Brevet FR2952498A1 — publié le 20110513

-1- PROCEDE DE MULTIPLEXAGE ET PROCEDE DE DEMULTIPLEXAGE ASSOCIE La présente invention concerne le domaine des réseaux de communication et plus particulièrement le multiplexage et le démultiplexage des signaux au niveau des noeuds du réseau. La figure 1 représente un concentrateur 1 de l'état de la technique comportant une pluralité d'entrées 3 (quatre dans le cas présent) ayant un débit fixe (10 Gb/s par exemple), une sortie 5 correspondant au signal multiplexé ainsi qu'une sortie 7 correspondant au signal d'horloge (40 GHz dans le présent exemple). Lorsqu'une entrée 3 est non active, c'est-à-dire qu'elle ne reçoit pas un signal à transmettre, le concentrateur procède à du remplissage (bit padding) afin de combler les bits correspondant au signal de l'entrée non active de sorte que le débit du signal de sortie 5 est fixe et correspond à la somme des débits des entrées 3 (40 Gb/s dans le cas présent), que les entrées 3 soit actives ou non. Un exemple de réalisation d'un tel concentrateur 1 dans le cas d'un réseau de communication optique est présenté sur la figure 2. Le concentrateur 1 comprend un routeur électronique 9 qui répartit les signaux vers les cartes de ligne 11 correspondant à chaque entrée 12 du multiplexeur 13, les signaux sont alors multiplexés temporellement bit par bit de manière à produire un signal multiplexé à la sortie 15 du multiplexeur 13, ce signal multiplexé étant alors transmis à des moyens de conversion électro-optique tel qu'un modulateur électro-optique (non représenté). Sur le schéma de la figure 2 et sur les suivants, les blocs repérés par des lettres représentent les bits des différents signaux avant et après multiplexage, les blocs hachurés représentant les bits de niveau 1 et les blocs non hachurés représentant les bits de niveau O. Ainsi, un tel concentrateur 1 ne permet pas d'adapter le débit des signaux transmis en fonction du niveau de trafic. Ce manque de flexibilité provoque des transmission de signaux inutiles qui obligent un sur-dimensionnement du réseau et augmentent les frais de fonctionnement. BRT0505 (805124) 2952498 -2- La nécessité est donc de développer des concentrateurs permettant d'ajuster le débit du signal transmis en fonction du nombre de signaux reçus en entrée. Une solution proposée est l'utilisation de routeurs pouvant délivrer et recevoir des débits variables couplés à des transpondeurs permettant la transmission des signaux à débit variable. 5 Néanmoins, cette solution requiert de nombreuses modifications des réseaux actuels ainsi que des équipements coûteux et nécessite donc d'importants investissements. Le but de la présent invention est donc de surmonter les inconvénients précités de l'état de la technique et de proposer une méthode permettant d'adapter le débit du signal de sortie d'un 10 concentrateur en fonction du nombre de signaux à transmettre et dont l'implémentation est aisée et peu coûteuse. Ainsi, la présente invention concerne un procédé de multiplexage temporel d'une pluralité de signaux ayant un débit fixe prédéterminé et reçus sur une pluralité d'entrées d'un multiplexeur en 15 un signal de sortie de type Non Retour à Zéro (NRZ), ledit multiplexeur comprenant - un nombre m d'entrées où m=2p; - dont une fraction n d'entrées actives où n=2(P"q) avec p>q et p, 4 E N ; dans lequel les entrées non actives sont rattachées aux entrées actives de sorte que le nombre d'entrées non actives rattachées à une sortie active est le même pour toutes les 20 entrées actives et de sorte qu'une entrée active et les entrées non actives qui lui sont rattachées correspondent à des créneaux temporels (siots) successifs au niveau du signal de sortie du multiplexeur et dans lequel les signaux reçus sur les entrées actives sont envoyés vers les entrées non actives qui leur sont rattachées de manière à créer une redondance des signaux. 25 Selon un autre aspect de la présente invention, les entrées actives correspondent aux entrées recevant des signaux extérieurs destinés à être multiplexés. Selon un aspect additionnel de la présente invention, les signaux d'entrées et de sortie du 30 multiplexeur sont des signaux électroniques. BRT0505 (805124) 2952498 -3- Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la sortie du multiplexeur est connectée à des moyens de conversion électro-optique de manière à convertir le signal de sortie en un signal optique. Selon un autre aspect de la présente invention, la redondance des signaux produit un signal de type Non Retour à Zéro de fréquence variable et permet ainsi de créer une adaptation du débit effectif du signal optique de sortie en fonction du nombre d'entrées actives. 10 Selon un aspect additionnel de la présente invention, les signaux reçus sur les entrées actives sont envoyés vers les entrées non actives qui leur sont rattachées par le basculement d'interrupteurs physiques. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, les signaux reçus sur les entrées 15 actives sont envoyés vers les entrées non actives qui leur sont rattachées par le changement d'état d'interrupteurs logiques. Selon un autre aspect de la présente invention, les informations concernant le nombre et la position des entrées actives du multiplexeur sont transmises à un démultiplexeur . 20 L'invention concerne également un multiplexeur temporel comprenant une pluralité d'entrées destinées à recevoir au moins un signal ayant un débit fixe prédéterminé et une sortie destinée à transmettre un signal de sortie de type Non Retour à Zero (NRZ) comprenant: - un nombre m d'entrées où m=2P; 25 - dont une fraction n d'entrées actives où n=2(P-') avec p>q et p, E N ; et dans lequel les entrées non actives sont rattachées aux entrées actives de sorte que le nombre d'entrées non actives rattachées à une sortie active est le même pour toutes les entrées actives et de sorte qu'une entrée active et les entrées non actives qui lui sont rattachées correspondent à des créneaux temporels (slots) successifs au niveau du signal de sortie du multiplexeur temporel, ledit multiplexeur temporel comprenant également BRT0505 (805124) 5 2952498 -4- des moyens de transmission des signaux reçus sur les entrées actives vers les entrées non actives qui leur sont rattachées. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de transmission des signaux reçus sur les 5 entrées actives vers les entrées non actives qui leur sont rattachées comprennent des interrupteurs physiques. Selon un mode de réalisation supplémentaire de la présente invention, les moyens de transmission des signaux reçus sur les entrées actives vers les entrées non actives qui leur sont 10 rattachées comprennent des interrupteurs logiques. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le multiplexeur comprend également des moyens de conversion électro-optique permettant de convertir le signal de sortie en un signal optique. Selon un mode de réalisation additionnel de la présente invention, le multiplexeur comprend également des moyens de transmission des informations concernant le nombre et la position des entrées actives du multiplexeur à un démultiplexeur. 20 L'invention concerne également un démultiplexeur temporel comprenant une entrée destinée à recevoir un signal de type Non Retour à Zero (NRZ) émis par un multiplexeur temporel selon la revendication 13 et une pluralité des sorties destinées à transmettre les signaux démultiplexés, ledit démultiplexeur temporel comprend également des moyens de réception des informations concernant le nombre et la position des entrées actives transmises par ledit 25 multiplexeur temporel et des moyens permettant de bloquer les signaux démultiplexés correspondant aux entrées non actives du multiplexeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre indicatif 30 mais non limitatif, un mode de réalisation possible. BRT0505 (805124) 15 Sur ces dessins: - la figure 1 représente un schéma d'un concentrateur de l'état de la technique; - la figure 2 représente un exemple de réalisation d'un concentrateur de l'état de la technique; - la figure 3 représente un schéma représentant deux signaux numériques et leur correspondance analogique selon un codage de type NRZ; - la figure 4 représente un exemple de réalisation d'un concentrateur selon la présente invention; - la figure 5 représente un schéma de fonctionnement d'un concentrateur selon la présente 10 invention dans le cas où la moitié des entrées sont non actives; - la figure 6 représente un schéma de fonctionnement d'un concentrateur selon la présente invention dans le cas où trois quarts des entrées sont non actives; - la figure 7 représente un exemple de réalisation d'un déconcentrateur de l'état de la technique; - la figure 8 représente un schéma de fonctionnement d'un déconcentrateur selon la présente 15 invention dans le cas où la moitié des entrées du concentrateur sont non actives; - la figure 9 représente un schéma de fonctionnement d'un déconcentrateur selon la présente invention dans le cas où trois quarts des entrées du concentrateur sont non actives; Dans la description qui va suivre, on désigne de façon générale: Le terme «entrée active» d'un multiplexeur correspond à une entrée recevant un signal (provenant généralement d'un routeur et reçu sur une carte de ligne) distinct des autres entrées et à transmettre à un autre noeud du réseau; 25 Le terme «entrée non active» d'un multiplexeur correspond à une entrée du multiplexeur ne recevant pas de signal (généralement provenant d'un routeur et reçu sur une carte de ligne) distinct des autres entrées et à transmettre à un autre noeud du réseau; Le terme «NRZ» correspond à l'acronyme anglais Non-Return to Zero (non-retour à zéro); BRT0505 (805124) -5- 20 30 2952498 -6- Les modes de réalisation de la présente invention concernent un procédé basé sur la propriété des signaux de type non retour à zéro (NRZ) selon laquelle un signal comprenant N bits successifs identiques à un débit B est identique à un signal comprenant un bit unique de même valeur mais transmis à un débit B/N. 5 Cette propriété est illustrée dans l'exemple de la figure 3. Le signal S1 correspond à un signal comprenant 4 bits successifs identiques à un débit B (de 40 Gb/s, par exemple) tandis que le signal S2 correspond à un signal comprenant un bit identique aux 4 bits du signal S1 mais à un débit quatre fois moindre (10 Gb/s par exemple). La partie gauche du schéma représente ces signaux de manière numérique. La partie droite du schéma représente ces signaux de manière analogique dans le cas d'un codage de type non-retour à zéro (NRZ). On observe bien que les deux signaux sont identiques. Ainsi, dans le cas d'un codage NRZ, en créant une redondance des bits numériques, il est possible de créer un signal identique mais à un débit différent. Les modes de réalisation de la présente invention proposent donc, lorsque le nombre d'entrées non actives correspond à une fraction d'une puissance de 2 (1/2n) d'un nombre total d'entrées (par exemple 1/2, ¼ ou 1/8), d'envoyer sur ces sorties non actives, les signaux des sorties actives de manière à créer une redondance des signaux numériques à la sortie du multiplexeur 13 et de produire ainsi un signal analogique de type NRZ dont le débit effectif est réduit de la puissance de 2 correspondante (par exemple par 2, 4, 8). La figure 4 montre un exemple d'un mode de réalisation d'un concentrateur 1 selon la présente invention. Comme pour le concentrateur 1 de la figure 2, il comprend un routeur 9 qui distribue les signaux aux entrées 12 d'un multiplexeur 13 par l'intermédiaire de cartes de ligne 11. La différence majeure est qu'il comprend des interrupteurs 15 permettant d'envoyer un signal transmis par la carte de ligne 11 d'une entrée 12 du multiplexeur 13 vers l'entrée 12 suivante du multiplexeur 13. Dans le cas de la figure 4, le routeur 9 transmet quatre signaux indépendants vers les quatre cartes de ligne 11 des quatre entrées 12 du multiplexeur 13, de sorte que toutes les entrées 12 sont actives. Ainsi les interrupteurs 15 sont positionnés de manière à transmettre les signaux de sortie des cartes de ligne 11 vers les entrées 12 du multiplexeur 13. Si chaque entrée reçoit un signal de 10 Gb/s, le signal de sortie du multiplexeur 13 aura alors un débit de 40 Gb/s. BRT0505 (805124) 2952498 -7- Dans le cas où le routeur 9 ne transmet que deux signaux (figure 5), ces signaux sont transmis vers les cartes de ligne 11 de la première et de la troisième entrée 12 du multiplexeur 13. De plus, les interrupteurs 15 correspondant à la deuxième et la quatrième entrée 12 sont positionnés de manière à transmettre les signaux correspondant à la première et la troisième entrée 12 5 respectivement sur la deuxième et la quatrième entrée 12. Ce changement de configuration se fait donc par le basculement des interrupteurs 15. Ainsi, l'envoi de bits identiques sur deux entrées 12 consécutives entraîne un doublement des bits en sortie et produit un signal de sortie de type NRZ dont le débit est divisé par deux (20 Gb/s dans le cas de signaux à 10 Gb/s en entrée) et représenté par les blocs du bas au niveau de la sortie. 10 De la même manière, la figure 6 représente le cas où une seule entrée 12 est active (cas de la puissance 0 de 2 (20=1)). Le signal de la première entrée 12 est alors transmis aux trois autres entrées 12 afin de créer un signal de sortie dont le débit est divisé par quatre (10 Gb/s dans le cas de signaux à 10 Gb/s en entrée). D'autre part, dans le cas où le nombre d'entrées 12 actives est différent d'une puissance de deux, 15 la méthode de remplissage (bit padding) peut-être utilisée de manière à atteindre la puissance de deux suivantes vis à vis du nombre d'entrées actives. Par ailleurs, selon un autre mode de réalisation, le basculement réalisé par les interrupteurs 15 peut être réalisé par des fonctions numériques ou logiques ou tout autre moyen permettant d'envoyer le signal d'une entrée 12 vers une autre entrée 12. 20 La figure 7 montre un schéma du démultiplexage selon l'état de la technique. La fréquence d'horloge 17 est constante et correspond à la fréquence d'horloge du multiplexeur 13 (par exemple 40 GHz). Ainsi, les bits sont démultiplexés et envoyés sur les sorties 21 correspondantes du démultiplexeur 19 de manière à recréer les signaux d'entrée du multiplexeur 13. 25 Selon les modes de réalisation de la présente invention, le fonctionnement est identique, le signal d'horloge 17 correspond aussi au signal d'horloge du multiplexeur 13 (40 GHz par exemple). Ainsi, les signaux correspondant aux entrées actives du multiplexeur 13 sont recréés sur les sorties 21 du démultiplexeur 19. Néanmoins, afin de bloquer les signaux correspondant aux entrées non actives du multiplexeur 13 (et correspondant donc à une duplication des signaux des 30 entrées actives du multiplexeur 13), des informations additionnelles correspondant au nombre et BRT0505 (805124) 2952498 -8- à l'emplacement des signaux à transmettre (ou des signaux à bloquer) doivent être transmises au démultiplexeur 19. Ainsi, dans l'exemple de la figure 8 qui correspond au démultiplexage des signaux multiplexés sur la figure 5, l'information correspondant au fait que seuls les signaux de la première et de la 5 troisième sorties 21 du démultiplexeur 19 sont des signaux utiles. Dans le présent exemple, les signaux utiles étant toujours transmis sur les même voies, seule l'indication du nombre de signaux utiles transmis sera nécessaire (par exemple en indiquant au démultiplexeur que deux signaux utiles sont transmis, il saura alors que ces signaux sont transmis sur les sorties 1 et 3 et que les signaux des sorties 2 et 4 doivent être bloqués. 10 De la même manière, la figure 9 correspond au démultiplexage des signaux multiplexés sur le figure 6 et le démultiplexeur 19 doit recevoir l'information correspondant au nombre de signaux utiles de manière à bloquer les signaux transmis sur les sorties 2, 3 et 4. Ainsi, la présente invention permet, dans le cas de transmission de signaux de type NRZ, de 15 modifier le débit du signal multiplexé transmis en fonction de la quantité de signaux à transmettre sans modifier les ports du routeur 9. En effet, l'implémentation des modes de réalisation de la présente invention requiert uniquement la mise en place d'interrupteurs 15 permettant d'envoyer un signal d'une entrée 12 du multiplexeur 13 vers la suivante afin de produire une redondance des signaux et la transmission au démultiplexeur 19 de l'information 20 concernant le nombre et éventuellement la position des signaux utiles. De plus, les modes de réalisation de la présente invention peuvent s'appliquer à tous types de réseaux utilisant des signaux de type NRZ et notamment des réseaux de type multiplexage en longueurs d'onde (Wavelength Division Multiplexing (WDM)). BRT0505 (805124) REVENDICATIONS5 1. Procédé de multiplexage temporel d'une pluralité de signaux ayant un débit fixe prédéterminé et reçus sur une pluralité d'entrées (12) d'un multiplexeur (13) en un signal de sortie de type Non Retour à Zéro (NRZ), ledit multiplexeur (13) comprenant 10 - un nombre m d'entrées (12) où m=2p; - dont une fraction n d'entrées actives où n=2(p-q) avec p>q et p, q E N ; dans lequel les entrées non actives sont rattachées aux entrées actives de sorte que le nombre d'entrées non actives rattachées à une sortie active est le même pour toutes les entrées actives et de sorte qu'une entrée active et les entrées non actives qui lui sont 15 rattachées correspondent à des créneaux temporels (slots) successifs au niveau du signal de sortie du multiplexeur (13) et dans lequel les signaux reçus sur les entrées actives sont envoyés vers les entrées non actives qui leur sont rattachées de manière à créer une redondance des signaux. 20 2. Procédé de multiplexage temporel selon la revendication 1 dans lequel les entrées actives correspondent aux entrées recevant des signaux extérieurs destinés à être multiplexés. 3. Procédé de multiplexage temporel selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les 25 signaux d'entrées et de sortie du multiplexeur (13) sont des signaux électroniques. 4. Procédé de multiplexage temporel selon l'une des revendications précédentes dans lequel la sortie du multiplexeur (13) est connectée à des moyens de conversion électrooptique de manière à convertir le signal de sortie en un signal optique. BRT0505 (805124) 30 2952498 -10- 5. Procédé de multiplexage temporel selon la revendication 4 dans lequel la redondance des signaux produit un signal de type Non Retour à Zéro de fréquence variable et permet ainsi de créer une adaptation du débit effectif du signal optique de sortie en fonction du nombre d'entrées actives. 6. Procédé de multiplexage temporel selon l'une des revendications précédentes dans lequel les signaux reçus sur les entrées actives sont envoyés vers les entrées non actives qui leur sont rattachées par le basculement d'interrupteurs (15) physiques. 10 7. Procédé de multiplexage temporel selon l'une des revendications précédentes dans lequel les signaux reçus sur les entrées actives sont envoyés vers les entrées non actives qui leur sont rattachées par le changement d'état d'interrupteurs (15) logiques. 8. Procédé de multiplexage temporel selon l'une des revendications précédentes dans 15 lequel les informations concernant le nombre et la position des entrées actives du multiplexeur (13) sont transmises à un démultiplexeur (19). 9. Multiplexeur (13) temporel comprenant une pluralité d'entrées (12) destinées à recevoir au moins un signal ayant un débit fixe prédéterminé et une sortie (15) destinée à 20 transmettre un signal de sortie de type Non Retour à Zero (NRZ) comprenant: - un nombre m d'entrées (12) où m=2p; - dont une fraction n d'entrées actives où n=2(P-q) avec p>q et p, q e N ; et dans lequel les entrées non actives sont rattachées aux entrées actives de sorte que le nombre d'entrées non actives rattachées à une sortie active est le même pour toutes les 25 entrées actives et de sorte qu'une entrée active et les entrées non actives qui lui sont rattachées correspondent à des créneaux temporels (slots) successifs au niveau du signal de sortie du multiplexeur (13) temporel, ledit multiplexeur (13) temporel comprenant également des moyens de transmission des signaux reçus sur les entrées actives vers les entrées non actives qui leur sont rattachées. 30 BRT0505 (805124) 2952498 -11- 10. Multiplexeur (13) temporel selon la revendication 9 dans lequel les moyens de transmission des signaux reçus sur les entrées actives vers les entrées non actives qui leur sont rattachées comprennent des interrupteurs (15) physiques. 5 11. Multiplexeur temporel selon la revendication 9 dans lequel les moyens de transmission des signaux reçus sur les entrées actives vers les entrées non actives qui leur sont rattachées comprennent des interrupteurs (15) logiques. 12. Multiplexeur temporel selon la revendication selon l'une des revendications 9 à 11 comprenant également des moyens de conversion électro-optique permettant de convertir le signal de sortie en un signal optique. 13. Multiplexeur temporel selon la revendication selon l'une des revendications 9 à 12 comprenant également des moyens de transmission des informations concernant le nombre et la position des entrées actives du multiplexeur (13) à un démultiplexeur (19). 14. Démultiplexeur (19) temporel comprenant une entrée destinée à recevoir un signal de type Non Retour à Zero (NRZ) émis par un multiplexeur (13) temporel selon la revendication 13 et une pluralité des sorties (21) destinées à transmettre les signaux démultiplexés, ledit démultiplexeur (19) temporel comprend également des moyens de réception des informations concernant le nombre et la position des entrées actives transmises par ledit multiplexeur (13) temporel et des moyens permettant de bloquer les signaux démultiplexés correspondant aux entrées non actives du multiplexeur (13). BRT0505 (805124)