Brevet FR2635426A1 — publié le 19900216

DESCRIPTION SYSTèME DE GESTION DU CABLAGE D'UN RESEAU DE COMUNI- CATIONS. La presente invention a pour objet un système de gestion du câblage d'un réseau de communications. Par "réseau" on entend un ensemble de circuits (ou liaisons) permettant de transmettre des informations logiques ou analogiques. Le plus souvent un réseau de communications est spécifique : il s'agit d'un reseau télephonique, de transmission de données, de télévision, etc... Mais iL arrive, dans le cas d'organismes aux activites variees, que le réseau soit plus complexe et combine des reseaux de natures différentes. Par ailleurs, il est fréquent qu'une meme liaison fasse appel à des moyens de nature diverse : câbles à fils, câbles coaxiaux, faisceaux hertziens, fibres optiques, etc... Ainsi, la figure 1 annexee montre schématique- ment une Liaison entre un bâtiment A (BAT A) et un bâtiment C (BAT C) via un bâtiment B (BAT B) ; cette Liaison utilise un faisceau hertzien FH et un réseau souterrain RS à câble. Dans une telle liaison, on trouve divers équipements EQ1, EQ2 dont les extrémités sont cablées dans des répartiteurs REP1, REP2, REP3. On peut distinguer des équipements passifs (câbles multiconducteurs, cables coaxiaux, fibres optiques), des équipements actifs (faisceaux hertziens, multiplexeurs à impulsions codées, amplificateurs de lignes, etc...) et des équipements d'adaptation (groupe d'adaptation de signalisation pour adapter Les signaux téLéphoniques avant multiplexage, circuits d'adaptation de comptes-rendus pour adapter les signaux de nature binaire). Un équipement dispose en général de deux extrémités, avec, à chacune de ces extrémités, un connecteur permettant le branchement de ses différents circuits. Ce connecteur, appelé "réglette" ou "tête de câble" seLon la nature de L'équipement, est- toujours situé dans un répartiteur. La connexion est alors possible avec un autre équipement dont une extrémité aboutit dans le même répartiteur. Cette connexion est réalisée à L'aide de conducteurs torsadés deux à deux appelés "jarretières". La figure 2 montre ainsi trois répartiteurs REP1, REP2, REP3 et trois équipements EQ1, EQZ, EQ3 et teurs connecteurs d'extrémité (C, C')1, (C, C')2, (C, C')3. Les équipements EQ9 et EQ3 sont situés entre deux répartiteurs (respectivement REP1-REP2 et REP2-REP3) ; ce sont des équipements actifs ou passifs au sens défini plus haut. Leurs connecteurs d'extrémité sont situés dans deux répartiteurs différents. L'équipement EQ2, en revanche, a ses deux connecteurs d'extrémité situés dans Le même répartiteur (REP2) : c'est un équipement d'adaptation. Entre deux connecteurs d'équipements différents, on trouve les jarretières précitées J. Dans une telle liaison circulent divers signaux qui peuvent être caractérisés par leur fonction (téléphonie, horloge, synchronisation, transmission de données, télévision, signaux d'incendie, etc...), leur nature (analogique, numérique) et leur sens. La présente invention concerne la gestion du câblage de réseaux de ce genre. Gérer le câbLage d'un réseau, c'est être capable : - de savoir à tout moment comment les équipements du réseau sont utilisés, et quelles liaisons sont réalisées ; - de memoriser l'histoire du reseau avec l'occupation des équipements, les points de cablage des circuits, etc. ; - d'apprécier la faisabilité de modifications du reseau en fonction de son etat (saturation, incom patibilite, etc.) ; - de mettre à jour toute information concernant le reseau (plan général, plans de câblage, équipements, liaisons). Aujourd'hui, cette gestion s'effectue manuellement, par la constitution d'un fichier mécanographique. Ce fichier comprend essentiellement des fiches de liaison, sur lesquelles des operateurs portent toutes les informations concernant la nature et le cheminement d'une liaison entre divers équipements du réseau. Ces fiches comprennent un code d'identification des répartiteurs (bâtiment, pière, ...), un code d'identification des équipements, des codes sur La nature du signal à transmettre, le point de départ, le point d'arrivée, etc... Le fichier mécanographique comprend également des fiches d'équipements mentionnant l'identité de L'équipement, celle de l'équipement suivant et celle de l'équipement précédent, les points de câblage, etc... Ces fiches permettent de gerer l'occupation des circuits d'un équipement. ElLes sont mises à jour à chaque création ou modification de circuit et pour chaque équipement dans la transmission. A partir d'un tel fichier mécanographique, il est possible d'extraire des données pour évaluer la possibilité d'une modification ou d'une extension, pour faciliter les dépannages ou la maintenance, ou pour donner tout diagnostic ou statistique sur le réseau. Si de tels systèmes de gestion donnent satisfaction lorsque le réseau est de taille modeste, ils se heurtent vite à des difficultés lorsque le réseau se developpe par multiplication des liaisons, des équipements, ou diversification des signaux mis en oeuvre. Or, on assiste justement aujourd'hui à une explosion des besoins en télécommunications, de sorte qu'il existe un besoin réel en systèmes de gestion à hautes performances. L'idée du recours à l'informatisation de cette tâche vient assez naturellement à l'esprit, d'autant que l'informatique se prête à la gestion. Cependant, le passage à l'informatique, dans un tel domaine, n'est pas aussi simple qu'il y paraît, si l'on veut bien considérer que les équipes de gestion traditionnelle sont en place et n'entendent pas bouleverser leur méthode de travail. IL faut donc prévoir un système nouveau aux performances accrues mais qui conserve l'essentiel des conditions et habitudes de travail pour pouvoir être adopté sans difficulté par le personnel. Il faut comprendre aussi que la gestion d'un réseau ne concerne pas uniquement les utilisateurs du réseau, mais également ceux qui ont la charge de le concevoir, de Le câbler, d'en assurer la maintenance, etc. Les contraintes sont donc diverses et de natures différentes. La présente invention a justement pour but de proposer un système qui répond à ces besoins et exigences. A cette fin, le système de l'invention comprend tout d'abord un ordinateur capable de mémoriser et traiter des données correspondant à un état du réseau (équipements, répartiteurs, Liaisons, signaux, etc...), cet ordinateur constituant un simulateur de réseau. Mais le système de l'invention se caractérise essentiellement par la presence d'un ensemble synoptique de commande et d'interface de l'ordinateur.Cet ensemble comprend a) un plan synoptique du réseau, avec des moyens de représentation des équipements et répartiteurs, ces moyens permettant de simuler la mise en service desdits équipements ou répartiteurs par action sur un interrupteur, b) un clavier à touches permettant la sélection de certaines fonctions du simulateur, chaque touche agissant sur un interrupteur, c) une interface munie de moyens électroniques pour identifier L'interrupteur actionne et transmettre à L'ordinateur cette identite, Laquelle désigne à l'ordinateur L'équipement, le répartiteur et/ou la fonction sélectionnés, d) un écran de contrôle relié à l'ordinateur. Dans un mode de realisation particulier, le plan synoptique est constitué d'un panneau équipé de boutons-poussoirs affectés chacun à un équipement ou un répartiteur, L'enfoncement d'un bouton-poussoir provoquant la fermeture de l'interrupteur correspondant. Dans un mode de realisation plus sophistiqué, ce plan synoptique peut etre realisé par un écran de visualisation couplé à des moyens de dessin assisté par ordinateur (DAO). Naturellement, dans ce cas, le coût du système est plus élevé et l'adaptation (ou la convivialité) du système inférieure, eu égard aux utilisateurs qui devraient se former sur DAO pour remettre à jour le synoptique. De toute façon, les caractéristiques de l'invention apparaitront mieux à la lumiere de la description qui suit. Cette description porte sur des exem4les de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs et elle se réfère à des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, déjà decrite, montre le schéma d'une liaison, - la figure 2, également décrite, montre les moyens de connexion dans une liaison, - la figure 3 illustre le principe de La simulation d'un réseau à partir d'un réseau réel, - La figure 4 montre Le schéma d'un système de gestion selon l'invention, - la figure 5 illustre la simulation d'un équipement, - La figure 6 montre une carte interface, - la figure 7 montre l'architecture logique du système. La figure 3 permet d'illustrer le principe général d'un système de gestion de câblage, tel que celui de l'invention. Le réseau à gérer porte la référence 10. Il est constitué d'équipements EQ1, EQ2... EQ5 mis en service et connectés les uns aux autres selon un circuit bien défini : l'équipement EQI est relie à l'équipement EQ3, lequel est relié aux équipements EQ2, EQ5, etc... La gestion des équipements est symboliquement représentée par un bloc 12. Les données techniques et géographiques des divers équipements mis en service sont transmises au bloc de gestion 12. Ce transfert de donnees est représenté symboliquement par les fleches marquees d'une étoile. Quant à la constitution du circuit, elle est représentée symboliquement par Le bloc 14. Elle nécessite elle aussi une transmission d'informations caractérisant les circuits, transmission symbolisée par les flèches marquées de deux étoiLes. La gestion 12 des équipements nécessite diverses informations 13 concernant ceux-ci. De même, la constitution des circuits tient compte d'informations 15 relatives au circuit (deman des d'etablissement de liaisons, de suppression, de modification, etc...). A partir de la constitution des circuits, on edite des donnees de câblage (16). A partir de la 'gestion des équipements, on peut editer des statistiques du réseau, fonction schématisée par le bloc 18. Le système de L'invention fonctionne encore de cette manière, mais au lieu de travailler sur le réseau réel 10 avec un fichier mécanographique, il travaille sur un réseau simule 20. Ce réseau est obtenu à partir du réseau réel, par transfert à l'ordinateur des données techniques et géographiques des équipements (fleches marquées d'une étoile) et par transfert des caractéristiques du circuit (flèches marquées de deux étoiles). Le schema synoptique du système de l'invention est alors celui de la figure 4. Le système comprend un ordinateur 50 et un ensemble synoptique constitué d'un plan synoptique 52, d'un clavier 54, d'une interface 56 reliée au plan 52 et au clavier 54 d'une part et à l'ordinateur 50 d'autre part, et enfin d'un ecran de contrôle 58. L'ordinateur 50 possede lui aussi un clavier 62 avec un ecran 64. L'ordinateur peut commander divers organes périphériques comme une imprimante 66 ou un système de sauvegarde 68. Dans la variante illustrée, le plan synoptique comprend un panneau 70 sur Lequel sont dessinés (par exemple au moyen de bandes autocollantes) des repartiteurs REP1, REP2, (bandes verticales) et des artères fonctionnelles (bandes horizontales). Sur ce panneau sont fixes des boutons-poussoirs representant les divers équipements EQ1, EQ2 .... Un équipement peut être placé entre deux répartiteurs (ses deux extremités sont alors disposées entre ces deux répartiteurs) ou être un équipement d'adaptation (ses extrémités sont alors situées dans le même répartiteur). Dans le premier cas, le bouton-poussoir est disposé entre deux bandes verticales ; dans Le second, il est situé sur une bande verticale. Diverses étiquettes de repérage sont placées à proximité des boutons-poussoirs et bandes. Chaque bouton-poussoir est conçu pour présenter deux positions : L'une retirée, (lorsque l'équipe- ment correspondant n'est pas selectionné), L'autre enfoncée (lorsque ledit équipement est sélectionné). Pour traduire cette alternative mécanique, le boutonpoussoir BP agit sur un interrupteur I situe derrière le panneau (cf agrandissement). Tous ces interrupteurs sont reliés électriquement à la carte interface 56 et sont organisés en matrice à lignes et colonnes. La sélection d'un équipement s'effectue par action sur le bouton-poussoir correspondant. Par un moyen qui sera décrit ultérieurement, la carte interface 56 reconnaît la référence de l'équipement en question et transmet à L'ordinateur 50 cette réfé- rence. Grâce à ce panneau synoptique, l'utilisateur du système de l'invention a sous les yeux l'image du câblage du réseau. Il peut le modifier à tout moment de manière simple en agissant sur les boutonspoussoirs appropriés. L'adjonction d'équipements au réseau entrain la pose de nouveaux boutons-poussoirs, ce qui ne présente aucune difficulté. Chaque équipement est associé à une référence comme illustré sur la figure 5. Cette référence comprend le nom de L'équipement, son type, le nombre de circuits, ses caracteristiques techniques, la compatibilite avec divers signaux, la fonction des circuits. Chaque circuit possède deux extrémités Ex1 et Ex2. Chacune de ces extrémités possède une pluralite de n circuits ; chaque circuit est référencé par la position de câblage PC, le nom du signal transmis SIG, et une indication de chaînage CH. Lorsque l'existence des équipements a été prise en compte par L'ordinateur, et que l'adéquation des divers équipements a été vérifiée, il est possible de simuler les liaisons en chaînant les circuits des équipements (ce qui correspond aux jarretières J du circuit réel, comme illustré sur la figure 2). Ce chaînage s'effectue au moyen du clavier 54. Ses touches correspondent à diverses fonctions et elles agissent sur des interrupteurs relies à la carte interface 56. Cette carte reconnaît les fonctions choisies et transmet l'information à l'ordinateur, qui peut alors simuler le chaînage. Certaines touches peuvent correspondre à des fonctions qui ne sont pas liees à des liai sons. Il s'agit d'opérations comme la sélection des circuits d'un équipement, la liste d'équipements, etc... L'écran 58 permet de suivre les différentes opérations réalisées sur le poste de travail et de recevoir différentes messages. La figure 6 montre le schéma de La carte 56 qui sert de commande et d'interface pour l'ordi na t eu r. Cette carte a pour fonction essentielle de lire l'état de La matrice 80 rassemblant tous Les interrupteurs reliés soit aux boutons-poussoirs du panneau synoptique, soit au clavier de fonctions. Dans la variante illustrée, cette matrice est de 32 lignes et 32 colonnes, ce qui représente 1024 interrupteurs. Pour remplir cette fonction L'interface comprend - une horloge H (par exemple à 76,8 kHz), - un compteur CPT, comprenant, dans la variante illustrée, trois compteurs C1, C2, C3 avec entrée de remise à zéro Cl et entrée de commande d'arrêt Ar, - un démultiplexeur DMX comprenant, dans la variante illustrée, deux sous-démultiplexeurs DM1, DM2 à cinq entrées et 32 sorties, - un multiplexeur MX comprenant, dans la variante illustrée, deux sous-multiplexeurs M1, M2 à 5 entrées et 32 sorties avec une sortie de commande (outil, Out2), - un- registre REG constitué de deux sous-registres R1 et R2, le premier délivrant les 8 bits les moins significatifs (LSB) et le second Les 8 bits les plus significatifs (MSB) dont 3 sont utilisés, les 5 autres étant marqués à 0, - un circuit logique 84 de commande d'arrêt du comptage, - un circuit d'interface 82 relié à l'ordina- teur et commandant la lecture de R1, R2, la remise à zéro, la détection de défaut, la télécommande de mise en service, etc..., - un bus B reliant les divers éléments entre eux. Le fonctionnement de cet ensembLe est le suivant. Les impulsions de l'horloge H sont comptées dans le compteur CPT. Le démultiplexeur DMX envoie séquentiellement sur chacune des 32 colonnes de la matrice un signal logique alors que le multiptexeur MX lit séquentiellement L'état de chacune des lignes de ladite matrice. Lorsque l'interrupteur Iij situté sur la ligne i et la colonne j de la matrice est fermé, le signal logique appliqué à la colonne j appariait sur la ligne i. Alors apparaît à la sortie (Out1, Out2) du multiplexeur MX, une impulsion qui provoque l'arrêt du comptage, grâce au circuit logique 84, qui est relié aux sorties Outil, Out2 et qui émet une impulsion d'arrêt appliquée aux entrées A r de s compteurs.Le contenu du compteur arrêté est alors lu. Ce contenu est la référence numérique de l'interrupteur fermé de la matrice. Cette référence identifie l'équipement mis en service ou la fonction choisie. Ce contenu numérique (qui est au maximum de 1024 dans la variante illustrée) possède 8 bits de poids faible, qui sont adressés à l'ordinateur par le registre R1 et 8 bits de poids fort dont 3 sont utilisés et adressés à l'ordinateur par le registre R2. Le compteur CPT est remis à zero périodiquement lorsque son contenu a atteint la capacité maximum, par la porte OU 86 mais aussi sur ordre de L'ordinateur à travers L'interface 82 et la même porte 86 (signal RAZ). L'ordinateur commande également la mise en route du comptage par une connexion INIT (initialisation). Le demandeur a réalisé une carte interface de ce type avec des démultiplexeurs DM1, DM2 qui étaient des circuits 74 154, des multiplexeurs M1 et M2 qui étaient des 74 150, des registres R1, R2 qui etaient des LS 244, et l'interface 82 qui était un 74 LS 240. Avec un tel interface, le demandeur a pu réaliser un système muni de 32 fonctions, 128 références de répartiteurs et 864 références d'équipement. Quant à L'ordinateur 50, il doit traiter environ 5 Mégaoctets, l'application étant du type à temps différé. Le demandeur a utilisé pour cela un ordinateur de la Marque Goupil 4, qui est équipé d'un microprocesseur INTEL 80 286 fonctionnant à 8 MHz. L'ordinateur est par ailleurs équipé d'un écran couleur, d'un disque dur de 20 Mégaoctets, d'une mémoire vive de 512 kilooctets, d'un lecteur de disquette de 360 kilooctets, d'une carte interface parallèle MID LOGIC 40 et d'une carte DMA pour la sauvegarde du disque dur. Des périphériques peuvent être associés à l'ordinateur comme une imprimante rapide, (type TALLY MT 490), une unité de sauvegarde (SYSGEN 40) à cartouche magnétique et un moniteur déporté. Bien que L'homme du métier soit parfaitement capable de concevoir le logiciel adapté à l'applica- tion qui vient d'être décrite, d'autant qu'un ordinateur du commerce est utilisable dans l'invention, on va décrire rapidement l'architecture des fonctions à exécuter et cela en liaison avec la figure 7. La premiere fonction à remplir est la gestion des équipements, fonction symbolisée par Le bloc 100. La seconde est la constitution de circuit, symbolisée par le bloc 110. La première fonction met en oeuvre quatre moyens : - un catalogue des équipements 120, comprenant les informations relatives aux équipements, répartiteurs, signaux, etc..., - un répertoire "modèles de câblage" 130 destiné à faciliter le câblage par mémorisation de données types relatives à 60 modèles de câblage ; - un répertoire "modèles d'équipements" qui contient ce que l'on pourrait appeler le "savoir-faire" des équipements, - un répertoire des fichiers de câblage 140, - un fichier documentation 150. La seconde fonction réutilise les catalogues 120, 140 et 150 mais utilise en outre des catalogues de liai sons 160. Dans sa configuration de base, le système de L'invention permet de simuler - 120 répartiteurs (situation géographique, nom, ...), - 20 modèles d'équipements avec 5 configurations différentes pour chacun, - 864 équipements de capacite unitaire 112 paires maximum, avec possibilité de groupement, - 50 types de signaux différents, 1 à 6 composantes par signal, - 600 références de circuits par type de signal, soit 30 000 circuits de 1 à 6 fils, - chaque circuit peut être éclaté sur 3 branches différentes, chaque branche pouvant utiliser 20 équipements, - 60 modèles de câblage des connecteurs sont disponibles, mais il est possible d'en créer à la demande. Pour chaque type d'équipement, il est possible de définir - ses caractéristiques physiques (capacité, nom, positions de câblage et câblage des connecteurs, etat d'occupation des circuits...), - ses caractéristiques fonctionnelles (compa tibilite avec les Signaux, sens de transmission, changement de modularité, configuration des voies...). Pour chaque type de signal, il est possible de définir : - ses composantes (sens de transmission, dépairafe...), - sa fonction. La mise en oeuvre du système se déroule finalement comme suit : a) une première phase permet l'installation des composants du réseau. La modélisation des différents éléments permet de réduire la saisie de données car la création des fichiers de câblage est automatique. La cohérence des informations données au niveau des paramètres de départ est véri fiée chaque fois que cela est possible. b) cette première phase terminée, une seconde phase est entreprise qui porte sur la constitution des circuits. Cette opération correspond au "jarret i é rage" du réseau réel. Elle se déroule de la manière sui vante : - l'opérateur voit en permanence sur llé- cran associé au panneau synoptique le détail des circuits et L'état d'occupa tion de chaque équipement sélectionné. Son action consiste à affecter les compo santes du signal aux circuits sélection nés par simple appui sur des touches de fonction du clavier. La saisie de données classique est ainsi évitée à plus de 90%. Pendant cette opération, toute anomalie ou incohérence est détectée par le système. Les contrôles portent sur le choix géogra phique des supports et leur aptitute à transmettre le signal en cours. Une fiche de circuit est imprimée à la fin de chaque constitution de circuit. Elle est destinée à effectuer le câblage sur le circuit réel. La simulation d'un circuit de moyenne importance (5 supports) demande en moyenne 2 à 3 minutes, soit environ 10 fois moins qu'avec un fichier mécanographique. REVENDICATIONS 1. Système de gestion du cablage d'un reseau de communications, caractérisé par le fait qu'il comprend A) un ordinateur (50) apte à mémoriser et à traiter des donnees pour simuler l'état du reseau (equipements en service, répartiteurs utilisés, liaisons établies, signaux transmis, etc...), B) un ensemble synoptique comprenant a) un plan synoptique (52) du réseau, avec des moyens de représentation des équipements et répartiteurs, ces moyens permettant de simuler la mise en service desdits équipements ou répartiteurs par action sur un interrupteur, b) un clavier à touches (54) permettant la sélection de certaines fonctions, chaque touche agissant sur un inter rupteur, c) une interface (56) munie de moyens électroniques pour identifier les inter rupteurs actionnés et transmettre à L'ordinateur leur identité, laquelle désigne à l'ordinateur l'équipement, le répartiteur, la fonction sélection nés, d) un écran de contrôle (58) relié à l'or dinateur (50). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le plan synoptique est constitué d'un panneau (52) équipé de boutons-poussoirs (EQ1, EQ2...) affectés chacun à un équipement, l'enfoncement d'un bouton-poussoir provoquant la fermeture de l'interrupteur correspondant. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé par Le fait que l'interface comprend une horloge (H), un compteur (CPT) relié à L'horloge, un démultiplexeur (DMX) adressant les colonnes d'une matrice (80) d'interrupteurs (Iij) et un multiplexeur (MX), des moyens (84) d'arret du compteur, un registre (REG) pour délivrer un signal numérique correspondant au contenu du compteur arreté, des moyens (86) de remise à zéro du compteur.