Brevet FR2602110A1 — publié le 19880129

- 1 APPAREIL MODULATEUR-DEMODULATEUR EN BANDE PHONIQUE, POUR LA RECEPTIONEMISSION DE DONNEES NUMERIQUES, AVEC RECONNAISSANCE DES SYSTEMES STANDARDS DE COMMUNICATION PAR L'APPAREIL APPELANT. Dans le domaine des télécommunications numériques entre ordinateurs ou entre terminaux et ordinateurs par voie téléphonique, il existe au niveau international différentes normes qui diffèrent les unes des autres, 10 soit en fonction de l'autorité ou de l'organisme normatif, comme par exemple, le CCITT: Comité Consultatif International pour la Téléphonie et la Télégraphie, soit en raison des différences de modalités physiques de la transmission, qui dépendent de la vitesse et des caracté15 ristiques des données qu'il s'agit d'échanger. àAu niveau européen, on a adopté les recommandations du CCITT (CCITT Recommendation, Volume VIII.l, 1976: - 200 - Baud Modem Standardised For Use in The 20 General Qwitched Telephone Network, CCITT Recommendation v.21; - 600/1200 - Baud Modem Standardised For Use in The General Switched Telephone Network: CCITT Recommendation C.23), selon laquelle les communications full-du25 plex ou avec conversation simultanée aux deux bouts de la ligne, peuvent être classées dans les standards V21 (300 bits par seconde avec modulation frequency shift keying = FSK), V23 (600/1200 bits par seconde avec porteuse de retour à 75/150 bits par seconde, toujours en 30 FSK), V22 (1200/1400 bits par seconde avec modulation differential phase shift keying = DPSK), et d'autres. Aux Etats-Unis d'Amérique, les AT&T Bell Laboratories ont formulé des dispositions analogues qui sont essentiellement les suivantes: 103 (300 bits par seconde en 35 FSK), 202 (1200 bits par seconde en FSK), et 212A (1200 bits par seconde en DPSK): voir, par exemple, Beil Technical References: - Data Sets 103J, 113C, 113D, Interface Specifications, Pub. 41106, Avril 1977, -- 2 - Data Sets 202S et 202T, Interface Specification, Pub. 41212, Juillet 1976, - Data Set 212A, Interface Specification, Pub. 41214, Janvier 1978. Il convient de remarquer qu'il n'existe pas de compatibilité croisée, non seulement entre les conventions américaines et européennes, de caractéristiques analogues, mais même pas entre les procédés à l'intérieur d'un même organisme de standardisation. Actuellement, chaque modem, c'est-à-dire chaque appareil modulateurdémodulateur prévu pour la réception-émission de données est en mesure de travailler avec une ou plusieurs de ces modalités, qui doivent être sélectionnées manuellement, cas par cas, par la manoeu15 vre d'interrupteurs appropriés ou par l'envoi d'ordres spéciaux. Ce n'est que dans un cas, à savoir lorsqu'on va distinguer entre les normes 103 et 212A, qu'il a déjà été prévu un dialogue automatique de reconnaissance, en ce sens que le standard 212A comporte intérieurement le 20 standard 103, plus lent mais plus fiable, comme solution dans le cas de lignes particulièrement perturbées. Il est évident que le problème de la recherche du mode de fonctionnement correct ne se présente pas si la communication se déroule préférentiellement avec une 25 même destination. Toutefois, l'extension croissante des activités liées à l'utilisation des communications numériques par téléphone (videotel, pages jaunes électroniques, pour ne citer que quelques exemples italiens) et l'accroissement 30 de la facilité de communications téléphoniques directes internationales, ont multiplié le nombre des ordinateurs éloignés auxquels l'utilisateur moyen doit se référer et ont ainsi augmenté aussi la complexité du type d!opérations à accomplir. Les modems qu'on trouve dans le commerce jusqu'à présent exigent donc une connaissance détaillée des modalités possibles de raccordement, exigence qui limite certainement la diffusion des modems et restreint leur utilisation à des personnes qui possèdent des compétences spécifiques de plus en plus élevées. DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention prévoit au contraire 5 d'utiliser la partie de reconnaissance des fréquences d'un modem normal multistandard en bande phonique, accouplée à un micro-ordinateur, aux fins d'identification automatique non assistée du système de transmission auquel adhère un autre modem, lequel est en phase de réponse. Tous les modes de communication "full" ou "half duplex" normalisés prévoient en fait que lorsqu'il accepte l'appel, le modem appelé émet tout d'abord une séquence prédéfinie de fréquences pendant des temps fixes puis attend pendant une certaine période une réponse qui 15 consiste en une tonalité donnée. A la différence de l'état actuel de la technique, l'invention décrite ici permet de reconnaître automatiquement ces séquences de notes avec l'avantage résultant consistant en ce que l'opérateur n'a pas à régler à 20 chaque fois l'appareil de communication. De cette façon, le système proposé offre une plus grande facilité d'utilisation pour l'utilisateur et, en outre, il permet un fonctionnement entièrement automatique et qui n'exige pas de surveillance de la part 25 du personnel, même en appel. Un exemple de réalisation pratique de l'invention sera décrit dans la suite de la description, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 montre un schéma bloc de l'appa30 reil. les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement les schémas électriques de l'interface, du circuit de reconnaissance et du micro-ordinateur de l'appareil. L'appareil modulateur-démodulateur, dit "mo35 dem", terme que l'on utilisera dans la suite, comprend essentiellement une interface vers la ligne téléphonique 11, un circuit de reconnaissance des fréquences 12 et un micro-ordinateur 13. Les circuits des trois fonctions 11, 12 et 13 sont respectivement représentés sur les figures 2, 3 et 4 du dessin, à titre informatif. A ceci, 5 on a ajouté des composants normaux présents dans un appareil de communication numérique à bande phonique, c'està-dire le modulateur et le démodulateur proprement dit, en considérant que le démodulateur peut facilement être assimilé au dispositif 12 de reconnaissance de fréquen10 ce. Le signal en bande audio est pris sur la ligne commutée téléphonique par un coupleur acoustique et un circuit de couplage approprié comme spécifié par les normes de connexion (aux Etats-Unis d'Amérique, la Federal 15 Communication Commission Part 508, en Italie, la norme technique N687 du Ministère des Postes et Télécommunications). Ce circuit peut être réalisé indifféremment par couplage inductif, ou capacitif ou avec des opto-isolateurs. Le signal, convenablement filtré, et amplifié si nécessaire, parvient à l'étage de reconnaissance de fréquence 12. Cet étage peut être réalisé avec des techniques de DSP (Digital Signal Processing) en obtenant le signal 25 avec un convertisseur A/D puis en appliquant aux données ainsi obtenues des filtres passe-bande numériques (obtenus par exemple avec un algorithme de la transformée de Fourier, ou mieux, avec des filtres FIR et IIR). En variante, on peut réaliser des filtres analo30 giques classiques à bande étroite, un pour chaque note à détecter, ou des filtres à large bande, convenablement calculés de manière à pouvoir déterminer la présence d'une fréquence particulière en analysant la combinaison de filtres qui devient active. En effet, cette dernière 35 méthode est particulièrement efficace en ce sens que certains circuits intégrés modulateurs-démodulateurs multis- tandards qu'on trouve dans le commerce (par exemple AMD7910 de la firme Advanced Micro Devices) peuvent être utilisés également dans ce mode et n'exigent pas d'ajouter des composants de traitement du signal à un modem normal et économique. On obtient ainsi un ensemble de signaux numériques qui peuvent être traités par le microprocesseur 13 pour reconnaître les spécifications internationales de communications les plus répandues,comme ci-dessous: 10 1) Présence d'une tonalité à 2100 Hz. C'est la tonalité prévue par la norme CCITT V25 pour modem avec autoréponse. Sa présence garantit l'utilisation, par le modem appelé, de l'une des normes CCITT possibles. Elle dure de 2600 à 4000 ms et elle est suivie d'un silence de 55 à 95 ms, auquel fait suite une tonalité qui est différente pour les différents standards: la) présence d'une tonalité à 1650 Hz Le modem appelé utilise la norme D21 et émet 20 les tonalités de réponse (answer). lb) Présence d'une tonalité à 1300 Hz Le modem appelé utilise la norme V23 lc) Présence d'une tonalité à 900 Hz Le modem appelé utilise la norme V21 mais il 25 émet les tonalités d'appel (d'origine) au lieu des tonalités de réponse (answer). Ceci n'est pas prévu par la norme elle- même mais peut être adopté par certains qui sont en possession de modem habilités au seul appel. ld) Présence d'une tonalité à 1800 Hz Le modem appelé utilise la norme V22 avec une tonalité d'attente de 1800 Hz, comme dans la majeure partie des pays européens. le) Présence d'une tonalité à 550 Hz Le modem appelé utilise la norme V22 avec une 35 tonalité d'attente de 550 Hz comme dans les pays scandinaves. 2) Présence d'une tonalité à 1650 Hz Le modem appelé utilise la norme V21 et émet les tonalités de réponse. 3) Présence d'une tonalité à 1300 Hz 5 Le modem appelé utilise la norme V23 4) Présence d'une tonalité à 980 Hz Le modem appelé utilise la norme V21 mais il émet les tonalités d'appel (d'origine) au lieu des tonalités de réponse (answer). Ceci n'est pas prévu par la 10 norme elle-même mais peut être adopté par certains qui sont en possession de modems exclusivement habilités à l'appel. ) Présence d'une tonalité à 1800 Hz. Le modem appelé utilise la norme V22 avec une 15 tonalité d'attente de 1800 Hz comme dans la majeure partie des pays européens. 6) Présence d'une tonalité à 550 Hz Le modem appelé utilise la norme V22 avec une tonalité d'attente à 550 Hz comme dans les pays scandina20 ves. Il convient de remarquer que la tonalité d'attente à 1800 Hz peut aussi être présente, mais ceci n'a pas d'influence sur la communidation correcte. En effet, autrement, les tonalités d'attente sont ignorées par le modem appelant. 7) Présence d'une tonalité à 1270 Hz Le modem appelé utilise la norme Bell 103 et émet les tonalités d'appels (d'origine): on a alors une situation analogue au cas 4). 8) Présence d'une tonalité à 2225 Hz C'est la tonalité émise dans les cas de réponse Bell 103 et Bell 212A. Pour pouvoir reconnaître entre les deux, on envoie une tonalité à 1200 Hz modulée DPSK avec un "scrambled mark". Apres un temps de 308 ms, on vérifie la tonalité présente sur la ligne. 8a) Présence d'une tonalité à 2225 Hz Le modem appelé utilise la norme Bell 103 et émet les tonalités d'appel (answer). Il faut enlever la tonalité DPSK. 8b) Présence d'une tonalité à 2440 Hz modulée DPSK Le modem appelé utilise la norme 212A. 9) Présence d'une tonalité à 2025 Hz Le modem appelé utilise la norme Bell 202. Il faut attendre la présence d'une tonalité à 1200 Hz. Ceci peut être répété pour les autres normes in10 ternationales qui ne sont pas citées dans le présent mémoire, comme par exemple, la CCITT V22 bis. Si le modulateur-démodulateur utilisé supporte seulement en partie les standards énumérés, il n'est évidemment pas nécessaire qu'il soit en mesure d'exécuter 15 toutes les vérifications possibles mais seulement l'ensemble que l'on considère comme indispensable. EXEMPLE D'APPLICATION On a réalisé un prototype de modem utilisant. (voir figure 3) deux circuits intégrés modem multistan20 dards que l'on peut se procurer facilement et économiquement sur la marché italien: l'AMD 7911 de la firme Advanced Micro Devices, en ce qui concerne les communications en Frequency Shift Keying et le EFG7515 de la firme Thomson Semiconducteurs pour la réception-émission 25 DPSK selon les recommandations V22 et Bell 212A. Ces appareils constituent aussi bien le modem proprement dit que le dispositif de reconnaissance de fréquences 12. Ils sont en outre asservis à un microordinateur 13 réalisé au moyen d'un microprocesseur Z80 30 (voir figure 4) et des puces correspondantes de support DART et CTC de la firme Zilog, équipé de 32k octets de mémoire EPROM 14 et de 32k de mémoire RAM 15 statique. L'interface avec la ligne téléphonique 11 a été réalisée selon les normes de l'Istituto Superiore delle 35 Poste e Telecommunicazioni, avec un transformateur de 600 Ohms d'impédance et un circuit actif spécialement prévu qui se comporte comme un convertisseur de deux à quatre fils, voir figures 1 et 2. Pendant l'appel, le micro-ordinateur compose le numéro de téléphone de l'ordinateur éloigné, en véri5 fiant la présence de tonalités du central, des signaux libre et occupé, qui ont la même tonalité d'environ 400 Hz mais différentes séquences d'activation grâce au mode 25 de détection de fréquences (D23 back carrier loopback) de 1'AMD 7911 qui est justement centré sur 440 Hz. 10 Lorsque le modem éloigné répond, il s'effectue une succession des modes 0, 1, 2, 3, 4, 5 de l'AMD 7911 et il s'établit un tableau qui indique l'éventuelle présence d'une tonalité dans la bande des différents filtres, et si la tonalité tombe dans la moitié haute ou 15 basse de cette bande. Ce tableau est comparé à une série d'autres tableaux préalablement établis pour chaque mode standard et on parvient à la reconnaissance de la première tonalité de ligne. Ceci peut déjà être suffisant dans certains cas (par exemple: V21 réponse-answer sans 20 support V25), sinon on attend la fin de cette note et on répète la succession. Cette fois, les données obtenues sont comparées à un autre tableau qui décide définitivement et, par conséquent, dans un temps très bref, quelle est la recomman25 dation à adopter. Ce n'est que dans le cas o l'on doit faire la discrimination entre Bell 212A et 103 que l'on aura à utiliser le EFG 7515 en lui faisant émettre pendant 310 ms un mark DPSK à 1200 Hz et en vérifiant la présence de 30 la porteuse DPSK dans la réponse. A ce point, on envoie au terminal de l'utilisateur l'indication du standard détecté pour son information et le micro-ordinateur habilite les deux circuits intégrés au fonctionnement normal. Les avantages du système décrit appliqués dans cette instrumentation particulière sont les suivants: a) notable automatisation de l'ensemble du processus d'appel et, par conséquent meilleure fiabilité de l'opération; b) réduction des coûts grâce à l'intégration 5 des fonctions 11-12 et 13 dans un circuit déjà existant; c) facilité d'utilisation de la part de l'opérateur; d) gestion complète de l'interface vers le ré10 seau téléphonique commuté. 2602 1 10 R E V E N D I C A T ION S 1 - Appareil modulateur-démodulateur en bande phonique dit "modem", pour la réception-émission de données numériques au moyen d'une ligne téléphonique et comprenant une interface vers la ligne téléphonique (11) 5 et une partie pour la reconnaissance des fréquences de transmission (12) , caractérisé en ce que ladite partie de reconnaissance des fréquences est utilisée en couplage avec un micro-ordinateur (13) ou une autre logique de commande pour l'identification automatique non assistée 10 d'un quelconque système de transmission auquel adhère un autre modem en phase de réponse. 2 - Appareil modulateur-démodulateur en bande phonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le micro-ordinateur (13) est programmé pour traiter un 15 ensemble de signaux numériques indicatifs des fréquences de transmission qui proviennent du modem en phase de réponse à travers des filtres passe-bande multiples à bande étroite ou à large bande mis en action simultanément ou successivement et aussi bien du tyupe analogique que 20 numérique. 3 - Procédé pour la reconnaissance automatique de la norme de communication entre appareils modulateurs-démodulateurs en bande phonique situés à distance par l'intermédiaire d'une ligne téléphonique, caractéri25 sé en ce qu'il prévoit de transporter à travers une interface avec la ligne téléphonique les signaux provenant de l'appareil appelé dans une partie de reconnaissance des fréquences qui incorpore des filtres passe-bande numériques et/ou analogiques pour déterminer la présence 30 de séquences particulières en fonction des filtres devenus actifs ou de la combinaison des filtres devenus actifs, et de comparer les séquences avec une série d'informations de référence mémorisées dans un micro-ordinateur avant de décider et d'autoriser automatiquement la il 11 6021 transmission entre les deux appareils à distance. 4 - Procédé de reconnaissance automatique de la norme de communication entre appareils modulateurs-démodulateurs en bande phonique situés à distance, au moyen 5 d'une ligne téléphonique, caractérisé en ce qu'il prévoit de transporter, à travers une interface avec la ligne téléphonique, les signaux qui proviennent de l'appareil appelé dans une partie de reconnaissance des fréquences qui comprend des filtres passebande numériques 10 et/ou analogiques pour déterminer la présence de séquences particulières en fonction des filtres devenus actifs ou des combinaisons de filtres devenus actifs et de comparer les séquences avec une série d'informations de référence mémorisées dans une logique de commande appro15 priée avant de décider et d'autoriser automatiquement la transmission entre les deux appareils situés à distance.