Brevet FR2748875A1 — publié le 19971121

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de multiplexage et démultiplexage asynchrone de microcellules permettant l'optimisation des moyens de transmission d'un réseau ATM. L'invention se rapporte au domaine des télécommunications, et plus particulièrement aux Réseaux Numériques à Intégration de Services à Large Bande, "Broadband ISDN" dans la terminologie anglo-saxonne, c'est à dire aux réseaux multiservices à large plage de débits, pouvant aller de la transmission de télévision aux messages parlés courts, par exemple pour des applications civiles ou militaires o la parole est codée en utilisant des méthodes de prédiction linéaire. Pour les Réseaux Numériques à Intégration de Services à Large Bande, une conférence internationale a retenu le mode de transfert asynchrone, dénommé ATM (Asynchronous Transfert Mode). L'information à transporter est segmentée en cellules de longueur constante à laquelle est ajouté un entête permettant de la router dans le réseau. Une telle cellule est alors constituée d'un champs d'informations utiles de 48 octets de long, et d'un champs d'entête de 5 octets. La nécessité d'attendre que la source ait produit 48 octets d'information avant de pouvoir injecter la cellule dans le réseau peut dégrader la qualité du service rendu, par accroissement inacceptable du délai de transit à travers le réseau. Ce cas est particulièrement critique dans le cas de sources à débit binaire réduit, comme par exemple les vocodeurs à 2400 bit/s. La solution consistant à ne remplir que partiellement le champs de données utiles de chaque cellule transportée a pour conséquence de réduire d'autant le taux d'utilisation réel des moyens de transmission du réseau. Lorsque ceux-ci sont rares, comme c'est le cas pour les réseaux militaires tactiques, il est nécessaire d'effectuer un compromis entre ces deux contraintes opposées. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. Le but du procédé selon l'invention est de permettre d'optimiser à la fois, le délai de transfert total de l'information à travers le réseau, et le taux d'utilisation des moyens de transmission qui le supportent, pour les services bas débit et temps réel. Ce procédé est totalement compatible des principes d'architecture du RNIS Large Bande, et permet de ce fait I'interconnexion avec les autres réseaux ATM appelés éventuellement à 2 2748875 participer au transport de l'information de bout en bout. D'autre part, il accepte le multiplexage sur une même artère de transmission, de services bas débit et temps réel, avec tout autre type de service, tel que, données en temps différé, services à débit continu etc. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé consistant d'une part, en réception sur une artère d'un réseau ATM, à démultiplexer les microcellules trouvées à l'intérieur d'une cellule ATM normalisée, de sorte à produire des cellules ATM, de taille normalisée mais ne contenant plus qu'une seule microcellule, qui seront ensuite introduites dans un dispositif de commutation de cellules ATM normalisées, et d'autre part, à remplir une cellule ATM normalisée avec autant que faire ce peut, de microcellules trouvées dans les cellules sortant du dispositif de commutation de cellules ATM normalisées. L'invention a également pour objet un dispositif pour sa mise en 1 5 oeuvre. Le procédé permet de conserver des cellules ATM au format normalisé à la fois dans le commutateur et sur les artères de transmission, ce qui offre l'avantage de pouvoir traverser des réseaux ATM ne connaissant pas les microcellules. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui suit en regard des figures annexées qui représentent: - la figure 1, la structure d'une cellule normalisée chargée de deux microcellules, - la figure 2, un schéma de l'architecture d'un dispositif selon l'invention, -la figure 3, un schéma fonctionnel du traitement des cellules en provenance de l'artère de transmission effectué par le démultiplexeur de microcellules du dispositif selon l'invention, - la figure 4, un schéma fonctionnel du traitement des cellules sortant du commutateur standard de cellules ATM, effectué par le multiplexeur de microcellules du dispositif selon l'invention, et - la figure 5 un schéma fonctionnel résumant les traitements réalisés sur les cellules émises sur une artère, effectués par le dispositif selon l'invention. 3 2748875 La problématique traitée ici a déjà été abordée dans le brevet français N 2635242, déposé par la Demanderesse et intitulé "Procédé et dispositif de transmission en mode asynchrone mettant en oeuvre des microcellules". Le procédé selon l'invention s'en distingue en ce que les microcellules dont il est question ici sont directement générées par la source d'information, ou par le dispositif d'adaptation au réseau ATM lorsqu'il existe, et en ce que le dispositif proposé ne réalise pas de segmentation nouvelle de l'information traitée, mais seulement un multiplexage/démultiplexage statistique et une traduction des informations de routage présentes dans l'entête des microcellules et des cellules traitées. D'autre part, les cellules transmises sur les artères sont toujours au format normalisé pour l'ATM. La description qui suit est basée sur un exemple typique de mise en oeuvre du procédé, dans le cadre duquel, deux microcellules au plus peuvent être chargées à l'intérieur d'une cellule ATM classique. La figure 1 illustre la structure schématique d'une cellule ATM chargée de deux microcellules. Si ces dernières étaient choisies de longueur totale inférieure à la longueur de la cellule normalisée, on pourrait en mettre plus sans remettre en cause le procédé. L'entête de la cellule ATM normalisée est noté OH, et sa longueur est dans cet exemple de 5 octets. Un champ de contrôle K permet de coder entre autre le nombre de microcellules transportées dans la cellule en question. Il peut contenir d'autres informations liées par exemple à la priorité de la cellule à l'émission, ou à sa priorité à la perte. Il s'agit donc d'un paramètre essentiel des fonctions décrites dans la suite. Deux fonctions sont définies qui lui sont applicables: - K donne le nombre de microcellules transportées par la cellule ATM, et - K et OH donnent respectivement la priorité à l'émission pour la microcellule et la cellule ATM. Les champs E1, E2 et 11, 12 désignent respectivement les champs "entête" et "information utile" de la première microcellule et de la deuxième microcellule. Les champs OH et E transportent les informations de routage des informations. Il est à noter que la structure réelle de l'intérieur de la 4 2748875 cellule ATM peut être différente, pour autant que les informations introduites ici sont présentes. Dans la suite, les cellules ATM classiques sans microcellules seront dites de type CO, celles transportant une seule microcellule seront dites de type CI et celle contenant deux microcellules seront dites du type C2. La figure 2 illustre l'architecture du dispositif selon l'invention. Il comporte, dans le sens réception des cellules dans une artère, sur une première artère A1, un démultiplexeur de microcellules 1 dont la sortie est couplée à l'entrée d'un commutateur de cellules ATM 2 standard et, sur une deuxième artère A2, un multiplexeur des microcellules 3 couplé à la sortie du commutateur 2. Les multiplexeur/démultiplexeur sont disposés physiquement dans les cartes de jonction des commutateurs aux artères. Dans le sens réception de l'artère A1, les cellules sont du type CO, C1 ou C2 selon leur source. Les microcellules sont éclatées dans des cellules ATM normalisées crées par le démultiplexeur 1, de sorte à se retrouver isolées de leur point d'injection. Dans le commutateur de cellules ATM 2, ne figurent donc plus que des cellules de type CO et C1. A la sortie du commutateur 2, au point X2, n'apparaissent de fait que des cellules de types CO et C1. Le rôle du multiplexeur 3 est d'envoyer sur l'artère A2 le maximum de cellules de type C2 mélangées avec des cellules de type CO non traitées, et un minimum de cellules de type C1, partiellement remplies. Son rôle est donc de maximiser le taux d'utilisation de l'artère de transmission. La figure 3 illustre un schéma fonctionnel du traitement réalisé par le démultiplexeur 1 sur les cellules de type C2 entrant en A1. Les cellules CO sont transmises sans autre action sur l'artère A1. Les cellules de type C2 sont divisées en deux cellules de type Cl, notées A et B respectivement, en appliquant des règles de traduction préalablement enregistrées dans le démultiplexeur 1, appelées respectivement Trad1, Trad2 et Trad3 et définies ci-après: - OHA = Tradl (OH, K, El) - E1A = Trad2 (OH, El) - Priorité (KA) = Trad3 (K, El) - Nombre (KA) = 1 De même, le schéma est identique pour la production de la cellule B. Les cellules A et B sont injectées dans le commutateur 2 de sorte à respecter l'ordre des microcellules dans la cellule d'arrivée. Pour un fonctionnement correct, le débit physique au point Xl est double de celui au point A1. Le traitement des cellules de type C1 est identique avec production d'une cellule A sans production d'une cellule B. L'opération se réduit donc à une pure traduction. La figure 4 illustre un schéma fonctionnel du traitement réalisé par le multiplexeur 3 sur les cellules issues du commutateur 2 de cellules ATM. Le débit au point X2 est supérieur au débit au point A2 puisque la commutation est asynchrone, et que plusieurs cellules en provenance d'artères distinctes peuvent avoir à être routées simultanément sur la même sortie. Pour cela, une première file d'attente F1 est disposée entre le commutateur 2 et le multiplexeur 3. Celle-ci permet l'adaptation des débits entrant et sortant. Une deuxième file d'attente d'adaptation du débit notée F2, est disposée entre la sortie du multiplexeur 3 et l'émetteur de cellules 4 sur l'artère, le multiplexeur 3 assurant la traduction des microcellules. La première file d'attente F1 est vidée à un débit supérieur à celui de l'artère. L'exemple décrit ci-après considère un nombre de quatre cellules, ce nombre pouvant être différent. Les traitements réalisés sont les suivants: Dans une première étape, les quatre cellules sont transférées vers le multiplexeur et traducteur 3, si la première file d'attente F1 est suffisamment remplie. Dans le cas contraire deux options sont possible, soit le multiplexeur 3 ne prend en compte que le nombre de cellules présentes dans la première file d'attente F1, soit il attend qu'il en arrive d'autres. Ce choix permet de paramétrer le compromis délai / rendement de transmission. Ces cellules sont de type C1 ou CO, elles sont numérotées I à IV sur la figure 4. Dans une deuxième étape, les microcellules trouvées à l'intérieur des cellules ATM sont regroupées par deux dans des cellules de type C2, en conservant leur ordre d'extraction de la première file d'attente F1, et en appliquant des règles de traduction préalablement enregistrées dans le 6 2748875 multiplexeur 3. Dans le schéma proposé par exemple, les cellules I et III qui contiennent chacune une microcellule, sont fusionnées en une seule notée "a", en contenant deux. La cellule IV est transformée par traduction en une cellule "b" de type C1. Dans cet exemple, les microcellules sont prioritaires sur les cellules ATM normales CO, et la cellule III est traduite en une cellule "c", qui est insérée en dernier dans la deuxième file d'attente F2. Cette file d'attente F2 est alors vidée au rythme de l'artère A2 par l'émetteur 4. Puisqu'il peut se faire que ne figurent dans la première file d'attente F1 que des cellules de type CO, le débit au point D2 doit être égal à celui au point D1. La figure 5 illustre un schéma fonctionnel résumant les traitements réalisés sur les cellules avant leur transmission sur l'artère A2. Les traductions TRADi, avec i = 1 à 3, sont réalisées en appliquant des règles préalablement enregistrées dans le multiplexeur 3. Un exemple typique est donné ci-dessous: - OH.a = Tradl (OH.I, OH.lll, K.l, Kil, E. l, E.lIl) - E.al = Trad2 (OH.a, E. I) - E.a2 = Trad3 (OH.a, E.lil) Priorité (K.a) = Max (Priorité (K.l), Priorité (K.llI)) - Nombre (K.a) = 2 Les fonctions TRADi qui apparaissent ci-dessus, n'ont aucune relation avec les fonctions homonymes introduites dans la description du démultiplexeur. Il va de soi que de nombreuses configurations sont imaginables selon la taille choisie pour les microcellules, et la longueur respective de leur champs d'information utile, et de leur entête de routage. De même la structure de ce dernier peut être variable selon différents critères. 7 2748875 REVENDICATIONS 1. Procédé de multiplexage et démultiplexage asynchrone de microcellules permettant l'optimisation des moyens de transmission d'un réseau ATM, caractérisé en ce qu'il consiste, d'une part en réception sur une artère du réseau ATM, à démultiplexer les microcellules trouvées à l'intérieur d'une cellule ATM normalisée, pour produire des cellules ATM de taille normalisée, mais ne contenant plus qu'un seule microcellule, lesdites cellules étant ensuite introduites dans un dispositif de commutation de cellules ATM normalisées, et d'autre part, à remplir une cellule ATM normalisée avec autant que faire ce peut, de microcellules trouvées dans les cellules sortant du dispositif de commutation de cellules ATM normalisées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entête des microcellules ainsi que l'entête des cellules les transportant, comportent les caractéristiques du flux de données à transmettre dans ces microcellules. 3. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte, sur les artères du réseau destiné à transmettre des communications bas débit et temps réel en proportion importante, des circuits adaptateurs (1, 3) à l'une au moins des extrémités d'une artère, entre au moins deux commutateurs, et réalisant le multiplexage, démultiplexage et la traduction des microcellules transportées dans les cellules ATM au format normalisé. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les circuits adaptateurs (1, 3) sont situés dans les cartes de jonction des commutateurs aux artères.