Brevet FR2669496A1 — publié le 19920522

- Commutateur temporel à architecture éclatée et module de raccordement pour la constitution d'un tel commutateur L'invention concerne un commutateur temporel à structure éclatée et un module de raccordement pour la constitution d'un tel commutateur. Le développement des techniques numériques pour le traitement d'informations de toutes natures et la mise en place de réseaux de télécommunications permettant la transmission, à haut débit, d'informations numérisées, a conduit à la création d'un grande variété de terminaux de communication qui sont prévus pour se raccorder à un même type de réseau de télécommunications pour y transmettre conjointement et sous des formes numériques déterminées des informations de natures éventuellement très différentes. Cette variété de nature des informations ainsi que celle des besoins des utilisateurs, pour des informations de même nature, conduit à concevoir et réaliser des réseaux de télécommunications permettant la présence et les communications simultanées de terminaux ayant des caractéristiques en matière de transmission qui nécessairement compatibles, soient éventuellement très différentes, notamment en matière de débit. Dans une forme de réalisation connue, les réseaux de télécommunications, de type téléphonique, sont constitués à l'aide de commutateurs temporels reliés entre eux par des liaisons multiplexes temporelles normalisées, notamment en application de la recommandation G 704 du Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique (CCITT). Cette recommandation définit différentes structures de trame synchrone destinées à permettre le transfert de signaux numériques arrangés sous forme d'octets, elle prévoit en particulier une structure de trame autorisant un débit de 2,048 Mb/s sur une liaison unidirectionnelle au moyen de trente deux canaux isochrones Chaque canal correspond à un intervalle de temps de même rang déterminé au cours de chacune des trames successives rythmant l'exploitation synchrone d'une liaison, la périodicité des trames étant de 125 gs.5 Dans une forme de réalisation classique, d'une part, toutes les entrées des commutateurs temporels sont conçues pour recevoir une liaison multiplexe temporelle, telle qu'évoquée ci-dessus et il en est de même pour toutes les sorties, d'autre part, la structure de10 commande d'un commutateur est prévue en tenant compte du nombre de voies prévues par liaison selon la normalisation. Ceci présente l'inconvénient de ne pas toujours permettre une exploitation optimale d'un commutateur dès que les besoins en nombre de canaux des liaisons et terminaux raccordés à ses ports sont disparates, l'allocation des canaux disponibles n'étant pas totalement libre. L'invention propose donc un commutateur temporel et un module de raccordement pour la constitution d'un tel commutateur. Le commutateur temporel est piloté par un agencement de commande associant au moins un processeur et une horloge. Selon une caractéristique de l'invention, il comporte un bus de données dont l'exploitation synchrone est partagée temporellement entre des modules de raccordement d'équipement qui sont reliés à ce bus de données et qui sont dotés chacun de deux mémoires associatives dynamiquement programmées par l'agencement de commande de manière à, d'une part, émettre et, d'autre part, recevoir des données selon des structures différentes de trame au cours d'intervalles de temps, définis en nombre et positions temporelles par ladite agencement de commande, sur le bus de données et sur une liaison multiplexe temporelle particulière reliant le module de raccordement considéré à l'équipement qu'il dessert. 2 - Comme indiqué ci-dessus l'invention propose aussi un module destiné au raccordement d'un équipement à une liaison multiplexe temporelle formant bus de données, organisée selon une première structure de trame et partagée entre une pluralité de modules de raccordement identiques ou similaires desservant des équipements par des liaisons multiplexes temporelles individuelles dont la structure de trame diffère de ladite première structure, l'exploitation synchrone de la liaison bus étant supervisée par une structure de commande composée d'au moins un processeur et d'une horloge. Selon une caractéristique de l'invention, ce module comporte deux mémoires associatives respectivement destinées l'une aux émissions du module vers le bus de données et l'autre aux émissions vers ledit module au travers de ce bus de données, ces deux mémoires comportant chacune et identiquement deux unités de sélection d'intervalles de temps instruites par l'agencement de commande et actionnées chacune par un compteur différent qui est piloté par les signaux d'horloge en vigueur sur le bus de données pour l'une et par les signaux d'horloge en vigueur sur la liaison multiplexe particulière desservie pour l'autre, ainsi qu'une unité tampon de données insérée entre la liaison multiplexe temporelle particulière desservie et le bus de données et sélectivement commandée par chaque unité de sélection, soit en écriture, soit en lecture suivant le sens d'émission considéré. 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 système à commutateur temporel à architecture éclatée. La figure 2 présente un schéma fonctionnel relatif au commutateur de la figure 1. 3 - La figure 3 présente un schéma d'un module de raccordement selon l'invention. Le système présenté en figure 1 correspond par exemple à un commutateur numérique pour installation téléphonique de type privé, il est supposé desservir des équipements téléphoniques raccordés au commutateur par l'intermédiaire de diverses liaisons de transmission numériques ou numérisées à l'arrivée qui sont référencées l A à l E sur la figure 1. lu Certaines de ces liaisons sont par exemple des liaisons multiplexes temporelles normalisées respectant la recommandation G 704 évoquée plus haut, d'autres sont éventuellement des liaisons multiplexes temporelles ayant une structure de trame différente. Chaque liaison est destinée à desservir un équipement, par exemple un joncteur d'un commutateur distant ou encore un agencement de commande local, elle aboutit à un module de raccordement dans le commutateur temporel local ici présenté. Ainsi, la liaison multiplexe temporelle l A présentée en figure 1 est supposée relier un module de raccordement local 2 A à l'agencement de commande du commutateur temporel local, cet agencement de commande étant généralement organisé de manière classique autour d'au moins un processeur 3 et d'une horloge locale 4. Les autres liaisons multiplexes temporelles référencées 1 B & l E sont ici supposées relier des modules de raccordement locaux référencés 2 B à 2 E à des modules de raccordement complémentaires et le plus souvent distants des équipements desservis, ces modules complémentaires et les équipements desservis n'étant pas représentés ici. Tous les modules de raccordement locaux 2 A à 2 E sont connectés à une même liaison multiplexe temporelle, de type bus bidirectionnel, dite bus de données et référencée 5, de manière à permettre un échange de 4 données par ce bus de données 5 entre les équipements qu'ils desservent respectivement. A cet effet, le bus de données 5 est géré par une structure de commande qui est ici constituée par l'agencement de commande évoqué ci-dessus dont on a vu qu'il était organisé autour d'au moins un processeur 3 et d'une horloge 4, étant entendu que d'autres structures connues, non décrites ici, sont également susceptibles d'être mise en oeuvre. là Le bus de données 5 de type synchrone est multifilaire et assure une transmission simultanée de plusieurs bits d'une même information soit ici les bits d'un même octet. Ce bus de données supporte une structure de trame permettant l'obtention d'un grand nombre de canaux isochrones, par exemple une structure selon laquelle chaque trame périodique de 125 A S est divisée en 256 intervalles de temps et permet l'usage d'autant de canaux isochrones soit en conséquence la desserte d'une pluralité de modules de raccordement raccordés à leurs équipements respectifs par des liaisons multiplexes temporelles supportant des structures de trame dont le nombre de canaux est très inférieur à ici 256, par exemple 32 par liaison. Les donnée numériques destinées à être échangées par les équipements desservis au travers du bus de données 5 sont transmis par les modules de raccordement locaux 2 A à 2 E concernés, ces derniers comportent à cet effet deux mémoires associatives reliées d'une part au bus de30 données 5, d'autre part à la liaison multiplexe aboutissant au module de raccordement considéré, telle les mémoires associatives 6 A et 7 A reliées tant au bus de données 5 qu'à la liaison l A pour le module de raccordement 2 A.35 Comme indiqué ci- dessus, c'est l'agencement de commande, ici supposé organisé autour du processeur 3 et de - l'horloge 4, qui assure la gestion du commutateur temporel à architecture éclatée que constituent le bus de données 5 et les modules de raccordement 2 A à 2 E. A cet effet le processeur 3 est relié par un bus auxiliaire de signalisation 8 à chacun des modules de raccordement 2 B à 2 E, reliés au bus de données 5 et dits locaux, par exemple au travers de la logique de commande 9 B à 9 E associée à chaque module de raccordement 2 B à 2 E dans l'unité locale l OB à 10 E dont ce module fait partie. Le processeur 4 assure ici l'affectation dynamique des canaux temporels et par conséquent des intervalles de temps correspondants aux différents modules de raccordement sur le bus de données 5 en fonction des besoins, alors que l'horloge 3 fournit, de manière connue de l'homme de métier, les signaux de temps correspondants. L'établissement d'une communication entre une unité locale telle que l OB et une autre unité locale telle que E implique l'envoi d'un demande de communication par la logique 9 B de l'unité locale demanderesse au processeur 4 via le bus auxiliaire de signalisation 8. Le processeur 4 attribue temporairement un ou plusieurs canaux isochrones du bus de données 5 au module de raccordement l B pour ses émissions au travers de sa mémoire associative 6 B en fonction d'une table de configuration o sont enregistrés les besoins nominaux en matière de canaux à l'émission de tous les modules de raccordement et en fonction des canaux, c'est-à-dire des intervalles de temps sur le bus de données 5 qui sont alors occupés pour émission par d'autres modules de30 raccordement. Le ou les canaux réservés à l'émission pour le module de raccordement 5 B via sa mémoire associative 6 B, tel le canal correspondant à l'intervalle de temps référencé I Tl O sur la figure 2, est ou sont également indiqués au35 module de raccordement 2 E récepteur par le processeur 4 6 - pour réception des données correspondantes, via la mémoire associative 7 E. Les mêmes opérations sont entreprises pour signaler au module de raccordement 2 E et au module de raccordement 2 B les intervalles de temps affectés aux émissions du premier nommé vers le second, tel l'intervalle de temps IT 20 sur la figure 2, via les mémoires associatives respectives 6 E et 7 B de ces modules. Un exemple de mémoire associative 7, telle 7 B, pour module de raccordement selon l'invention est présenté en figure 2, il est destiné à assurer les transferts de données transmises par le bus de données 5, auquel cette mémoire associative est reliée, vers la liaison multiplexe temporelle particulière 1, telle 1 B, reliant le module de raccordement considéré à l'équipement qu'il dessert. A cet effet, la mémoire associative 7 B comporte une unité de sélection d'intervalles 11 essentiellement constituée par un plan de 'ln" registres comparateurs, tels que le registre 21 ici seul figuré, qui sont destinés à détecter l'occurrence d'intervalles de temps déterminés au cours des trames identiques successivement en vigueur sur le bus de données 5. L'unité de sélection il est reliée au processeur 3 par le bus auxiliaire de signalisation 8 et elle reçoit de ce processeur la ou les indications relatives aux intervalles de temps affectés à un module de raccordement entrant en communication avec le module de communication qui la comporte par l'intermédiaire du bus de données 5. Cette ou ces indications d'intervalles de temps sont sauvegardées pour la durée de la communication dans chacune dans un registre comparateur 21 de l'unité 11. unité de sélection d'intervalles il essentiellement constituée par un plan de "n" registres comparateurs, tels que le registre 21 ici seul figuré, qui sont destinés à détecter l'occurrence d'intervalles de temps 7 - -8déterminés au cours des trames identiques successivement en vigueur sur le bus de données 5. Un compteur 12 et un décodeur non représenté sont associés à la mémoire associative 7 B pour balayer cycliquement l'ensemble des indications d'intervalle de temps pour la trame en vigueur sur le bus de données 5, il est synchronisé à cet effet par les signaux d'horloge fournis par l'horloge 4 qui régit ce bus. Chacun des registres 21 de l'unité de sélection il qui contient une indication d'intervalle de temps compare les indications successivement fournies par le compteur 12 avec cette indication qu'il mémorise de manière à permettre la saisie par le module de raccordement 2 B des données transmises à l'intention de ce module sur le bus de données 5 pendant l'intervalle de temps indiqué. A cet effet, la mémoire associative 7 B comporte une unité tampon de données 13 composée elle aussi de "n" registres 23 aptes à mémoriser chacun au moins les données transmises par le bus de données à destination d'un module de raccordement au cours d'un intervalle de temps, soit par exemple un octet. Chacun des registres 23 de l'unité tampon de données 13 est relié au bus de données 5 par ses entrées de données et est activé en écriture par l'un des registres 21 de l'unité de sélection il à détection par ce dernier de l'arrivée de l'intervalle de temps qui lui a été spécifiquement indiqué par le processeur 3. Un second compteur 14 pilote la lecture des données contenues dans l'unité tampon 13, en association avec une seconde unité de sélection d'intervalles de temps 15, d'une manière analogue à celle évoquée pour le compteur 12 et la première unité de sélection il de la mémoire associative 7 B considérée. Le compteur 14 est piloté par les signaux d'horloge en vigueur sur la liaison multiplexe particulière 1 B desservie qui sont obtenus par l'intermédiaire d'un 9 - dispositif de récupération d'horloge usuel et non représenté. La seconde unité de sélection d'intervalles 15 est identique à la première et comporte donc un plan de "n" registres comparateurs 25, dont un seul est ici différencié, ces registres 25 sont destinés à détecter l'occurrence d'intervalles de temps déterminés au cours des trames identiques successivement en vigueur sur le la liaison multiplexe temporelle particulière l B. 13 La seconde unité de sélection 15 est reliée au processeur 3 par le bus auxiliaire de signalisation 8 et elle reçoit de ce processeur la ou les indications relatives aux intervalles de temps affectés à l'équipement desservi sur la liaison multiplexe l B pour chacune de ses communication avec le module de raccordement qui comporte cette unité de sélection 15. Cette ou ces indications d'intervalles de temps sont sauvegardées pour la durée de la communication chacune dans un registre comparateur 25 de l'unité 15. Le fonctionnement de l'ensemble formé par une unité de sélection 15 et un compteur 14 associé dans la même mémoire associative est semblable à celui d'un ensemble formé par une unité de sélection 11 et un le compteur 12 associé,il n'est donc pas répété ici. Une unité tampon de commande 16 est également incluse dans la mémoire associative 7 B, elle comporte 'ln" registres de commande 56, dont un seul est ici différencié, ces registres 56 sont individuellement associés aux registres de l'unité tampon de données 13 de même que les registres des unités de sélection 11 et 15. Chaque registre de l'unité 16 est relié au processeur 3 par l'intermédiaire du bus auxiliaire de signalisation 8 de manière à recevoir des indications de commande indiquant les opérations à effectuer au niveau du registre correspondant de l'unité tampon de données. - Ces commandes permettent par exemple au processeur 3 d'inscrire, dans les registres tampons de commande 25 concernés, des ordres de connexion ou de déconnexion concernant les canaux correspondants de la liaison multiplexe particulière 1 B. De manière classique dans le domaine, le fonctionnement d'une mémoire associative telle que 6 B se déduit aisément de celui de la mémoire associative 7 B correspondante du même module de raccordement 2 B, puisque l'inversion des sens de transmission des données transmises par ces mémoires identiques ne conduit pratiquement qu'à une inversion des processus opératoires. il - REVENDICATIONS 1/Commutateur temporel piloté par un agencement de commande associant au moins un processeur ( 3) et une horloge ( 4), caractérisé en ce qu'il comporte un bus de5 données ( 5) dont l'exploitation synchrone est partagée temporellement entre des modules de raccordement ( 7 A à 7 E) d'équipement qui sont reliés à ce bus de données et qui sont dotés chacun de deux mémoires associatives ( 6 A à 6 E, 7 A à 7 E) dynamiquement programmées par l'agencement de commande de manière à d'une part émettre et d'autre part recevoir des données selon des structures différentes de trame au cours d'intervalles de temps, définis en nombre et positions temporelles par ladite agencement de commande, sur le bus de données et sur une liaison multiplexe temporelle particulière (l A à l E) reliant le module de raccordement considéré à l'équipement qu'il dessert. 2/ Commutateur temporel, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux mémoires associatives ( 6 B, 7 B) de chaque module de raccordement ( 6 B) d'équipement, qui sont respectivement destinées l'une aux émissions de la liaison multiplexe temporelle particulière (l B), desservie par le module considéré, vers le bus de données ( 5) et l'autre aux émissions en sens inverse, comportent identiquement deux unités de sélection d'intervalles de temps (il,)instruites par l'agencement de commande et actionnées chacune par un compteur différent ( 12, 14) qui est piloté par les signaux d'horloge en vigueur sur le bus de données pour l'une et par les signaux d'horloge en vigueur sur la liaison particulière desservie pour l'autre, ainsi qu'une unité tampon de données ( 13) insérée entre la liaison particulière desservie et le bus de données et sélectivement commandée par chaque unité de sélection, soit en écriture, soit en lecture suivant le sens d'émission considéré. 12 - 3/ Commutateur temporel, selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque mémoire associative comporte de plus une unité tampon de commande ( 16) instruite par l'agencement de commande du commutateur et associée à l'unité tampon de données pour mémoriser des commandes relatives aux canaux correspondants aux intervalles de temps sélectionnés. 4/ Commutateur temporel, selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux unités de sélection d'intervalle de temps ( 11,15), l'unité tampon de commande ( 16) et l'unité tampon de données ( 13) de chacune des deux mémoires associatives ( 6 B, 7 B) d'un même module de raccordement ( 2 B) comportent un même nombre de registres ( 21, 23, 25, 26) au moins égal au nombre d'intervalles de temps de la trame régissant la liaison particulière ( 1 B) desservie par le module de raccordement considéré ( 2 B). / Commutateur temporel, selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque unité de sélection d'intervalles ( 11 ou 15) des deux mémoires associatives ( 6 B, 7 B) d'un module de raccordement ( 2 B) comporte un nombre de registres comparateurs ( 21, 25) au moins égal au nombre d'intervalles de temps de la trame régissant la liaison particulière ( 1 B) desservie par ce module de raccordement ( 2 B), chacun de ces registres comparateurs étant destiné à détecter l'occurrence d'un intervalle de temps de rang déterminé au cours des trames identiques successivement en vigueur soit sur le bus de données, soit sur la liaison particulière desservie ( 1 B), par comparaison des indications fournies par un compteur ( 12 ou 14) synchronisé par les signaux d'horloge en vigueur soit sur le bus de données( 5), soit sur la liaison particulière, avec une indication correspondante enregistrée dans ce registre comparateur par l'agencement de commande du commutateur temporel, via un bus de35 signalisation ( 8). 13 - 6) Commutateur temporel, selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement de commande ( 3, 4) qui est relié au bus de données ( 5) commun par un module de raccordement ( 2 A) identique à ceux des autres modules de raccordement d'équipement. 7/ Module de raccordement d'un équipement à une liaison multiplexe temporelle formant un bus de données ( 5), organisée selon une première structure de trame et partagée entre une pluralité de modules de raccordement ( 2 A à 2 E) identiques ou similaires desservant des équipements par des liaisons multiplexes temporelles individuelles (l A à 1 E) dont la structure de trame diffère de ladite première structure, l'exploitation synchrone de ce bus de données étant supervisée par une structure de commande composée d'au moins un processeur ( 3) et d'une horloge ( 4), caractérisé en ce qu'il comporte deux mémoires associatives ( 6 B, 7 B) respectivement destinées l'une aux émissions du module vers le bus de données et l'autre aux émissions vers ledit module au travers de ce bus de données, ces deux mémoires comportant chacune et identiquement deux unités de sélection d'intervalles de temps ( 11, 15) instruites par l'agencement de commande et actionnées chacune par un compteur différent ( 12, 14) qui est piloté par les signaux d'horloge en vigueur sur le bus de données pour l'une et par les signaux d'horloge en vigueur sur la liaison particulière desservie pour l'autre, ainsi qu'une unité tampon de données ( 13) insérée entre la liaison particulière desservie par ce module et le bus de données et sélectivement commandée par chaque unité de sélection, soit en écriture, soit en lecture suivant le sens d'émission considéré. 8/ Module de raccordement, selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque mémoire associative comporte de plus une unité tampon de commande ( 16) instruite par l'agencement de commande du commutateur et associée à 14 2669496 l'unité tampon de données pour mémoriser des commandes relatives aux canaux correspondants aux intervalles de temps sélectionnés. 9/ Module de raccordement, selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux unités de sélection d'intervalle de temps ( 11, 15), l'unité tampon de commande ( 16) et l'unité tampon de données ( 13) de chacune des deux mémoires associatives ( 6 B, 7 B) du module comportent un même nombre de registres ( 21, 23, 25, 26) au moins égal au nombre d'intervalles de temps de la trame régissant la liaison particulière ( 1 B) desservie par le module. / Module de raccordement, selon au moins l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que chaque unité de sélection d'intervalles ( 11 ou) des deux mémoires associatives ( 6 B, 7 B) du module comporte un nombre de registres comparateurs ( 21, 25) qui est au moins égal au nombre d'intervalles de temps de la trame régissant la liaison particulière ( 1 B) desservie par ce module, chacun de ces registres comparateurs étant destiné à détecter l'occurrence d'un intervalle de temps de rang déterminé au cours des trames identiques successivement en vigueur soit sur le bus de données, soit sur la liaison particulière desservie, par comparaison des indications fournies par un compteur ( 12 ou 14) synchronisé par les signaux d'horloge en vigueur soit sur le bus de données ( 5), soit sur la liaison particulière ( 1 B), avec une indication correspondante enregistrée dans ce registre comparateur par l'agencement de commande ( 3, 4).