Brevet FR2786053A1 — publié le 20000519

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé permettant d'assurer la maintenance sur un réseau de transmission de données sans coupure physique et momentanée du réseau, ces données étant en outre acheminées sur un réseau à deux fils. Elle vise plus particulièrement à permettre la vérification et la surveillance des protocoles de communication (analyse de signaux, de perturbations, visualisation à l'oscilloscope, analyse sur plate-forme "LABVIEW", analyse de trames, analyse de protocole (Transpac, Internet...), comptage d'erreurs, qualification, extraction du CRC, observations/surveillance, niveaux, sauts de niveaux, coupures et microcoupures...) échangés entre deux installations reliées par un réseau de transmission de données à deux fils travaillant en mode "Half Duplex" et/ou "Full Duplex" sans recours à un transformateur différentiel, tout en garantissant un affaiblissement en ligne négligeable de l'ordre de notamment 0,5 db/600 ohms (Impédance à adapter au débit de la ligne), tant dans une technologie analogique que numérique. Les procédés connus ont été développés pour des réseaux de transmission de données basés sur une architecture à 4 fils, 2 fils étant réservés pour l'émission, 2 fils étant réservés pour la réception. Avec ce type de technologie, des appareils de mesure comportant une entrée Haute Impédance permettent l'extraction des signaux et ceci sans perturbation des échanges en cours. Suivant leur branchement (en parallèle sur la paire Emission ou en parallèle sur la paire Réception), l'observation se fera sur l'émission des données ou sur leur réception. On comprend aisément que dans une technologie à deux fils, que ce soit en analogique ou en numérique, les deux fils véhiculent à la fois un message d'émission et de réception, il est impossible d'introduire sans couper le réseau un appareil de surveillance de protocole. Or à ce jour, tous les appareils connus requièrent une interruption, aussi brève soit-elle, du réseau pour brancher ou débrancher le dispositif entre les installations à surveiller. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif pour la mise en oeuvre de 2 2786053 ce procédé, qui autorise l'acquisition de signaux et leur interprétation ultérieure, sans coupure de la ligne dans un réseau de transmission de données à 2 fils. A cet effet, le procédé en vue de l'extraction de signaux électriques issus des deux extrémités d'une liaison 2 fils entre deux installations échangeant des données, se caractérise en ce qu'on raccorde une sonde comportant une cellule d'affaiblissement de part et d'autre d'un point de coupure situé sur la paire de lignes, puis on isole les connexions ainsi établies de manière à transférer les signaux dans la cellule d'affaiblissement, on active la cellule d'affaiblissement par retrait progressif des composants actifs, on prélève des signaux en haute impédance aux deux extrémités de la cellule d'affaiblissement, et on obtient en sortie de la cellule d'affaiblissement, après un calcul analogique basé sur une soustraction des signaux et une multiplication par une constante directement liée à la valeur de l'affaiblissement de la cellule, des signaux images des signaux électriques envoyés par l'une ou l'autre des extrémités de la paire de lignes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures: - la figure 1 est un schéma illustrant un exemple d'une paire de lignes reliant deux installations échangeant des informations ou données de types analogiques (liaisons téléphoniques, liaisons louées...) ou numériques (Numeris, Transfix, HDSL...), cette paire étant pourvue d'un point de coupure; - la figure 2 illustre le circuit électronique de principe d'une cellule d'affaiblissement; - la figure 3 illustre le circuit électronique de principe d'une sonde de prélèvement de signaux; - la figure 4 illustre le branchement d'une sonde de prélèvement sur la paire de lignes visée à la figure 1, la sonde et la cellule d'affaiblissement étant inactives; 3 2786053 - la figure 5 illustre le branchement d'une sonde de prélèvement selon un autre mode de réalisation, sur la paire de lignes visée à la figure 1, la sonde et la cellule d'affaiblissement étant inactives; - la figure 6 illustre le branchement d'une sonde de prélèvement sur la paire de lignes visée à la figure 1, le point de coupure étant ouvert de manière à faire transiter les signaux dans la cellule d'affaiblissement, sans toutefois prélever ceux- ci; - la figure 7 illustre la dernière phase du branchement et dans cette configuration la sonde de prélèvement est active. Selon un mode préféré de réalisation du procédé objet de l'invention, celui-ci consiste à raccorder un dispositif électronique sur une paire de lignes (se référer à la figure 1) reliant deux installations ou deux appareils échangeant des informations ou données sur un réseau à deux fils, les points de connexion de ces lignes aux installations étant représentés par A, B, C, D, et comportant un point de coupure Pc figuré schématiquement sensiblement entre les points A, B d'une part et C,D d'autre part, mais pouvant suivant le type d'installation être reporté au sein d'une installation plutôt que vers l'autre. Sur la figure 1, il est important de noter que le point de coupure Pc est fermé, les informations étant échangées sur la paire de lignes, dans un sens ou dans un autre, entre les deux installations. Le dispositif ou circuit électronique comporte, d'une part une cellule d'affaiblissement (cf. figure 2), et d'autre part une sonde de prélèvement comportant la cellule d'affaiblissement (cf. figure 3). En se reportant à la figure 2, la cellule d'affaiblissement comporte 4 points de connexion A', B', C', D' reliés entre eux par l'intermédiaire d'un pont comportant, d'une part des résistances Rs dans les branches séries, et d'autre part une résistance Rp, au moins un condensateur C et un interrupteur S qui permet l'activation de cette cellule. On peut noter les relations liant Rs et Rp: Rs = Z0 (1-10-e/20) 4 2786053 Rp = (Z0-Rs)(Z0+Rs)/2Rs avec a correspondant à la valeur de l'affaiblissement imposé par l'utilisateur au circuit, et dans notre cas a = 0,5 db, et avec Z0 correspondant à l'impédance nominale de la ligne et de la cellule d'affaiblissement, et dans notre cas Z0 = 600 n. Les points A', B', C', D' représentent les points de connexion de la sonde comportant la cellule d'affaiblissement sur la paire de lignes. Ces points sont reliés d'une part aux entrées inverseuses et non inverseuses de deux amplificateurs opérationnels représentés A01 et A02 sur la figure 3, ou de deux transformateurs, de manière à conformer un convertisseur numérique et/ou analogique différentiel permettant l'extraction de signaux à haute impédance, et d'autre part aux points de connexion A, B, C, D de la paire de lignes dont on veut prélever des signaux (cf. figure 4). La première phase du procédé de maintenance du réseau de transmission consiste donc à brancher en parallèle, de part et d'autre du point de coupure Pc prévu, d'une part sur la ligne AC, et d'autre part sur la ligne BD, les 4 points de connexion A', B', C', D' provenant de la sonde et de la cellule d'affaiblissement. On peut remarquer que les points de connexion A', B', C', D' correspondent respectivement à A, B, C, D. Dans cette phase, le point de coupure Pc est fermé, les courants i circulent normalement entre (A,C) d'une part, et (D,B) d'autre part la ligne (A,C) correspondant à une émission de données par exemple, tandis que la ligne (D,B) correspond à une réception de données par exemple. Etant donné les différentes valeurs données aux résistances Rs de la cellule d'affaiblissement, les signaux ne sont pas affectés par le branchement de la sonde. La seconde étape du procédé (se reporter à la figure 6) consiste à ouvrir le point de coupure Pc (l'interrupteur S de la cellule d'affaiblissement étant maintenu ouvert également) de manière à dériver les courants i, d'une part de A en A', puis de 2786053 A' en C', et enfin de C' en C, et d'autre part de D en D', puis de D' en B, et enfin de B' en B, au sein des 4 résistances Rs/2. Dans le schéma de principe illustré à la figure 6 du circuit électronique, la valeur de Rs/2 est négligeable devant la résistance des lignes (A,C) et (D,B). Communément, le point de coupure Pc peut se trouver au sein d'une réglette de raccordement à l'intérieur du standard, à l'une ou l'autre des extrémités situées dans les installations, ce point de coupure étant appelé dans la terminologie classique des opérateurs "un bouchon ou une sucette". L'étape suivante du procédé consiste à activer la ligne d'affaiblissement modifiée par retrait progressif des composants actifs, laissant ainsi la valeur nominale de la ligne d'affaiblissement s'insérer en série dans la liaison, dans notre cas 3 db. Cette étape est schématiquement illustrée à la figure 7, l'interrupteur S est fermé, la sonde devient active pour les signaux alternatifs variables et elle est toujours transparente pour le courant de ligne, le condensateur C ne laissant pas passer la composante continue du signal. Dans ce cas de figure, il est possible d'obtenir au niveau des points E et F, des signaux de Haute Impédance, qui proviennent d'un calcul analogique ou numérique basé sur une soustraction des signaux et une multiplication par une constante directement liée à la valeur de l'affaiblissement de la cellule, chacun des deux signaux provenant des points de connexion A en A', B en B' d'une part, C en C', D en D' d'autre part, par un facteur tenant compte du gain des amplificateurs opérationnels et des différentes valeurs données aux résistances Rs et Rp. On extrait ainsi en E et en F des images des signaux envoyés par l'une des deux extrémités de la paire de lignes reliant les deux installations. Le rétablissement de la liaison s'effectue par un retrait de la cellule d'affaiblissement et de la sonde. Les différentes phases sont réalisées en procédant en sens inverse: on ouvre l'interrupteur S, on ferme le point de coupure Pc, on déconnecte les 4 points de connexion A', B', C', D' provenant de la sonde des 4 points respectifs A, B, C, D se trouvant de part et d'autre du point de coupure Pc sur la paire de lignes. 6 2786053 En variante représentée à la figure 5, les différentes résistances Rs et Rp de la cellule active d'affaiblissement sont optimisées par adjonction de résistances programmables, respectivement Rsprog et Rpprog, afin d'insérer progressivement la cellule sur la paire de lignes. Dans ce cas, RSprog est incrémentée de 0 à 2 kn, tandis que Rpprog est décrémentée de 10 kn à 0 n. Cette variante dont le circuit simplifié est représenté à la figure 5 est particulièrement destinée notamment à une technologie numérique. La présente invention telle que décrite précédemment offre de multiples avantages car elle garantit qu'après insertion de la sonde, les signaux électriques issus des deux extrémités de la liaison 2 fils sont extraits et mis à disposition avec des niveaux et des caractéristiques électriques identiques à ceux qu'ils auraient eus, si la liaison avait été coupée et adaptée en impédance à ce point de mesure. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci- dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 7 2786053 REVENDICATIONS 1 - Procédé en vue de l'extraction de signaux électriques issus des deux extrémités d'une liaison 2 fils entre deux installations échangeant des données, caractérisé en ce qu'on raccorde une sonde comportant une cellule d'affaiblissement de part et d'autre d'un point de coupure (Pc) situé sur la paire de lignes, puis on isole les connexions ainsi établies de manière à transférer les signaux dans la cellule d'affaiblissement, on active la cellule d'affaiblissement par retrait progressif de composants actifs (Rs, Rp, Rsprog, Rpprog, C), on prélève des signaux en haute impédance aux deux extrémités (A', B', C', D') de la cellule d'affaiblissement, et on obtient en sortie de la cellule d'affaiblissement (E, F), après un calcul analogique basé sur une soustraction des signaux et une multiplication par une constante directement liée à la valeur de l'affaiblissement de la cellule, des signaux images des signaux électriques envoyés par l'une ou l'autre des extrémités de la paire de lignes (A, B, C, D). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la phase de raccordement de la sonde sur la paire de lignes, on connecte des points de connexion (A', B', C', D') issus de la cellule d'affaiblissement à des points de connexion (A,B) et (C,D), situés respectivement de part et d'autre du point de coupure (Pc), le point de coupure (Pc) étant, lors de cette opération, dans une position de circuit fermé. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase d'isolement s'effectue en ouvrant le circuit (Pc). 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase d'activation de la cellule d'affaiblissement consiste à mettre en série les composants actifs (Rs, Rp, Rsprog, Rpprog, C) par la fermeture d'un circuit (S) situé au sein de la cellule d'affaiblissement de la sonde. - Sonde pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle permet l'extraction de signaux émis à chaque extrémité d'une paire de lignes reliant deux installations, sans coupure de ligne. 8 2786053 6 - Sonde selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une cellule d'affaiblissement munie d'une pluralité de composants actifs (Rs, Rp, Rsprog, Rpprog, C) montés en pont ainsi qu'un convertisseur numérique et/ou analogique différentiel permettant l'extraction de signaux à haute impédance. 7 - Sonde selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des résistances (Rsprog, Rpprog), respectivement incrémentables et décrémentables selon un pas donné, de manière à permettre l'insertion progressive de la cellule d'affaiblissement sur la paire de lignes.