Brevet FR2636482A1 — publié le 19900316

Procédé de synchronisation pour le multiplexage de mots dans un réseau de comaunication étoilé à fibres optiques L'invention concerne de manière générale le aultiplexage de signaux de conrmunication transmis vers une station centrale à travers un unique support de transmission tel que fibre optique par une pluralité de stations terminales raccordées en étoile et éloignées de différentes distances par rapport à la station centrale. Plus particulièrement l'invention concerne les co-itunications multiplexées à l'alternat collectif à travers des fibres optiques dans un réseau de téléconrmunications par exemple du type RNIS. Dans un réseau de téléco unications à fibres optiques, la desserte locale des signaux de communication entre un central local et des installations d'abonnE est réalisée au moyen d'un réseau de desserte étoilé comprenant plusieurs fibres optiques de transmission reliant le central et les installations d'abonné respectivement à différents accès d'un coupleur passif de fibres optiques constituant le noeud central du réseau de desserte étoilé. La cov unication entre le central et les installations d'abonné est du type à l'alternat collectif. Pendant des premières périodes de la coamunication, le central transmet un paquet descendant vers toutes les installations d'abohné. Le paquet descendant est constitué d'une pluralité de mots multiplexés destinés respectivement eux installations d'abonné. Pendant des secondes périodes de la comsunication, les installations d'abonné transmettent des lots destinés au central respectivement à différents instants déterminés. Au niveau du noeud central du réseau de desserte, les mots transmis par les installations d'abonné s'insèrent dans des intervalles temporels respectifs d'un paquet montant destiné au central. Dans ce type de réseau de desserte se pose un problème de synchronisation à la transmission entre les différentes installations d'abonné afin qu'au niveau du noeud central du réseau les mots transmis par les installations d'abonné coïncident précisément avec les intervalles temporels correspondants du paquet montant et n'interfèrent pas entre eux. Cette synchronisation est délicate à obtenir du fait que les installations d'abonné sont situées à des distances variables du noeud central du réseau de desserte et qu'il est donc nécessaire de tenir compte d'une disparité des temps de retard de propagation. La présente invention vise à fournir un procédé pour résoudre le problème de synchronisation exposé ci-dessus dans le contexte particulier d'un réseau local de desserte à fibres optiques et à l'alternat collectif mais qui convient également de manière générale pour tous réseaux de communication étoilés convoyant des communications multiplexées. A cette fin, le procédé de synchronisation selon l'invention pour le multiplexage sur un unique support de transmission tel que fibre optique de mots transmis respectivement par une pluralité de stations terminales et destinés à une station centrale, lesdites stations centrale et terminales étant interconnectées en un réseau de communication étoilé ayant des supports de transmission de différentes longueurs reliés respectivement aux différentes stations et à un noeud central du réseau de communication, est caractérisé en ce qu'une connexion d'une station terminale au réseau de communication est précédée par une mesure d'un temps de retard de propagation entre ladite station terminale et la station centrale et en ce qu'en fonction dudit temps de retard de propagation mesuré et d'un temps de retard de propagation de référence correspondant à la première station terminale connectée au réseau il est déterminé un temps de délai qui est attribué à la station terminale afin que celle-ci retarde la transmission de son mot dudit temps de délai de sorte qu'au niveau du noeud central du réseau ledit mot s'insère dans un intervalle temporel correspondant d'un message de mots multiplexés transmis à destination de la station centrale sans interférer avec les autres mots de message transmis par les autres stations terminales. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante du procédé selon l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la Pig. 1 montre schématiquement la structure d'un réseau de cosuu,nication étoilé à l'alternat et à fibres optiques pour la mise en oeuvre du procédé de synchronisation selon l'invention - la Fig. 2 montre des diagranes de paquets montants et descendants échangés entre un central et des installations d'abonné reliés au réseau de cosmunication représenté à la Fig. 1 ; et - la Fig. 3 est un chronogramme relatif à des échanges de paquets montants et descendants selon le procédé de l'invention entre le central et les installations d'abonné. En référence à la Fig. 1, un réseau de communication à l'alternat à fibres optiques du type à structure en étoile pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend par exemple un central 1 connecté à J-12 installations d'abonné 31 à 3J à travers un coupleur de fibres optiques bidirectionnel 2 ayant un premier accès relié au central 1 par une fibre optique 12 et J-12 seconds accès reliés respectivement aux J-12 installations d'abonné 31 à 3J à travers J=12 fibres optiques 231 à 23 . Le central 1 est situé à une distance Do du coupleur 2. La distance D0 est typiquement comprise entre O et 10 km. Cette distance Do introduit dans les signaux transmis à travers la fibre 12 un temps de retard de propagation t0. Les installations d'abonné à 33 sont situées respectivement par rapport au coupleur 2 à des distances D1 à DJ comprises typiquement entre 0 et 100 m. Aux distances D1 à DJ correspondent respectivement des temps de retard de propagation tl à tJ compris entre une valeur minimum tmini #0 5 et une valeur maximum tmaxi #0,5 ps. Des paquets sont transmis en alternat collectif entre le central 1 et les installations d'abonné 31 à 3J. Pendant des premières périodes de la conunication, le central 1 transmet des paquets descendants PD qui sont recus par toutes les installations d'abonné 31 à 3J. Pendant des secondes périodes de la co unication, les installations d'abonné 31 à 33 transmettent chacune un mot de données destiné au central 1. Au niveau du coupleur 2 constituant le centre du réseau étoilé, les différents mots transmis par les installations d'abonné coïncident respectivement avec différents intervalles temporels et forment un paquet montant PH qui est convoyé jusqu'au central 1 à travers la fibre optique 12.Les premières et secondes périodes de la communication sont alternées et pendant chaque période est transmis un unique paquet. Les structures des paquets descendants et montants PD et PM sont montrées à la Fig. 2. Un paquet descendant PD comprend J+1-I3 intervalles temporels dont N-J=12 intervalles temporels de mot de données IT1 à ITN 12 de même durée IT et un intervalle temporel de mot de service ITSD. Les intervalles temporels 1T1 à ITN contiennent des mots de données descendants MDj, où j est compris entre 1 et J, destinés spécifiquement aux installations d'abonné 31 à 35. Les intervalles temporels 1T1 à ITN ne sont pas attribués respectivement et de manière définitive aux installations d'abonné 31 à 3J. Leur attribution est spécifiée dans chaque paquet PD par un mot de service MS contenu dans l'intervalle temporel ITSD. Les intervalles temporels IT1 à ITN sont par exemple attribués par le central 1 en fonction de tordre de connexion des installations d'abonné 31 à 3J. Ainsi, si par exemple l'installation d'abonné 38 est la première à s'etre connectée, l'intervalle temporel IT1 lui est attribué pendant toute la durée de la communication et contient un mot de données descendant MD8 destiné à l'installation d'abonné 38. De manière générale, à une installation d'abonné 3 connectée est attribué un intervalle temporel IT dont l'indice n compris entre 1 n et N=J=12 représente un rang de connexion de l'installation 3j Outre la fonction de spécifier l'attribution des intervalles temporels de paquet 1T1 à ITN aux différentes installations d'abonné connectées, le mot de service MS a également pour fonction d'autoriser cycliquement des demandes de connexion des installations d'abonné 31 à 35 et de leur transmettre éventuellement des ordres de connexion émanant du central 1.Le mot de service MS d'un paquet descendant PD contient un ordre de connexion ou une autorisation de demande de connexion destinés spécifiquement à l'une des installations d'abonné 31 à 3J. Après la transmission de J=12 paquets descendants PD par le central 1, toutes les installations d'abonné 31 à 35 ont été sélectées et ont reçu soit un ordre soit une autorisation de demande de connexion. De marne qu'un paquet descendant PD, un paquet montant PM est composé de J+1"13 intervalles temporels dont N=J=12 intervalles temporels de mot de données 1T1 à ITN,12 de même durée IT et un intervalle temporel de mot de service ITEM. Les intervalles temporels IT1 à ITN d'un paquet PH contiennent des mots de données montant MM transmis par les installations d'abonné 31 à 3 et destinés au central 1. Les lots de données MDj et NHj occupent respectivement dans les paquets PD et PM des intervalles temporels ITn de marne rang n.L'intervalle de mot de service ITSM contient éventuellement un mot de demande de connexion DC. Le mot de demande de connexion DC est transmis par une installation d'abonné 3j en réponse à la réception d'un ordre de connexion ou d'une autorisation de demande de connexion transmis par le central 1. La position du mot de demande de connexion DC dans l'intervalle temporel ITSM est variable et dépend de la distance Dj correspondant à l'installation 3 jainsi que de la configuration de distribution des mots de données dans les intervalles temporels de mot de données IT1 à ITN comme cela apparattra plus clairement par la suite. En référence à la Fig. 3, il est maintenant décrit des transferts de paquets intervenant entre le central et des installations d'abonne conformément au procédé selon l'invention et dans une configuration de communication telle que par exemple plusieurs installations 3rs 36 , 31,.... 36, 31,... 3 sontsont connectées au réseau et en cours de communication avec la central 1 et qu'une demande de connexion est effectuée par une installation non connectée 3k en réponse à un ordre ou une autorisation de demande de connexion délivré par la central 1, r et k étant des indices compris entre 1 et J. Les installations d'abonné 3r, 36 31,...3j sont supposées j s'âtre connectées au réseau dans l'ordre correspondant et consécutivement les mots de données WMr, MM6, MM1,...MMj qu'elles délivrent occupent respectivement les intervalles temporels IT1, IT2, IT3,.. .ITn de paquets montants PM. n Min de faciliter la lecture du chronograwme montré à la Fig. 3, les paquets et mots transmis par le central et les installations d'abonné sont représentés sur des lignes repérées.par la lettre T. Les paquets et mots reçus par le central et les installations d'abonné sont représentés sur des lignes repérées par la lettre R. Comme montré à une première ligne T en haut de la Fig. 3, pendant une première période de communication un premier paquet descendant PD1 est transmis par le central 1 à un instant origine t. Le paquet PD1 est reçu par les installations d'abonné 3r' 36 31,---3j, et 3k respectivement avec des temps de retard Tr=to+tr, T6-t0+t6, t1,...Tj Tj=t0+tj et Tkstotk. Après la fin de la réception du paquet PD1, pendant une seconde période de communication, les installations d'abonné 3r, 36 31,---3j transmettent les mots de données MMr MM6, MMI,. ...MMj respectivement aux termes de délais #tI + 0.IT, At6+1.IT, #t1+2.IT,... #tj+(n-1).IT. Ces délais comprennent des composantes #r . #t6, #t1,...Atj qui sont déterminés de manière à compenser les différences de temps de retard de propagation pour qu'au niveau du coupleur 2 les mots de données MM,, MM6, MMl,...MMj colncident J avec les intervalles temporels correspondants IT1, . IT3,...IT 1T1, 1T2, n afin de former un paquet montant PM1. Selon le procédé de l'invention, afin de déterminer les composantes de délai At à attribuer aux installations d'abonné, le central 1 réalise avant la connexion effective de chaque installation d'abonné une mesure du temps de retard de propagation correspondant à l'installation d'abonné. Afin de réaliser la mesure du temps de retard de propagation T k correspondant à l'installation d'abonné 3ks le central initialise à l'instant origine ti un dispositif de comptage dont le contenu est incrémenté cycliquement sous la commande d'horloges de fréquences déterminées. A la fin de la réception du paquet.PDl, l'installation d'abonné 3k transmet sans délai le mot de demande de connexion DC. Le début de la réception du mot de demande de connexion DC est détecté par le central qui bloque le dispositif de comptage en réponse à cette détection.Le contenu dudit dispositif de comptage est alors représentatif d'une durée Ta écoulée entre l'instant t i correspondant au début de la transmission du paquet PDI et l'instant de début de réception du mot de demande de connexion DC transmis par l'installation 3k La durée Ta est exprimée par l'égalité suivante Ta=2Tk+DP, (1) où DP représente la durée fixe d'un paquet descendant PD. A partir de cette égalité (I) et de la durée mesurée Ta, le central calcule le temps de retard de propagation Tk Il est considéré maintenant les mots MM et MMj transmis par r j les deux installations d'abonné quelconques 3 et 3j .La coincidence de ces mots MM et MMj au niveau du coupleur 2 avec les intervalles temporels correspondants 1T1 et IT est effective à n condition que la relation suivante soit satisfaite 2T +DP+At - 2Tj+DP+#tj, d'où les égalités At a At +2(T -T ) (2) #tj = #tr+2 (Tr-Tj) #tj = #tr+2(tr -tj ) - #tr +2(tr-tj) L'égalité (2) est utilisée par le central 1 pour déterminer la composante de délai Atk à attribuer à l'installation d'abonné 3k La composante de délai Atk est donnée par l'égalité Atk - Atr +2(TrTk) (3) La composante de délai At r et le temps de retard de propagation T correspondant à la première installation d'abonné 3 r r connectée au réseau sont mémorisés par le central 1 et sont utilisés comme valeurs de référence pour le calcul des autres composantes de délai At au fur et à mesure de la connexion des autres installations d'abonné. La composante de délai At affectée par le central 1 à la première installation d'abonné 3 connectée au réseau doit âtre déterminée de manière à respecter deux conditions fonctionnelles. Une première condition fonctionnelle est exprimée par la relation suivante #tr # 2(tmaxi) -t ) Atr a maxi mini (4) Cette relation (4) est déduite à partir de l'égalité (2) en considérant qu'une composante de délai A j doit être positive ou nulle et cela quels que soient les indices j et r compris entre 1 et J. Une seconde condition fonctionnelle découle dù fait que la composante de délai At doit être telle que la fin de la réception r du mot de demande de connexion DC transmis par l'installation d'abonné 3k intervienne avant le début de la réception du mot de données MM transmis par l'installation 3r, afin d'éviter toute r possibilité d'interférence dans la réception des mots DC et MM La relation suivante doit donc être satisfaite : Tb a > Ta+D (5) où Tb et D représentent respectivement la durée écoulée entre l'instant initial ti et l'instant de début de réception du mot de données MM et la durée du mot de demande de connexion DC. D'où compte tenu de l'égalité (1) et de l'égalité Tb a 2Tr+DP+Atr, il vient la relation suivante : #tr > 2(tk-tr)+D (6) Pour satisfaire à cette relation (6) quels que soient les indices k et r compris entre 1 et J, la seconde condition fonctionnelle suivante doit être satisfaite #tr > 2(tmaxi (7) Cette condition (7) englobe la première condition fonctionnelle (4) et est donc suffisante à elle seule. La composante de délai #tk et le rang n+l correspondant à l'installation d'abonné 3k sont inclus par le central I dans le mot de service MS d'un paquet descendant PD2 transmis par le central lors d'une première période de communication suivant la réception du paquet montant PMl. La composante de délai #tk et le rang n+l sont détectés par l'installation 3k dans le mot de service MS du paquet PD2 et sont mémorisés pour toute la durée de la communication. L'installation d'abonné 3k transmet le mot de données NNk au terme d'un délai Atk+n.IT après la fin de la réception du paquet PM2. Au niveau du coupleur 2, le mot coïncide ainsi avec l'intervalle temporel correspondant IT;+1 d'un paquet montant PM2 transmis vers le central 1. REVENDICATIONS 1 - Procédé de synchronisation pour le multiplexage sur un unique support de transmission tel que fibre optique de mots transmis respectivement par une pluralité de stations terminales à à 3J) et destinés à une station centrale (1), lesdites stations centrale et terminales (1, 31 à 3J) étant interconnectées en un réseau de communication étoilé ayant des supports de transmission (12, 231 à 23j) de différentes longueurs reliés respectivement aux différentes stations (1, 31 à 3j) et à un noeud central (2) du réseau de communication, caractérisé en ce qu'une connexion d'une station terminale (3k) 8U réseau de communication est précédée par une mesure d'un temps de retard de propagation (Tk) entre ladite station terminale (3k) et la station centrale (1) et en ce qu'en fonction dudit temps de retard de propagation mesuré (Tk) et d'un temps de retard de propagation de référence (tir) correspondant à la première station terminale (3r) connectée au réseau il est déterminé un temps de délai (htk) qui est attribué à la station terminale (3k) afin que celle-ci retarde la transmission de son mot dudit temps de délai (btk) de sorte qu'au niveau du noeud central (2) du réseau ledit mot (MMk) s'insère dans un intervalle temporel correspondant (ITn+1) d'un message de mots multiplexés (PH) transmis à destination de la station centrale (1) sans interférer avec les autres mots de message (MMj) transmis par les autres stations terminales (33). 2 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le temps de délai (Atk) attribué à une station terminale (3k) est égal à la s-se d'un temps de délai de référence (btr) correspondant à la première station terminale (3r) connectée au réseau et de deux fois la différence entre le tapa de retard de propagation de référence (Tr) et le tqps de retard de propagation mesuré (tek) correspondant à ladite station terminale 3 - Procédé conforme a la revendication 2, caractérisé en ce que le temps de délai de référence (#tr) est au moins égal à la somme de deux fois la différence (tmaxitmini) entre un temps de retard de propagation maximum et un temps de retard de propagation minimum correspondant respectivement à une station terminale la plus proche du noeud central (2) du réseau et à une station terminale la plus éloignée du noeud central (2) et d'une durée déterminée (D) correspondant à un mot de demande de connexion (DC) éventuellement transmis vers la station centrale (1) par une station terminale