numérique 36.Le circuit 30 comprend un pôle d'entrée 31 à 2 fils recevant des signaux analogiques d'un convertisseur N/A 35 via un filtre passe-bas 34 dans la bande des fréquences acoustiques.Le circuit hybride 30 com- prend aussi un pôle de sortie deux fils qui est connecté à une entrée d'un filtre passe-bas 34 dans la bande des fré- quences acoustiques. Une sortie du filtre passe-bas 34 est couplée à l'entrée analogique 37 du convertisseur analogique/ numérique 36 par un commutateur de transmission ayant la for- me d'un transistor à effet de champ 40.Le transistor à effet de champ 40 comprend une électrode de source connectée à la sor- tie du filtre 34,une électrode de drain d connectée à l'en- trée analogique 37,et une électrode de grille g utilisée pour contrôler la conductivité du transistor 40 entre les électro- des de source-et de drain.Un circuit d'accès numérique 38 est connecté au trajet 39 du signal de transmission et de réception numérique.Le circuit d'accès numérique est éga- lement connecté à une entrée numérique du convertisseur nu- mérique/analogique 35, et à une sortie numérique du conver- 8. tisseur analogique/numérique 36. Le circuit 38 comprend un circuit (non représenté) qui réalise l'interface entre les conditions temporelles d'entrée/sortie et le format du dis- positif de télécommunication et les conditions de fonction- nement des convertisseurs 35 et 36. A titre d'exemple, les convertisseurs 35 et 36 sont compatibles avec des mots à mo- dulation par impulsions codées à octets. Cependant, chaque mot transmis au circuit d'accès numérique 38 par le disposi- tif de télécommunication contient au moins neuf bits, l'un de ces bits étant utilisé pour indiquer que les huit autres bits comprennent soit un mot à modulation par impulsions co- dées pour conversion en un niveau de signal analogique cor- respondant, soit un mot de donnée destiné à être utilisé dans des fonctions de commande de surveillance. Dans le cas ou les huit bits sont désignés par le neuvième bit comme étant une donnée, cette donnée est enregistrée dans le circuit d'accès numérique 38. Les fonctions de commande de surveillance sont, par exemple, le fonctionnement soit du relais T, soit du re- lais K par l'intermédiaire d'excitateurs de relais 46, et le contrôle de l'état d'une bascule 47 du circuit 38. Les fonc- tions de surveillance sont dictées par des bits prédétermi- nés ou par des combinaisons de bits dans le mot de donnée. Le circuit de ligne comprend en outre un circuit de détection qui est représenté par des éléments 20 à 26 inclus. Un amplificateur 20 du circuit de détection pro- duit un signal proportionnel au courant net circulant dans les résistances 17 et 18 du circuit d'alimentation. D'une ma- nière identique à celle qui a été décrite dans le brevet ci- té ci-dessus au nom de V.V. Korsky, la sortie du circuit de détection est couplée,par l'intermédiaire d'un filtre passe- bas 27, à un régulateur de courant 28 qui par conséquent ali- mente en courant d'équilibre un enroulement d'équilibre 16 du transformateur 10 de façon à réduire le flux continu dans le noyau de ce transformateur. Le signal proportionnel provenant de l'amplificateur 20 est également appliqué à un détecteur - de l'état raccroché ou non du récepteur et de l'état des im- pulsions du cadran. Le détecteur 45 produit des signaux binai- 9. res correspondant à l'état "combiné raccroché", "combiné dé- croché" et à l'état des impulsions cadran de la ligne 3 qui sont destinés à être utilisés dans le circuit d'accès numé- rique 38. Un second trajet de signal 48 achemine le signal proportionnel depuis l'amplificateur 20 et comprend un se- cond commutateur de transmission ayant la forme d'un tran- sistor à effet de champ 42. Le transistor 42 comprend une électrode de source s connectée à la sortie de l'amplifica- teur 20 du circuit de détection, une électrode de drain con- nectée à l'entrée analogique 37,et une électrode de grille g utilisée pour contrôler la conductivité du transistor 42 en- tre les électrodes de source et de drain. La conductivité de chaque transistor à effet de champ 40 et 42 est contrôlée de façon complémentaire par les sorties Q et Q de la bascule 47. Les signaux de commande provenant de ces sorties sont couplés à l'électrode de grille g des transistors 40 et 42 par les fils 41 et 43, respectivement. En variante, les si- gnaux de commande peuvent être appliqués par un seul conduc- teur connecté directement à l'une des électrodes de grille, le second signal de commande étant appliqué par l'intermé- diaire d'un inverseur connecté entre une électrode de grille et l'autre électrode de grille. En fonctionnement, le signal de commande provenant de la bascule 47 étant appliqué par le conducteur 41, les signaux dans la bande des fréquences acoustiques de la ligne 3 sont couplés par l'intermédiaire du premier trajet de si- gnaux dans le circuit de ligne au moyen du transistor à ef- fet de champ 40, à l'entrée analogique 37 du convertisseur analogique/numérique 36. Les représentations par signal à mo- dulation par impulsions codées du signal analogique dans la bande des fréquences acoustiques sont produites dans le con- vertisseur 36 et communiquées au dispositif numérique de té- lécommunication associé par le circuit d'accès numérique 38. Des signaux à large bande, avec des fréquences allant du cou- rant continu à la bande des fréquences acoustiques incluse, sont présents dans le second trajet de signaux pour être co- 10. dés par le convertisseur analogique/numérique 36. En cas de fonctionnement soit du relais T, soit du relais K, qui a pour effet de connecter la source 7 de signaux d'essai ou la sour- ce 5 d'appels, la bascule 47 est chargée de façon à appliquer le signal de commande sur le conducteur 43 et non sur le con- ducteur 41. Les signaux à large bande sont couplés sur le second trajet de signal entre l'amplificateur 20 et l'entrée analogique 37 du convertisseur analogique/numérique 36 par l'intermédiaire du transistor à effet de champ 42. Les repré- sentations du signal analogique à large bande sont produites dans le convertisseur analogique/numérique 36 et fournis au dispositif de télécommunication associé par le circuit d'ac- cès numérique 38 de la môme manière que pour le signal ana- logique dans la bande des fréquences acoustiques. Les signaux codés à large bande sont particuliè- rement utiles dans la combinaison avec le circuit numérique à temps partagé (non représenté), vers lequel ils sont ache- minés par le dispositif de télécommunication dans le but de commander le retrait de signaux d'appels de niveau haut dans le cas o le combiné du téléphone d'abonné est décroché, et dans l'analyse de la réponse de ligne aux signaux d'es- sai. A titre d'exemple de cette fonction, des signaux ana- logiques à large bande provenant de laligne 3 sont codés juste avant le branchement soit de la source 7 de signaux d'essai, soit de la source 5 d'appels. Ces signaux assurent l'obtention d'un réglage dynamique de seuil, dans le circuit numérique en temps partagé, qui permet la correction du cou- rant de fuite dans la ligne 3 et de diverses erreurs de déca- lage typiquement inhérentes à la partie analogique de circuit de l'unité de ligne. Des trajets supplémentaires de signaux à large bande dans l'unité de ligne permettront la télémesure de di- verses conditions de fonctionnement de cette unité par l'in- termédiaire du dispositif numérique de télécommunication. Grâce à ce moyen on envisage, par exemple, que les niveaux de tension des lignes d'alimentation en tension de fonctionne- ment, pour la fourniture de courants à l'unité de ligne, 11. soient aussi codés de temps en temps par le convertisseur analogique/numérique 36 pour transmission à un circuit de contrôle de maintenance numérique, en temps partagé, situé *à une certaine distance. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 2462S33 12. REVENDICATIONS 1 - Unité de ligne pour l'interface d'une ligne analogique (3) avec un dispositif numérique de télécommuni- cation (39), cette unité comprenant un convertisseur analo- gique/numérique (36) ayant une entrée analogique (37) rece- vant des signaux analogiques, pour le codage des signaux ana- logiques afin qu'ils soient utilisés dans le dispositif nu- mérique de télécommunications, un circuit de commande (38, 41) pour générer une pluralité de signaux de commande, un signal à un moment donné, en réponse à des directives reçues dans l'unité de ligne et provenant du dispositif de télécom- munication, et un circuit de ligne comprenant un premier trajet de signal (32, 34) pour acheminer un signal analogi- que dans la bande des fréquences acoustiques et comprenant un circuit hybride destiné à être connecté à la ligne ana- logique, caractérisée en ce qu'elle comprend: un second trajet de signal (48) pour acheminer un signal analogique de large bande dans une gamme de fréquence s'étendant du cou- rant continu à la bande des fréquences acoustiques, un pre- mier commutateur (40) connecté en série entre une sortie ana- logique du circuit hybride du premier trajet de signal et l'entrée analogique du convertisseur analogique/numérique, pour le couplage du signal analogique provenant du circuit hybride à l'entrée analogique en réponse à un premier si- gnal de signaux de commande, un second commutateur (42) con- necté en série entre le second trajet de signal et l'entrée analogique du convertisseur analogique/numérique, pour cou- pler le signal analogique du second trajet de signaux à l'en- trée analogique en réponse à un second signal des signaux de commande. 2 - Unité de ligne selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle comprend un transformateur deligne (10) dans le circuit hybride, ce transformateur servant au branche- ment de la ligne analogique et à l'application de la puissan- ce d'excitation à la ligne analogique, et un circuit d'ali- mentation résistif (17, 18) connecté au transformateur de ligne pour le couplage de la puissance d'excitation au trans- 13. formateur de ligne, le circuit d'alimentation résistif com- prenant des bornes pour la connexionde toute source d'éner- gie parmi une pluralité de sources, à tout moment donné, cette unité comprenant en outre un circuit de détection (20-25) dans le second trajet de signal, ce circuit de dé- tection comportant un pôle d'entrée connecté aux bornes du circuit d'alimentation résistif, et permettant de générer, dans le second trajet de signal, un signal directement pro- portionnel à un courant d'excitation, par l'intermédiaire du circuit d'alimentation résistif,à la suite de quoi, en réponse au premier signal de commande, le signal analogique dans la bande des fréquences acoustiques provenant du cir- cuit hybride est couplé exclusivement à l'entrée analogique du convertisseur analogique/numérique, et, en réponse au second signal de commande, un signal analogique à large bande dans la ligne analogique est couplé exclusivement en- tre le moyen de détection et l'entrée analogique du conver- tisseur analogique/numérique. 3 - Unité de ligne selon l'une quelconque des re- vendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque commuta- teur est un transistor à effet de champ. 4 - Unité de ligne pour l'interface d'une ligne analogique (3) avec un dispositif numérique de télécommu- nication (39), comprenant un convertisseur analogique/numé- rique (36) ayant une entrée analogique (37) pour recevoir des signaux analogiques destinés à être codés pour pouvoir être utilisés dans le dispositif numérique de télécommuni- cation, un moyen décommande (38, 47) pour produire une plu- ralité de signaux de commande, un signal à tout moment don- né, en réponse à des directives reçues dans l'unité de li- gne par l'intermédiaire du canal du dispositif de télécommu- nication, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une pluralité de trajets de signal (32, 34, 48), au moins l'un de ces trajets comportant un circuit hybride (10, 30) pour effectuer la connexion à la ligne analogique et étant limité à l'acheminement de signaux analogiques dans la bande des fréquences acoustiques, au moins un autre 14. trajet assurant la connexion à la ligne analogique et étant apte à acheminer un signal analogique à large bande allant du courant continu aux-fréquences de la bande des fréquences acoustiques, chaque trajet de signal se terminant à l'entrée analogique du convertisseur analogique-numéri- quel - une pluralité de commutateurs de transmission (40, 42) chaque commutateur étant connecté en série avec un trajet correspondant des trajets de signal, chaque commuta- teur de transmission répondant à un signal séparé correspon- dant des signaux de commande provenant du moyen de commande pour acheminer le signal analogique le long de son trajet respectif jusqu'à l'entrée analogique du convertisseur ana- logique/numérique. 5 - Unité de ligne selon la revendication 4,carac- térisée en ce que chaque commutateur de transmission est un transistor à effet de champ.