Brevet FR2522908A1 — publié le 19830909

PROCEDE DE TRANSMISSION D'UNE VOIE DE SERVICE, SUSCEPTIBLE D'ETRE MODIFIEE EN COURS DE TRANSMISSION, EMETTEUR ET RECEPTEUR POUR LA MISE EN OEUVRE D'UN TEL PROCEDE La présente invention se rapporte au domaine de la transmission de flux d'informations, par exemple initialement sous forme binaire ; elle a plus particulièrement pour objet la transmission d'une voie de service en simultanéité avec ces informations, et dont le contenu est susceptible d'être modifié en cours de transmission. Elle a également pour objet un émetteur et un récepteur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Un flux d'informations binaires, qui représente déjà un codage de l'information, nécessite en général un deuxième codage, ou transcodage, en un flux d'impulsions mieux adaptées aux milieux de transmission usuels (câbles à conducteurs métalliques, câbles à fibres optiques, faisceaux hertziens, etc.). Le problème posé par un tel transcodage a fait l'objet de nombreuses études, parmi lesquelles on peut citer à titre d'exemple un article de J.VALIN, paru dans la revue technique THOMSON-CSF (volume 2, nO 2 - juin 1979, page 359). Il en ressort notamment que, parmi les caractéristiques recherchées pour un code, on trouve la minimisation de la bande passante normalement nécessaire pour transmettre correctement le signal et la suppression de la composante continue, de façon à permettre la simplification de certains éléments du système de transmission, et plus généralement la réduction de la bande passante utilisée vers les basses fréquences.On connaît en particulier un certain nombre de codes complexes, décrits notamment dans l'article précité, tels que les codes ternaires (utilisant trois symboles différents), quaternaires (quatre symboles), etc. pour lesquels le nombre de combinaisons possibles est supérieur à celui du code (en général binaire) de départ. Cette redondance permet de choisir la valeur du code complexe qui correspond à chaque valeur du code de départ en fonction d'un certain nombre de critères, parmi lesquels celui de la somme numérique courante. On rappelle que cette dernière est la somme des valeurs des symboles du code complexe entre l'instant choisi comme origine de l'émission et un instant t quelconque.Or il est connu que le bornage de la somme numérique permet notamment d'éliminer la composante continue du signal transmis: la- valeur du code complexe est donc en général choisie en vue de diminuer la somme numérique courante. II se pose en outre le problème de la nécessité de la transmission, en même temps que l'information principale, d'un certain nombre de signaux annexes tels que des signaux d'exploitation de la voie de transmission, des signaux téléphoniques de service ou de télésurveillance par exemple, dont l'ensemble constitue ce que l'on appelle généralement voie de service ou voie d'ordre.Cette voie de service peut être transmise sur une voie de transmission annexe, mais il est évidemment préferable de la transmettre sur la même voie que l'informatior. nrincipale. Dans ce dernier cas, il est souhaitable que la transmission de cette voie de service ne perturbe pas notablement les caractéristiques de l'information transmise et notamment son spectre de fréquence et Ses composantes basses fréquences.Différentes solutions à ce problème sont connues, et par exemple décrites dans le brevet français n 801670t au nom de LTT, mais ces solutions connues ne permettent en général pas d'extraire et de réinjecter des signaux dans la voie de service sans perturber l'information, ou sans oblig-er- à la décoder puis la recoder, ce qui n'est en pratique possible qu'aux extrémités de la voie de transmission. Or il est souhaitable de - pouvoir utiliser la voie- de service le long de la voie de transmission et en particulier au niveau des stations intermédiaires, contenant répéteurs et régénérateurs, qui s'échelonnent le long de cette voie. La présente invention a pour objet un procédé assurant la transmission d'une voie de service et répondant aux divers impératifs mentionnés cidessus, en particulier permettant d'extraire la voie de service, éventuellement de la modifier puis la réinjecter en cours de transmission sans exiger un décodage (puis un recodage) de l'information. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de transmission d'une voie de service en simultanéité avec des informations codées sur une voie de transmission, dans lequel les informations étant codées sous la forme de mots, chaque mot comporte un nombre prédéfini de caractères, les mots étant réunis en trames, chaque trame comportant en outre, en un rang prédéfini, au moins un caractère affecté à la voie de service. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description suivante, présentée à titre d'exemple non limitatif et illustrée à l'aide des figures annexées, qui représentent : - la figure 1, le schéma général d'un mode de réalisation d'un émetteur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 2, le schéma général d'un mode de réalisation d'un récepteur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 3, le schéma général d'un mode de réalisation de l'extraction et de la réinsertion de la voie de service en cours de transmission de l'information, par exemple dans une station intermédiaire. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent à des éléments analogues. Sur le schéma de la figure 1, on a donc représenté l'insertion de la voie de service après le transcodage de l'information à transmettre, réalisés dans l'émetteur selon l'invention. L'émetteur de la figure 1 reçoit donc d'une part l'information à transmettre, notée IB, ainsi qu'un signal d'horloge H, transmis à une base de temps BTE qui assure la synchronisation de l'ensemble des opérations réalisées par l'émetteur. L'information IB est en général fournie sous forme binaire série ; elle est convertie sous forme parallèle à l'aide d'un convertisseur série-parallèle C5p sous commande de la base de temps BTE,. puis fournie à un codeur CI qui assure le transcodage de l'information la afin, ainsi qu'il est dit ci dessus, de la rendre plus adaptée à la voie de transmission.Un tel transcodage est par exemple ici de la forme 5B/6B, c'est-à-dire qu'il transforme des informations binaires Ig exprimées en mots de 5 bits en des informations notées IT, également binaires mais exprimées en mots de 6 bits. Le codeur CI réalise également le regroupement des mots constituant l'information la en trames, c'est-à-dire en ensembles de M mots, M étant en général constant d'une trame à l'autre, et chaque trame commençant par un signal particulier de synchronisation, appelé motif de synchronisation ou mot de verrouillage de trame (VT).Le codeur CI réalise ici chaque trame de façon telle que soit laissé disponible, en un rang prédéfini de la trame, un espace correspondant à la durée de la voie de service qu'il est prévu de transmettre avec la trame, le tout étant synchronisé par la base de temps BTE. Les signaux (VS) constituant la voie de service sont codés, dans un codeur repéré VS' de façon à perturber au minimum les trames de type 6B fournies par le codeur C1, selon des critères décrits plus loin. La voie de service codée est notée 1VS et elle est fournie à des moyens I, qui reçoivent par ailleurs les trames IT fournies par le codeur CI les moyens I réalisent, sous commande de la base de temps BTE, l'insertion de l'information IVS à l'endroit laissé libre dans la trame IT. Dans l'exemple représenté, la voie de service est constituée par un mot entier de 6 bits, qui est inséré par exemple sensiblement au milieu de la trame, ce qui permet de faciliter a récupération du signal d'horloge à la réception ; à titre d'exemple toujours, la trame comporte de 250 à 1000 mots de 6 bits. L'information fournie par les moyens I, comportant donc l'information transcodée et la voie de service, notée ITVT' est convertie sous forme série par un convertisseur parallèle-série CPS puis fournie à ûn émetteur E qui assure son émission sur la voie de transmission V, les éléments CPS et E étant également commandés par la base de temps BTE. La figure 2 représente un mode de réalisation d'un récepteur selon l'invention. Le récepteur reçoit de la voie de transmission V un signal qu'il lui faut tout d'abord régénérer et dans lequel il lui faut récupérer le rythme, ce qui se fait de façon classique par des moyens repérés RR sur le schéma et qui fournissent, d'une part, - l'information ITVS précédente sous forme série et, d'autre part, le tythme H' à une base de temps réception notée BTR. L'information ITVS est convertie en signal parallèle par un convertisseur CSP, en relation avec des moyens RVT de recherche du motif de synchronisation VT, afin d'opérer convenablement le découpage en mots du message reçu, en interaction avec la base de temps BTR.L'information parallèle ITVS est transmise à des moyens E assurant l'extraction de la voie de service, dont on rappelle qu'on connaît la position dans la trame, et fournit donc séparément les informations IVS et 1T L'information IVS est fournie à un décodeur DVS qui permet de retrouver, à partir de leur codage binaire (IVS), les signaux auxiliaires (VS) constituant la voie de service. L'information IT est transmise à un décodeur D1 opérant le transcodage inverse du codeur CI de la figure 1, c'est-à-dire du type 6B/5B dans l'exemple choisi, et faisant en même temps disparaître le découpage en trames. Le signal obtenu est l'information binaire IB initiale sous forme parallèle qui, après passage dans un convertisseur parallèle série CPS, est disponible sous forme série. L'ensemble des éléments E, D1 et CPS est synchronisé par la base de temps BTR, qui fournit en outre le signal d'horloge H. La figure 3 illustre un mode de réalisation d'une station intermédiaire sur la voie de transmission, ce type de station ayant en général pour fonction la régénération du signal transmis. Cette station reçoit donc la voie de transmission V qui aboutit à un régénérateur et récupérateur de rythme RR, analogue à celui de la figure 2 et qui délivre donc d'une part l'information ITVS et d'autre part le rythme H'. Contrairement au cas du récepteur de la figure 2, I'information ITVS n'est pas ici décodée ; I'extraction de la voie de service se fait sensiblement comme sur la figure 2 à l'aide de moyens E commandés par une base de temps BT et des moyens RVT de recherche du motif de synchronisation VT ; dans le mode de réalisation représenté, l'information ITVS est sous forme série mais il est bien entendu possible de réaliser cette recherche sur une infor mation donnée sous forme parallèle. Les moyens E fournissent donc l'information 1V5 qui est transmise à un décodeur DVS fournissantles signaux VS constituant la voie de service.Ceux-ci peuvent, après modifications éventuelles les transformant en signaux VS', être réinsérés dans le message par l'intermédiaire d'un codeur Cvs analogue à celui de la figure 1 et, à titre d'exemple, à l'aide d'un circuit logique L commandé par la base de temps BT, recevant à la fois l'information 1TVS et l'information 1V5' Le circuit L est constitué par une première porte logique à une entrée et deux sorties, I'entrée recevant de la base de temps BT un ordre d'insertion de la voie de service dans la trame, qui est par exemple en logique positive, c'est à-dire égal à I lorsqu'il y a modification de cette voie de service ; l'une des sorties de la porte L1 est sans inversion et transmet l'ordre précédent sans modification à une porte logique L2 du type NON-OU, qui fournit le complément de l'information 1TVS - seulement lorsque la commande d'insertion précédente est à zéro, en direction d'une troisième porte logique, notée L3, du type NON-OU. La deuxième sortie de la porte L1 est à inversion et transmet le complément de l'ordre précédent à une quatrième porte logique, notée L4 et de type NON-OU, qui reçoit par. ailleurs la voie de service modifiée 1V5' La porte L4 transmet le complément de seulement lorsque l'ordre précédent est à 1, en direction de la porte L3. Cette dernière fournit donc une trame comportant soit l'ancienne voie de service (ITyS) > soit la nouvelle, la trame étant alors notée ITVs, en fonction de la valeur de l'ordre d'insertion. Le circuit L fournit donc une information ITVS, ou ITVS à l'émetteur E, analogue à celui de la figure 1, qui reçoit par ailleurs le signal H' et émet l'ensemble sur la voie de transmission V. Il a été décrit dans les figures précédentes une voie de service (IVS) formée par un mot entier du code utilisé sur la voie de transmission. Bien entendu, différentes solutions sont possibles et la voie de service peut ne représenter qu'un seul caractère de ce code ou, à l'opposé, plusieurs mots. Toutefois, afin de ne pas modifier le spectre de fréquence du signal transmis particulièrement en basse fréquence, et afin de permettre l'extraction et éventuellement la modification de cette voie de service en un point quelconque de la voie de transmission, sans décodage et recodage, il est souhaitable que la somme numérique des caractères affectés à la voie de service soit prédéterminée, afin, en cas de modification, de les remplacer par des caractères de même somme ; dans un mode de réalisation préféré, cette somme est nulle.Pour répondre à ces impératifs, deux solutions sont possibles: - Première solution: Faire correspondre à un "1" logique sur la voie de service un groupe de caractères dont la somme est déterminée ou de préférence nulle, et à un "0" logique, un autre groupe de caractères de somme également déterminée ou nulle, dont la longueur peut être la même ou différente. De la sorte, dans l'exemple précédent où on dispose d'un mot de 6 bits pour la voie de service (ils), on peut ainsi transmettre trois signaux (VS) sur la voie de service, chacune pouvant prendre deux valeurs. - Deuxième solution: Lorsque l'on veut transmettre davantage de signaux de voie de service pour un nombre de caractères donné, on peut faire correspondre à chaque combinaison possible des signaux de service (VS) un ensemble de caractères ou un mot (IVS) de somme déterminée ou nulle: il en faut donc autant que de combinaisons possibles des signaux de service. Cette solution peut permettre de transmettre plus de signaux de service mais entraîne une plus grande complexité puisque les signaux dans une voie de service ne sont pas alors indépendants les uns des autres et pour en modifier un, par exemple au niveau d'une station intermédiaire comme celle de la figure 3, il est alors nécessaire de tenir compte des autres signaux. A titre d'exemple, pour une information binaire qui subit un transcodage du type mB/nB, la solution n 1 à somme numérique nulle conduit à la correspondance suivante: "0" logique (VS) # -+ (IVS) "I" logique (VS) # ± (IVS) Dans le cas du code SB/6B illustré sur les figures, en prenant un inot entier (6 bits) pour la voie de service, on peut transmettre sur chaque trame trois signaux binaires au moyen du tableau de correspondance suivant. VS IVS ler signal 2e signal 3e signal ler signal 2e signal 3e signal 0 0 0 -+ -+ -+ 0 0 1 -+ -+ +0 1 0 -+ ± -+ 0 1 1 -+ ± +1 0 0 ± -+ -+ 1 0 1 ± -+ +1 1 0 ± ± -+ 1 1 1 ± ± + A l'aide de ce même code 5B/6B, et toujours dans le cas où on désire une somme numérique nulle, la solution. n 2 permet de transmettre quatre signaux de voie de service par trame : en effet, il existe dans ce code 20 mots de somme nulle parmi lesquels on en choisit 16 pour les faire correspondre aux 16 & combinaisons possibles des signaux de service. Selon un autre exemple, toujours pour une somme numérique nulle, lorsque le transcodage est du type mB/nT, c'est-à-dire que l'information binaire exprimée sur m bits est transcodée en une information ternaire exprimée sur n caractères ternaires (c'est-àdire pouvant chacun prendre une valeur parmi les trois suivantes: 1, 0, +1), la solution n I peut être par exemple la suivante: "0" logique # -1 +1 VS # # IVS "1" logique # +1 -1 I1 apparaît ainsi que la somme numérique des combinaisons de O et 1 formant VS, transcodées en ternaire, est forcément nulle. Si on utilise par exemple un transcodage 6B/4T, en prenant comme précédemment un mot complet pour la voie de service, on peut transmettre toujours selon la solution n 1 deux signaux de service par trame, comme montré dans le tableau ci-dessous. VS IVS ler signal 2e signal ler signal 2e signal 0 0 -1 +1 -1 +1 O : 1 : -1 +1 : +1 -1 1 : 0 : +1 -1 : -1 +1 1 : 1 : +1 -1 : +1 -1 Avec ce même code 6B/4T, la solution n 2 permet de transmettre quatre signaux de voie de service par trame du fait qu'il existe 19 mots de somme nulle, ce qui permet de choisir les 16 combinaisons nécessaires pour les quatre signaux. Dans les exemples de transcodage précédents, les informations transmises sur la voie de transmission sont regroupées en mots comportant un nombre pair de caractères (6B issus du transcodage 3B/6B ou 4T issus du transcodage 6B/4T). Dans le cas où ces mots comportent un nombre impair de caractères et si on désire n'introduire pour la voie de service que des mots de somme numérique nulle, il est nécessaire de prévoir des dispositions particulières: - pour un transcodage du type nB/mT (m impair), on ne fait varier que m-l caractères, le dernier étant en permanence à zéro, afin de retrouver une configuration paire; - pour un transcodage du type nB/mB (m impair), le mot ne pouvant être de somme nulle, c'est la somme numérique précédant le mot de voie de service qui détermine la valeur du caractère binaire.Par exemple, pour un transcodage 2B/3B, on a: somme numérique VS IVS > 0 0 . - + 0 + - + > 0 : 1 . + - : 1 : + + - Les exemples ci-dessus ont été donnés pour des voies de service utilisant des mots de somme numérique nulle. On peut également à cet effet utiliser des mots de somme non nulle, par exemple de somme +Sn ou -Sn selon la somme numérique du train binaire avant l'insertion de ce mot de service.Dans ce cas, lorsqu'on voudra, dans des stations intermédiaires, modifier l'information de service, il faut insérer un mot de même somme que celui qui a été extrait. On donne ci-dessous un exemple avec un code numérique 6B/4T et des mots de somme non nulle (ici +2 ou -2). Dans l'émetteur: Somme numérique VS IVS 0 ++00 > 0 0 --00 1 00++ > 0 1 00- Dans une station intermédiaire: - si l'on veut placer un "0", il faut émettre ++00 si le mot que l'on remplace est de somme positive et -00 si le mot que l'on remplace est de somme négative; - si l'on veut placer un Hl", il faut émettre 0O++ si le mot que l'on remplace est de somme positive et 00- si le mot que l'on remplace est de somme négative. Il ressort de la description faite ci-dessus que l'introduction de la voie de service dans l'information transcodée n'ajoute pas de composante continue au spectre du signal transmis ; de plus, elle ne modifie que très peu ce spectre, par un léger élargissement du fait de l'adjonction d'un ou plusieurs caractères supplémentaires. Enfin, I'extraction et l'insertion de signaux dans cette voie de service se fait aisément, sans décodage ni recodage de l'information principale transmise. REVENDICATIONS 1. Procédé de transmission d'une voie de service en simultanéite avec des informations codées sur une voie de transmission, caractérisé par le fait que, les informations étant codées sous la forme de mots, chaque mot comportant un nombre prédéfini de caractères, les mots étant réunis en trames, chaque trame comporte en outre, en un rang prédéfini, au moins un caractère affecté à la voie de service. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque trame comporte un mot affecté à la voie de service. Â Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble des caractères affectés à la voie de service présente globalement une somme numérique prédéterminée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la valeur prédéterminée de la somme numérique est nulle. 5. Emetteur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte: - des premiers moyens de codage (Cvs) des signaux à transmettre sur la voie de service; - des deuxièmes moyens (Cl) assurant le codage des informations à transmettre sur la voie de transmission et la formation d'une trame avec un espace, en un rang prédéfini, correspondant à la durée de l'ensemble des caractères affectés à la voie de service; - des troisièmes moyens d'insertion (I) des informations fournies par les deuxièmes moyens (cas) audit rang prédéfini de la trame formée par les informations fournies par les premiers moyens; - des quatrièmes moyens (E) d'émission des informations fournies par les troisièmes moyens. 6. Récepteur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte: - des premiers moyens de réception (RR, CSP, RVT) des informations transmises; - des deuxièmes moyens d'extraction (E) de l'ensemble des caractères affectés à la voie de service; - des troisièmes moyens de décodage (DVS) des caractères précédents fournissant les signaux (VS) transmis sur la voie de service; - des quatrièmes moyens de décodage (DI) des informations transmises en dehors de la voie de service. 7. Emetteur-récepteur constituant une station intermédiaire sur une voie de transmission, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte: -- des premiers moyens de réception (RR, RVT) des informations transmises; - des deuxièmes moyens d'extraction (E) de l'ensemble des caractères affectés à la voie de service; - des troisièmes moyens (DVS, CVS) assurant le décodage des caractères précédents et, éventuellement, le codage de nouveaux signaux (VS') à transmettre sur la voie de service; - des quatrièmes moyens (L) réalisant, le cas échéant, I'inser- tion des nouveaux signaux codés à transmettre sur la voie de service, en remplacement des caractères précédents; ; - des cinquièmes moyens (E) d'émission des informations fournies par les quatrièmes moyens.