Brevet FR2670974A1 — publié le 19920626

Dispositif pour la transmission par un réseau asynchrone, notamment un réseau de type ATM, de données de signalisation voie par voie regroupées dans une multitrame émise de manière synchrone en mode hors bande La présente invention concerne les réseaux de transmis- sion asynchrones, notamment les réseaux de type dit ATM (Asyn- chronous Transfer Mode: mode asynchrone de transfert). Dans ces réseaux, des informations numériques sont transmises de façon discontinue sous forme de paquets, appelés " cellules d'information " en terminologie ATM Ce mode de trans- mission consiste, au lieu d'émettre octet par octet, à constituer dans l'équipement terminal émetteur (la source de données) un paquet de bits au fur et à mesure de la création des données numériques, et à attendre d'avoir suffisamment d'informations pour remplir une cel- lule d'information complète et envoyer celle-ci sur le réseau. L'équipement émetteur produit ainsi des cellules d'infor- mations à une cadence variable, selon qu'il utilise ou non le canal (par exemple aucune cellule n'est émise pendant les instants de silence), ou selon la cadence variable à laquelle les informations numériques sont produites (par exemple dans le cas typique des signaux vidéo différentiels, dont le volume de données dépend du caractère plus ou moins mobile de l'image à transmettre). La cellule d'information qui va transiter sur le réseau comprend d'une part un en-tête porteur d'une adresse ou " identi- fiant de canal virtuel " et d'autre part un champ utile porteur de l'information à transmettre. Les cellules d'informations provenant de plusieurs émet- teurs sont mêlées en un flux continu, avec éventuellement des cel- lules vides intercalaires, qui transite le long d'artères de communi- cation à grand débit. Les différentes artères du réseau relient une pluralité de noeuds, correspondant chacun à un équipement commutateur assu- rant le démultiplexage/multiplexage du flux de cellules en fonction de l'adresse contenue dans l'en-tête et des ressources disponibles à l'instant considéré. L'une des particularités d'un réseau de type ATM tient au fait que le commutateur se contente de gérer exclusivement l'en- tête de chaque cellule d'informations, en déterminant, d'après l'en- tête de la cellule entrante, l'adresse de destination et en calculant à partir de ce paramètre un nouvel en-tête, correspondant au canal (virtuel) qui aura été affecté sur l'artère commutée en aval de ce noeud. En particulier, il n'est opéré aucune vérification (contrôle d'erreur intrinsèque, protocole d'acquittement, etc) sur les données transmises, les contrôles éventuels étant reportés aux deux extrémi- tés de la ligne, c'est-à-dire aux deux équipements échangeant les in- formations, qui devront donc vérifier l'intégrité et la conformité des informations échangées. Le plus souvent, le réseau ATM est toutefois connecté à un équipement opérant une transmission selon un autre mode que le mode ATM, soit que le réseau asynchrone soit relié à un équipe- ment terminal d'un autre type, soit qu'il ne constitue en fait qu'un sous-ensemble d'un réseau plus étendu, comprenant par exemple un commutateur synchrone de type conventionnel auquel est relié le réseau asynchrone. L'un des buts de la présente invention est en particulier, dans un tel cas o le réseau ATM doit être accouplé à un équipe- ment ou commutateur préexistant d'un autre type, de permettre la transmission de données de signalisation émises de manière syn- chrone. En effet, jusqu'à présent, les données de signalisation générées et reçues par les terminaux numériques d'équipement en mode synchrone dit " hors bande voie par voie " sont regroupées, conformément à la recommandation G 704 du CCITT, en une " mul- titrame ", circulant sur un des intervalles de temps des trames transmises en mode synchrone. Plus précisément, toujours conformément à la recom- mandation précitée, chaque trame est divisée en 31 unités tempo- relles, à savoir 30 unités temporelles affectées à la transmission des informations proprement dites (associées à 30 voies différentes) et 1 unité temporelle, à qui on affecte arbitrairement la 16 ième position dans la trame, contenant les données de signalisation associées à ces voies. Plus précisément, l'unité temporelle regroupant ces don- nées de signalisation, également appelée " multitrame ", contient une succession de 30 quadruplets dont chacun correspond à la don- née de signalisation ( 16 valeurs possibles) associée à chacune des 30 voies. Dans ce mode classique de transmission, les trames syn- chrones acheminent donc simultanément les informations propre- ment dites (à une cadence typique de 64 kbit/s) et les données de signalisation (à 2 kbitls); les bandes passantes correspondant à ces deux séries d'informations respectives étant distinctes, on parle ainsi de " signalisation hors bande ". Le mode de transmission ATM est entièrement différent, puisque, comme on l'a indiqué plus haut, le réseau ATM n'analyse pas le contenu des informations, et ne distingue donc pas entre informations proprement dites et données de signalisation. Une solution possible, immédiate, consisterait à générer une cellule ATM à chaque quadruplet reçu, et à acheminer cette cel- lule dans la direction voulue. Cette solution serait cependant très lourde à mettre en oeuvre, car il serait nécessaire de générer et d'acheminer une cellule complète à chaque instant de récurrence de l'information, c'est-à- dire toutes les 2 ms (les cellules ATM sont de longueur fixe; il est donc nécessaire de générer une cellule complète pour transmettre un simple quadruplet). Une telle solution amènerait, outre sa lourdeur de mise en oeuvre, à créer un flux important de cellules, encombrant de façon non négligeable les diverses artères de communication du réseau ATM. Pour pallier cet inconvénient, l'invention propose, essen- tiellement, d'analyser les différents quadruplets successifs de cha- que voie, de détecter les changements d'états de ces quadruplets et de n'émettre une cellule que si le quadruplet correspondant consi- déré diffère du quadruplet précédent relatif à la même voie, c'est-à- dire, en d'autres termes, d'opérer en " mode transitionnel ". Dans ce cas, le principe de transmission ATM se révèle particulièrement avantageux, puisqu'il permet de n'envoyer la don- née de signalisation que lorsque cela est nécessaire (c'est-à-dire, en fait, relativement peu fréquemment étant donné que les données de signalisation ne prennent en général qu'un nombre relativement faible de valeurs au cours d'une même communication). À l'opposé, dans une transmission synchrone classique, la donnée de signalisation est systématiquement émise, occupant en permanence un canal complet (le canal de signalisation à 2 kbitls) pour 30 canaux d'information. À cet effet, le dispositif de l'invention, qui est du type précité, c'est-à-dire un dispositif pour la transmission par un réseau asynchrone, notamment un réseau de type ATM, de données de signalisation voie par voie regroupées dans une multitrame émise de manière synchrone en mode hors bande, les informations étant véhi- culées, dans le réseau asynchrone, par paquets de bits de données formés chacun d'une cellule d'information comprenant d'une part un en- tête porteur d'une adresse et d'autre part un champ utile porteur de l'information à transmettre, est caractérisé en ce qu'il comprend: à l'émission: * des moyens pour acquérir les données de signalisa- tion de chaque voie de la multitrame, * des moyens pour détecter les changements d'état de ces données, et * des moyens pour générer sur le réseau, à chaque changement ainsi détecté, une cellule d'informa- tion contenant la nouvelle donnée de signalisation et l'adresse associée à la voie correspondante, à la réception: * des moyens pour acquérir du réseau les cellules d'information contenant des données de signalisa- tion, * des moyens pour mémoriser ces données de signali- sation entre chaque changement d'état correspon- dant, et * des moyens pour insérer les données ainsi mémori- sées dans une multitrame et émettre cette dernière de manière synchrone en mode hors bande. De préférence, lesdits moyens pour générer les cellules d'information génèrent au surplus, de façon répétitive et indépen- damment des changements d'état, une cellule d'information conte- nant la donnée de signalisation courante et l'adresse relative à la voie correspondante. De préférence également, la cellule d'information générée à l'émission contient, dans son champ utile porteur de l'information à transmettre, une forme redondante de la nouvelle donnée de signalisation, des moyens étant prévus à la réception pour contrôler la conformité de cette nouvelle donnée telle que reçue et opérer une correction éventuelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente, de façon schématique, un réseau de transmission asynchrone reliant une pluralité d'équipements ter- minaux opérant en mode synchrone, notamment en ce qui concerne la transmission des informations de signalisation. La figure 2 montre la structure générale de la trame émise dans le réseau synchrone pour chaque intervalle de temps cor- respondant. La figure 3 montre la structure générale de la multi- trame servant, à l'intérieur de cette trame, à la transmission des données de signalisation par ce même réseau synchrone. La figure 4 montre la structure générale d'une cellule d'information transmise par le réseau ATM. La figure 5 montre la structure des principaux éléments du joncteur d'interfaçage selon l'invention, placé entre le réseau syn- chrone et le réseau asynchrone. O Sur la figure 1, les références 1 désignent des équipe- ments numériques terminaux gérant chacun une pluralité de postes téléphoniques 2 (ou autres équipements de transmission de données par le réseau commuté), référencés Pl à P 30. Ces terminaux 1 émettent, de façon en elle-même con- nue, des trames synchrones multiplexées, à une cadence typique de 2 Mbit/s. L'objet de l'invention est d'assurer l'interfaçage de ces liaisons synchrones avec un réseau de transmission ATM, symbolisé en 3, par l'intermédiaire de joncteurs 4 assurant la conversion appropriée des signaux et la conversion de modes de transmission. Ce réseau ATM 3 comporte une pluralité de noeuds de réseau 5, reliés entre eux par des artères à grand débit 6. Sur le réseau synchrone, les informations transitent sous forme de trames multiplexées 7, dont l'une est représentée plus en détail sur la figure 2, tandis que sur le réseau asynchrone les infor- mations transitent sous forme de cellules individuelles indifféren- ciées, référencées 8 et dont l'une est représentée plus en détail sur la figure 4. L'invention peut notamment s'appliquer au traitement d'un transfert continu d'informations par train numérique à 2,048 Mbit/s dans un réseau ATM utilisant des artères à grande vi- tesse à 34,368 Mbit/s transportant des cellules de 32 octets de charge utile, correspondant à la génération au noeud source d'une cellule toutes les 125 tis. Le procédé n'est cependant, bien entendu, pas limité à ces valeurs numériques, et peut s'appliquer à d'autres valeurs de débit d'artère et de service. En ce qui concerne la trame synchrone 7, comme illustré figure 2, celle-ci comprend pour chaque intervalle temporel (c'est-à- dire pour chaque intervalle compris entre les traits mixtes) une divi- sion du temps en 32 unités temporelles, comprenant: un en-tête H permettant de repérer le début de la trame (voie 0), blocs d'information, correspondant aux données proprement dites transmises par chacun des postes Pl à P 30 (voies 1 à 15 et 17 à 31), et une unité temporelle regroupant l'ensemble des don- nées de signalisation associées aux postes Pl à P 30 (multitrame sur voie 16). Cette dernière unité temporelle, référencée 9, est illus- trée plus en détail figure 3, o l'on peut voir qu'elle comporte, outre un en-tête H, une série de 30 quadruplets Q 1 à Q 30 formés chacun de 4 bits abcd donnant la signalisation associée à la voie correspon- dante. La figure 4 représente la structure des cellules 8 trans- mises par le réseau asynchrone, qui comportent chacune un en-tête 8 a contenant une adresse servant au routage de la cellule, et un champ utile 8 b porteur de l'information à transmettre proprement dite Les dimensions des champs 8 a et 8 b sont, typiquement, de 32 et 256 bits respectivement, mais d'autres dimensions peuvent être envisagées aussi bien. On va maintenant décrire, en référence à la figure 5, la structure et le fonctionnement du joncteur permettant d'assurer l'interfaçage entre réseau synchrone et réseau asynchrone, c'est-à- dire, en d'autres termes, permettant de convertir les multitrames 9 en cellules ATM individuelles 8, et réciproquement (on ne décrira pas le mécanisme classique permettant d'extraire la multitrame 9 de la trame 7 ou de l'y insérer). Essentiellement, ce joncteur comporte: du côté émission (c'est-à-dire dans le sens " synchrone vers asynchrone "): un circuit synchrone de réception 10 permettant d'acquérir les éléments binaires de la multi- trame 9, * un circuit comparateur 11, destiné à mettre en évi- dence les changements d'état, entre deux multi- trames successives, des quadruplets associés à cha- que voie, * une horloge cyclique de rafraîchissement 13, et * un circuit d'émission 12, associant à chacune des voies, les éléments nécessaires pour la génération dune cellule ATM 8 contenant les informations utiles à transmettre et la destination de cette infor- mation, -du côté réception (c'est-à-dire dans le sens " asyn- chrone vers synchrone "): * un circuit de réception 14 permettant d'acquérir du réseau ATM les cellules individuelles 8 associées à chaque voie, * un circuit 15 permettant de stocker les informa- tions correspondantes, et donc de connaître en per- manence, entre deux changements d'état, la valeur de la donnée de signalisation associée à chacune des voies, et * un circuit 16 permettant d'insérer dans la multi- trame sortante 9 les valeurs des donnée de signali- sation de l'ensemble des voies. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le principe de l'inven- tion consiste à n'émettre dans le réseau ATM que lorsqu'il y a chan- gement de valeur du quadruplet associé à une voie; dans ce cas, on émet à destination du système homologue distant une cellule 8 com- portant, comme illustré figure 4, le numéro de la voie (dans le champ d'adresse 8 a) et la nouvelle valeur du quadruplet abcd (dans le champ d'information 8 b). Ceci permet une très importante économie de ressources à l'intérieur du réseau ATM, du fait que les changements d'états sont (le plus souvent) bien moins fréquents que la période de récur- rence d'une multitrame. Afin de permettre l'initialisation du système et de pallier les éventuelles pertes d'informations dans le réseau ATM, les infor- mations ci-dessus sont également émises (ou réémises) à chaque période de l'horloge de rafraîchissement 13, donc indépendamment du point de savoir s'il y a eu ou non changement de la valeur du qua- druplet. De plus, afin de s'affranchir de la plupart des erreurs pouvant survenir au cours du transfert des informations, et compte tenu du fait que les informations transportées ( 4 bits) n'occupent qu'une faible partie du champ disponible ( 256 bits) dans la cellule ATM, il est aisé d'introduire une forte redondance dans le corps de la cellule, une détection et une correction d'éventuelles erreurs étant alors faites dans le circuit de réception 14 lors de l'acquisition de la cellule correspondante On a illustré ceci figure 4 par la répétition du motif abcd. Le fonctionnement du système dont on vient d'exposer la structure est le suivant. Tout d'abord, le circuit 10 de synchronisation de la récep- tion acquiert la multitrame entrante, et maintient le synchronisme du dispositif sur cette multitrame. Le circuit comparateur 11 examine, voie par voie, le contenu de la multitrame courante (la nième) et compare ce contenu à celui de la multitrame précédente (la n-lième) S'il détermine un quadruplet (abcd)in différent du quadruplet (abcd)in-l relatif à la même voie (la iième), il prévient le circuit d'émission 12 qui va alors former une cellule ATM dont l'en-tête est affecté au numéro de voie concerné (i) et contenant dans son champ d'informations utiles la valeur du nouveau quadruplet (abcd)n Cette cellule est alors émise dans le réseau ATM. Lorsque la cellule parvient au circuit de réception 14 du joncteur distant (le joncteur reliant le réseau ATM à l'équipement terminal destinataire de l'information), ce circuit de réception déter- mine quelle est la voie concernée (d'après l'en-tête de la cellule) et quel est le nouveau quadruplet (d'après le champ d'information de la cellule) Ce quadruplet est alors mémorisé dans le circuit de stoc- kage 15 puis inséré à l'instant approprié, par le circuit 16, dans la multitrame sortante, et dans toutes les multitrames suivantes jusqu'à détection d'une nouvelle valeur de multiplet sur cette voie. On notera à cet égard que le circuit 16 d'émission synchrone génère systématiquement, à la différence du circuit d'émission asynchrone 12, une multitrame à chaque période de récurrence du réseau syn- chrone. il REVENDICATIONS 1 Un dispositif pour la transmission par un réseau asyn- chrone ( 3), notamment un réseau de type ATM, de données de signa- lisation (S) voie par voie regroupées dans une multitrame ( 9) émise de manière synchrone en mode hors bande, les informations étant véhiculées, dans le réseau asynchrone, par paquets de bits de don- nées formés chacun d'une cellule d'information ( 8) comprenant d'une part un en-tête porteur d'une adresse et d'autre part un champ utile porteur de l'information à transmettre, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend: à l'émission: * des moyens ( 10) pour acquérir les données de signalisation de chaque voie de la multitrame, * des moyens ( 11) pour détecter les changements d'état de ces données, et * des moyens ( 12) pour générer sur le réseau, à cha- que changement ainsi détecté, une cellule d'infor- mation contenant la nouvelle donnée de signalisa- tion et l'adresse associée à la voie correspondante, à la réception: * des moyens ( 14) pour acquérir du réseau les cel- lules d'information contenant des données de signalisation, * des moyens ( 15) pour mémoriser ces données de signalisation entre chaque changement d'état cor- respondant, et * des moyens ( 16) pour insérer les données ainsi mémorisées dans une multitrame et émettre cette dernière de manière synchrone en mode hors bande. 2 Le dispositif de la revendication 1, dans lequel lesdits moyens ( 12) pour générer les cellules d'information génèrent au sur- plus, de façon répétitive et indépendamment des changements d'état, une cellule d'information contenant la donnée de signalisa- tion courante et l'adresse relative à la voie correspondante. 3 Le dispositif de la revendication 1, dans lequel lesdits moyens ( 12) pour générer les cellules d'information génèrent des cel- lules d'information contenant chacune, dans son champ utile porteur de l'information à transmettre, une forme redondante de la nouvelle donnée de signalisation, des moyens étant prévus à la réception pour contrôler la conformité de cette nouvelle donnée telle que reçue et opérer une correction éventuelle.