Brevet FR2694407A1 — publié le 19940204

Procédé de mesure de certaines caractéristiques d'une ligne de transmission et appareil pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne le domaine de la transmission de signaux et des télécommunications, et a pour objet un procédé de mesure de certaines caractéristiques d'une ligne de transmission, ainsi qu'un appareil pour sa mise en oeuvre. Actuellement, pour mesurer les grandeurs caractéristiques d'une ligne de transmission, telles que le rapport signal/bruit, la linéarité, la distorsion ou autres, on utilise un appareil unique émettant des signaux de mesure et recueillant ces derniers après transmission par le système à analyser. Néanmoins, la mise en oeuvre de cet appareil limite les possibilités de mesure à des tronçons de faible longueur, à moins de reboucler la ligne à son extrémité distante pour renvoyer les signaux par une ligne de retour. Toutefois, dans ce dernier cas les caractéristiques mesurées sont celles des tronçons aller et retour, et non pas celles d'un de ces deux tronçons. Le problème posé à la présente invention consiste donc à concevoir un procédé de mesure de bout en bout de certaines caractéristiques d'une ligne de transmission de longueur quelconque, permettant, d'une part, d'établir un nombre maximum de points de mesure, le cas échéant correspondant à des caractéristiques de natures différentes, pour une durée d'exécution de l'opération de mesure minimale et, d'autre part, de disposer des informations relatives aux variations desdites caractéristiques dès l'achèvement de l'opération de mesure. Ce problème est précisément résolu, conformément à l'invention, grâce au procédé de mesure, caractérisé en ce qu'il consiste principalement à synchroniser entre eux un dispositif émetteur et un dispositif récepteur de signaux, disposés chacun à l'une des deux extrémités de la ligne à analyser, par l'intermédiaire d'un signal d'annonce précédant le signal de mesure d'une durée déterminée, puis à émettre une trame de signaux, constituant le signal de mesure, dont la nature, la constitution et le séquencement temporel sont connus du dispositif récepteur et, enfin, à déterminer pour chaque séquence de ladite trame de signaux la ou les valeurs de la ou des caractéristiques à mesurer, en exploitant le signal transmis correspondant. L'invention a également pour objet un appareil de mesure pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par un dispositif émetteur disposé à l'une des extrémités de la ligne à analyser et comportant essentiellement un ensemble pour la génération du signal de mesure relié à ladite ligne par l'intermédiaire de moyens d'adaptation et d'isolation et, d'autre part, par un dispositif récepteur disposé à l'autre extrémité de la ligne et comprenant un ensemble pour le traitement du signal transmis par ladite ligne, relié à cette dernière par des moyens d'adaptation et d'isolation. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte au mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique de l'appareil de mesure conforme à l'invention, et, les figures 2A et 2B représentent les signaux respectivement émis par le dispositif émetteur et reçus par le dispositif récepteur au cours du procédé de mesure du rapport signal/bruit d'une ligne de transmission, selon l'invention. Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, le procédé de mesure consiste principalement à synchroniser entre eux un dispositif émetteur 1 et un dispositif récepteur 2 de signaux, disposés chacun à l'une des deux extrémités de la ligne 3 à analyser, par l'intermédiaire d'un signal d'annonce SA précédant le signal de mesure SM d'une durée déterminée, puis à émettre une trame de signaux, constituant le signal de mesure SM, dont la nature, la constitution et le séquencement temporel sont connus du dispositif récepteur 2 et, enfin, à déterminer pour chaque séquence I de ladite trame de signaux SM la ou les valeurs de la ou des caractéristiques à mesurer, en exploitant le signal transmis correspondant, les signaux d'annonce SA et de mesure SM présentant des temps de propagation environ identiques. En fonction des caractéristiques à déterminer, les séquences I consécutives d'une trame de signaux SM pourront présenter une variation progressive d'un ou de plusieurs paramètres spécifiques du signal utilisé. Ainsi, pour des mesures de rapport signal/bruit ou de linéarité, les séquences I consécutives de la trame peuvent présenter des amplitudes de signal croissantes ou décroissantes, alors que, pour des mesures de distorsion d'affaiblissement ou de temps de propagation de groupe, les signaux des séquences I consécutives de la trame SM présenteront des fréquences croissantes ou décroissantes. Selon une variante de réalisation de l'invention, les signaux des séquences I consécutives de la trame SM se présentent sous la forme de signaux complexes ou composites permettant de déterminer simultanément, au moyen d'une trame SM unique, plusieurs caractéristiques d'une ligne 3 de transmission. Pour l'ensemble des mesures des différentes caractéristiques précitées, le principe de la synchronisation entre le dispositif émetteur I et le dispositif récepteur 2 ainsi que l'utilisation d'un signal de mesure SM ou de test sous forme de trame constituée de séquences I consécutives évolutives restent identiques, seuls l'exploitation et le traitement du signal transmis varient en fonction de la ou des caractéristiques à mesurer. Afin de permettre une synchronisation des dispositifs émetteur 1 et récepteur 2, indépendants l'un de l'autre, après la transmission du signal d'annonce SA, il est absolument nécessaire que le dispositif récepteur 2 connaisse à chaque instant le signal de sortie du dispositif émetteur 1. Conformément à une caractéristique de l'invention, le signal d'annonce SA est avantageusement un signal codé informatif, indiquant au dispositif récepteur 2 la nature, la constitution et/ou le séquencement de la trame de signaux SM constituant le signal de mesure. Il est alors possible de programmer les dispositifs émetteur 1 et récepteur 2 en vue d'autoriser les mesures de différentes caractéristiques de la ligne 3 par l'intermédiaire de trames de signaux SM de natures différentes. Selon un mode de réalisation particulière de l'invention, le procédé de mesure consiste plus précisément, pour la mesure du rapport signal/bruit d'une ligne 3 de transmission, après synchronisation du dispositif émetteur 1 avec le dispositif récepteur 2, à émettre une trame de signaux SM de type sinusoïdal à amplitudes croissantes ou décroissantes, à relever par échantillonnage, pour chaque séquence I de ladite trame SM, le signal résultant en bout de ligne 3, du côté du dispositif récepteur 2, ce pendant des intervalles de temps E déterminés, inférieurs à la durée des séquences I, à calculer progressivement, au cours de l'échantillonnage, la puissance du signal sinusoïdal P5 et la puissance totale Pt du signal transmis à partir des valeurs échantillonnées et, enfin, à déterminer la valeur du rapport signal/bruit pour chaque séquence I immédiatement à la fin de l'intervalle de temps E d'échantillonnage correspondant. La puissance du signal sinusoïdal Ps est calculée par l'intermédiaire d'une Transformation de Fourier Discrète (TFD) opérée sur les valeurs échantillonnées du signal relevées au niveau du dispositif récepteur 2 pendant les différents intervalles de temps E. Ce calcul est réalisé progressivement, c'est-à-dire au fur et à mesure de l'échantillonnage et de l'acquisition des valeurs échantillonnées, et permet de disposer à la fin de chaque intervalle de temps E la valeur de la puissance du signal sinusoïdal P5 correspondant à la séquence I concernée. La puissance totale Pt du signal transmis peut également être calculée de manière progressive au cours de chaque intervalle de temps E d'échantillonnage, en effectuant simplement la somme des carrés des valeurs échantillonnées du signal au niveau du dispositif récepteur 2. Du fait que le signal et le bruit sont directement psophométrés, au moyen, par exemple, d'un filtre numérique traitant le signal émis, la puissance du bruit peut être obtenue de manière simple, à la fin de chaque intervalle de temps E d'échantillonnage, en effectuant la différence entre la puissance P, et la puissance du signal sinusoïdal P,. La valeur du rapport signal/bruit de la ligne 3 pour une séquence I particulière de la trame SM est alors donnée par la formule P,/(P, - P,) et disponible immédiatement à la fin de l'intervalle de temps E d'échantillonnage considéré. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, représentée à la figure 1 des dessins annexés, l'établissement de la liaison entre les dispositifs émetteur 1 et récepteur 2, dans le cas d'une ligne 3 du réseau téléphonique commuté, est réalisé, avant l'émission du signal d'annonce SA, de manière automatique au moyen de deux modules d'interface 4, 4', dont l'un est relié au dispositif émetteur 1 et t' autre au dispositif récepteur 2, une vérification éventuelle de la liaison et la synchronisation mutuelle des dispositifs émetteur 1 et récepteur 2 par l'envoi d'un signal d'annonce SA, pouvant être effectuées par l'intermédiaire de deux modems 5, 5' affectés respectivement au dispositif émetteur 1 et au dispositif récepteur 2. L'invention a également pour objet un appareil de mesure de certaines caractéristiques d'une ligne 3 de transmission, notamment du rapport signal/bruit, de la linéarité, de la distorsion d'affaiblissement ou autres, pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, appareil principalement constitué d'une part, par un dispositif émetteur 1 disposé à l'une des extrémités de la ligne 3 à analyser et comportant essentiellement un ensemble 6 pour la génération du signal de mesure SM, relié à ladite ligne 3 par l'intermédiaire de moyens d'adaptation et d'isolation 7 et 8 et, d'autre part, par un dispositif récepteur 2 disposé à l'autre extrémité de la ligne 3 et comprenant un ensemble 9 pour le traitement du signal transmis par ladite ligne 3, relié à cette dernière par des moyens d'adaptation et d'isolation 7' et 8' (Fig. 1). Selon une caractéristique de l'invention, représentée à la figure 1 des dessins annexés, l'ensemble 6 pour la génération du signal de mesure est composé d'un dispositif 10 générateur de signaux numériques, à mémoire programmable 11, dont les signaux de sortie sont transformés par un convertisseur 12 numérique/analogique, puis traités par un filtre 13 du type passe-bas, assurant la reconstitution du signal sous forme analogique. L'ensemble 9 pour le traitement du signal transmis peut avantageusement être composé, d'une part, d'un filtre 14 passe-bas filtrant le signal transmis par la ligne 3, d'autre part, d'un convertisseur 15 analogique/numérique transformant le signal filtré et, enfin, d'un dispositif 16 d'acquisition séquentielle du signal numérique et de calcul des caractéristiques à déterminer, pourvu d'une mémoire programmable 17. Conformément à une caractéristique supplémentaire de l'invention, les moyens d'adaptation et d'isolation 7, 7', 8 et 8' se présentent sous la forme d'un circuit amplificateur 7, 7' relié à la ligne 3 par l'intermédiaire d'un dispositif d'isolation 8, 8', comportant notamment un transformateur d'isolation galvanique. Lorsque la ligne 3 à analyser est du type ligne de réseau téléphonique commuté, l'appareil de mesure conforme à l'invention peut comporter, en outre, au niveau du dispositif récepteur 2 et au niveau du dispositif émetteur 1, un circuit d'interface 4, 4', pour l'établissement automatique de la liaison entre les dispositifs récepteur 2 et émetteur 1, et un modem 5, 5', pour l'envoi ou la réception du signal d'annonce SA et pour la vérification éventuelle de la liaison, les circuits d'interface 4 et 4' et les modems 5 et 5' étant commandés respectivement par le dispositif 10 générateur de signaux numériques ou par le dispositif 16 d'acquisition séquentielle et de calcul. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil peut, par un choix adapté de ses éléments constitutifs, faisant partie des connaissances de l'homme du métier, être mis en oeuvre plus particulièrement pour la détermination du rapport signal/bruit d'une ligne 3 de transmission du réseau téléphonique commuté, notamment dans la bande de fréquence 300 Hz - 3400 Hz et selon l'avis 0132 du CCITT, les modems 5, 5' utilisés étant avantageusement du type 3. Le signal sinusoïdal de mesure SM présente alors une fréquence de 1015,625 Hz, les durées des séquences I sont de l'ordre de 100 millisecondes et les intervalles de temps E d'échantillonnage, également appelés fenêtres d'échantillonnage, présentent des durées de l'ordre de 64 ms, permettant de relever et de traiter, au cours de chacune desdites fenêtres d'échantillonnage, 512 valeurs échantillonnées du signal transmis au niveau du dispositif récepteur 2. Avec une trame de signaux SM dont la durée totale est de 30 secondes, il sera par conséquent possible d'obtenir 300 points de mesure du rapport signal/bruit pour une plage d'amplitude du signal de mesure SM de 0 décibel à - 45 décibels. En outre, la mesure réalisée étant du type numérique, elle est particulièrement sensible à des fluctuations de la fréquence du signal reçu. Les oscillateurs pilotant les dispositifs émetteur 1 et récepteur 2 doivent par conséquent présenter des fréquences d'oscillation relativement stables, et préférentiellement l'écart de fréquence entre le dispositif émetteur 1 et le dispositif récepteur 2 ne devrait pas dépasser 50 ppm. Les éléments constitutifs ainsi que les valeurs numériques spécifiques indiqués ci-dessus, sont, bien evidemment, donnés à titre d'exemples pour le cas spécifique de la détermination du rapport signal/bruit d'une ligne 3 du réseau téléphonique commutée. Pour la détermination d'autres caractéristiques d'une ligne 3 de transmission, telles que la linéarité, la distorsion d'affaiblissement ou les temps de propagation de groupes, il suffira à l'homme du métier de modifier la nature et le séquencement du signal de mesure SM, le mode et la fréquence d'échantillonnage et/ou le traitement des valeurs échantillonnées du signal transmis. Par ailleurs, il est également possible de réduire la durée de la trame de signaux SM constituant le signal de mesure en augmentant la fréquence d'échantillonnage et en réduisant la durée des séquences I, le traitement des valeurs échantillonnées et le calcul des valeurs des caractéristiques à déterminer étant réalisés après les opérations d'acquisition des valeurs. Grace à l'invention, il est donc possible de réaliser un procédé de mesure rapide, sur un grand nombre de valeurs, de certaines caractéristiques d'une ligne 3 de transmission, permettant, grâce à la mise en oeuvre d'un signal de mesure en forme de trame, de déterminer en temps réel les valeurs des caractéristiques pour une plage de variation importante du paramètre de mesure, ce pour une ligne 3 de longueur quelconque, sans rebouclage, du fait de l'utilisation d'un dispositif émetteur 1 et d'un dispositif récepteur 2 indépendants, disposés chacun à l'une des extrémités de la ligne 3 à analyser, et synchronisés entre eux. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de certaines caractéristiques d'une ligne de transmission, notamment du rapport signal/bruit, de la linéarité, de la distorsion d'affaiblissement ou autres, caractérisé en ce qu'il consiste principalement à synchroniser entre eux un dispositif émetteur (1) et un dispositif récepteur (2) de signaux, disposés chacun à l'une des deux extrémités de la ligne (3) à analyser, par l'intermédiaire d'un signal d'annonce (SA) précédant le signal de mesure (SM) d'une durée déterminée, puis à émettre une trame de signaux, constituant le signal de mesure (SM), dont la nature, la constitution et le séquencement temporel sont connus du dispositif récepteur (2) et, enfin, à déterminer, pour chaque séquence (I) de ladite trame de signaux (SM), la ou les valeurs de la ou des caractéristiques à mesurer, en exploitant le signal transmis correspondant. 2. Procédé de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux des séquences (I) consécutives de la trame (SM) présentent des amplitudes de signal croissantes ou décroissantes. 3. Procédé de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux des séquences (I) consécutives de la trame (SM) présente des fréquences croissantes ou décroissantes. 4. Procédé selon la revendications 1, caractérisé en ce que les signaux des séquences (I) consécutives de la trame (SM) se présentent sous la forme de signaux complexes ou composites permettant de déterminer simultanément, au moyen d'une trame (SM) unique, plusieurs caractéristiques d'une ligne (3) de transmission. 5. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal d'annonce (SA) est un signal codé informatif, indiquant au dispositif récepteur (2) la nature, la constitution et/ou le séquencement de la trame de signaux (SM) constituant le signal de mesure. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce qu'il consiste, pour la mesure du rapport signal/bruit d'une ligne (3) de transmission, après synchronisation du dispositif émetteur (1) avec le dispositif récepteur (2), à émettre une trame de signaux (SM) de type sinusoïdal à amplitudes croissantes ou décroissantes, à relever par échantillonnage, pour chaque séquence (I) de ladite trame (SM), le signal résultant en bout de ligne (3), du côté du dispositif récepteur (2), ce pendant des intervalles de temps (E) déterminés, inférieurs à la durée des séquences (I), à calculer progressivement, au cours de l'échantillonnage, la puissance du signal sinusoïdal (pus) et la puissance totale (Pt) du signal transmis à partir des valeurs échantillonnées et, enfin, à déterminer la valeur du rapport signal/bruit pour chaque séquence (I) immédiatement à la fin de l'intervalle de temps (E) d'échantillonnage correspondant. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans le cas d'une ligne (3) du réseau téléphonique commuté, l'établissement de la liaison entre les dispositifs émetteur (1) et récepteur (2) est réalisé de manière automatique au moyen de deux modules d'interface (4, 4'), dont l'un est rèlié au dispositif émetteur (1) et l'autre au dispositif récepteur (2), une vérification éventuelle de la liaison et la synchronisation mutuelle des dispositifs émetteur (1) et récepteur (2) par l'envoi d'un signal d'annonce (SA), pouvant être effectuées par l'intermédiaire de deux modems (5, 5') affectés respectivement au dispositif émetteur (1) et au dispositif récepteur (2). 8. Appareil de mesure de certaines caractéristiques d'une ligne de transmission, notamment du support signal/bruit, de la linéarité. de la distorsion d'affaiblissement ou autres, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par un dispositif émetteur (1) disposé à l'une des extrémités de la ligne (3) à analyser et comportant essentiellement un ensemble (6) pour la génération du signal de mesure (SM) relié à ladite ligne (3) par l'intermédiaire de moyens d'adaptation et d'isolation (7 et 8) et, d'autre part, par un dispositif récepteur (2) disposé à l'autre extrémité de la ligne (3) et comprenant un ensemble (9) pour le traitement du signal transmis par ladite ligne (3), relié à cette dernière par des moyens d'adaptation et d'isolation (7' et 8'). 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte également, notamment lorsque la ligne (3) à analyser est du type ligne de réseau téléphonique commuté, au niveau du dispositif récepteur (2) et au niveau du dispositif émetteur (1), un circuit d'interface (4, 4'), pour l'établissement automatique de la liaison entre les dispositifs récepteur (2) et émetteur (1), et un modem (5, 5'), pour l'envoi ou la réception du signal d'annonce (SA) et pour la vérification éventuelle de la liaison, les circuits d'interface (4 et 4') et les modems (5 et 5') étant commandés respectivement par un dispositif (10) générateur de signaux numériques faisant partie de l'ensemble (6) et par un dispositif (16) d'acquisition séquentielle et de calcul faisant partie de l'ensemble (9).