Brevet FR2630871A1 — publié le 19891103

Procédé et dispositif d'adjonction et de séparation d'un canal numérique à bas débit au canal numérique à haut débit d'une liaison de transmission. La présente invention concerne l'adjonction et la séparation d'un canal numérique à bas débit au canal numérique à haut débit d'une liaison de transmission par surmodulation ou superposition d'amplitude dans le signal transmis en ligne. Dans ce genre d'opérations couramment effectuées pour ajouter une voie de service à une liaison de transmission numérique, le taux de surmodulation ou de superposition d'amplitude doit être choisi de manière à permettre d'avoir les mêmes performances en taux d'erreurs pour le canal numérique à haut débit et celui à bas débit, tout en restant suffisamment faible pour que la plus grande partie de la puissance émise en ligne reste consacrée au canal numérique à haut débit. Dans la plupart des liaisons de transmission connues, le signal du canal numérique à haut débit ne parasite pas le signal du canal numérique à bas débit car il est codé à l'aide d'un code de transmission redondant tel que les codes 5B6B, 12BIPlC ou autres, qui facilite la récupération de rythme et la détection des erreurs en ligne et qui a en outre la propriété de supprimer la composante continue et d'atténuer les composantes basses fréquences. Cela autorise un faible taux de surmodulation ou de superposition et une séparation du canal à bas débit par un simple filtrage passe- bas. Dans les nouvelles liaisons de transmission à très haut débit telles que les liaisons de transmission par fibre optique, on est conduit à abandonner le codage de transmission pour le canal numérique à haut débit car il a l'inconvénient d'augmenter encore le débit. En l'absence de ce codage, le signal du canal numérique à haut débit présente alors des composantes basses fréquences qui parasitent de manière importante le signal du canal numérique à bas débit et contre lesquelles on lutte en augmentant le taux de surmodulation ou-de superposition d'amplitude et par conséquent la part de puissance -2- émise consacrée au canal numérique à bas débit. La présente invention a pour but de permettre l'adjonction et la séparation d'un canal numérique à bas débit au canal numérique à très haut débit d'une liaison de transmission avec un taux de surmodulation ou de superposition faible permettant de consacrer l'essentiel de la puissance émise à la transmission du canal numérique à très haut débit. Elle a pour objet un procédé d'adjonction et de séparation d'un canal numérique à bas débit au canal numérique à haut débit d'une liaison de transmission dans lequel le signal du canal numérique à bas débit est ajouté au signal du canal numérique à haut débit dans le signal de transmission par surmodulation ou superposition d'amplitude, o le signal du canal numérique à haut débit est régénéré à partir du signal de transmission par comparaison de la valeur instantanée de l'amplitude de ce dernier signal à un niveau voisin de la moitié de l'amplitude minimale utile de sa composante de signal de canal numérique à haut débit et o le signal du canal numérique à bas débit est extrait du signal de transmission par soustraction du signal régénéré du canal numérique à haut débit et filtrage passe-bas. Selon un mode préféré de mise en oeuvre, le signal du canal numérique à bas débit est également régénéré lors de son extraction du signal de transmission par soustraction du signal régénéré du canal numérique à haut débit et filtrage passe-bas. L'invention a également pour objet des dispositifs de mise en oeuvre du procédé précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description ci-après de deux modes de réalisation donnés à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel: - la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention d'adjonction et de séparation d'un canal numérique à bas débit au canal numérique à haut débit d'une liaison de transmis- sion par fibre optique, - la figure 2 est un schéma synoptique d'une variante du -3- dispositif illustré à la figure 1, - la figure 3 est un diagramme illustrant, en fonction du temps, la forme d'un signal composite de transmission résultant d'une surmodulation de l'amplitude du signal du canal numérique à haut débit par le signal du canal numérique à bas débit et, - la figure 4 est un diagramme illustrant, en fonction du temps, la forme d'un signal composite de transmission résultant d'une superposition des amplitudes des canaux numériques à haut et à bas débits. On distingue dans la figure 1 un émetteur 10 et un récepteur reliés par une liaison à fibre optique 30 pour transmettre un signal Sl(t) d'un canal numérique à bas débit et un signal S2(t) d'un canal numérique à haut débit appliqués à des entrées 11 et 12 de l'émetteur 10 jusqu'à des sorties distinctes 21 et 22 du récepteur 20. L'émetteur 10 comporte en entrée, un modulateur 13 qui reçoit les signaux S1(t) et S2(t) des canaux numériques à bas et haut débits sous forme de signaux électriques binaires à deux niveaux 0 et 1 et qui engendre, de manière connue en soi, un signal électrique composite de surmodulation S(t) de la forme: S(t) ( 1 Sl(t)) S2(t) ou un signal électrique de superposition S(t) de la forme: S(t) = S2(t) + 0 Sl(t). o o(est un taux de surmodulation ou de superposition d'amplitude. Un émetteur optique 14 placéeà la suite du modulateur 13 utilise le signal électrique composite S(t) pour faire varier l'intensité lumineuse émise par une diode laser ou électroluminescente dans la liaison-à fibre optique 30. Le récepteur 20 reçoit le signal composite S(t) sous forme de variations d'intensité lumineuse transmises par la fibre optique et le transforme en un signal électrique grâce à un photodétecteur préamplificateur d'entrée 23. Il comporte, à la suite du photodétecteur 23, un premier régénérateur 24 qui délivre sur la sortie 22 le signal S2(t) du canal numérique à haut débit, un soustracteur analogi- que 25 connecté par une entrée additive à la sortie du photodétecteur -423 et par une entrée soustractive à la sortie du premier régénérateur 24, un filtre passe-bas 26 disposé à la suite du soustracteur 25, avec une bande passante optimisant le rapport signal à bruit dans le canal numérique à bas débit égale, par exemple, à 0,7 fois celle de ce dernier et un deuxième régénérateur 27 qui est placé à la suite du filtre passebas 26 et qui délivre sur la sortie 21 le signal Sl(t) du canal numérique à bas débit. Le premier régénérateur 24 peut être précédé par un filtre passe-bas non représenté avec une bande passante optimisant le rapport signal à bruit du canal numérique à haut débit égale, par exemple, à 0,7 fois celle de ce dernier. Il régénère, de la manière habituelle, le signal S2(t) du canal numérique à haut débit en comparant l'amplitude instantanée du signal composite S(t) délivré par le photodétecteur 23 à un niveau voisin de la moitié de l'amplitude minimale utile de sa composante correspondant au signal du canal numérique à haut débit. Il peut en outre resynchroniser la version du signal S2(t) disponible sur la sortie 22 avec le rythme du canal numérique à haut débit récupéré au moyen d'un oscillateur verrouillé en phase sur la position moyenne des transitions du signal composite S(t). Le soustracteur analogique 25 élimine le talon du signal composite S(t) qui est uniquement dû au signal S2(t) du canal numérique à haut débit et qui constitue une composante parasite pour la détection du signal S1(t) du canal numérique à bas débit. Il ne conserve que la frange de surmodulation ou de superposition et délivre un signal S'(t) égal soit à: S'(t) = S(t) S2(t) = (1 + S1t)) S2(t) - S2(t) = Sl1(t). S2(t) dans le cas d'une surmodulation, soit à: S'(t) = S(t) - S2(t) i Sl1(t) dans le cas d'une superposition. Le filtre passe-bas 26 dont la bande passante correspond à celle du canal numérique à bas débit permet, en éliminant la majeure partie du spectre des fréquences du canal numérique à haut débit, d'extraire le signal S1(t) du canal numérique à bas débit -- 5 -- du signal S'(t) délivré par la soustracteur analogique 25. Le deuxième régénérateur 27 régénère la version du signal S1(t) du canal numérique à bas débit disponible sur la sortie 21, en comparant l'amplitude.instantanée de la version du signal S1(t) délivrée par le filtre passe-bas 26 à un niveau voisin de la moitié de son amplitude moyenne. Il peut en outre resynchroniser la version du signal Sl(t) disponible sur la sortie 21 avec le rythme du canal numérique à bas débit récupéré au moyen d'un oscillateur verrouillé en phase sur la position moyenne des transitions du signal délivré par le filtre passe-bas 26. Le soustracteur analogique 25 qui est placé devant le filtre passe-bas 26 qui extrait le signal Sl(t) du canal numérique à bas débit permet d'éliminer la plus grande partie du bruit provoqué par la présence du signal S2(t) du canal numérique à haut débit dans le signal composite de transmission S(t) et par conséquent de diminuer le taux de surmodulation ou de superposition et la puissance émise consacrée au canal numérique à bas débit. C'est ainsi que pour un même taux d'erreurs sur le canal numérique à bas débit, la présence du soustracteur analogique 25 permet de ramener par exemple le taux de surmodulation de 22 % à 3,5 % -4 seulement pour un rapport bas débit sur haut débit égal à 8 x 10-4. Par la même occasion, le parasitage du canal du canal numérique à haut débit par le canal numérique à bas débit diminue et passe de 1 db à moins de 0,15 db. La figure 2 illustre une variante du dispositif de la figure 1 dans laquelle les éléments inchangés ont conservé les mêmes références. Cette variante ne diffère qu'au niveau du récepteur 20', par la constitution des circuits d'extraction et de régénération du signal S1(t) du canal numérique à bas débit. Ces circuit se composent d'un comparateur 34 formé d'un amplificateur différentiel à grand gain qui délivre sur la sortie 21 le signal S1(t) du canal numérique à bas débit et qui a son entrée non inverseuse reliée à la sortie du photodétecteur 23 par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 31 et son entrée inverseuse reliée à la sortie du premier régénérateur 24 par l'intermédiaire d'un additionneur 32 et d'un autre filtre - 6 - passe-bas 33. Les filtres passe-bas 31 et 33 ont les mêmes caractéristiques et jouent le même rôle que le filtre passe-bas 26 de la figure 1 mais opèrent au niveau du signal composite de transmission S(t) et du signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit, le signal Sl(t) du canal numérique à bas débit n'apparaissant plus de manière explicite sous forme non régénérée. Le comparateur 34 réalise à la fois l'extraction du signal S1(t) du canal numérique à bas débit et sa première étape de régénération qui consiste à lui redonner une forme binaire avant de le resynchroniser. Pour ce faire, il soustrait du signal composite de transmission S(t) préalablement filtré pour ne laisser subsister que la bande des fréquences du canal numérique à bas débit, le signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit qui est également filtré pour ne laisser subsister que la bande des fréquences du canal numérique à bas débit et auquel on a ajouté un niveau de seuil de décision. L'additionneur 32 est un additionneur à résistances qui permet d'additionner le niveau de seuil de décision aux composantes basses fréquences du signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit et donc de soustraire ce niveau de seuil des composantes basses fréquences de la différence entre les signaux S(t) et S2(t) effectuée par le comparateur 30. La figure 3 illustre la forme du signal composite S(t) émis en ligne sur la fibre optique 30 en cas de surmodulation d'amplitude. Ce signal composite est un signal rectangulaire à trois niveaux: un niveau inférieur a correspondant aux états logiques 0 simultanés des signaux Sl(t) et S2(t) des canaux numériques à bas et haut débits, un niveau intermédiaire b correspondant aux états logique 1 du signal S2(t) du canal numérique à haut débit coïncidant avec un état logique 0 du signal Sl(t) du canal numérique à bas débit, et un niveau supérieur c correspondant aux états logiques 1 du signal S2(t) du canal numérique à haut débit coïncidant avec un état logique 1 du signal Sl(t) du canal numérique à bas débit. Le taux de surmodulation t correspond au rapport: c-b b - a La ligne de pointillés d tracée à mi-hauteur entre les niveaux - 7- a et b situe le niveau de comparaison utilisé par le premier régénéra- teur 24. La figure 4 illustre la forme du signal composite S(t) émis en ligne sur la fibre optique 30 en cas de superposition d'amplitude. Ce signal composite est un signal rectangulaire à quatre niveaux: un niveau inférieur extrême a'correspondant aux états logiques O simultanés des signaux Sl(t) et S2(t) des canaux numériques à bas et haut débits, un niveau intermédiaire inférieur e' correspondant aux états logiques O du signal S2(t) du canal numérique à haut débit coïncidant avec des états logiques 1 du signal Sl(t) du canal numérique à bas débit, un niveau intermédiaire supérieur b' correspondant aux états logiques 1 du signal S2(t) du canal numérique à haut débit coïncidant avec un état logique O du signal Sl(t) du canal numérique à bas débit, et un niveau supérieur extrême c' correspondant aux états logiques 1 simultanés des signaux S1(t) et S2(t) des canaux numériques à bas et à haut débits. La ligne de pointillés d' tracée à mi hauteur entre les niveaux e' et b' situe le niveau de comparaison utilisé par le premier régénérateur 24. On peut, sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions au remplacer certains moyens par des moyens équivalents. - 8 - REVENDICATIONS: 1/ Procédé d'adjonction et de séparation d'un canal numérique à bas débit au canal numérique à haut débit d'une liaison de transmission dans lequel le signal Sl(t) du canal numérique à bas débit est ajouté au signal S2(t) du canal numérique à haut débit dans un signal composite de transmission S(t) par surmodulation ou superposi- tion d'amplitude et o le signal S2(t) du canal numérique à haut débit est régénéré à partir du signalcomposite de transmission S(t) par comparaison de la valeur instantanée d'amplitude de ce dernier signal S(t) à un niveau (d, d') voisin de la moitié de l'amplitude minimale utile de la composante du signal S2(t) du canal numérique à haut débit dans le signal composite de transmission S(t), caractérisé en ce que le signal S1(t) du canal numérique à bas débit est extrait du signal composite de transmission S(t) par soustraction à ce signal composite du signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit et filtrage passe-bas. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtrage passe-bas est effectué sur le signal différence résultant de la soustraction au signal composite S(t) du signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtrage passe-bas est effectué à la fois sur le signal composite S(t) et sur le signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit, avant leur soustraction. 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal S1(t) du canal numérique à bas débit, après avoir été extrait du signal composite de transmission S(t) est régénéré par comparaison de la valeur instantanée de son amplitude avec un niveau voisin de la moitié de son amplitude moyenne. 5/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendica- tion 2 comportant, à l'émission, des moyens (13) de surmodulation ou de superposition en amplitude du signal S1(t) du canal numérique à bas débit sur le signal S2(t) du canal numérique à haut débit délivrant un signal composite de transmission S(t) et, à la réception, des moyens de régénération (24) du signal S2(t) du canal numérique -9- à haut débit à partir du signal composite de transmission S(t) par comparaison de la valeur instantanée d'amplitude de ce dernier signal S(t) à un niveau (d, d') voisin de la moitié de l'amplitude minimale utile de la composante dans ce signal composite S(t) due au signal S2(t) du canal numérique à haut débit, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, en réception, des moyens (25) pour soustraire le signal régénéré S2(t) du canal numérique à haut débit du signal composite de transmission S(t) et des moyens de filtrage passe-bas (26) opérant sur le signal différence obtenu S'(t) et en extrayant le signal S1(t) du canal numérique à bas débit. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de régénération (27) du signal Sl(t) du canal numérique à bas débit recevant le signal délivré par les moyens de filtrage passe-bas (26) et opérant par comparaison de la valeur instantanée de l'amplitude du signal reçu avec un niveau voisin de son amplitude moyenne au sortir des moyens de filtrage passe-bas (26). 7/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendica- tion 3, comportant à l'émission, des moyens (13) de surmodulation ou de superposition en amplitude du signal 1Sl(t) du canal numérique à bas débit sur le signal S2(t) du canal numérique à haut débit délivrant un signal composite S(t) et à la réception, des moyens de régénération du signal S2(t) du canal numérique à haut débit à partir du signal composite S(t) par comparaison de la valeur instantanée d'amplitude de ce signal composite S(t) à un niveau (d, d') voisin de la moitié de l'amplitude minimal utile de la composante dans ce signal composite S(t) due au signal S2(t) du canal numérique à haut débit, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, en réception, des premiers moyens de filtrage passe- bas (31) opérant sur le signal composite S(t)-, des deuxièmes moyens de filtrage passe-bas (33) opérant sur le signal régénéré S2(t) du canal numérique à-haut débit et des moyens (32, 34) pour soustraire le signal fourni par les deuxièmes moyens de filtrage passe-bas de celui fourni par les premiers moyens de filtrage passe-bas et pour régénérer le signal différence obtenu - 10 - constituant le signal Sl(t) du canal numérique à bas débit par comparaison de sa valeur instantanée d'amplitude avec un niveau voisin de la moitié de son amplitude moyenne. 8/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (32, 34) de soustraction et de régénération comportent un amplificateur différentiel (34) ayant son entrée non inverseuse connectée en sortie des premiers moyens de filtrage passe-bas et son entrée inverseuse connectée en sortie des deuxièmes moyens de filtrage passe-bas, et un additionneur (32) qui est intercalé entre la sortie des deuxièmes moyens de filtrage passe-bas et l'entrée inverseuse de l'amplificateur différentiel et qui ajoute au signal délivré par les deuxièmes moyens de filtrage passe-bas un niveau continu de seuil de régénération. 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit additionneur (32) est un additionneur à résistances.