Procédé et dispositif de télésignalisation pour une liaison de transmission numérique |
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| 申请号 | EP85114950.0 | 申请日 | 1985-11-26 | 公开(公告)号 | EP0184109B1 | 公开(公告)日 | 1990-07-18 |
| 申请人 | ALCATEL CIT; | 发明人 | Lacroix, Jean Claude; Franco, Pierre; Le Gall, Stéphane; Bourret, Gérard; Pochet, Jacques; | ||||
| 摘要 | |||||||
| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | La présente invention est relative à la télésurveillance d'équipements répartis le long d'une liaison de transmission numérique. Pour répondre aux exigences de durée de vie de fiabilité imposées aux liaisons de transmission à très longue portée, il est apparu nécessaire de prévoir, dans le cadre des systèmes à fibres optiques, une certaine redondance au niveau des diodes laser équipant les répéteurs. Cette redondance obtenue en équipant dès l'origine chaque répéteur avec plusieurs diodes laser de rechange mise en service une à une par un circuit de commutation implique l'existence d'une télécommande des circuits de commutation des répéteurs depuis équipements terminaux de la ligne et d'une télésignalisation depuis chaque répéteur renseignant les équipements terminaux sur l'état des diodes laser en service. On connaît, par le document US-A-4 281 416 une liaison numérique par fibre optique équipée d'une télécommande permettant de remplacer dans chaque répéteur la diode laser en service par une diode laser de réserve et d'une télésignalisation propre à chaque répéteur permettant de transmettre une alarme dès le franchissement d'un seuil par le courant de polarisation de la diode laser en service. Le signal de télécommande est constitué d'un message numérique qui est de même nature que le signal numérique transmis par la liaison et qui est inséré au milieu du trafic par le terminal télésurveillant. Ce message numérique répété plusieurs fois consécutivement pour éviter les fausses manoeuvres est formé d'une partie identifiant le répéteur concerné et d'une partie identifiant dans le répéteur concerné la diode laser à mettre en service. Le signal de télésignalisation est un motif de même nature que le signal numérique transmis, qui remplace le trafic, et qui est formé d'une suite binaire pseudo-aléatoire dont la valeur initiale identifie le répéteur source. Cette télésignalisation présente l'inconvénient de nécessiter dans chaque répéteur une source de suites pseudo-aléatoires fonctionnant au débit du signal numérique, c'est-à-dire, dans le cadre d'une transmission numérique par fibre optique, à un très grand débit uniquement réalisable en technologie ECL grande consommatrice, d'énergie. Cela augmente de façon significative la consommation d'un répéteur et surtout sa dissipation thermique. Elle a également l'inconvénient d'interrompre la liaison sur une durée suffisante pour provoquer une perte de synchronisation de la hiérarchie du train numérique et par conséquent de n'être adaptée qu'à la transmission d'alarmes majeures. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et d'obtenir une télésignalisation à message momentanément substitué au train numérique acheminé par la liaison qui nécessite un minimum de circuits très rapides au niveau des circuits élaborant le message et qui ne perturbe pas le train numérique ou son traitement en dehors des instants d'émission du message. Elle a pour objet un procédé de télésignalisation à partir d'équipements répartis le long d'une liaison de transmission numérique consistant à transmettre la signalisation le long de la liaison à l'aide d'un message numérique de même débit que le train numérique de données acheminé par la liaison auquel il est momentanément substitué, ce message numérique étant formé au plus de n séquences identiques de N éléments binaires (n et N étant des entiers supérieurs à un), la première séquence étant toujours présente et les n-1 autres traduisant par leur présence ou leur absence au cours de leur intervalle de temps respectif les valeurs 0 ou 1 des n-1 chiffres d'un nombre binaire codant une information de télésignalisation, la période de répétition desdits intervalles de temps étant égale à T, et la durée desdites séquences étant elle-même inférieure à T. La configuration des séquences utilisée pour le codage des informations de télésignalisation, identité de l'émetteur, nature de l'alarme, peut être choisie de manière unique avec le seul soucis de satisfaire au mieux critères de non imitation par le train numérique de données et de faciliter l'élaboration à partir du signal de rythme récupéré du train numérique toujours présent dans un équipement intermédiaire d'une liaison de transmission numérique. Pour la non imitation par le train numérique, on profite de la relative rareté des messages de télésignalisation pour donner aux séquences une configuration interdite par le code redondant utilisé en ligne notamment pour permettre la surveillance des erreurs obtenue à l'aide d'un motif élaboré à partir d'une combinaison logique simple des premières sous-harmoniques du rythme récupéré du train numérique qui ne mette en jeu qu'un nombre faible de circuits logiques travaillant à grande vitesse. La composition du message numérique à partir des séquences se fait à une vitesse moindre que celle du train numérique, accessible par une technologie plus économe en énergie du type 12 L ou Schottky. La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel:
La télésignalisation qui va être décrite s'applique à une liaison de transmission numérique à 344 Mbits/s par fibres optiques utilisant en ligne un code 5B/6B et regroupant, par un multiplexage organisé en trames de 7TS subdivisées en sept secteurs, deux trains numériques à 140 Mbits/s résultant d'un multiplexage numérique de quatrième ordre selon une hiérarchie conforme aux avis de la série G700 du CCITT. Prévue pour desservir au plus 256 équipements répartis sur la liaison et signaler deux types d'anomalies par équipement réparti, elle emploie un message qui peut prendre 512 valeurs possibles et est constitué au plus de dix séquences identiques non consécutives se succédant sur dix intervalles de temps égaux et consécutifs. La première séquence, toujours présente, sert de préfixe signalant l'apparition d'un message de télésignalisation tandis que les neuf autres traduisent par leur présence ou leur absence dans leur intervalle de temps respectif la valeur binaire 0 ou 1 des neuf chiffres d'un nombre binaire codant les 512 valeurs possibles. La configuration de chaque séquence doit être reconnaissable dans le train numérique en ligne même en présence d'un taux d'erreur élevé, facile à élaborer, ne pas perturber les dispositifs de récupération de rythme du train numérique répartis dans les différents équipements de la liaison et ne pas compromettre la synchronisation ultérieure de la hiérarchie du train numérique. On parvient à ces fins, en formant chaque séquence à partir d'une répétition du motif binaire, à q=4 éléments binaires, 1000 au débit de 344 Mbits/s en synchronisme avec le rythme du train numérique. En effet ce motif se substitue momentanément au train numérique de données codé en 5B/ 6B en provoquant un maximum de six absences d'impulsions successives ce qui est amplement tolérable par les dispositifs de récupération de rythme, est inimitable par le train numérique de données au bout de quatre répétitions même en admettant une erreur sur un groupe quelconque de seize éléments binaires consécutifs de ce train, et peut être facilement élaboré à partir d'une opération logique de type "non ou" réalisée entre deux signaux rectangulaires d'horloge l'un à la moitié et l'autre au quart du rythme du train numérique. Une séquence doit être reconnaissable dans le train numérique en ligne en présence d'un taux d'erreur élevé, par exemple 10-2. En admettant une erreur dans la séquence et en tenant compte de l'imitation possible par le train numérique de données d'une répétition de trois motifs mais non de quatre, elle est déjà reconnaissable avec une répétition de huit motifs c'est-à-dire avec une durée de l'ordre de 93 ns. Plus elle est longue, plus cela permet de diminuer la vitesse des circuits assurant la composition du message de télésurveillance. Elle ne doit cependant pas perturber la synchronisation de la hiérarchie du train numérique et pour cela être nettement inférieure à la durée d'un secteur de la trame de la hiérarchie la plus élevée du train à 344 Mbits/s. Une valeur de 350 ns correspondant à 30 répétitions du motif est un bon compromis. La durée des intervalles de temps consécutifs au début desquels les séquences peuvent être insérées dans le train numérique est choisie de manière que les insertions de deux séquences consécutives ne perturbent pas au même endroit deux secteurs consécutifs de la trame d'un ordre quelconque du multiplex cela, de manière à éviter la perte de plusieurs mots de verrouillage trame successifs ou de plus d'un bit d'indication de justification dans un trame. Elle est ici choisie égale à la durée de 3072 bits du train numérique, soit sensiblement 8,93 ps, ce qui donne au message de télésignalisation une durée totale sensiblement de 80,72 ps. La figure 1 représente schématiquement un répéteur bidirectionnel de la liaison équipé pour chaque voie d'un circuit d'émission de télésignalisation contrôlé par un circuit de détection et de gestion des alarmes surveillant l'autre voie. L'une des voies régénère les signaux optiques empruntant une fibre optique 1 dans un sens et l'autre les signaux optiques empruntant une fibre optique 1' dans l'autre sens. Chacune d'elles comporte de manière classique un démodulateur opto-électrique 2, 2' recevant le signal optique à régénérer de la fibre optique 1, 1', des circuits électroniques de remise en forme du signal constitués essentiellement par un circuit de récupération de cadence bit 3, 3' et d'un circuit de régénération 4, 4', un modulateur optique 5, 5' qui reçoit le signal régénéré et le réintroduit dans la fibre optique 1, 1'. Elles sont en outre dotées d'un circuit de détection et de gestion des alarmes 6, 6' surveillant le bon fonctionnement des éléments précités et capable d'émettre deux types d'alarme, et d'un circuit d'emission de télésignalisation 7, 7' intercalé entre le circuit de régénération 4, 4' et le modulateur optique 5, 5' et contrôlé à la fois par leur propre circuit de récupération de cadence bit 3, 3' et par le circuit de détection et de gestion des alarmes 6', 6 de l'autre voie. En cas d'anomalie sur l'une des voies, le circuit de détection et de gestion des alarmes 6, 6' déclenche l'émission d'une télésignalisation sur l'autre voie en direction du terminal situé en amont par rapport à la voie victime de l'anomalie qui peut alors prendre les mesures nécessaires pour y remédier soit par détournement du trafic, soit par télécommande d'une modification de structure par exemple échange de la diode laser en fonctionnement. La figure 2 illustre un exemple de réalisation de l'une des circuits d'émission de télésignalisation. Celui-ci, 7, comporte:
En l'absence d'alarme, le circuit de détection et de gestion des alarmes 6' maintient ses deux sorties au niveau logique 0 ce qui se traduit par un niveau logique 0 en sortie de la porte logique de type "ou" 20 qui laisse au repos le deuxième circuit monostable 19. Ce dernier bloque par la porte logique de type "et" 24 la transmission du signal du générateur du rythme 1/T de succession des séquences, maintient le compteur 25 à zéro et impose un niveau logique 0 en sortie de la porte logique de type "et" 29 qui laisse au repos le premier circuit monostable 14 de sorte que le multiplexeur 13 maintient l'entrée du modulateur optique en liaison avec la sortie du circuit de régénération du train numérique. Dès qu'une alarme apparaît, l'une des sorties du circuit de détection et de gestion des alarmes 6' passe à un niveau logique 1 qui se propage à travers la porte logique de type "ou" 20 et déclenche par son front montant le deuxième circuit monostable 19 sur la durée d'un message de télésignalisation 80,72 ps. Ce dernier débloque d'une part la porte logique de type "et" 24 qui laisse passer le signal du générateur de rythme 1/ T de succession de séquences à destination de la porte logique de type "et" 29 et d'autre part le compteur 25 qui commence à compter dès le deuxième front montant du signal de rythme 1/T et balaye les entrées du multiplexeur 28 au rythme de succession des intervalles de temps T. Les fronts montants du signal de rythme 1/T de succession des séquences qui franchissent la porte logique de type "et" 29 pendant la durée d'un message de télésignalisation déclenche à chaque fois le premier monostable 14 qui provoque par l'intermédiaire du multiplexeur 13 l'insertion d'une séquence à la place des données du train numérique. Le premier front montant du signal de rythme 1/T de succession des séquences franchit toujours la porte logique de type "et" 29 car l'entrée d'ordre 0 du multiplexeur 28 est à un niveau logique 1 imposé. Les huit fronts suivants franchissent ou ne franchissent pas la porte logique de type "et" 29 selon les niveaux logiques imposés aux entrées du multiplexeur se succédant dans les positions 1 à 8 de l'ordre de comptage du compteur 28 et codant le numéro d'identification du répéteur concerné. Le dernier et dixième front du signal de rythme 1/T de succession des séquences autorisé par le deuxième circuit monostable 19 franchit ou non la porte logique de type "et" 29 selon le niveau logique de l'entrée d'ordre 9 du multiplexeur 28 qui dépend du type d'alarme émis par le circuit de détection et de gestion des alarmes 6'. Le dixième front du signal de rythme 1/T de succession des séquences passé, le deuxième monostable 19 bascule dans sa position de repos provoquant la remise à zéro du compteur 25 et le blocage de la porte logique de type "et" 24 interdisant toute nouvelle insertion de séquence dans le train numérique. Une nouvelle émission d'un message de télésignalisation nécessite le passage au niveau logique 0 des sorties du circuit de détection et de gestion des alarmes 6' ce qui peut s'obtenir éventuellement par une mise à zéro télécommandée de ce circuit. On remarque que seuls un petit nombre d'éléments: ceux du générateur de motif (deux diviseurs par des bascules de type JK et une porte logique de type "non ou"), l'aiguillage réalisant l'insertion des séquences dans le train numérique à la place des données et éventuellement les premiers étages du générateur du rythme des séquences sont à réaliser en une technologie très rapide type ECL compatible avec le débit à 344 Mbits/s mais forte consommatrice d'énergie tandis que les autres éléments constituant la majorité du circuit fonctionnent à un débit très réduit de l'ordre 2,8 Mbits/s et ressortent d'une technologie rapide type 12 L ou Schottky beaucoup plus économe en énergie. La figure 3 représente un exemple de réalisation d'un circuit de réception de télésignalisation 40, dans son environnement, intercalé à l'intérieur d'un équipement entre d'une part la tête de la voie de réception formée d'un démodulateur opto-électronique 41 sur lequel aboutit une fibre optique 42 acheminant le train numérique incident et de circuits électroniques de remise en forme du signal constitués principalement d'un circuit de récupération de cadence bit 43 et d'un circuit de régénération 44, et d'autre part un circuit d'exploitation de la signalisation 45 qui ne seront pas détaillés car ils sortent du cadre de la présente invention. Le circuit de réception de télésignalisation 40 est formé d'un circuit de reconnaissance 50 de p motifs parmi q.u, q=4, éléments binaires successifs du train numérique acheminé par la liaison suivi d'un circuit d'échantillonnage et de mémorisation 60 fonctionnant au rythme 1/T de succession des séquences dans un message de télésignalisation. Le circuit de reconnaissance 50 de p motifs parmi 4.u éléments binaires du train numérique comporte:
Chaque fois qu'un motif du type 1000 apparaît dans le train numérique reçu, le comparateur 52 le détecte et délivre en sortie une impulsion positive qui provoque d'abord le passage ou le maintien au niveau logique 0 de la sortie Q de la bascule RS 56 formant le circuit de déclenchement ce qui débloque le cas échéant le diviseur par quatre 54 ainsi que les compteurs par p et u 55, 57, puis au bout d'un court instant le passage au niveau logique 1 de la bascule RS 53 formant le détecteur de coïncidence ce qui entraîne l'incré- mentation du compteur par p 55. Au bout d'un intervalle de temps correspondant à un demi- motif, la sortie du diviseur par quatre 54 passe au niveau logique 1 provoquant la réinitialisation et le blocage du détecteur de coïncidence dont la sortie Q passe à zéro ainsi que l'incrémentation du compteur par u 57. Au bout d'un intervalle de temps correspondant à la durée d'un motif la sortie du diviseur par quatre repasse au niveau logique 0 autorisant le déblocage du détecteur de coïncidence pour la détection et le comptage d'un nouveau motif. A la uième période du signal délivré par le diviseur par quatre 54, le compteur par u 57 émet en sortie un niveau logique 1 qui arrête le processus en provoquant par l'intermédiaire du circuit de déclenchement la remise à zéro du diviseur par quatre 54 et des compteurs par p et u 55, 57. Entre temps, la sortie du compteur par p 55 est passée au niveau logique 1 si p motifs ou plus ont été reconnus. Le compteur par p 55 est par exemple un compteur par huit et le compteur par u 57 un compteur par neuf. Le circuit d'échantillonnage et de mémorisation 60 qui suit le circuit de reconnaissance 50 comporte:
En réponse à la première séquence d'un message de télésignalisation, le compteur par p 55 du circuit de reconnaissance 50 délivre en sortie un signal binaire pouvant présenter plusieurs paires de transitions positive et négative qui correspondent respectivement à des franchissements de seuils p et u par les compteurs 55, 57 et qui sont en nombre au plus égal à celui des groupes de u motifs contenus dans une séquence. La première transition négative est interprétée comme la réception de la séquence préfixe d'un message. Elle provoque le déclenchement du premier circuit monostable 61 qui débloque le diviseur 62 de rapport T/r engendrant le rythme 1/T de succession de séquences et sa mémorisation par le deuxième circuit monostable 63. Un demi-intervalle de temps T/2 après l'apparition de cette première transition négative, il se produit une transition positive dans le signal du diviseur 62 qui provoque le premier décalage du registre 64 avec inscription d'un niveau logique 1 dans le premier étage de ce registre. Avant la fin du premier intervalle de temps T, le premier circuit monostable 63 revient au repos prêt à enregistrer la présence ou l'absence d'une séquence au début du prochain intervalle de temps T, présence ou absence qui est inscrite dans le registre à décalage 64 au milieu dudit intervalle et ainsi de suite jusqu'à ce que le premier circuit monostable 61 revienne au repos après inscription complète du registre à décalage 64. Le circuit d'exploitation de la signalisation 45 reçoit le nombre binaire codant l'information de télésignalisation de la sortie parallèle du registre à décalage 64 et une autorisation de prise en compte de ce nombre de la sortie du premier circuit monostable 61 qui lui signale lorsqu'il retourne au repos. On retrouve dans ce circuit de réception un certain nombre de circuits fonctionnant à grand débit nécessitant une technologie très rapide grande consommatrice d'énergie. Mais cela est sans importance car l'exploitation de la télésignalisation ne se fait sur une liaison numérique que dans un petit nombre d'équipements en général non téléalimentés. |
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