Brevet FR2543385A1 — publié le 19840928

RESEAU CABLE DE VIDEOCOMMUNICATION La présente invention a trait, d'une manière générale, à la vidéocommunication, et plus particulièrement à la télédistribution de canaux de télévision vers des terminaux de télévision d'abonné à travers un réseau de télédistribution. Plus précisément, l'invention concerne un réseau câblé de vidéocommunication comprenant au moins une station de distribution incluant un amplificateur de distribution recevant M canaux de télévision d'une ligne de distribution à large bande et des sélecteurs individuels de canaux recevant chacun les canaux de télévision répétés par l'amplificateur de distribution, et N terminaux de télévision d'abonné reliés chacun à la station de distribution à travers une ligne de raccordement à large bande bidirectionnelle constituée par une voie d'aller convoyant l'un des canaux de télévision et par une voie de retour convoyant un signal d'adresse de canal. Dans les réseaux câblés de vidéocommunication connus de ce type, il est attribué à chaque abonné un sélecteur individuel des canaux de télévision Le nombre M de canaux est nettement plus petit que le nombre N de terminaux d'abonné Dans la station de distribution qui ne comprend que des circuits analogiques, chaque sélecteur est introduit entre l'une des sorties de l'amplificateur de distribution et l'entrée de la voie d'aller de la ligne de raccordement de l'abonné. La sélection du canal de télévision que désire recevoir l'abonné sur son récepteur de télévision est télécommandée par un signal d'adresse convoyé par la voie de retour de la ligne de raccordement. Ainsi chaque sélecteur est programmable à distance afin de ne retransmettre que le canal désiré parmi tous les canaux délivrés par l'amplificateur de distribution Il apparait que le coût de raccordement d'un terminal d'abonné au réseau de télédistribution est fonction principalement du coûit du sélecteur programmable de canaux qui est relativement élevé. La présente invention a pour but de réduire considérablement le nombre de sélecteurs individuels de canaux de télévision et donc le coût de raccordement d'un abonné au réseau de télédistribution. Corollairement, la maintenance du réseau est améliorée. A cette fin, l'invention a pour objet un réseau câblé de vidéocommunication du type défini dans l'entrée en matière, caractérisé en ce que le nombre de sélecteurs individuels de canaux est égal au nombre M de canaux de télévision, en ce que chaque sélecteur sélectionne toujours un même canal respectif de télévision et en ce que la station de distribution comprend M moyens vidéos de codage pour convertir respectivement les canaux séparés par les sélecteurs en M signaux numériques, des moyens vidéos de commutation numériques commandés par les signaux d'adresse de canal sur les N voies de retour et comprenant N sorties respectivement associées aux N voies d'aller pour retransmettre sur chaque sortie le signal numérique qui correspond au signal d'adresse de canal sur la voie de retour de la ligne de raccordement comprenant la voie d'aller associée à ladite sortie, et N moyens vidéos de décodage pour convertir les signaux numériques délivrés par les sorties des moyens de commutation en les canaux de télévision correspondants convoyés par les N voies d'aller. Le réseau selon l'invention est aussi un réseau mixte, analogique et numérique Les moyens vidéos de commutation sont réalisés par un ensemble de grilles vidéos de commutation qui sont numériques afin d'éviter notamment tout problème de diaphonie entre les différentes voies à commuter. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est un bloc-diagramme d'un réseau câblé de vidéocommunication connu; et la Fig 2 est un bloc-diagramme d'un réseau câblé de vidéocommunication selon l'invention. Afin de mieux montrer les avantages de la présente invention, on rappelle brièvement la structure schématique d'un réseau câblé de vidéocommunication connu en référence à la Fig l. Le réseau comprend une ligne de transfert -à large bande 1 qui convoie des canaux de télévision délivrés par une station de tête. On supposera dans la suite que le réseau est du type I et est destiné à desservir un nombre élevé N de terminaux de télévision en couleurs d'abonné par exemple égal à 1000 et que la capacité du réseau en nombre M de programmes est également très élevé typiquement de 30 canaux de télévision - La ligne de transfert 1 étant longue et le nombre de canaux de télévision étant élevé, il est nécessaire de transmettre les canaux de télévision en ondes métriques Le plan de fréquences est par exemple prévu avec une largeur de bande de fréquence de 100 à 450 M Hz dans laquelle un pas de 10 M Hz est attribué à chacun des M canaux. La ligne de transfert 1 est jalonnée d'amplificateurs de dérivation 10 qui sont espacés d'une distance de 0,5 à 1 km Chaque amplificateur de dérivation 10 amplifie les signaux analogiques de télévision destinés à une dérivation respective sous la forme d'une ligne à large bande dite de distribution 20 Chaque ligne de distribution 20 dessert une station de distribution 2 a qui comprend essentiellement un ou plusieurs amplificateurs de distribution 21 a qui amplifient et distribuent l'ensemble des M canaux de télévision vers N lignes de raccordement d'abonné à large bande bidirectionnelles 30 311 à 30 N 31 N Le réseau est entièrement analogique En général la ligne de transfert 1 et les lignes de distribution telles que 20 sont constituées par des câbles coaxiaux, et les lignes de raccordement 301 311 à 30 N 31 N sont constituées chacune par une voie d'aller 301 à 30 N et une voie de retour 311 à 31 N sous la forme de deux fibres optiques Les lignes de raccordement ainsi que les organes reliés à leurs extrémités étant respectivement identiques, on ne décrira en détail qu'une ligne de raccordement telle que,301 31 Du côté du local de l'abonné, la ligne de raccordement 30 - 311 dessert un terminal de télévision d'abonné 41 Dans le terminal 41 ' un circuit de réception optique et de démodulation classique 401 reçoit le signal vidéo d'un canal sélectionné à travers la voie d'aller 301 et le retransmet en bande de base à la prise d'usager ou dite également de péritélévision d'un récepteur de télévision 41 Le terminal 41 comprend également un clavier 421 dont la sortie délivre un signal numérique d'adresse de canal vers la voie de retour 31 i à travers un circuit de modulation et d'émission optique classique 43 Le clavier 42, permet à l'abonné de sélectionner un canal de télévision dont l'adresse est transmise vers la station de distribution 2 a à travers la voie de retour 311 et dont le signal vidéo est retransmis à travers la voie d'aller 301 en vue de visualiser le programme de télévision correspondant sur l'écran du récepteur 41 Dans la station de distribution 2 a, l'autre extrémité de la ligne de raccordement d'abonné 301 311 est également équipée d'un circuit de modulation et d'émission optique 221 dont la sortie est reliée à la voie d'aller 30 î, et d'un circuit de réception optique et de démodulation 231 dont l'entrée est reliée à la voie de retour 31. Dans la station de distribution connue 2 a, à chaque ligne de raccordement 30 311 à 30 N 31 N est assigné un sélecteur 1 1 N N s programmable individuel de canaux 24 a 1 à 24 a N Chaque sélecteur 24 a à 24 a N reçoit l'ensemble de M canaux de télévision délivré par l'une des N sorties à large bande de l'amplificateur de distribution 21 a. Chaque sélecteur de canaux tel que 241 a deux fonctions. La première fonction consiste à sélectionner l'un des M canaux de télévision qui est adressé à distance par l'abonné au moyen de son clavier 421 et dont le signal d'adresse est appliqué à une entrée de commande 2401 reliée à la sortie du circuit 231 de la voie de retour 31 La sélection de la fréquence du canal désiré est effectuée dans des étages d'entrée à large bande 2411 qui comprennent un oscillateur commandé en tension (V C O) asservi par une boucle de verrouillage "de phase (P L L) dans laquelle est inséré un diviseur de fréquence qui est programmable en fonction du signal d'adresse appliqué à l'entrée 240 La sortie des étages d'entrée 2411 délivre le canal de télévision sélectionné à une fréquence intermédiaire FI prédéterminée, typiquement de l'ordre de M Hz Cette fréquence intermédiaire est la même en sortie de tous les étages d'entrée 2411 à 241 N des sélecteurs 241 à 24 N 9 quels que soient les canaux respectifs sélectionnés par les abonnés. La seconde fonction du sélecteur 241 consiste à une transposition de la fréquence intermédiaire FI en la bande de base proprement dite du signal vidéo Elle est effectuée dans les étages de sortie 242 f qui comprennent également une boucle à verrouillage de phase asservissant un oscillateur commandé en tension stabilisé par quartz La sortie 2431 des étages de sortie 2421 délivre le signal vidéo en bande de base du canal de télévision sélectionné à l'entrée du circuit de modulation et d'émission optique 22 î affecté à la voie d'aller 30 î. Commme déjà dit, l'inconvénient majeur du réseau câblé de vidéocommunication montré à la Fig 1 est le nombre élevé de sélecteurs de canaux 24 a 1 à 24 a N qui est égal au nombre N = 1000 d'abonnés Ainsi l'attribution d'un sélecteur à chaque terminal d'abonné à raccorder augmente considérablement le prix de raccordement par abonné. On décrit maintenant le réseau câblé de vidéocommunication selon l'invention en référence à la Fig 2 Ce réseau comprend, comme pour le réseau connu montré à la Fig 1, une ligne à large bande de transfert 1 équipée d'amplificateurs de dérivation 10 et des stations de distribution dont une seule 2 b est montrée en détail à la Fig 2 La station de distribution 2 b est complètement différente de celle 2 a décrite précédemment La station 2 b dessert des terminaux d'abonné 4 à 4 par l'intermédiaire de N lignes de raccordement d'abonné bidirectionnelles Chaque ligne de raccordement est composée, comme en référence à la Fig 1, d'une voie optique d'aller 301 à 30 N et d'une voie optique de retour 311 à 31 N dont les extrémités dans la station de distribution 2 b sont munies respectivement d'un circuit de modulation et d'émission optique 221 à 22 N et d'un circuit de réception optique et de démodulation 23 à 23 N et dont les extrémités dans le terminal d'abonné 41 à 4 N sont munies respectivement d'un circuit de réception optique et de démodulation 401 à 40 N et d'un circuit de modulation et d'émission optique 431 à 43 N. La station de distribution 2 b, objet de l'invention, comprend un amplificateur de distribution à large bande 21 b qui reçoit l'ensemble des M canaux de télévision sur la ligne de distribution L'amplificateur 21 b amplifie l'ensemble des M canaux et le répète sur M entrées 2101 à 210 M d'un circuit de séparation et de filtrage des canaux 25 Le circuit 25 comprend pour chacune de ses entrées un sélecteur individuel d'un canal respectif 24 b 1 à 24 b M Chaque sélecteur 24 b 1 à 24 b M est du type de celui 24 a 1 décrit en référence à la Fig 1, mais a ses étages d'entrée 241 à 241 N calés sur la fréquence du canal respectif Le sélecteur est donc non programmable, plus simple et moins onéreux. Les sorties 2431 à 243 M des sélecteurs 24 b 1à 24 b M délivrent respectivement les M canaux de télévision en bande de base à des codeurs videos analogiques-numériques 261 à 26 M Chaque codeur analogiquenumérique convertit le signal de télévision du canal respectif en un signal numérique à 140 Mbit/s De préférence, le codeur 261 à 26 M est un codeur connu à modulation différentielle du type delta-sigma (AS) Le signal numérique délivré par le codeur est un train d'impulsions modulé en densité proportionnelement à la valeur instantanée de l'amplitude du signal de télévision Un tel codeur est décrit dans l'article de P FRITZ, P BOUTMY et G LE FORT intitulé "Transmission de signaux de télévision codés sur paire coaxiale pour systèmes numériques à grande vitesse" paru dans l'Onde Electrique, Vol 51, février 1971, et dans l'article de E ROZA intitulé " AN OPTICAL 1-BITS VIDEO LINK" paru dans Conférence Européenne sur les communications optiques, 1981, Copenhague, pages 14 4-1 à 14 4-4. Les M signaux numériques de télévision sortant des codeurs 261 à 26 M sont appliqués aux M entrées 2701 à 270 M d'une grille vidéo de commutation numérique 27 La grille 27 possède N sorties 2711 à 271 N qui sont respectivement reliées à -des décodeurs vidéos numériques- analogiques 281 à 28 N' La grille 27 reçoit par N entrées de commande 2721 à 272 N les signaux d'adresse de canal délivrés par les sorties des circuits de réception optique et de démodulation 231 à 23 N A l'adresse de canal composée au clavier 411 à 41 N et transmise sur la voie de retour respective 311 à 31 N, la grille 27 sélectionne le canal respectif sur l'une der M entrées 2701 à 270 et connecte cette entrée à la sortie respective 2711 à 271 N qui est reliée, via le décodeur respectif 281 à 28 N et le circuit respectif 221 à 22 N' à la voie d'aller 301 à 30 N de la ligne de raccordement comprenant ladite -voie de retour 311 à 31 N' Les décodeurs 281 à 28 N convertissent les signaux numériques de télévision fournis par les sorties 2711 à 271 N de la grille 27 en les signaux analogiques de télévision en bande de base Chaque décodeur est constitué uniquement par un filtre passe-bas lorsque les codeurs 261 à 26 M sont du type delta-sigma. En pratique, la grille vidéo de commutation numérique 27 peut être composée de plusieurs sous-grilles de commutation par exemple du type à seize entrées et huit sorties, fabriquées par LA RADIOTECHNIQUE COMPELEC (R T C) sous la référence HXA 231101 Si M est égal à 30 et N est égal à 1000, la grille de commutation 27 comprend deux ensembles composés chacun de 125 sous-grilles 2731 à 273125 Quinze entrées de chacune des sousgrilles du premier ensemble sont reliées respectivement à quinze entrées telles que 2701 à 27015 et quinze entrées de chacune des sous-grilles du second ensemble sont reliées respectivement aux quinze autres entrées de la grille 27 telles que 27016 à 27030 ' Les sorties de chaque paire de sous-grilles dans les deux ensembles sont reliées deux-à-deux à huit sorties respectives de la grille 27 Par exemple les huit sorties des deux premières sous-grilles 2731 sont reliées respectivement aux sorties 2711 à 2718 et les huit sorties des deux dernières sous-grilles 273125 sont reliées respectivement aux sorties 271993 à 2711000, comme montré à la Fig 2 Toujours selon cet exemple, les huit entrées de commande des deux premières sous-grilles 2731 sont reliées respectivement aux entrées de commande 2721 à 2728 et les huit entrées de commande des deux dernières sous-grilles 273125 sont reliées respectivement aux entrées de commande 272993 à 2721000. Ainsi, selon l'invention chaque abonné ne sélectionne pas un signal analogique de télévision parmi M dans un sélecteur individuel d'abonné, mais sélectionne un signal numérique de télévision correspondant parmi M dans une grille vidéo de commutation nuimérique accessible à tous les abonnés. Comparativement au réseau connu selon la Fig 1, le réseau selon l'invention emploie M sélecteurs non programmables 24 b à 24 b M au lieu de N sélecteurs programmables 24 a à 24 a Pour M = 30 et N = 1000, la réduction du nombre de sélecteur selon l'invention se traduit par une réduction du coiût de 1000/30 soit 97 % En tenant compte du coûit relativement faible des codeurs 261 à 26, des décodeurs 281 à 28 N et des 125 paires de sous-grilles de commutation 2731 à 273125, l'invention apporte une réduction du coûât global de l'ordre de 50 % En outre, l'encombrement de l'ensemble des éléments contenus dans la station de distribution 2 b selon l'invention est pratiquement égal à 30 % de celui de la station de distribution connue 2 a Par ailleurs, le nombre de sélecteurs 24 b 1 à 24 b M étant faible, leur maintenance globale est réduite, et la fabrication de chaque sélecteur peut être optimisée puisque chaque sélecteur est affecté à un canal de télévision prédéterminé. La station de distribution 2 b présente encore un autre avantage du point de vue du coût lorsque celle-ci doit être introduite dans un réseau de vidéocommunication distribuant des canaux de télévision selon un standard qui est différent de celui des récepteurs de télévision 411 à 41 N' La compatibilité entre les standards de télévision est assurée en introduisant M décodeurs multistandards de télévision 29 b 1 à 29 b M respectivement entre les sorties des sélecteurs de canaux 24 b 1 à 24 b M et les entrées des codeurs vidéos 26 à 26 Selon la technique antérieure en référence à la Fig 1, N décodeurs multistandards de télévision 29 a à 29 a doivent être respectivement introduits entre les sorties des sélecteurs 24 a l'à 24 a N et les entrées des circuits de modulation et d'émission optique 221 à UN. Par ailleurs, bien que la description précédente s'est référée à des signaux vidéos, le terme "vidéo" doit être compris dans un sens large En d'autres termes, le' réseau est utilisé pour télédistribuer des signaux de vision comprenant chacun un signal vidéo et un signal de son, ou pour télédistribuer séparément un signal vidéo, ou un signal de son tel qu'un signal audio de haute fidélité. Les voies d'aller 301 à 30 N et les voies de retour 311 à 3 i N peuvent également convoyer d'autres signaux destinés à d'autres types de terminaux d'abonné, et en particulier à des terminaux relevant du domaine de la télématique interactive. R e v e N d i c a t i o N s. 1 Réseau câblé de vidéocommunication comprenant une station de distribution ( 2 b) incluant un amplificateur de distribution ( 21 b) recevant M canaux de télévision d'une ligne de distribution à large bande ( 20) et des sélecteurs individuels de canaux ( 24 b) recevant chacun les canaux de télévision répétés par l'amplificateur de distribution, et N terminaux de télévision d'abonné ( 41 à 4 N) reliés chacun à la station de distribution ( 2 b) à travers une ligne de raccordement à large bande bidirectionnelle constituée par une voie d'aller ( 301 à 30 N) convoyant l'un des canaux de télévision en bande de base et par une voie de retour ( 311 à 31 N) convoyant un signal d'adresse de canal, caractérisé en ce que le nombre de sélecteurs individuels de canaux ( 24 b 1 à 24 b M) est égal au nombre M de canaux de télévision, en ce que chaque sélecteur ( 24 b 1 à 24 b M) sélectionne toujours un même canal respectif de télévision et en ce que la station de distribution ( 2 b) comprend M moyens vidéos de codage ( 261 à 26 M) pour convertir respectivement les canaux séparés par les sélecteurs ( 24 b 1 à 24 b M) en M signaux numériques ( 2701 à 270 M), des moyens vidéos de commutation numériques ( 27) commandés par les signaux d'adresse de canal ( 2721 à 272 N) sur les N voies de retour ( 311 à 31 N) et comprenant N sorties ( 2711 à 271 N) respectivement associées aux N voies d'aller ( 301 à 30 N) pour retransmettre sur chaque sortie ( 2711 à 271 N) le signal numérique ( 2701 à 270 M) qui correspond au signal d'adresse de canal sur la voie de retour ( 311 à 31 N) de la ligne de raccordement comprenant la voie d'aller ( 301à 30 N) associée à ladite sortie ( 2711 à 271 N), et N moyens vidéos de décodage ( 28 f à 28) pour convertir les signaux numériques délivrés par les sorties ( 2711 à 27 l N) des moyens de commutation ( 27) en les canaux de télévision correspondants convoyés par les N voies d'aller ( 301 à 30 N). 2 Réseau conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation ( 27) comprennent plusieurs sous-grilles vidéos de commutation numériques ( 2731 à 273125). 3 Réseau conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de codage ( 261 à 26) sont des codeurs à modulation différentielle et en ce que les moyens de décodage ( 28 î à 28 X) sont des décodeurs à démodulation différentielle. 4 Réseau conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les modulation et démodulation différentielles sont du type delta-sigma. Réseau conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant des décodeurs vidéos multistandards, caractérisé en ce que le nombre des décodeurs vidéos multistandards ( 29 b 1 à 29 b est égal au nombre M de canaux de télévision et en ce que les décodeurs vidéos multistandards sont insérés respectivement entre les sorties ( 2431 à 243 M) des M sélecteurs individuels de canaux -2543385 1.5 ( 24 b 1 à24 b M)et les entrées des M moyens vidéos de codage ( 26 î à 6)