Brevet FR2665314A1 — publié le 19920131

- Réseau d'interconnexion pour coeur d'installation de communication et installation dotée d'un tel réseau. L'invention concerne un réseau d'interconnexion pour coeur d'installation de communication, notamment de type5 numérique à intégration de services et les installations dont le coeur est doté d'un tel réseau. Les installations de communication de petite et moyenne capacités sont classiquement organisées autour d'un coeur d'installation qui est constitué par exemple par un commutateur numérique ou un système numérique d'intercommunication et qui est composé d'une pluralité d'unités constitutives modulaires et spécialisées qui sont interconnectées en fonction de leurs besoins en matière de communication. Ces unités comprennent par exemple des unités d'entrée- sortie, notamment pour lignes analogiques ou numériques de rattachement de postes et/ou terminaux, ou pour jonctions permettant la mise en communication de l'installation avec des installations analogues extérieures Elles comprennent aussi au moins une unité de commande, qui est le plus souvent organisée autour d'au moins un processeur et de mémoires associées, et des unités auxiliaires diverses, notamment d'application, dédiées par exemple à des fonctions de messagerie, de commutation de paquets ou de traitement de taxes. Ces différentes unités sont usuellement portées par des cartes de circuit imprimé, par exemple individuelles par unités ou pour quelques unités identiques ou complémentaires, qui sont réparties dans des structures, notamment de type armoire ou coffret, chargées de les recevoir. Le fonctionnement de l'installation dans l'environnement o elle est située, implique de nombreux échanges d'information, en particulier en interne entre les différentes unités d'équipement Celles-ci sont donc reliées entre elles par un réseau d'interconnexion. Dans une forme de réalisation connue, ce réseau s'organisait autour d'un commutateur temporel auquel les unités venaient se relier par l'intermédiaire de liaisons multiplexes temporelles partagées ou non sur lesquelles les informations transitaient dans le cadre de canaux isochrones. Une telle solution se prête mal aux transmissions d'information par paquets ce qui a conduit à l'apparition de réseaux d'interconnexion o toutes les unités sont reliées entre elles par des bus communément partagés. Chaque unité a la possibilité de se réserver temporairement l'usage d'un bus, auquel elle est reliée, pour envoyer une information vers au moins une autre unité, elle-même reliée à ce bus Celui-ci, voit par exemple, se succéder des informations transmises par paquets de longueur variable, ou fixe, transmis en mode asynchrone, avec des informations impliquant l'usage de canaux isochrones, tels que des signaux de parole numérisés MIC'. Toutefois le partage d'un même bus par des unités, parfois foncièrement différentes, ayant des besoins distincts et générant des trafics hétérogènes, conduit à retenir un format de transmission qui est obtenu par compromis en tenant compte tant des contraintes actuellement imposées que de celles, futures, qui sont déjà prévisibles et qui conduit à choisir un débit maximal admissible le plus élevé possible. De ce fait de tels réseaux internes d'interconnexions sont relativement chers dans la mesure o ils doivent pouvoir satisfaire aux divers besoins et contraintes pris en compte De plus il arrive toujours un moment o le réseau n'est plus apte en raison de sa structure à satisfaire un besoin nouvellement apparu. La présente invention propose donc un réseau d'interconnexion pour installation de communication, notamment de type numérique à intégration de services 2 - 3 - comportant une pluralité d'unités constitutives, modulaires et spécialisées amenées à communiquer entre elles suivant leurs spécialisations respectives et en fonction des services de communication mis en oeuvre, ainsi qu'une installation dotée d'un tel réseau. L'invention propose aussi une installation de communication dotée d'un réseau d'interconnexion reliant une pluralité d'unités constitutives, spécialisées et modulaires, amenées à communiquer entre elles suivant leurs spécialisations respectives et en fonction des services de communication mis en oeuvre. Selon une caractéristique de l'invention, ledit réseau d'interconnexion est constitué de liaisons physiques, de type point-à-point, ne reliant chacune que deux des unités de l'installation qui sont amenées à communiquer entre elles, les dites liaisons étant spécifiquement régies en fonction des besoins des unités reliées à leurs deux extrémités. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit, en liaison avec les figures répertoriées ci-dessous. La figure 1 présente un schéma de principe d'un réseau d'interconnexion, pour installation de communication, selon l'invention. La figure 2 présente un schéma d'un exemple pratique partiel de réseau d'interconnexion selon l'invention se rapportant spécifiquement aux unités concernées par la commutation de paquets. La figure 3 présente un schéma d'un autre exemple partiel du même réseau se rapportant spécifiquement aux unités concernées par la commutation de signaux vidéo. La figure 4 présente un exemple d'architecture décentralisée adaptée à la mise en oeuvre d'un réseau d'interconnexion selon l'invention. Le réseau d'interconnexion présenté en figure 1 est destiné à relier, entre elles, les unités constitutives 4 - d'une installation de communication, notamment une installation d'intercommunication ou un commutateur téléphonique, de type numérique à intégration de services. Ces unités constitutives sont pratiquement aménagées sur des cartes porteuses individuelles qui sont regroupées à l'intérieur d'une même structure, de type armoire ou coffret, o se situe donc le coeur d'une installation. Une installation de communication comporte classiquement une carte pour une unité de commande 1 habituellement organisée autour d'au moins un processeur, muni de mémoires mortes et/ou vives, ces divers éléments constitutifs bien connus de l'homme de métier, n'étant pas représentés ici. Une installation de communication, telle qu'ici envisagée comporte aussi des cartes individuelles pour des unités d'entrée-sortie ou coupleurs 2 destinés à assurer la transmission généralement bidirectionnelle d'informations entre des instruments de communication, tels que des postes, des terminaux, des serveurs ou tout autre équipement utilisateur ou fournisseur. Ces instruments de communication connus qui ne sont pas figurés ici, sont susceptibles d'être rattachés, comme il est connu, soit directement à l'installation considérée par exemple par des liaisons filaires, soit indirectement par l'intermédiaire des liaisons qui relient l'installation aux autres installations, auxquelles ces instruments sont alors directement rattachés. Les dites autres installations et leurs liaisons d'interconnexion qui ne sont pas directement concernées par la présente invention, ne sont ni figurées ni décrites ici; il en est de même pour les liaisons reliant les coupleurs 2, d'une part aux instruments de communication qui leur sont éventuellement rattachés dans l'installation considérée, d'autre part aux autres installations. - L'installation de communication ici envisagée comporte encore des cartes pour des unités auxiliaires 3 destinées à assister une ou plusieurs autres unités en assurant une même fonction pour elle(s), par exemple une opération spécifique de transcodage nécessaire tant au(x) coupleur(s) 2 transmettant les informations à transcoder qu'à l'unité de commande chargée de la supervision des opérations relatives à ces informations dans l'installation. la De telles cartes d'unités auxiliaires 3 sont aussi susceptibles d'être prévues lorsqu'une seule carte ne suffit pas à l'installation d'une unité 1 ou 2, comme cela est connu. Selon l'invention il est prévu d'unir par une liaison physique individuelle chaque unité 1, 2 ou 3 avec chacune des autres unités avec lesquelles elle est amenée à directement échanger des informations. En théorie; chaque unité 1, 2 ou 3 d'une installation de communication comportant "n " unités est susceptible d'être connectée en point- à point à chacune des "n-1 " autres unités de l'installation, ainsi qu'on le voit sur la figure 1. Chaque liaison L, telle Ll entre l'unité de commande 1 et le coupleur 2 A est adaptée aux besoins spécifiques des deux unités concernées et peut, si besoin est, être constituée et gérée de manière totalement différente de toutes les autres liaisons de l'installation, telles notamment L 2 entre les unités 1 et 3 Y, L 3 entre les unités 2 E et 3 Y, ainsi qu'il sera montré plus loin. Une même unité est donc susceptible d'être reliée à plusieurs liaisons différemment constituées et/ou gérées, sachant que dans la pratique le nombre de liaisons différentes connectées à une même unité est limité, chaque unité n'ayant de plus à être relié qu'à un nombre35 lui aussi limité d'autres unités. 6 - Ainsi la figure 2 montre un exemple d'un sous-ensemble du réseau d'interconnexion d'une installation de communication, qui est relatif aux liaisons entre unités concernées par les informations transmises sous forme de paquets pour lesquelles l'installation assure une commutation, selon la technique dite de commutation de paquets. Pour ce type d'application il est, par exemple, prévu dans l'installation la carte d'unité de commande 1, des10 cartes de coupleurs spécialisés 2 A, 2 B, 2 C, 2 D, 2 E et une carte d'unité auxiliaire 3 Z. La carte de coupleur 2 A assure la desserte des abonnés de l'installation qui sont dotés d'instruments de communication aptes à émettre ou recevoir des informations transmises par paquets, la carte de coupleur 2 B est une carte d'interface normalisée, pour accès de type SO à un réseau numérique à intégration de services tel que défini par le Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique (CCITT). Les cartes de coupleur 2 C 1, 2 C 2 sont deux interfaces pour liaisons externes de transmission d'informations, de type liaison multiplexe temporelle à débit de 2 Mb/S selon la recommandation G 704 du CCITT, qui permettent la transmission d'octets de signaux de parole échantillonnés et codés MIC, ainsi que de données par l'intermédiaire de canaux B isochrones, normalisés, ayant un débit nominal de 64 kb/S, ces liaisons n'étant pas représentées ici. La carte d'unité auxiliaire 3 Z est ici une carte de traitement spécialisé des paquets, communément exploitée par les deux interfaces que comportent les cartes 2 CI, 2 C 2 et par deux autres cartes de coupleur 2 D et 2 E. Ces cartes de coupleur 2 D et 2 E sont des cartes d'accès respectivement à un réseau local normalisé de type ETHERNET et à un réseau normalisé de type urbain, dit MAN, l'un et l'autre aptes à transmettre des informations transcodées sous forme de paquets de données numériques. 7 - L'adjonction d'une unité auxiliaire 3 reliée en point-à point à une ou plusieurs unité(s) qu'elle assiste par exemple pour une fonction déterminée présente un avantage déterminant par rapport à une solution ou cette unité auxiliaire partagerait une liaison commune avec la ou les unités qu'elle assiste et éventuellement d'autres unités, notamment dans la mesure o cette liaison point-à-point peut être très précisément adaptée aux seuls besoins des unités desservies, sans contraintes dues aux autres unités, ce qui permet une adéquation maximale des coûts aux performances demandées. Comme indiqué ci-dessus pour le cas particulier o une unité auxiliaire est impliquée, d'une manière générale chaque liaison point-à-point entre deux unités transporte les informations échangées entre ces unités par les moyens et avec les procédures les mieux adaptées à ces unités, ainsi les liaisons individuelles Ll, L 2, L 4, L 5 entre l'unité de commande 1 et chacune des unités 2 A, 2 C 2, 2 B et 2 C 1 sont ici toutes des liaisons, de type série par fil, tel qu'évoqué ci-dessus. Les liaisons individuelles L 6, L 7, L 8 entre l'unité de commande 1 et respectivement l'unité 2 D, 2 E ou 3 Z, sont également des liaisons,ici de type série et par fil régies pour permettre une transmission de signalisation en un mode paquet local, propre à l'installation et adapté aux besoins spécifiques d'au moins l'une des unités desservies. Les liaisons point-à-point L 9, L 1 O et Lll entre l'unité 2 D, l'unité 2 E et l'unité 3 Z sont aussi des liaisons par fil qui sont régies en mode paquet pour permettre une transmission de la signalisation telle que prévue au niveau des coupleurs spécialisés et normalisés qui constituent les unités 2 D, 2 E. Les liaisons L 12, L 13 entre l'unité 3 Z et respectivement l'une ou l'autre des unités 2 C 1, 2 C 2 sont ici de type série, par -fil ou piste, elles sont régies de manière à 8 - transmettre des informations en un mode paquet qui lui aussi est susceptible d'être spécifique. Les liaisons restantes établies, ici référencées L 14 à L 23 qui sont de type série et par fil, sont prévues pour5 une transmission de signalisation en point-à point par canal B entre celle parmi les paires d'unités que respectivement chacune dessert. La figure 3 montre un autre exemple de sous-ensemble du réseau d'interconnexion d'une installation de lo communication, o seules sont montrées les cartes relatives aux unités impliquées dans la transmission d'informations vidéo. Ces cartes sont ici celles de l'unité de commande 1, des coupleurs 2 D et 2 E donnant respectivement accès au réseau locaux ETHERNET et MAN évoqués plus haut et deux cartes de coupleur vidéo 2 V 1, 2 V 2. Les liaisons L 31 à L 33 reliant respectivement l'unité 2 D aux coupleurs vidéo 2 V 1 et 2 V 2, et l'unité 2 E à ces mêmes coupleurs seront des liaisons par fil, régies en mode20 paquet pour permettre une transmission identique à celle prévue pour les liaisons L 9 à Lll évoquées plus haut. Les liaisons L 34 et L 35 entre les coupleurs vidéo 2 V 1 et 2 V 2 et l'unité de commande 1 sont ici analogues aux liaisons Ll, L 2. La liaison L 36 entre les coupleurs vidéo 2 V 1 et 2 V 2 est par exemple une liaison par fibre optique régie par un protocole spécifiquement adapté aux besoins vidéo. Le réseau d'interconnexion selon l'invention se caractérise par le fait qu'il est composé de30 sous-ensembles fonctionnels au moins relativement indépendants combinés dans une structure ouverte permettant aisément l'adjonction de nouveaux services par adjonction de sous-ensembles venant s'ajouter aux existants sans modifier les transmissions préexistantes entre unités elles aussi préexistantes. -9- Contrairement à ce qui se passe avec les réseaux d'interconnexion classiques, l'adjonction de nouvelles unités et de nouveaux services ne réduit pas les possibilités de transmission sur les liaisons préexistantes, mais entraîne au contraire une augmentation des possibilités globales, ce qui permet notamment un coût réduit d'une installation à faible capacité et en particulier dans le cas d'installation pour lesquelles sont prévues des extensions échelonnées dans le temps au fur et à mesure de la croissance des besoins. L'architecture d'une installation de communication n'est pas réellement dépendante du réseau d'interconnexion selon l'invention qui est apte à entrer tant dans le cadre d'une architecture centralisée d'installation que dans le cadre d'une architecture décentralisée, dont un exemple est ici donné en relation avec la figure 4. Cette architecture décentralisée est susceptible d'être mise en oeuvre pour diverses applications dans une installation, à titre d'exemple elle est ici présentée appliquée à l'application commutation de circuit c'est-à-dire des signaux voix-données transmis vers l'installation par des voies de liaisons multiplexes temporelles, telles qu'évoquées plus haut en liaison avec les coupleurs 2 C 1, 2 C 2 de la figure 2. Lorsque le nombre de tels coupleurs est supérieur à deux, chacun d'eux est relié aux autres par des liaisons point-à-point, comme on le voit sur la figure 4 montrant cinq coupleurs 2 C 1, 2 C 12, 2 C 13, 2 C 21, 2 C 22 identiques et correspondants aux coupleurs 2 C 1 et 2 C 2 mentionnés ci-dessus. A cet effet chacun de ces cinq coupleurs comporte une liaison " 1 " éventuellement multifilaire avec chacun des quatre autres, telles les liaisons ll à 14 reliant le coupleur 2 CI 1aux quatre autres Chacun des cinq coupleurs comporte alors un commutateur individuel C lui - permettant de se relier sélectivement à 'une ou l'autre des quatre liaisons qui l'unissent aux quatre autres coupleurs, tel le commutateur Cl du coupleur 2 C 11 aux commutateurs C 2, C 3, C 4, C 5 des coupleurs 2 C 12, 2 C 13,5 2 C 21, 2 C 22, via les liaisons 11 à 14. Si par exemple trente voies temporelles sont traitées par chacun des cinq coupleurs, chaque commutateur CI à C 5 est apte à relier les trente voies qui lui sont affectées à toutes les autres voies de l'ensemble desservi par les10 autres Une même architecture décentralisée est également envisageable pour les coupleurs de commutation de paquet d'un même type ou encore pour la distribution d'énergie aux différents coupleurs d'une installation. Dans ce dernier cas chaque coupleur assure lui-même la fourniture en tensions et courants divers dont il a besoin à partir d'une unique liaison, non figurée, chargée de l'alimenter sous une tension unique et avec un courant nominal donné Dans les différents cas présentés, une bonne sécurité est susceptible d'être obtenu à un20 coût réduit du fait de la séparation effective des liaisons, elles-mêmes peu coûteuses en raison de leur simplicité et de celle relatives des procédures qui y sont mises en oeuvre puisque dans tous les cas seules deux unités sont directement concernées Comme montré ci-dessus, les unités sont susceptibles d'être organisées de différentes manières en fonction de choix individuels et par exemple de manière à notamment former une chaîne, une boucle fermée ou une étoile, un tel choix étant aisément optimisable à l'occasion d'extensions de l'installation par simple ajout d'unités et de liaisons de type point-à-point. il - REVENDICATIONS 1) Réseau d'interconnexion pour coeur d'installation de communication, notamment de type numérique à intégration de services, comportant une pluralité d'unités5 constitutives ( 1, 2, 3), spécialisées et modulaires, qui sont amenées à communiquer entre elles suivant leurs spécialisations respectives et en fonction des services de communication mis en oeuvre, caractérisé en ce qu'il est constitué de liaisons physiques (L), de type point-à-point, ne reliant chacune que deux des unités de l'installation qui sont amenées à communiquer entre elles, les dites liaisons étant spécifiquement régies en fonction des besoins des unités reliées à leurs deux extrémités. 2) Installation de communication, notamment de type numérique à intégration de services, comportant une pluralité d'unités constitutives ( 1, 2, 3), spécialisées et modulaires, qui sont amenées à communiquer entre elles par un réseau d'interconnexion suivant leurs spécialisations respectives et en fonction des services de communication mis en oeuvre, caractérisée en ce que ce réseau est constitué de liaisons physiques (L), de type point-à-point, ne reliant chacune que deux des unités de l'installation qui sont amenées à communiquer entre elles, les dites liaisons étant spécifiquement régies en fonction des besoins des unités reliées à leurs deux extrémités. 3) Installation de communication selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des unités identiques qui, identiquement reliées par des liaisons individuelles aux unités avec lesquelles elles sont amenées à communiquer, sont éventuellement reliées à des liaisons différentes et/ou régies différemment qui aboutissent alors à des unités ayant des types différents. 4) Installation de communication selon au moins l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque unité -12 2665314 constitutive de l'installation qui le comporte est reliée par une liaison individuelle, de type point-à point, avec chacune des autres unités de l'installation avec lesquelles elle est amenée à communiquer.5 5) Installation de communication selon au moins l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une unité auxiliaire ( 3) d'au moins une autre unité constitutive ( 1 ou 2) qui est directement reliée à cette unité constitutive par une liaison individuelle dela type point-à-point. 6) Installation de communication selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des unités identiques qui, interconnectées par des liaisons individuelles identiques, comportent chacune un commutateur individuel auquel aboutissent toutes les liaisons identiques individuelles le reliant aux autres unités identiques.