Brevet FR2650136A1 — publié le 19910125

La présente invention concerne un dispositif de constitution de ceLlules à partir de signaux numérisés et un dispositif de multiplexage associé. On connaSt maintenant depuis de nombreuses années des dispositifs de multiplexage permettant d'augmenter de façon importante Le nombre de communications de paroLe, c'est-à-dire de téléphonie, ou de données transmises sur un même canal On sait également que dans une communication, en particulier Lors de la transmission d'un signaL de parole, iL existe de nombreux silences qui peuvent être utiLisés pour transmettre une autre communication. On a constaté qu'il était ainsi possible de doubler les entrées d'un organe de multipLe- xage par rapport au débit du canaL de transmission associé à cet organe, Les communications ayant statistiquement une très grandeprobabiLité de passer lorsque. le nombre de voies d'entrée est important. Jusqu'à présent on a toutefois réservé Les canaux de transmission à des communications de même nature, c'est-à- dire soit de La parole1 soit des données. On a en effet considéré qu'il ne pouvait être envisagé de faire passer sur un même canal de La parole, qui a toujours un degré de priorité très élevé car les interlocuteurs n'acceptent pas que Leur conversation soit hachée par des silences perceptibles, et des données qui peuvent faire l'objet d'un retard d'acheminement allant de quelques fractions de seconde à plusieurs minutes, voire même plusieurs heures, mais doivent être transmises avec un coefficient de sécurité tres élevé compte tenu des difficultés de détecter une anomalie de transmission et de demander une répétition de L'information. Or il s'avère que ta proportion de communications de paroles et de données devant être transmises. par un même réseau varie de façon importante. En particulier Le développement des machines adaptées à passer des données aux heures creuses se trouve freiné par La réservation qui est faite actuellement de certains canaux à la transmission de communications téléphoniques. Un but de La présente invention est de proposer un dispositif permettant de transmettre sur un même canal des communications de natures différentes, en particulier des communications de parole et de données. En vue de La réalisation de ce but, on prévoit selon L'invention un dispositif de constitution de cellules à partir de signaux numérisés arrivant sur une première voie et une seconde voie ayant des indices de priorité différents, La première voie ayant un indice de priorité supérieur à La seconde voie, comportant un détecteur de présence d'un signal sur la première voie pour transmettre ce signal à un organe de constitution de ceLLule et transmettre simultanément un indicateur de présence et un indicateur de priorité à un organe de constitution d'étiquette, tout en assurant le blocage de la seconde voie, ou envoyer une information de déblocage à un détecteur de présence de la seconde voie Lorsqu'aucun signal n'est présent sur la première voie. Ainsi, quand un signal de priorité élevée, par exemple un signal de parole arrive sur la première voie, les cellules sont remplies avec ce signaL, mais dès que ce signal est absent, Le canal est utilisé pour passer des signaux ayant une priorité moins élevée, par exemple des signaux de données. Selon une version avantageuse de cet aspect de L'invention dans lequel Les signaux de la première voie sont les signaux de parole, le détecteur de présence sur cette voie est un détecteur d'activité vocale. Ainsi, on assure non seulement la détection de La présence d'un signal sur La voie, mais également la sélection de La nature de ce signal, de sorte que si du bruit ne correspondant pas à une activité vocale, se trouve transmis sur la voie, le canal est néanmoins Libéré pour les signaux provenant de La seconde voie. Selon un mode de réalisation préféré de cet aspect de L'invention, la seconde voie comporte une mémoire tampon Ainsi, les signaux de priorité plus faibles peuvent être mis en attente jusqu'au moment où une cellule est disponible pour les transmettre. Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit un dispositif de multiplexage comportant une série de voies d'entrée pour la transmission de signaux numériques agencés sous forme de cellules de base comprenant chacune un drapeau et au moins une cellule éémentaire, dans lequel chaque cellule élémentaire est associée à un indicateur de présence de signaL et à un indicateur de priorité, et Le dispositif de muLtipLexage comporte des blocs de gestion de priorité associés aux voies d'entrée et comportant chacun un détecteur de présence pour analyseur L'indicateur de présence et déterminer lorsqu'une cellule élémentaire arrivant sur La voie d'entrée associée est occupée par un signal , et un détecteur de priorité pour ana Lyser Les indicateurs de priorité des différentes voies d'entrée pour Lesquelles La présence d'un signal a été détectée,assurer La transmission d'un signal ayant le plus fort indicateur de priorité, et bloquer simultanément d'autres signaux ayant des indicateurs de priorité plus faibles. Ainsi on assure une transmission des signaux seLon Leur ordre de priorité, tout en assurant un coefficient de rempLissage maximum du canal de transmission. Selon une version avantageuse de cet aspect de L'invention dans laquelle les signaux arrivant sur une voie d'entrée sont de différentes natures, Le bloc de gestion des priorités associé comporte une ligne de traitement associée à chaque nature de signaL, chaque Ligne de traitement comprenant un commutateur de présence relié au détecteur de présence, et un commutateur de priorité relié au détecteur de priorité. De préference, les commutateurs de priorité sont reliés au détecteur de priorité, par une ligne commune et sont disposés en aval des commutateurs de présence selon un sens de propagation des signaux dans chaque Ligne de traitement.Ainsi on minimise le nombre de Lignes nécessaires pour le blocage ou Le déblocage d'un signal. D'autres caractéristiques et avantages de L'invention apparaltront à la Lecture de la description qui suit d'un mode de réaLisation particulier non limitatif de L'invention en liaison avec Les dessins ci-joints parmi Lesquels - la figure 1 est un schéma par bloc d'un dispositif selon L'invention pour la constitution de cellules à partir de signaux numérisés, - la figure 2 est une représentation schématique d'une cellule obtenue au moyen du dispositif de La figure 1, - la figure 3 est un schéma de bloc d'un dispositif de multiplexage selon L'invention. En référence aux figures, Le dispositif de constitution de cellules à partir de signaux numérisés, comporte une première voie 1 sur LaqueLLe arrivent des signaux numérisés ayant un indice de priorité donné, par exemple des signaux de paroles ayant un indice de priorité très élevé, et une seconde voie 2 sur Laquelle arrivent des signaux numérisés ayant un indice de priorité inférieur à L'indice de priorité de La première voie. Dans le mode de réalisation illustré où les signaux arrivant sur la première voie 1 sont des signaux de parole, la voie 1 est reliée d'une part, à un organe de réduction de débit 3 et,en parallèle, à un détecteur d'activité vocale 4 qui détecte la présence d'un signal vocal sur la première voie 1. En aval de l'organe de réduction de débit 3, selon un sens de transmission des signaux, la première voie comporte un organe de codage correcteur d'erreurs 5 suivi d'un commutateur de présence de parole 6 ayant une entrée de commande reliée au détecteur d'activité vocale 4. En aval du commutateur de présence de parole 6, la voie 1comporte un organe de retard 7 suivi d'un organe de constitution de cellules 8 dont La sortie 9 est reliée à un canal de transmission ou à un dispositif de multiplexage. Le détecteur d'activité vocaLe 4 est également relié à un organe de constitution d'étiquette 10 dont la sortie est reliée à l'organe de constitution de cellules 8. ParaLlèlement, La seconde voie est reliée à une mémoire tampon 11 dont La sortie est reliée d'une part à un pour détecteur de présence de données 12 et, d'autre part, à un second détecteur de présence de données 13. Le premier de- tecteur de présence de données 12 a une entrée de commande reliée au détecteur d'activité vocale 13 et une autre entrée de commande reliée, à une ligne de retour 15 provenant d'un dispositif receveur de données en aval du dispositif de cons titution de cellules. Le second détecteur de présence de donnees 13 a également une entrée de commande reliée au détecteur d'activité vocale 4 et sa sortie est reliée à un commutateur 16 ayant une entrée de commande reLiée à La ligne de retour 15.Par ailleurs, La mémoire tampon 11 est reLiée par une Ligne de retour 17 à un organe d'émission de données non représenté disposé en amont du dispositif de constitution de cellules. Une Ligne 18 provenant également de cet organe d'émission de données est reliée à L'organe de constitution d'étiquette 10 pour transmettre à celui-ci La valeur de L'indicateur de priorité de cet organe d'émission de données. Le fonctionnement du dispositif de constitution de cellules seLon L'invention est Le suivant : lorsqu'un signal de parole est détecté par le détecteur d'activité vocale 4, celui-ci assure simultanément Le déblocage de la transmission au niveau du commutateur de présence de parole 6, la transmission d'une présence de parole ê d'un indice de priorité de la parole à L'organe de constitution d'étiquette 10, et un blocage des détecteurs de présence de données 12 et 13. Lorsqu'aucune activité vocale n'est détectée, le détecteur d'activité vocale 4 assure simultanément le blocage du commutateur 6 afin d'éviter la transmission de signaux, teL que du bruit, qui surviendraient sur la première voie, et Le déblocage des détecteurs de présence de données 12 et 13. Ceuxci vérifient la présence de données dans la mémoire tampon 11 et, par le signal qui Leur parvient par La Ligne de retour 15, s'assurent que le dispositif en aval du dispositif de constitution de cellules est prêt à recevoir des données. Dans ce cas, Les données sont acheminées vers L'organe de constitution de cellules 8, tandis que L'indicateur de présence de données est transmis à l'organe de constitution d'étiquette 10. L'organe de retard 7 sur La ligne de traitement de la première voie sert à assurer une synchronisation entre La première et La seconde voie pour que des signaux formant une cellule atteignent l'organe de constitution de cellules suivant une périodicité constante, que Les signaux viennent de la première ou la seconde voie. Bien entendu le dispositif de constitution de cellules fonctionne en association avec une horloge non représentée. Dès que de la place est disponible dans la mémoire tampon 11, la Ligne de retour 17 envoie un signal au dispositif d'émission de données disposé en amont pour permettre un remplissage de La mémoire tampon. A partir des signaux provenant de La première ou de la seconde voie, l'organe de constitution de cellules constitue une cellule de base comprenant un drapeau D (voir figure 2), suivi d'une ou plusieurs cellules élémen- taires CE auxquelles sont associés un indicateur de présence P et un indicateur de priorité Y. Bien entendu, chaque cellule de base comporte un nombre constant de cellules élémentaires de façon à avoir toujours la même Longueur. A ce propos, on remarquera que Le nombre de bits prélevés sur une voie pour constituer une cellule dépendra du traitement effectué sur La voie correspondante.A titre d'exemple, pour un canal de transmission fonctionnant à 16 kbit/s sur Lequel sont envoyées des cellules de base de 20 m/s, soit 320 bits, la cellule de base comportant une seule cellule élémentaire, on prévoit avantageusement 44 bits pour la constitution du drapeau et des indicateurs de présence et de priorité, ce qui Laisse 276 bits pour la cellule élémentaire. Pour un coefficient de codage correcteur d'erreurs sur la voie de parole de 1,5, L'entrée de l'organe de codage correcteur d'erreurs 5 de cette voie devra donc recevoir des trains de 184 bits pour une cellule, le débit de la première voie étant limité de façon correspondante en fonction du coefficient de réduction du débit de l'organe de réduction de débit 3, par exemple 64 kbitfs .Parallèlement on admet que le coefficient de codage correcteur d'erreurs sur La Ligne de données doit être plus important, par exempLe 4 de sorte que pour la constitution de chaque celluLe élémentaire de données on prélève seulement 69 bits dans la mémoire tampon 11. Le débit de la seconde voie sera- Limité pour tenir compte de cette valeur et du fait que La seconde voie n'est pas prioritaire, par exemple à 1 200 bits. Une fois constituées les cellules sont acheminées par un canal de transmission soit directement vers Leur destinataire, soit par l'intermédiaire d'un dispositif de multipLe- xage selon L'invention, tel qu'illustré par la figure 3. Le dispositif de multiplexage selon L'invention comporte une série de voies d'entrée 9 dont une seule a été représentée sur la figure 3 pour des raisons de simplification. Les voies d'entrée 9 proviennent soit d'un dispositif de constitution de cellules selon L'invention, soit d'un autre dispositif de multiplexage selon L'invention, disposé en amont du dispositif. de multiplexage considéré. A chaque voie d'entrée 9 est également associée une voie de retour 15 dont L'utilité a déjà été vue à propos du dispositif de constitution de cellules. Chaque voie d'entrée est associée à un bloc de gestion de priorités généralement désigné en 19. Dans un mode de réalisation particulier illustré, Le bloc de gestion 19 est destiné à traiter des celLules comportant un signal de parole ou un signal de données. La voie d'entrée 9 comporte alors une ligne de traitement des signaux de parole et une Ligne de traitement des signaux de données.La ligne de traitement des signaux de parole comporte un organe de codage correcteur d'erreurs 20 relié à la voie d'entrée et suivi d'un organe de retard calibré 21. La sortie de L'organe de retard calibré 21 est reliée à une entrée d'un commutateur de présence de parole 22 lui-même suivi d'un commutateur de priorité 23. La sortie du commutateur de priorité 23 est reliée à un sommateur 24 des signaux du bloc de gestion 19. Les sorties des differents blocs de gestion 19 sont reLiées à un sommateur 25 dont la sortie est reliée à un organe de multiplexage 26 transmettant les cellules multiplexées sur un canal de transmission 27 vers un autre dispositif de multiplexage ou vers un démltiplexeur d'un destinataire final de La transmission. La voie d'entrée 9 est également reliée à un détec teur de présence 28 dont la sortie est reliée à une entrée de commande du commutateur de présence de parole 22, à une entrée de commande et à une entrée de transmission d'un commutateur d'identificateur de présence 29, à une entrée de commande d'un premier commutateur de présence de données 30, à une entrée de commande d'un second commutateur de présence de données 31, à une entrée de commande d'un commutateur de présence de signal 32 et à une entrée de commande d'un organe de gestion de protocole de données 33. L'indicateur de présence de données 29 a également une entrée de commande reliée au commutateur de présence de données 30 et une sortie reliée à un organe de constitution et de protection de trame 34, dont la sortie est reliée à l'organe de multiplexage 26. Le premier commutateur de présence de données 30 a une seconde entrée de commande reliée à une ligne de retour 35 provenant d'un dispositif récepteur de données disposé en aval, la ligne de retour 35 servant à acheminer un signal d'accord de ce dispositif récepteur pour la transmission de données. Le commutateur de présence de signal 32 a une seconde entrée reliée à la voie d'entrée 9 et une sortie reliée à un détecteur de priorité 36 ayant une autre entrée reliée aux autres voies d'entrée 9 par une ligne de liaison 37. La sortie du détecteur de priorité 36 est reliée par une ligne commune au commutateur de priorité de parole 23, à L'organe de constitution et de protection de trame 34 et à un commutateur de priorité de données 38. On remarquera à ce propos les commutateurs de priorité 23 et 38 sont respectivement disposés en aval des commutateurs de présence 22 et 31 selon un sens de propa gation des signaux dans chaque Ligne de traitement. L'organe de gestion de protocoLe de données 33 est relié à la voie d'entrée 9 et à La ligne de retour 15. La sortie de L'organe de gestion de protocole de données est reliée à urne mémoire tampon 39 dont la sortie est reliée au commutateur de présence de données 31. Le commutateur de présence de données 31 est relié au commutateur de priorité de données 38 dont la sortie est reliée à un organe de codage correcteur d'erreurs 40 . La sortie de L'organe de codage correcteur d'erreurs 40 est relié au sommateur 24. La voie d'entrée 9 est également reliée par une Ligne de Liaison 41 aux détecteurs de priorité des autres blocs de gestion de priorité du dispositif de multiplexage. Le fonctionnement du dispositif de multiplexage selon L'invention est Le suivant : Lorsqu'une cellule arrive sur la voie d'entrée 9, L'indicateur de présence est Lu par le détecteur de présence 28. Si celui-ci détecte une présence de parole, il renvoie un signal de déblocage sur l'entrée de commande du commutateur de présence de parole 22, sur L'entrée de commande du commutateur dridentificateur de présence 29 et sur L'entrée de commande du commutateur de présence de signal 32. Simultanément, il envoie le signal correspondant à L'identificateur de présence sur l'entrée de transmission du commutateur d'identificateur de présence 29 et un signal de blocage sur le premier commutateur de présence de données 30 St le second. commutateur de présence de données 31.L'identificateur de présence est ainsi transmis à L'organe de constitution et de protection de trames 34, tandis que la Ligne de traitement de données est bloquée à la sortie de ta mémoire tampon 39. Parallèlement, l'indicateur de priorité est prélevé sur la voie d'entree 9 et analysé par le détecteur de priorité 36 qui analyse simultanément les indicateurs de priorité provenant des autres blocs de gestion de priorité pour déterminer celui des indicateurs de priorité qui a un indice de priorité Le plus é'levé . Dans le cas où deux indi cateurs de priorité ont un indice de priorité de même rang, on choisit par construction d'affecter la priorité à l'une des voies d'entrée, par exemple celle qui a le rang le plus élevé. Si le signal de parole qui est en cours de traitement a l'indice de priorité le plus élevé, le détecteur de priorité 36 envoie un signal de déblocage sur l'entrée du commutateur de priorité 23 et à l'organe de constitution et de protection de trame 34. On remarquera que ce signal de déblocage est également envoyé sur le commutateur de priorité de données 38, mais ce signal de déblocage est sans effet puisque le commutateur de présence de données 31 n'a pas été débloqué. Les signaux de paroles sont alors transmis à l'organe de multiplexage 26 par l'intermédiaire des sommateurs 24 et 25, tandis que l'étiquette est constituée dans L'organe de constitution et de protection de trame et également envoyée à l'organe de multiplexage 26. Lorsque la cellule en cours de traitement ne contient aucun signal et que la mémoire tampon ne contient aucune donnée, le détecteur de présence 28 envoie un signal de blocage sur l'ensemble des entrées de commande auquel il est relié et aucun signal n'est donc envoyé à l'organe de multiplexage 26. Il en est de même si un signal de parole dont la présence a été détectée n'a pas l'indice de priorité le plus élevé, la transmission de ce signal étant alors perdue. Cette situation est en principe exceptionnelle Lorsque le débit des voies d'entrée n'est pas trop important par rapport aux capacités de multiplexage du dispositif.Lorsque la cellule en cours de traitement contient un indicateur de présence de données, ou en cas d'absence de cellule, lorsque la présence de données dans la mémoire tampon est signalée par une ligne de liaison 42 entre l'organe de gestion 33 et Le détecteur de présence 28, le détecteur de présence 28 envoie un signal de blocage sur les entrées de commande du commutateur de présence de paroles 22 et du commutateur d'identificateur de présence 29, qui se trouve néanmoins débloqué par le signal de commande provenant du commutateur de présence de données 30. Un signal de déblocage est également envoyé sur l'entrée de commande du second commutateur de présence de données 31, sur l'entrée de commande du commutateur de présence de signal 32 et sur l'entrée de commande de L'organe de gestion de protocole de données 33. Les données sont transmises par La voie d'entrée 9 dans la mémoire tampon 39. Parallèlement, L'indice de priorité des données est analysé par rapport aux indices de priorité provenant des autres blocs de gestion de priorité. Si L'indice de priorité n'est pas le plus élevé, Le signal de données recueilli reste dans la mémoire tampon 39. Si l'indice de priorité de données est à cet instant le plus élevé, un signal de déblocage est envoye par Le détecteur de priorité 36 sur les entrées de commande des commutateurs de priorité et sur L'entrée de commande de L'organe de constitution et de protection de trames 34.Simultanément, si un signal d'accord du dispositif de réception aval parvient par La ligne de retour 35, les commutateurs de présence de données 30 et 31 sont débloqués et les données sont transmises à l'organe de codage correcteur d'erreurs 40, puis au dispositif de multiplexage 26 par l'intermédiaire des sommateurs 24 et 25, tandis que l'indicateur de présence et l'indicateur de priorité sont transmises l'organe de constitution et de protection de trame 34 qui constitue l'étiquette de La cellule envoyée par L'orga- ne de multiplexage 26. On remarquera que tant dans le dispositif de constitution de cellules que dans Le dispositif de multiplexage, les boucles de détection des indicateurs de présence ou des indicateurs de priorité sont en parallèles avec les lignes de traitement des signaux de parole ou de donnéè afin que la détection puisse s'effectuer pendant te début du traitement et que les signaux de déblocage parviennent en temps utile aux commutateurs correspondants. Bien entendu L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, Lorsque cela n'est pas nécessaire, L'organe de réduction de débit de parole 3 ou certains organes de codage correcteur d'erreurs peuvent être supprimés. Si cela s'avère au contraire nécessaire, on peut rajouter un organe de réduction de débit de parole dans la ligne de traitement de parole du dispositif de multiplexage illustré sur la figure 3. On peut également adopter une disposition différente des commutateurs en fonction des composants utilisés. Le dispositif de-constitution de cellules pourrait comporter plus de deux voies, les voies étant prises en compte en cascade par paires suivant des indices de priorité décroissants, les cellules étant toujours constituées à partir de la voie occupée ayant le plus fort indice de priorité. REVENDICATIONS 1. Dispositif de constitution de cellules pour une utilisation dans un dispositif de muLtiplexage, à partir de signaux numérisés arrivant sur une première voie (1) et une seconde voie (2) ayant des indices de priorité différents, la première voie ayant un indice de priorité supérieure à la seconde voie, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de présence (4) d'un signal sur la première voie pour transmettre ce signal à un organe de constitution de cellule (8) et transmettre simultanément un indicateur de présence et un indicateur de priorite à un organe de constitution d'étiquette (10) tout en assurant te blpcage de la seconde voie, ou envoyer une information de déblocage à un détecteur de présence (12) de La seconde voie lorsqu'aucun signal n'est présent sur la première voie. 2. Dispositif de constitution de cellules selon la revendication 1 dans lequel les signaux de la première voie sont des signaux de parole, caractérisé en ce que le détecteur de présence sur cette voie est un détecteur d'activité vocale. 3. Dispositif de constitution de cellules selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la seconde voie comporte une mémoire tampon. 4. Dispositif de multiplexage comportant une série de voies d'entrées (9) pour la transmission de signaux numériques agences sous forme de cellules de base, comprenant chacune un drapeau et au moins une cellule élémentaire, carac térisé en ce que chaque cellule élémentaire est associée à un indicateur-de présence de signal et un indicateur de priori- té,et en ce que le dispositif de multiplexage comporte des blocs de gestion de priorité (19) associés aux voies d'entrée (9) et comportant chacun un détecteur de présence (28) pour analyser L'indicateur de présence et déterminer lorsqu'une cellule élémentaire arrivant sur la voie d'entrée associée est occupée par un signal,et un détecteur de priorité (36) pour analyser les indicateurs de priorité des différentes voies d'entrée pour lesquelles la présence d'un signal a été détectée, assurer la transmission d'un signal ayant le plus fort indicateur de priorité et bloquer sinultanément d'autres signaux ayant des indicateurs de priorité plus faibles. 5 Dispositif de multiplexage selon La revendication 4 dans lequel les signaux arrivant sur une voie d'entrée sont de différentes natures, caractérisé en ce que le boc de gestion des priorités associé comporte une Ligne de traitement associé à chaque nature de signal, chaque ligne de traitement comprenant un commutateur de présence (22, 31) relié au détecteur de présence (28), et un commutateur de priorité (23, 38) relié au détecteur de priorité (36). 6. Dispositif de multiplexage selon La revendication 5 caractérisé en ce que les commutateurs ce priorité sont reliés au détecteur de priorité par une ligne commune et sont disposés en aval des commutateurs de présence selon un sens de propagation des signaux dans chaque ligne de traitement. 7. Dispositif de multiplexage selon la revendication 5 ou La revendication 6 caractérisé en ce qu'au moins l'une des Lignes de traitement comprend une mémoire tampon (39). 8. Dispositif de multiplexage selon la revendication 7 associé à un dispositif de constitution de cellules selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de gestion de protocole (33) disposé entre la mémoire tampon du dispositif de multiplexage et un organe de débLocage de transmission du dispositif de constitution de cellules.