Brevet FR2509554A1 — publié le 19830114

APPAREIL AUTOMATIQUE DE MESURE DE QUALITE DE TRANSMISSION DE CIRCUITS TELEPHONIQUES La présente invention se rapporte à un appareil automatique de mesure de qualité de transmission de circuits téléphoniques. Pour mesurer les qualités de transmission de circuits téléphoniques au moins en partie numériques, selon lavis t-22 du CCITT, on utilise actuellement des appareils analogiques précédés d'un convertisseur étalon numérique-analogique, comme par exemple l'appareil ATME 2 de la société SIEMENS ou l'appareil TE 80 de la sociéte TEKELEC AlRTRONIC. Ces appareils connus permettent d'effectuer correctement les mesures de transmission, mais sont encombrants et très onéreux, en particulier si l'on veut effectuer des mesures simultanées sur un grand nornbre de voies. La présente invention a pour objet un appareil automatique de mesure de qualité de transmission de circuits téléphoniques au moins en partie numériques qui soit moins encombrant et moins onéreux que les appareils connus, me me pour un fonctionnement sur un grand nombres de voies de transmission. L'appareil conforme à l'invention est relié à une jonction MIC à mesurer par un circuit de transmission et de synchronisation de jonction classique et comporte un psophomètre numérique, un hypsomètre numérique, un récepteur d'essais et un signaleur d'essais. La presente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par ce dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est un bloc diagramme d'un appareil de mesure conforme à l'invention; - la figure 2 est un bloc-diagramme détaillé du psophomètre de l'appareil de la figure 1 ; - la figure 3 est un bloc-diagramme détaillé de l'hypsometre de l'appareil de la figure 1 - la figure 4 est un bloc-diagramme détaillé du signaleur de l'appareil de la figure 1. L'appareil de mesure représenté sur le dessin et décrit ci-dessous fait partie d'un ensemble de mesure comportant deux appareils de mesure à caractéristiques identiques (par exemple respectant tous deux les recommandations du CCITT) coopérant l'un avec un centre téléphonique international de départ (appareil dit"directeur'7 et l'autre avec un centre téléphonique international d'arrivée (appareil dit"asservi'9. Chaque appareil permet la mesure de la qualité de transmission et l'essai des signalisations, ainsi que la mesure des signaux de test et des mesures de bruit. L'appareil représenté sur la figure 1 est relié à une jonction MIC de réception référencée 1 et à une jonction MIC d'émission référencée 2 d'un central téléphonique numérique (non représenté) soumis à l'essai. Les jonctions 1 et 2 sont reliées à un circuit 3 de transmission et de synchronisation de jonctions classique non représenté en détail et comportant essentiellement un convertisseur HDB3-binaire pour la voie réception, un convertisseur binaire-HDB3 pour la voie émission, et des circuits d'extraction d'informations de trame et de multitrame. La sortie de voies de parole du circuit 3 est reliée d'une part à I'entrée d'un psophomètre numérique 4, d'autre part à l'entrée d'un hypsomètre numérique 5, et encore d'autre part à l'entrée d'un récepteur multifréquence 6.La sortie du psophomètre 4 et la sortie de l'hypsomètre 5 sont reliées à des entrées correspondantes d'un multiplexeur 7 dont la sortie multiplexée est reliée à l'entrée 8 d'informations de mesure d'un signaleur 9. La sortie 10 d'alarme de perte de trame du circuit 3 est reliée à l'entrée 11 d'alarme de trame du signaleur 9. La sortie 12 de signaux multifréquence du signaleur 9 est reliée à l'entrée 13 d'émission du circuit 3. La sortie 14 d'émission de signalisation du récepteur 6 est reliée à l'entrée 15 d'insertion de signalisation du circuit 3. L'entrée 16 de commande de coefficients du circuit 5 est reliée à la sortie 16 A des fréquences attendues du signaleur 9, cette sortie 16 A étant également reliée à une entrée de commande 16 B du multiplexeur 7 et à une entrée 16 C du psophomètre 4. La sortie 17 de type de code multifréquence du signaleur 9 est reliée à l'entrée 18 de reconnaissance de type de signalisation émise du récepteur 6. La sortie 19 de code de fréquences émises du signaleur 9 est reliée à l'entrée 20 de reconnaissance des fréquences émises du récepteur 6. La sortie 21 des codes de fréquences reçues récepteur 6 est reliée à l'entrée 22 de mémorisation de fréquences reconnues du signaleur 9. Dans le psophomètre 4 représenté plus en détail sur la figure 2, la borne d'entrée de signaux 23 est reliée à une interface d'entrée appropriée 24. L'interface 24 est reliée à un circuit 25 de décompression et de conversion parallèle-série, les données reçues sur les jonctions MIC d'un central téléphonique numérique se présentant sous forme compressée, en mode parallèle, ce qui ne permet pas leur traitement direct. Le circuit 25 est relié à un filtre numérique 26 de pondération conforme à l'avis P 53 du CCITT, mais seulement dans la bande de fréquences 0- 4 kHz. La sortie du filtre 26 est reliée d'une part à l'entrée d'un filtre numérique 27 de tonalité de verrouillage TASI, et d'autre part à une entrée d'un multiplexeur 28, la sortie du filtre 27 étant reliée à une autre entrée du multiplexeur 28.La sortie du multiplexeur 28 est reliée à l'entrée d'un dispositif intégrateur quadratique et mérnorisateur 29 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un convertisseur de mesure 30. Le convertisseur 30 convertit les valeurs fournies par l'intégrateur 29 en décibels, avec une résolution de 0,1 dB par exemple, les résultats étant disponibles sur la borne de sortie 31 du psophomètre 9, borne reliée à l'entrée 8 du signaleur 9. Le psophomètre 4 comporte son propre bloc de commande 32 générant des signaux d'horloge et des signaux séquentiels de commande de voie et de numéro d'échantillon. La sortie de signaux d'horloge du bloc 32 est reliée par une liaison 33 aux entrées de signaux d'horloge des filtres 26 et 27. Les sorties de séquencement de voies et d'échantillons du bloc 32 sont reliées par des liaisons 34 et 35 respectivement à des entrées correspondantes du filtre 26, du filtre 27 et de l'intégrateur 29 la liaison 34 étant également reliée à une entrée correspondante du circuit 25, pour commander de façon connue en soi leur fonctionnement en temps partagé, par exemple sur 32 voies dans le cas d'un système téléphonique aux normes CEPT. L'interface 24 comporte une sortie 37 de reconnaissance de fréquence TASI qui est reliée à une entrée de commande 38 du multiplexeur 28, afin de ne pas passer par le filtre TASI si la tonalité TASI n'est pn se. L'hypsomètre 5 représenté plus en détail sur la figure 3 comporte une interface d'entrée 39 reliée à sa borne d'entrée de signaux d'information 40. L'entrée de commande de l'interface 39 est reliée à la borne 16. La sortie de l'interface 39 est reliée à l'entrée d'un circuit numérique de décompression 41. La sortie du circuit 41 est reliée à une première entrée d'un circuit multiplieur 42 dont l'autre entrée est reliée à une fenêtre temporelle de pré-filtrage, par exemple une fenêtre de BLACKMANN de 256 échantillons. La sortie du circuit multiplieur 42 est reliée d'une part à l'entrée d'un résonateur numérique 44, et d'autre part à l'entrée d'un résonateur numérique 45. Les filtres 44 et 45 sont de constitution identique, seuls leurs coefficients de pondération sont diffé- rents.Les filtres 44 et 45 sont de type connu en soi, avantageusement du type réalisant la convolution du signal d'entrée avec une oscillation complexe à la fréquence à mesurer de durée infinie, et fonctionnent en temps partagé, sur 32 voies pour le cas de signaux MIC normalisés CEPT. Ces filtres comportent chacun une sortie R de valeurs réelles et une sortie I de valeurs imaginaires. Les sorties R et I des filtres 44 et 45 sont reliées à des circuits de calcul de module respectivement référencés 46 et 47. Les circuits 46 et 47 comportent chacun, de façon connue en soi un circuit d'élévation au carré de partie réelle, un circuit d'élévation au carré de partie imaginaire, et un circuit sommateur relié aux sorties des deux précédents.Les sorties des circuits 46 et 47 sont reliées à des entrées correspondantes d'un circuit convertisseur de mesure 48 convertissant, comme le convertisseur 30, les valeurs de modules fournies par les circuits 46 et 47 en écarts par rapport à un niveau de référence, par exemple en nombre de pas de 0,1 dB par rapport à ce niveau de référence, et ce, alternativement pour les valeurs fournies par 46 et 47, et en temps partagé sur 32 voies pour l'exemple précité. La sortie du circuit 48 est reliée à l'entrée d'un circuit de mémorisation 49 lui-même relié par une interface de sortie 50 à la sortie 51 de l'hypsomètre 5. L'hypsomètre 5 comporte également bloc de commande individuel 52 fournissant des signaux d'horloge aux différents éléments de l'hypso- mètre, des signaux séquentiels de rang d'échantillons au circuit 43, et des signaux séquentiels de numéro de voie aux circuits 44 à 49 qui fonction nent tous en temps partagé. On a représenté sur la figure 4 le bloc-diagramme du signaleur 9. Le signaleur 9 comporte essentiellement une unité centrale de commande 53 coopérant avec un microcalculateur 54 relié par un bus 55 à divers organes périphériques nécessaires au fonctionnement du signaleur. L'unité centrale 53 comporte de préférence deux calculateurs 56, 57 fonctionnant en partage de charge. Le calculateur 56 est relié au bus 55 par l'intermédiaire d'un registre de file d'attente d'ordres 58 et d'un registre de file d'attente de réponses 59. Le calculateur 57 est relié au bus 55 par l'intermédiaire d'un registre de file d'attente d'ordres 60 et d'un registre de file d'attente de réponses 61. Le microcalculateur 54 est associé, par l'intermédiaire du bus 55, à des organes périphériques non spécifiques et qui sont : une mémoire de programme 62, une mémoire de travail 63, un registre d'horloge 64 et un registre de temporisation 65. Le microcalculateur 54 est également associé à sept autres périple' riques spécifiques du signaleur et qui sont . une mémoire de commande 66 associée à une mémoire de dernier échantillon lu 67, une mémoire de fréquences attendues 68, une mémoire d'interface de filtres de mesure 69, une mémoire de bloc émis 70, une mémoire de fréquences attendues 71, une mémoire de type de code multifréquence 72, et un registre d'alarme de perte de trame 73. Les entrées des mémoires 66, 68, 69, 70, 71 et 72, et du registre 73 sont respectivement reliées aux entrées 12, 16 A, 8, 19, 22, 17 et Il du signaleur 9. On va maintenait expliquer le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus. Comme précisé ci-dessus, un système de mesure comporte deux appareils de mesure tels que celui décrit ci dessus et associés chacun à un central téléphonique, l'un de ces appareils étant appele "directeur" et l'autre "asservi". La transmission d'ordres et de réponses entre ces deux appareils est assurée par les récepteurs multifréquence respectifs, tels que le récepteur 6, en ce qui concerne la réception des ordres et des informations, et par les signaleurs respectifs, tels que le signaleur 9, en ce qui concerne l'émission d'ordres et d'informations. Ce dialogue est assuré de préférence en signalisation n05, conformément à l'avis 022 - 5,6 du CCITT. Si l'on se conforme aux avis du CCITT, les mesures de transmission sont des mesures de niveaux absolus de puissance à 400, 800 et 2800 Hz. Les niveaux de puissance à 800 et 2800 Hz sont alors donnés sous forme d'écarts par rapport au niveau mesuré à 800 Hz, et le niveau de référence du côté de l'appareil assservi est de -4dBr. Les mesures de bruit sont exprimées en niveaux absolus après pondération psophomètrique par rapport à un niveau de O dBmOp, en considérant que le niveau virtuel côté appareil asservi est de -4dBr. Il faut cependant observer que l'avis P 53 du CCITT se rapporte à un psophomètre fonctionnant dans la bande 020kHz, et qu'un tel appareil n'est pas réalisable pour des signaux MIC en raison de l'échantillonnaEe qui limite la bande d'analyse.Néanmoins, on peut considérer que sur les liaisons entre centraux numériques, les seuls bruits audibles par l'abonné sont ceux appartenant à la bande de fréquences 0-4kHz, car du fait du repliement du spectre dû à l'échantillonnage, tous les bruits de la bande 4kHz - 20kHz sont ramenés dans la bande 0-4kHz et affaiblis de 15dB environ par les filtres des circuits terminaux (TNE) des centraux téléphoniques. Pour cette raison, il n'est plus nécessaire d'effectuer une pondération dans la bande 0-20kHz, une analyse dans la bande 0-4kHz suffisant. Par ailleurs la tonalité de verrouillage de TASI à 2800 Hz engendre, lors du codage numérique des signaux analogiques et de la compression des signaux numériques obtenus, un bruit de quantification à 38 dB environ endessus du niveau de la tonalité et masquant le bruit de fond des liaisons et perturbant la mesure effectué par le psophomètre. Pour éviter cet inconvénient, on peut supprimer la tonalité de verrouillage pendant la mesure de bruit, ce qui rendrait inutile le filtre à 2800 Hz.On pourra alors utiliser l'appareil de mesure de l'invention de la façon suivante : on effectue la mesure de bruit conformément à l'avis 0-22 du CCITT, le filtre 27 étant en circuit pendant la mesure, et on pourra, si nécessaire, supprimer ce filtre (signal de commande appliqué sur la borne 16 C du psophomètre 4 Le psophomètre 4, représenté en détail sur la figure 2, fonctionne en temps partagé, sur 32 voies dans le cas de liaisons MIC conformes aux normes CEPT, sous la commande du bloc 32 qui, par les liaisons 34 et 35, sélectionne dans les filtres 26 et 27 les circuits correspondant à la voie traitée, et fait mémoriser dans des emplacements de mémoire, correspondant à la voie traitée, du circuit de mémorisation du dispositif 29 les résultats de mesure fournis par l'intégrateur de ce dispositif 29.Le signaleur 9 commande par sa sortie 16 A, reliée à l'entrée 16 C du psophomètre 4, elle-même reliée par Fintermédiaire des registres de l'interface 24 à l'entrée 38 du multiplexeur 28, la mise en ou hors circuit du filtre TASI 27. L'hypsomètre 5 fonctionne également en temps partagé sous la commande de son bloc de commande 52 qui sélectionne dans les filtres 44 et 45 et dans 1es circuits 46 à 49 les circuits correspondant à la voie traitée. L'hypsomètre 5 comporte deux filtres identiques 44 et 45 du fait qu1il doit pouvoir traiter deux fréquences différentes d'un signal multifréquence. Bien entendu, si l'on disposait, pour réaliser un filtre numérique et un dispositif élévateur au carré de circuits intégrés suffisamment rapides et peu onéreux, l'hypsomètre pourrait ne comporter qu'un seul filtre et un seul dispositif élévateur au carré fonctionnant en temps partagé sur 32 voies et pour les deux fréquences du signal multifréquence. Le signaleur 9 commande, par sa sortie 16 A et par l'intermédiaire des registres correspondants de l'interface 39, le changement des coef fi- cients des filtres 44 et 45 en fonction des fréquences attendues par l'appareil de mesure. Le signaleur 9 commande également par sa sortie 16 A le multiplexeur 7 pour effectuer soit une mesure de bruit, soit une mesure de transmission. Dans le signaleur 9, représenté en détail sur la figure 4, le microcalculateur 54 coopère avec les mémoires de programme et de travail 62, 63 de façon connue en soi. Les registres de file d'attente d'ordres 58 et 60 sont lus par le microcalculateur 54 et garnis par le calculateur correspondant 56 et 57, tandis que les registres de file d'attente de re'por''e 59 et 6 sont écrits par le microcalculateur 54 et lus par le calculateur correspondant 56 ou 57. Le registre d'horloge 64 est lu par le microcalculateur 54 et indique l'heure, par exemple modulo 8 ms. Ce registre est incrémenté automatiquement par un signal d'horloge approprié, de période 32 microsecondes par exemple. Ce registre fournit également un top d'horloge sur lequel se synchronise le cycle du microcalculateur. Le registre de temporisation de microcalculateur 65 est inscrit par le microcalculateur 54 et décrémenté par un signal d'horloge approprié. S'il n'est pas réinitialisé, l'alarme des calculateurs 56 et 57 est activée dans les registres de files d'attente, la fréquence de réinitialisation variant suivant le chargement initial, et correspondant par exemple à une période de 128 ms au maximum. La mémoire de commande 66, reliée à la voie émission du circuit 3 de synchronisation de jonction, est inscrite par le microcalculateur 54, et indique la valeur de la fréquence à émettre et le code d'affaiblissement du niveau de cette fréquence. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux éléments binaires de poids les plus forts du code d'affaiblissement permettent la génération du code de voie libre. Cette mémoire 66 est lue pour contrôle par le microcalculateur 54 et pour distribution par signaux d'horloge. De façon avantageuse, la mémoire 66 permet de générer les fréquences de 0 à 4 kHz par pas de 5 Hz, et les niveaux, à la valeur désirée, par pas de 0,1 dB, pour le test des filtres numériques.La mémoire 67 de dernier échantillon lu, inscrite par le microcalculateur 54, conditionne le numéro de l'échantillon suivant à émettre. Ce numéro est obtenu par addition du contenu de la mémoire de commande 66 et du contenu de la mémoire de dernier échantillon lu 67. Cette mémoire 67 est lue par le microcalculateur 54 pour contrôle, et par signaux d'horloge pour incrémenter le contenu de la valeur du pas et sélectionner l'échantillon à émettre. La mémoire 67 est inscrite par signaux d'horloge appropriés pour stocker le numéro de l'échantillon émis. La mémoire de fréquences attendues 68 est inscrite par le microcalculateur 54 et indique à l'entrée de l'hypsomètre 5 la (les) fréquence (s) à recevoir par le (s) filtre (s) 44 (et 45) de cet hypsomètre, ou bien, s'il s'agit d'une mesure de bruit, commande de façon correspondante le multiplexeur 7 par sa borne 16 B pour le brancher sur la sortie 31 et le psophomètre 4 par sa borne 16 C pour commander le branchement ou l'exclusion du filtre TASI 27. La mémoire 68 est lue par le microcalculateur 54 pour contrôle et par signaux d'horloge pour la commande des filtres précités. La mémoire 69 d'interface des filtres de mesure est inscrite par signaux d'horloge et mémorise les niveaux des fréquences reconnues par les filtres de l'hypsomètre 5 ou le niveau de bruit sur une jonction déterminée. Cette mémoire 69 est lue par le microcalculateur 54. La mémoire 70 de bloc émis, inscrite par le microcalculateur 54, contient le code des blocs de fréquences émises, l'un des éléments binaires inscrits indiquant la présence ou l'absence d'un code multifréquence. L'envoi de la valeur du bloc émis au récepteur 6 empêche la reconnaissance de ce bloc par la mémoire 71 à cause d'une réjection vers le récepteur 6. La mémoire 71 de fréquences reconnues est lue par le microcalculateur 54 et inscrite par signaux d'horloge. Lorsque le récepteur 6, qui dialogue avec le récepteur d'essais de l'appareil de mesures distant sous forme de signalisation n 5, reconnatt les fréquences de code reçues par l'appareil de mesures dont il fait partie, il en informe cette mémoire 71, qui mémorise suivant le même code que celui utilisé pour les blocs émis ces fréquences reçues. La mémoire 72 de type de code multifréquence est lue par le microcalculateur et par signaux d'horloge. Cette mémoire 72 indique au récepteur 6 le type de code multifréquence utilisé en émission et en réception. Le registre 73 d'alarme de trame est inscrit par signaux d'horloge et par le microcalculateur 54 pour contrôle et lu par le microcalculateur. Ce registre 73 mémorise l'état des alarmes de surveillance de trame classiques. On notera que le signaleur 9 comporte également d'autres organes périphériques classiques (non représentés) tels que des registres de sousniveaux d'interruption, de masque de sous-niveaux d'interruption, de débordement de calculateurs, et des registres pointeurs de files d'attente dont l'utilisation et le branchement son évidents pour l'homme de l'art et ne sont pas décrits plus en détail. En conclusion, l'appareil de mesures décrit ci-dessus permet, en coopération avec un appareil de mesures distant de caractéristiques identiques, la mesure de la transmission et de bruits et l'essai de signalisations sur des centraux téléphoniques, en particulier sur des centraux internationaux terminaux à quatre fils, et ce en temps partagé sur un grand nombre de voies, très rapidement, automatiquement, avec un appareillage relativement simple et peu encombrant. REVENDICATIONS 1. Appareil automatique de mesure de qualité de transmission de circuits téléphoniques, relié à une jonction MIC à mesurer par un circuit de transmission et de synchronisation de jonction (3), caractérisé par le fait qu'il comporte un psophomètre numérique (4), un hypsomètre numérique (5), un récepteur multifréquence (6) et un signaleur (9). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le psophomètre numérique comporte une interface d'entrée (24) suivie d'un circuit de décompression et de conversion parallèle-série (25), d'un filtre psophomètrique (26), d'un filtre TASI (27) déconnectable le cas échéant, d'un dispositif intégrateur quadratique mémorisation (29) et d'un convertisseur de mesure (30). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'hypsomètre comporte une interface d'entrée (39) suivie d'un circuit de décompression (41) relié à une première entrée d'un multiplieur (42) dont l'autre entrée est reliée à une fenêtre temporelle de pré-filtrage (43), avantageusement une fenêtre de BLACKMANN, la sortie du multiplieur étant reliée à deux résonateurs numériques de constitution identique (44,45) suivis chacun d'un circuit de calcul de module (46, 47) reliés à un convertisseur de mesure (48) suivi d'un circuit de mémorisation (49) et d'une interface de sortie (50). 4. Appareil selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le convertisseur de mesure (3cri, 48) est un convertisseur convertissant les valeurs d'entrée en écar cs par rapport à un niveau de référence, avantageusement en nombre de pas de 0,1 dB par rapport à ce niveau de référence. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signaleur (9) comporte une unité centrale de commande (53) comprenant de préférence deux calculateurs (56, 57) fonctionnant en partage de charge, un microcalculateur (54) relié par bus (55) à des organes périphériques de liaison avec l'unité centrale (58, 61), à des organes périphériques généraux (62 à 65) et à des organes périphériques spécifiques (66 à 73). 6. Appareil selon la revendication 5. caractérisé par ie fait que les organes périphériques spécifiques comportent : une mémoire de commande (66) associé à une mémoire de dernier échantillon lu (67) et reliée au circuit de transmission et de synchronisation de jonction (3) ; une mémoire de fréquences à recevoir (68) reliée à l'hypsornètre et au psophomètre ; une mémoire d'interface de filtres (69) reliée aux sorties du psophomètre et de l'hypsomètre ; une mémoire de bloc émis (70) reliée au récepteur d'essais ; une mémoire de fréquences reconnues (71) reliée au récepteur d'essais ; une mémoire de type de code multifrequence (72) reliée au récepteur multifréquence; et un registre d'alarme de trame (73) relié au circuit de transmission et de synchronisation de jonction.