FR2476413A1 - Reseau transparent pour la transmission par satellite de signaux de donnees et de signaux de conversion - Google Patents

Abstract

DANS CE RESEAU, DES POINTS NODAUX CENTRAUX 1, 18, 19, 20 ET PERIPHERIQUES 2 A 9, 21 SONT INTERCONNECTES DE FACON A POUVOIR ETABLIR DES COMMUNICATIONS DANS L'ENSEMBLE DU RESEAU. CHAQUE POINT NODAL DONNE COMPORTE DES CIRCUITS QUI IDENTIFIENT LA POSITION DANS LE RESEAU D'UN AUTRE POINT NODAL ET QUI PRODUISENT REPETITIVEMENT DES GROUPES DISCRETS D'IMPULSIONS AVEC CHACUNE DES DONNEES INTERCALEES PROVENANT DE PLUSIEURS UTILISATEURS. QUAND L'AUTRE POINT NODAL EST CONNECTE PAR VOIE TERRESTRE AU PREMIER POINT NODAL PAR AU MOINS UN POINT NODAL INTERMEDIAIRE, LA DISPONIBILITE D'UNE CAPACITE DE TRANSMISSION ENTRE CES POINTS NODAUX EST CONTROLEE AVANT L'EMISSION DES DONNEES DE COMMUNICATION. APPLICATION A L'INTERCONNEXION DE TERMINAUX TELEPHONIQUES, DE RESEAUX BANCAIRES, ETC.

Description

la,resente invention se rapporte atux dispositifs de télécom-

munications, et concerne plus particulièrement un dispositif de télécomrlunications destiné c! la transmission numérique des signaux

ife conversation et de données.

g lDes dispositifs de télécommunications de ce genre ont déjà. été proposés, Dar exemple celui décrit dans le brevet des 1tats-Unis d'Amérique n0 3 74? 845. D'autres exemples représentatifs sont ceux dans lesquels des messages sont aiguillés par des circuits prédéterminés, de l'origine vers la destination. Dans l]es réseaux de ce genre, des messages peuvent être accumulés au point d'entrée et être transmis ensuite dans un mode de mémorisation et d'émission, en totalité ou en partie sur le circuit prédéterminé, seuls ou en

multiplexage temporel asynchrone avec d'autres messages.

Une autre disposition antérieure est représentée par des réseaux commutés par groupes dans lesquels des données asymétriques sont codées en de petits groupes qui sont ensuite émis dans le réseau par un certain nombre de circuits différents, simultanément et

dans un mode de mémorisation et d'émission.

Une autre disposition antérieure encore consiste à produire des groupes composites contenant des données asynchrones qui sont transmis sur des circuits commutéso De la manière bien connue, la commutation des circuits englobe

les circuits qui conduisent des communications entre un terminal.

donné a une extrémité de l'ensemble et un autre terminal identifié préalablement à l'autre extrémité0 Bien que ces dispositifs antérieurs constituent un progrès

substantiel dans la technique des télécommunications, ils se carac-

térisent par certains inconvénients. Parmi ces inconvénients, il faut noter des retards excessifs fixes et variables, l'absence d'un système global de commande découlement qui évite la congestion dans le réseau, l'utilisation limitée de la capacité des canaux disponibles de transmission, la sortie de séquence ou la perte de

groupes, la dépendance d'un protocole d'utilisateur, les possibi-

lités limitées de correction d'erreur particulièrement pour des

données synchrones transmises sur des circuits commutés, l'impos-

sibilité de transmettre des signaux de conversation codés, l'in-

telligibiliteé, et la difficulté d'utiliser des liaisons intégrées

terrestres et par satellite avec des antennes en dièdre.

Des études ont donc été poursuivies pour développer des réseaux de télécommunications perfectionnés qui ne présentent pas ces inconvénients.

Un objet général de l'invention est de réaliser un réseau per-

fectionné de télécommunications écoulant un.trafic de données de masse et en temps réel dans un mode de circuit permanent et de circuit commuté.

Un autre objet de l'invention est de simplifier les intercon-

nexions avec un équipement extérieur, par exemple en établissant la transparence des protocoles ou en assurant l'interface avec un

protocole d'accès au réseau international standard X-25.

Un autre objet encore de l'invention est de réduire au minimum

les retards de connexion d'un abonné au réseau de télécommunica-

tions, retard appelé normalement retard d'admission, en éliminant par exemple l'utilisation des machines d'interface de réseau qui sont nécessaires quand des terminaux non programmables entrent dans le réseau pour communiquer avec un calculateur programmé

pour utiliser le standard international X-25.

Un autre objet de l'invention est d'éliminer ou de réduire au

minimum les retards internes dans le réseau, c'est à dire d'élimi-

ner ou de réduire au minimum les files d'attente synchrones per-

manentes à tous les points nodaux.

Un autre objet encore de l'invention est d'augmenter au maxi-

mum l'utilisation de la capacité des canaux internes ou de leur

largeur de bande.

Un autre objet encore de l'invention est d'établir un transit rapide dans le réseau, apparaissant ainsi transparent dans le

temps; par exemple, en desservant les lignes entrantes à des in-

tervalles rapides et réguliers et en compensant le retard d'aller et retour avec un satellite avec le retard de formation des groupes

apparaissant dans la technique antérieure.

Un autre objet encore de l'invention est de réaliser un réseau

de télécommunications transparent.dans le temps, avec une correc-

tion d'erreur dont il résulte une transmission hautement précise; par exemple, en transférant des parties en files d'attente des messages entrants des points nodaux d'entrée vers les points nodaux de sortie, à des vitesses plus élevées que la vitesse sur

une ligne sortante.

Un autre objet encore de l'invention est d'améliorer l'utilisa-

tion effective d'un équipement, particulièrement la capacité de

mémoire des points nodaux d'entrée, en réduisant ainsi les prix.

4o Un autre objet encore de l'invention est d'améliorer la

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souplesse grâce à un réseau qui ne dépend pas du protocole ou du

logiciel de l'utilisateur; par exemple en permettant l'interroga-

tion et l'adressage des terminaux sans utiliser de techniques (l'émulation dans des calc:ulateurs fonctionnant avec le protocole international standard;{-25. enfin, un objet de l'invention est d'offrir tous ces avantages dans un reseau universel public et/ou privé pour des données et res signaux do conversation codés ou brouillés, en réduisant ainsi

le prix et en augmentant la sécurité des communications t1lépho-

niques a grande distance.

Selon un aspect de l'invention, l'organisation d'un réseau se caractérise par une hiérarchie à deux niveaux, constituée par exemple par plusieurs réseaux en étoile avec des connexions de voisinage, et avec chacun un point nodal central, ces points nodaux étant directement connectés entre eux par des canaux satellite à 12-14 G!iz ainsi que par des liaisons terrestres qui transmettent principalement des messages de protocole et qui assurent les retransmissions pour la correction des erreurs, bien qu'une partie ou la totalité du trafic en temps réel puisse également passer par les liaisons terrestres, et en assurant qu'il n'existe pas plus de trois sections radioélectriques de transmission entre les points d'origine et de destination en contribuant ainsi à la vitesse et

à l'exactitude de la transmission.

Selon une autre caractéristique de l'invention, une disposition d'entrée unique est prévue, selon laquelle la priorité est d'abord accordée à la transmission vocale, le reste du trafic synchrone étant desservi sur une base sélective au premier entré, premier sorti, en contribuant ainsi à la réduction des retards d'admission

et en améliorant le rendement en transmission.

:JO Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le trafic de conversation et autre trafic synchrone est prioritaire sur le trafic asynchrone, ce qui contribue à l'efficacité et au

rendement du réseau.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, dans le J5 cas d'exploitation de calculateurs utilisant le standard X-25, des groupes qui arrivent par lots par des lignes à grande vitesse sont échantillonnés répétitivement à des intervalles extremement brefs et sont transmis en utilisant des dispositifs de desserte et des

mini-groupes d'extension, en contribuant ainsi àa la réduction pré-

citée des retards d'admission.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, des informations sous forme de mini-groupes sont extraites rapidement

de tampons d'entrée de manière à limiter l'accumulation d'informa-

tions entrantes (qui sont normalement mémorisées dans la technique antérieure jusqu'à ce qu'un message complet ou un groupe complet

soit reçu) et ces mini-groupes sont rassemblés en groupes à uti-

lisateurs multiples, à des intervalles très brefs et à des fréquen-

ces de répétition élevées, ce dont il résulte une transmission du type en parallèle qui réduit encore les retards internes et les

files d'attente.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, des groupes à utilisateurs multiples sont transmis rapidement d'un point

nodal à un autre dans lequel ces groupes sont séparés et reconsti-

tués sous forme d'autres groupes à utilisateurs multiples pour leur

aiguillage progressif immédiat dans les parties suivantes du réseau.

Selon-une autre caractéristique encore de l'invention, grâce à une sélection avantageuse des contenus des groupes à utilisateurs multiples, un contrôle de bloc peut être effectué et les groupes

à utilisateurs multiples qui sont reçus avec des informations erro-

nées sont rapidement retransmis, ce qui améliore considérablement

la fiabilité et l'exactitude de la transmission.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, des circuits sont prévus pour déterminer si la capacité d'un canal est sur le point d'itre mal utilisée et affecte en conséquence la capacité disponible à l'augmentation du débit effectif grâce auquel d'autres messages sont transmis dans le réseau, en contribuant ainsi non seulement à la réduction du temps de transmission dans le réseau mais en augmentant en outre la vitesse avec laquelle un autre trafic

peut être admis.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, si un trafic tel qu'un trafic de conversation codée pénètre dans le réseau

desl'réservations"l sont faites automatiquement sur les canaux sui-

vants dans le réseau de manière à assurer le maintien de la priori-

té et de la rapidité de la transmission et à éviter ainsi la varia-

tion du retard d'un message d'une extrémité à l'autre.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, des dispositions sont prises pour établir des liaisons intégrées de transmission terrestre et par satellite entre des points nodaux, en assurant ainsi non seulement une plus grande souplesse et une plus grande fiabilité pour le trafic en temps réel mais en permettant en outre la transmission économique de données de masse par des

canaux satellite à 12-14 Gliz utilisant des antennes en dièdre.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris è la lecture de la description qui va suivre de

plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure I montre un réseau étoilé avec un seul point nodal représentant un premier niveau d'hiérarchie, la figure 2 montre plusieurs points nodaux de réseaux étoilés interconnectés, représentant le second niveau d'hiérarchie, la figure 3 est un schéma simplifié représentant les éléments d'un réseau entièrement interconnecté selon l'invention, la figure 3a représente plus en détails une partie de la figure i, la figure 4 est un schéma fonctionnel montrant les éléments essentiels d'un point nodal de réseau étoilé traitant le trafic dans un sens, la figure 5 est un schéma fonctionnel montrant les éléments essentiels d'un point nodal de réseau étoilé traitant le trafic dans 'autre sens, la figure 6 montre les relations mutuelles entre les liaisons par satellite et les liaisons terrestres, la figure 7 montre les relations mutuelles d'un point nodal d'extension de satellite et des éléments du réseau, les figures 8 et 9 sont des diagrammes de temps montrant les relations de temps entre des points nodaux centraux et de réseaux étoilés, et la figure 10 montre des courbes pour la comparaison des durées

moyennes normalisées de files d'attente.

La figure 1 montre un point nodal central 1 et plusieurs points nodaux périphériques 2-9 (de réseau étoilé). Chacun des points nodaux périphérique par exemple le point 2, est connecté à un autre point nodal périphérique (proche voisin), par exemple le point 3,

par des circuits de transmission 10, ainsi qu'au point nodal cen-

j5 tral t par des circuits de transmission 11, permettant ainsi un circuit de débordement dans le cas d'un dérangement du circuit principal Ila. Par exemple, le point nodal périphérique 2 peut communiquer avec le point central 1, non seulement par la liason directe Il mais en outre, par.la liaison 10 vers le point 3 et

de là, par la liaison Il qui relie ce dernier au point central 1.

2476413'

Dans ce cas, les groupes à utilisateurs multiples sont commutés

sans changement au point nodal 3.

La figure 2 montre quatre points nodaux centraux 1', 18, 19 et qui sont eux mêmes interconnectés complètement par des liaisons directes 12-17 de transmission de données. Ces liaisons comprennent

d'abord des canaux par satellite à 12-14 GEz et ensuite, des liai-

sons terrestres de faible capacité, entièrement interconnectées.

L'importance de ces interconnexions apparaîtra au cours de la des-

cription détaillée qui va suivre du fonctionnement de l'ensemble.

Il faut également observer que les points nodaux péiphériques cor-

respondent à ceux de la figure 1 et que ceux de l'un des réseaux sont identifiés par des symboles similaires pour faciliter la comparaison. La figure 2 montre que tout point nodal peut être connecté à l'un quelconque des autres par trois circuits d'interconnexion en série au maximum. Bien entendu, les points nodaux centraux sont interconnectés entre eux par un seul trajet, à savoir les trajets 12 à 17. Au contraire, les points nodaux périphériques peuvent être interconnectés par une, deux ou trois liaisons en fonction

de leur position et de leursconnexions avec les points nodaux cen-

traux. Ainsi par exemple, le point périphérique 2' peut ftre connec-

té au point 3' par le circuit normal lia', le point nodal 1' et la liEson 11' ou, dans le cas d'urgence, directement par le circuit 10. Les points nodaux périphériques connectés à des points nodaux centraux différents peuvent être connectés par trois liaisons. Ainsi

le point nodal 2' peut être connecté au point nodal 21 par la liai-

son 11', la liaison 16 et la liaison 22. La figure 2 montre ainsi qu'en l'absence d'un dérangement d'une liaison, tout point nodal peut etre connecté à n'importe quel autre par trois liaisons de transmission au maximum. C'est là une caractéristique importante de l'organisation du réseau car en limitant le nombre possible des

liaisons d'un circuit de transmission, il est possible de simpli-

fier les transmissions internes et également d'éviter des retards

importants à l'entrée dans le réseau et dans sa transmission.

A cet égard, il y a lieu de garder en mémoire que lorsque des informations d'un utilisateur sont transmises dans le réseau, les mini- groupes conservent leur intégrité dans l'ensemble. mais ils sont assemblés en différents groupes à utilisateurs multiples à chaque point nodal suivant de sorte que dans le cas de trois ? liaisons, un mini- groupe est inclus dans trois groupes différents à utilisateurs multiples, ces groupes ayant une longévité d'une

seule liaison.

La figure 3 montre deux point nodaux périphériques 2' et 3' qui correspondent à ceux de même référence sur la figure 2. Elle montre également des points nodaux centraux 1' et 19 correspondant

également à ceux de meme référence sur la figure 2. Les points no-

daux 2' et 3' sont connectés au point nodal 1' par les liaisons de données 1 1. Ils sont également interconnectes par un satellite 23 et des voies de transmission 24 à 27, des adaptateurs synchrones

2a à 31, des modulateurs-démodulateurs 32 à 35, des émetteurs-

récepteurs 36 à 39 fonctionnant en mode d'acc's par multiplexage en division temporelle, et des antennes à hyperfréquence 40 à 43,

soit des antennes paraboliques de deux à trois mètres.

Chaque point nodal, périphérique et central, est agencé de manière a appliquer à des lignes entrantes et sortantes des signaux synchrones représentant des conversations et autres données, ainsi que des signaux asvnchrones de différents types. Des exemples en

sont donnés sur la figure 3, sur laquelle des signaux de conversa-

o0 tien développés par un poste téléphonique 44 sont appliqués à un codeur vocal 45 qui produit des signaux numériques représentant la parole et qui sont introduits par le modulateur-démodulateur 49 dans la boucle locale et par le modulateur-démodulateur 46 dans

l'adaptateur synchrone 47 vers le point nodal périphérique 2'.

D'une manièlre similaire, des signaux asynchrones sont produits par un téléimprimeur 48 et sont appliqués à l'adaptateur asynchrone 4y et au modulateur-démodulateur 50 avant d'étre transmis sur la boucle locale 51 et de 1., par le modulateur-démodulateur entrant 52 et l'adaptateur asynchrone 53, vers le point nodal périphérique 2'. D'autres données synchrones proviennent de sources telles que par exemple un calculateur d'utilisateur 54 ou un calculateur X-25

, par l'intermédiaire des branchements 56 et 57 et des modula-

teurs-démnddulateurs 58 et 59, par des liaisons terrestres 60 et 61 j5 et, par des modulateurs-démodulateurs 62 et 63 et des adaptateurs

de ligne 64 et 65 vers le point nodal périphérique 2'.

IT1 y a lieu de noter pour mieux comprendre la figure 3 que les connexions décrites ci-dessus avec le point nodal périphérique 2' sont bidirectionnelles. Autrement dit, non seulement des données arrivent au point nodal 2' par les circuits décrits ci-dessus, mais des données inverses sont transmises dans l'autre sens depuis ce

point nodal.

La figure 3 montre également la connexion au point nodal 2'-

d'une ligne d'interrogation 66 au moyen d'un adaptateur asynchrone 67 et d'un modulateur-démodulateur 68. Cette ligne 66 est connectée à plusieurs terminaux asynchrones individuels 67 à 71 qui peuvent être par exemple des terminaux bancaires à 1200 bauds ou des terminaux de points de vente à 300 bauds dans des magasins de détail.

La figure 3a montre plus en détails la ligne 66' et les équi-

pements associés. Cette ligne est connectée à plusieurs moniteurs bancaires (par exemple IBM 3601) ou similaires connectés en prises multiples en duplex intégral. Les références 72' à 75' désignent

des modulateurs -démodulateurs. Ces derniers sont connectés indi-

viduellement aux moniteurs qui eux-mêmes sont connectés individuel-

lement à des modulateurs-démodulateurs 100 à 107. Ces derniers sont connectés à leur tour à un certain nombre de boucles locales

ou éloignées unidirectionnelles, en multiplexage à division tem-

porelle synchrone, 108 à 111, auxquelles sont connectées plusieurs paires de modulateurs-démodulateurs terminaux synchrones, par exemple 112/113, 114/115, 116/!17 et 118/119. D'autres terminaux, non représentés, peuvent être inclus et sont représentés par les

pointillés, par exemple 120 à 122.

La figure 3a ne montre qu'une seule boucle associée avec chaque

moniteur mais de nombreuses autres boucles peuvent aussi 4tre con-

nectées. Une seule boucle est représentée simplement pour simpli-

fier la figure. Mais il faut noter que pour des terminaux dans le même immeuble que celui dans lequel se trouve le moniteur 3601, il peut y avoir une seule boucle numérique unidirectionnelle; tandis 0o que pour des terminaux éloignés, il peut y avoir une ou plusieurs

boucles supplémentaires en multiplexage à division temporelle syn-

chrone, connectées chacune à un groupe de modulateurs-démoduAlateurs.

La figure 3 montre que le point nodal 19 est connecté à des

équipements similaires à ceux du point nodal 2'.

Mais il en est ainsi e titre d'exemple et pour commodité seu-

lement car chaque point nodal peut recevoir différentes combinai-

sons d'équipement.

Il est bien évident que les différentes liaisons de transmission représentées sur la figure 3 peuvent être adaptées au type et à la vitesse qui sont nécessaires pour l'écoulement du trafic. Par

2476413'

exemple, les liaisons l1 et t16 peuvent être des liaisons terrestres t, grande vitesse (sur la figure, les liaisons à grande vitesse

sont représentées par des lignes plus épaisses). Les liaisons pas-

sant par le satellite 23 sont également à grande vitesse. Les liaisons 60bO et t1 qui connectent les calculateurs 54 et 55 au réseau peuvent consister en un grand nombre de lignes à petite vitesse ou un plus petit nombre de lignes à grande vitesse pour transmettre les quantités voulues de données jusqu'au réseau. A

cet égard, et comme cela sera expliqué plus en détails par la sui-

te, il est évident que certains types de calculateurs ont la possi-

bilité de développer et d'émettre de grandes quantités de données dans des périodes très courtes, Par conséquent, de très grandes quantités d(le données peuvent Ctre transmises sur des liaisons telles que celles identifiées par 60 et 61 pour arriver au point

nodal périphérique 2 par lots et l'une des caractéristiques in-

téressantes du présent réseau est qu'il peut être adapté pour re-

cevoir et traiter ces lots de données avec une très grande rapidité.

Des équipements qui conviennent pour le réseau décrit ci-dessus comprennent les codeurs vocaux VADAC-5 fabriqués par E.Systems Corporation de Garland, Texas, les modulateurs-démodulateurs de Dell. Telephone Systems, les adaptateurs de ligne DUP 1X et DU 11

fabriqués par Digital Lquipment Corporation de Maynard Massachu-

setts et, pour les points nodaux eux-mêmes les mini-calculateurs PJP) 1145 et PDP 11-40 également fabriqués par Digital Equipment Corporation. Bien que ces équipements conviennent pour le présent

réseau, il est évident- que de nombreux autres équipements simi-

laires pourraient conveniro Ainsi par exemple, tout codeur à pré-

vision linéaire peut être utilisé pour coder la parole, des modu-

lateurs-démodu]lateurs tels que ceux diffusés par International 0o Business.iachines Corporation (IBI') peuvent aussi 8tre utilisés

avec d'autres équipements 1-i: et toute une variété de mini-calcula-

teurs ou de microprocesseurs peuvent être utilisés.

L'équipement ci-dessus a étté utilisé dans des réseaux tels que celui décrit en regard des figures 3 et 3a, mais il y a lieu de

se reporter aux figures 4 et 5 pour mieux en comprendre le fonc-

tionnement. Ces figures 4 et 5 sont des diagrammes fonctionnels qui font apparaître schématiquement les relations mutuelles entre les différents éléments de fnnctionnement d'un ou plusieurs points nodaux périphéri[ques o

I.'examen détaillé de la figure 4 montre des modulateurs-

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démodulateurs 77 d'entrée et de sortie auxquels sont connectées

des lignes entrantes et des lignes sortantes. Ces modulateurs-

démodulateurs sont à leur tour connectés à des modules 78 d'adapta-

tion de lignes. L'adaptateur supérieur 78 est connecté à un module 79 de production de groupes à utilisateurs multiples et de groupes par satellite ainsi que de codage d'erreur qui, à son tour, est connecté à une mémoire commune 80 et à un module 81 de production

de mini-groupes et d'extension de mini-groupes et de multiplexage.

Le module 81 est interconnecté avec la mémoire commune 80, avec

un module 82 de commande d'écoulement, avec un module 83 d'expan-

sion instantanée de largeur de bande et à un module 84 de gestion sélective de file d'attente au premier entré, premier sorti. Les modules 79, 81, 82, 83 et 84 sont connectés à la mémoire commune qui, à son tour, est connectée à un module 85 de commande de mémoire. De plus, les modules 79, 81, 82, 83 et 84 sont également

connectés au module 85 de commande de mémoire.

Les éléments de la figure 5 sont similaires à ceux de la figure 4, à l'exception près des modules 79, 81 et 84 qui sont différents pour l'adaptation au sens différent d'écoulement du trafic. Sur la figure 5, le module 79 est un module de contrôle d'erreur et de

désassemblage des groupes à utilisateurs multiples et des mini-

groupes pour satellite, le module 81 est un module de démultiplexage et de classement des mini-groupes et le module 84 est un circuit

de traitement de file d'attente sortante.

Le fonctionnement des circuits des figures 4 et 5 sera mieux

compris à la lumière de la description des facteurs qui intervien-

nent dans la production des mini-groupes et des groupes à utilisa-

teurs multiples ainsi que de leur transmission dans le réseau. Ces facteurs seront décrits ci-après en regard des figures 4 et 5. Mais il faut dire qu'en résumé, les lignes entrantes sont desservies en fonction de leur vitesse par le module 81 de production et de

multiplexage de mini-groupes, par l'intermédiaire du module 78.

Il faut remarquer que si les données sont supérieures ou inférieures à ce qui peut entrer dans un mini-groupe, l'excès est mémorisé dans la mémoire commune. En même temps, le module 85 de commande de mémoire est maintenu informé par des signaux qu'il reçoit, par des circuits évidents. D'autres informations reçues sont traitées

d'une manière similaire.

Pendant l'exécution suivante du cycle machine, qui est de plusieurs ordres de grandeur plus rapide que la vitesse de desserte de] igne, les mini-groupes sont formés en un groupe à utilisateurs

rmu].tipl es par le module 79. Ce dernier produit également un en-

tête approprié et d'autres signaux de supervision, ainsi qu'un contrAle de redondance cyclique (cIlCh6 ou CRC24) pour compléter l e g-roupc a utilisateurs multiples, et ce dernier est ensuite transféré au module d'adaptateur de ligna pour 8tre transmis vers le point nodal suivant. I e fonctionnement des modules de commande d'écoulement de -trafic, d8expansion instantanée de largeur de bande et de file d9attente au premier entré, premier sorti, sera

adecrit ci-après.

Dans les circuits de la figure 5, les opérations inverses de celles décrites en regard de la figure 4 sont exécutées. Ainsi, un groupe a uti] isateurs multiples entrant est contr8lé en ce qui concerne les erreurs et il est désassemblé. Après cette opeération, les rnini-groupes sont transférés au module 08 de démultiplexage

et de clussement après quoi, les données synchrones sont trans-

f'cirées au tampon de sortie de la mémoire commune 8O pour une pério-

de de 40 millisecondes tandis que les données asynchrones sont

transférées par horloge sur l.es lignes dàutilisateurs à la coinm-

mande des oiuteursderodulters et du module b4 de gestion

de file d'attentc. lvans le cas des groupes a utilisateurs multi-

ples synchrones, les informations de commande deécoulement de tra-

Iic sont extraites par les modules MI et 82 et mémorisées dans

la mémoire commune 8O.

2.5 lans le cas idéal, un réseaul de transmission de données et lde conversation doit ttre entièrement- transparent, à la fois en ce qui concerne le protoco]le et le temps. Autrement dit, un réseau idéal se caractérise par le fait qu'il n'introduit aucun retard autre que le temps de propagation A sa traversée et il doit se i0 présenter i 1 'equipement connecté à sa sortie commre si l'autre

équip-inen,4 était connecté directeant à ses bornes d'entrée.

ous]les systèmes de transmission introduisent des retards

dus au temps de propagation. iPar exemple, dans le cas o des liai- sons par satel.] ite sont utilisées et o le satç-:llit;c se trouve às

environ 40.O00 kilomètres au-dessus de la surface de la terre, -wme les siFgnaux électromagnétiques qui se propagent à la vitesse (le la lumière n'arrivent pas a leur destination avant que ne s'écoul e une durée dépassant 250 millisecondes. Miais contrairemnent au présent réseau, les réseaux antérieurs ajoutent des retards 4Io qui résultent d'un ou plusieurs d(les facteurs suivants: retard

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d'entrée, c'est à dire durée de réception d'une quantité suffisante de données d'un utilisateur pour former un groupe (dépendant de

la vitesse en ligne de l'utilisateur); retard de liaison intermé-

diaire, c'est à dire durée nécessaire pour recevoir et contrôler les erreurs d'un groupe dans le réseau; retard à un point noda3 intermédiaire, c'est à dire le temps nécessaire pour émettre un groupe dans le réseau (mise en file d'attente et traitement); et retard de sortie, c'est à dire le temps nécessaire pour émettre un

groupe de données d'utilisateur vers l'appareil de destination.

Si l'on considère la transparence au protocole de l'utilisa-

teur, il est souhaitable que l'interconnexion effective d'un équi-

pement d'utilisateur dans le réseau soit indépendante du fonction-

nement dans l'équipement lui-même; autrement dit, il est souhaita-

ble que le dispositif de télécommunications qui reçoit des signaux

de l'équipement d'utilisateur les transmette rapidement et fidèle-

ment dans le réseau, jusqu'à sa sortie. Ainsi, la transparence au protocole est extrêmement importante car elle détermine avec quelle facilité un utilisateur peut s'adapter à un réseau. A l'extrémité

d'entrée, cela peut imposer des modifications coûteuses et ris-

quées qui doivent être faites dans le système d'entrée et dans l'é-

quipement d'accès aux télécommunications.

Il existe un équipement qui peut communiquer sur des lignes concédées ou commutées avec des terminaux utilisant des.protocoles tels que BSC (transmission binaire synchrone) ou SDLC. Ainsi, une

ligne concédée est transparente, à la fois en temps et en protocole.

Une possibilité existante bien connue dans les télécommunica-

tions est celle- offerte par un équipement de International Business

Machines Corporation, basée sur une transmission en duplex intégral.

Cet équipement est connu sous la référence SNA. Le protacole cor-

respondant est distribué par l'extrémité d'entrée (VTAM)-ou avant (c'est à dire NCP) et des moniteurs. L'adaptation d'un système à un autre standard de protocole de réseau peut être très coûteuse (par exemple la conversion d'un équipement SNA pour l'adapter au

protocole standard international X-25 pour l'accès au réseau).

Ainsi, l'objectif de la transparence au protocole est de réaliser

un réseau intelligent de partage de lignes et Produisant des sé-

quences de données ainsi qu'une correction d'erreur mais imposant à l'utilisation une adaptation aussi simple que possible, par exemple LIA RS232-C, acceptant dans le cas idéal un train binaire

4 en série comprenant des-données d'utilisateur et un protocole.

Comme cela a eté indiqué ci-dessus, le système de télécommunica-

tions décrit atteint ces objectifs dans une large mesure. T1 faut donc noter que si cette solution est adoptée, l'adaptation au réseau simplifie le standard international RS 232-C qui est conçu cornmme une adaptation entre le terminal et l'appareil de transmis- sion de données, à la fois à l'extrémité du calculateur principal

et à l'extrémité du terminal et moniteur.

* Le réseau peut recevoir tout calculateur principal ou terminal programmable appliquant le protocole X-25 car le premier niveau de ce nouveau standard est également le standard RS 232-C. Ln outre, le réseau permet 1 'accès à tout terminal non programmable sans

imposer d'équipement d'interface et de communiquer avec le calcula-

teur principal qui est programmeé pour communiquer uniquement en

protocole X-25.

LIes groupes entrants dans le réseau sur l'un des canaux vir-

tuels sont mémorisés dans le mode d'entrée après la mise en oeuvre du protocole de liaison {IUDC. Ces groupes mémorisés peuvent être desservis en formant des mini-groupes à intervalles réguliers en fonction de leur vitesse d'arrivée. Au point nodal de destination, les données qui arrivent dans le premier mini-groupe sont émises après 40 millisecondes à la meme vitesse, derrière un en-tite X-25

vers le calculateur principal récepteur.

Pour des utilisateurs qui exploitent dans un "mode de circuit

commuté" le protocole d'appel X-25 est utilisé dans sa totalité.

Un terminal non programmable peut être desservi comme tout autre terminal à vitesse reduite entrant dans le réseau. Quand les mini-groupes atteignent un par un le point nodal de destination, ils sent mémorisés jusqu'à ce qu'un nombre suffisant de bits soit accumulé pour former un groupe X-25 qui est ensuite émis vers le calculateur principal sur le canal à grande vitesse, en utilisant

le protocole de liaison HDLC.

Ia transparence de ce réseau élimine tous les équipements d'interface et les retards associéso Les utilisateurs X-25 peuvent encore profiter de tous les avantages du réseau, tels que la transparence dans le temps, la commande d'écoulement, l1élimination des files d'attente synchrones permanentes et la liberté de l'examen du reassemblage des messages. De plus, la faible variation des retards de transmission des messages permet aux utilisateurs X-25 d'émettre des signaux de conversation codés mélangés avec

d'autres données synchrones.

247641 3

La mise en oeuvre du protocole X-25 dans le réseau offre aussi une solution possible au problème d'interrogation. Il est bien évident qu'il est coûteux pour un calculateur principal d'effectuer une interrogation dans un système partagé en utilisant le protocole X-25 en raison de l'importante servitude associée avec les petits

messages. Pour cette raison, les réseaux antérieurs ont été obli-

gés d'utiliser des techniques d'émulation pour effectuer localement

l'interrogation et l'adressage, ce qui est très coûteux.

Une autre caractéristique intéressante du réseau et que, en ce qui concerne les terminaux non programmables, la servitude X-25 ne va pas audelà du point nodal récepteur. L'efficacité de la transmission d'interrogation est donc maintenue et les techniques d'émulation en raison desquelles les réseaux publics antérieurs

dépendaient des méthodes d'accès des utilisateurs et de leur proto-

cole sont évitées.

Il sera utile pour bien comprendre la description qui va suivre

d'examiner le transfert des données et des protocoles dans le réseau sous forme de mémorisation et d'émission de messages rythmiques

en utilisant différents groupes à utilisateurs multiples sur diffé-

rentes liaisons terrestres et/ou par satellite.

Il sera également utile pour bien comprendre l'invention de considérer les données en plusieurs catégories. Tout d'abord, des données représentent des signaux de conversation; ensuite, des

données numériques synchrones représentent des informations produi-

tes par des machines d'information à grande vitesse, par exemple des calculateurs; et enfin, des données asynchrones sont produites par des équipements qui sont manoeuvrés manuellement, par exemple des téléimprimeurs ou des terminaux fonctionnant en direct. Comme cela a déjà été expliqué, la première priorité est affectée aux données représentant des conversations; la seconde priorité à

d'autres données synchrones et la troisième aux informations asyn-

chrones. L'essentiel du fonctionnement du présent dispositif repose sur une production périodique à des très brefs intervalles de petits groupes d'information, appelés des mini-groupes. Dans l'exemple présent, ces minigroupes sont produits toutes les 10 millisecondes pour le trafic synchrone. Mais d'autres brefs intervalles pourraient facilement être utilisés sans sortir du cadre et de l'esprit de

l'invention. A cet égard, il faut noter que la formation des mini-

groupes implique l'extraction d'un nombre prédéterminé de bits

247641 3

d'information de tampons d'entrée dans lesquels les bits ont été momentanément mémorisés et par conséquent, la production des mini-groupes est essentiellement instantanée. Ces mini-groupes

sont ensuite disposés dans un ordre séquentiel en groupes à utili-

sateurs multiples dont la longueur est liée à la largeur de bande de transmission de manière que le nombre des bits d'information dans un groupe à utilisateurs multiples soit égal au nombre des bits qui peuvent 9tre transmis sur des liaisons de transmission pendant l'intervalle de temps de 5 millisecondes. Cette formation des mini-groupes en groupes à utilisateurs multiples peut être considérée comme analogue au positionnement séquentiel des wagons dans un train, mais la position de chacun des wagons étant connue par des tables de destination et des zones d'activité qui seront

décrites plus en détails par la suite.

Selon une autre caractéristique de l'invention-, lorsque des

quantités substantielles de données asynchrones doivent 4tre mani-

pulées, des groupes à utilisateurs multiples sont constitués, conte-

nant des données asynchrones ainsi que des groupes contenant toutes les données synchrones. Comme cela a été indiqué ci-dessus, les données de conversation et de communications entre calculateurs sont généralement du type synchrone; c'est à dire que ces données sont échangées à des fréquences de transmission 'régulière liées dans le temps. Mais, avec les données asynchrones, aucune relation de temps n'existe de sorte queelles peuvent Utre reçues de façon aléatoire et par conséquent, l'instant o ces données sont reçues

n'a aucune signification particulière.

Dans le but de manipuler les données synchrones et asynchrones,

des dispositions sont prises pour la production alternée et sé-

quentielle de groupes à utilisateurs multiples synchrones et de groupes à utilisateurs multiples asynchrones. Ainsi par exemple, un groupe à utilisateurs multiples synchrone est suivi par un groupe à utilisateurs multiples asynchrone qui, à son tour, est suivi par un groupe synchrone et un autre groupe asynchrone. Par conséquent, toutes les dix millisecondes sont formés un groupe à

utilisateurs multiples synchrone et un groupe à utilisateurs mul-

tinles asynchrone, étant bien entendu qu'un groupe synchrone peut

toujours 4tre prioritaire dans un intervalle de temps asynchrone.

hn plus de servir à.la transmission de données, les groupes à utilisateurs multiples peuvent également servir à la transmission

247641 3

des numéros d'appel et d'information de supervision. Ainsi par

exemple, il importe pour le fonctionnement correct que les diffé-

rents points nodaux puissent reconnaître la destination et l'ai-

guillage de chaque mini-groupe contenant des données dans chaque groupe à utilisateurs multiples. Des tables de destination sont

développées à cet effet, et pour d'autres raisons.

Les tables de destination (IT) sont analogues à des répertoires téléphoniques en ce qu'elles identifient chacun des utilisateurs

du réseau et l'itinéraire de leur trafic doit normalement suivre.

Par conséquent, la table de destination à chaque point nodal

pour une liaison particulière doit contenir les informations sui-

vantes pour son trafic-d'origine et de transit Point nodal d'émission Branchement d'émission (1-256) Vitesse en ligne de l'utilisateur, par exemple 600 bauds asynchrones Priorité du trafic Point nodal de réception Branchement de réception (1-256) les informations ci-dessus sont représentées par des signaux

numériques successifs qui sont codés dans des groupes à utilisa-

teurs multiples et transmis dans le réseau au début des opéra-

tions. Ensuite, ils peuvent être remplacés par des messages sui-

vants. Par conséquent, bien que la table de destination puisse

être considérée d'une façon générale comme un annuaire téléphoni-

que, elle est soumise à des changements rapides et fréquents au cours de la journée quand l'ensemble fonctionne dans un mode de

circuits commutés.

Toujours en ce qui concerne les tables de destination, il convient de les considérer comme étant divisées en groupes appelés des zones d'activité qui indiquent l'état des utilisateurs dans

les tables de destination, c'est à diie actif (1) ou inactif (0).

De plus, dans les exemples qui seront décrits ci-après, il sera supposé que les liaisons entre des points nodaux périphériques et des points nodaux centraux ont une capacité de 112 kilobits par seconde et desservent donc normalement jusqu'à 256 terminaux

ou branchements de calculateurs. Pour cette raison, dans la des-

cription qui va suivre des tables de destination, les branchements

d'émission et de réception seront numérotés de 1 à 256.

Aux points nodaux, les groupes d'utilisateurs identifiés par

2476 451

des zones d'activité 1 à 5 (AF1 à A5FS) sont desservis par des

groupes à utilisateurs mlltiples contenant des mini-groupes quit-

tant les points nodaux périphériques pour les points nodaux cen-

traux dans la séquence suivante (alternativement synchrones et asvyuchrones).

TABLEAU I

;1213 121) 14121312i31 51213 1213141213 121315121.......

Zone d 'tactivité eDémarrage à1 instant (ms) erNurnéro de groupe ( iod 256)

AF2 -F3 AF2 AF3 AF4 AF2 AF3 AF2 AF3

AF5

15 25 35 45 55 65 75 85 95

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

(m Asynchrone seulement)

TABLEAU IlI

Vitesses darrivée Zze de

igîÈ ne s-

110 1

o 300 i 6oo i 600 i

180(

1,2. 1

2,4] 4,8 I 9,6 1 bd bd bd bd bd bd kb/ kb/ kb/ kb/ async async async async * async * async /s syrnc /s sync /s sync /s sync Capacité du canal Vitesse

de trans-

mi s ion ms/car. 66,66 33,33 16,66 8,33 ,55 6,66 3,33 1 966 0,83 Vitesse

à larri-

ve car. eO Oms 1s5 Vitesse

à 1 larri-

vée car./25 ms Vitesse

à l'arri-

vée car./ 10 ms 1,5 4,5 1,5 ( En moyenne) L.e Tableau III ci-apres represente un groupe caractéristique à utilisateurs multiples dont il faut remarquer qu'il consiste en une section initiale d'indicateur F, une section d'en-tgte fDR, une section de mini-groupes MP et une section de contrôle d'erreur

4o Pc.

TABLEAU III

66 caractères F HDR Mini-groupe L caractères L'indicateur utilisé est un indicateur HDLC qui est un protocole international standard et consiste en un "0" suivi par six "1" et se terminant avec un autre 110". Sa fonction est d'indiquer le début

et la fin d'un groupe à utilisateurs multiples.

L'en-tête HDR consiste en deux caractères, le premier indiquant le numéro de groupe (utile lorsqu'un groupe contient une erreur et doit être retransmis) et le second caractère étant la zone priorité/ format (PF). La zone PF consiste en trois sections, comme suit: (1) identification (3 bits) (2) service (2 bits) (3) extension (3 bits) La zone d'identification à trois bits est codée comme suit: 000: Groupe à utilisateurs multiples mission - message commuté 001: Groupe à utilisateurs multiples mission circuit commuté 010: Groupe à utilisateurs multiples message commuté 011: Groupe à utilisateurs multiples circuit commuté : Groupe à utilisateurs multiples mission - message commuté 101: Groupe à utilisateurs multiples mission - circuit commuté

synchrone - première trans-

synchrone - première trans-

synchrone - retransmission -

synchrone - retransmission -

asynchrone - première trans-

asynchrone - première trans-

: Groupe à utilisateurs multiples satellite transmis par liaison terrestre 111: Groupe à utilisateurs multiples plexage en division temporelle

satellite transmis par multi-

La zone de service est codée comme suit: 00: Itération 01: Changement de code : Impression Il: Groupe de données normales i cet égard, il faut noter que le type normal de transmission est la commutation de messages par mémorisation et émission et que la commutation de circuit ne se produit qu'à la retransmission ou lors d'un dérangement de liaison, Dans ce dernier cas, la durée d'existence d'un groupe à utilisateurs multiples est prolongée de

deux sections de transmission.

La zone d'extension est codée comme suit: 000: Il n'y a aucun changement dans la zone d'activité et les

mini-groupes suivent immédiatement la zone de priorité/format.

001: Active les "0" dans la zone d'activité dont les adresses sont données après la zone de priorité/format. (les adresses sont liées par des "1" et terminées par des "0") : Annule les "1" dans la zone d'activité dont les adresses sont données après la zone priorité/format. (les adresses sont

liées par des "1" et terminées par des 1"0").

011: Remplace le point nodal de réception et le numéro de branche-

ment de réception de l'adresse dans la zone d'activité.

(voir Tableau dans lequel l'adresse et ses modificateurs sont donnés après la zone de priorité/format comme représenté) 100: Demande (ou autorisation) pour entrer en communication 101: Communication pour fin de traitement : Demande (ou accord) pour réservation 111: Instruction d'annulation de réservation La section BC ou de contrôle de bloc contient des bits destinés

à effectuer le contrôle d'erreur selon la norme CRC16.

Le tableau IV ci-après montre la constitution d'un mini-groupe synchrone. Il contient de 12 à 96 bits, en fonction de la vitesse, sur les lignes entrantes et sortantes, ainsi qu'une section finale T qui contient 3 bits. Ces derniers bits sont indiqués sur le Tableau V. Tableau IV oableau IV | Données | il l 4o

2476413W

Tableau V

Bits Signification 111 Pas dernier mini-groupe vocal, ajouter réservations Pas dernier mini-groupe vocal, annuler réservations Pas dernier mini-groupe vocal, pas d'information de réservation 101 Pas dernier mini-groupe de données, ajouter réservation Pas dernier mini- groupe de données, annuler réservation 001 Pas dernier mini-groupe de données, pas d'information de réservation 000 Dernier mini-groupe, pas de remplissage 011 Dernier mini-groupe, remplissage avec 1 bit ou davantage Si le dernier bit de la section de données (juste avant les trois bits de fin) est un "1", la section finale 011 signifie un seul bit de remplissage. Mais si le dernier bit de la section de données est un "0", la section finale 001 signifie un remplissage avec plus d'un bit. Dans ce cas, tous les bits de remplissage sont

des "0" à l'exception du premier qui est un "1".

Le Tableau VI ci-après montre la constitution d'un mini-groupe asynchrone. Il contient une section d'en-tête H, une section de

comptage de caractères CC et une section de données qui peut conte-

nir jusqu'à quatre caractères. Lie codage de ces derniers est donné

dans le Tableau VII ci-après.

Tableau VI H CC Données Groupe asynchrone H = en-tête H = 0, groupe sans section de données H = 1, groupe avec section de donnêes CC = comptage caractère, 2 bits, c'est è dire jusqu'à quatre caractères dans la section

de données.

2 1

Tableau VII

Article Bits Signification 1n-t6te O Mlini-groupe sans section de données 1 Mini-groupe avec section de données Comptage caractère 00 1 caractère 01 2 caractères 10 3 caractères il 4 caractères Il y a lieu maintenant d'examiner le Tableau VIII qui montre J 'ti.ndicateur te] que décrit cidessus, un numéro de groupe à 8 chiffres (1-256) représenté par le symbole de bloc P # et la zone de priorité et de format représentée par 8 chiffres. Les trois

premiers chiffres, représentés par 000 sur le Tableau VIII identi-

fient un groupe à uti] isateurs multiples synchrone, un message commuté et la première transmission. TLes deux chiffres suivants, représentés par 11, signifient un groupe de données normales et les trois derniers chiffres, représentés par 000 indiquent qu'il n'y a pas de changement de la zone d'activité et des mini-groupes qui

suivent immédiatement.

Tableau VIII

I 00 0 OO MG MG

L.e Tableau IX est-un autre exemple dans lequel les identifica-

tions d'indicateur et de numéro de groupe sont similaires à celles du Tableau VITI. flais, dans le 'Tableau IXX les trois derniers

chiffres de la zone de priorité/format (c'est à dire la zone dtex-

tension) sont codés 001. Il est apparu ci-dessus que 007 indique

qu'il y a un changement de la zone d'activité et que les change-

ments sont indiques en remplaçant les "10C dans la zone d'activité par des "1" pour les adresses qui sont données après la zone de priorité/format. Ainsi, la première adresse donnée par huit bits (correspondant à 256 adresses) est changée de '0" à "1", le "o"s dans la position de zone d'activité représentant la seconde adresse étant également changé en un O'". Le "O" suivant immédiatement

la désignation de bloc d(le la seconde adresse indique que les infor-

mations d'adresse pour le groupe à utilisateurs multiples sont

24 7641 3

maintenant complètes et que des mini-groupes constituent le reste

du groupe à utilisateurs multiples.

Tableau IX

| F | P oo 8 BITS | 1i 8 BITS| 0 | MG làre adresse 2èmie adresse Si au lieu de 001 dans l'exemple ci-dessus, les chiffres étaient 010, cela indiquerait que la zone d'activité doit être modifiée en supprimant les "1" aux adresses qui sont données immédiatement après la zone de priorité/format. Comme dans l'exemple précédent, les adresses sont liées par des "1" et terminées par "on. Le

Tableau X montre la partie initiale d'un groupe à utilisateurs mul-

tiples avec des indicateurs et des désignations de numéro de groupe

similaires à ceux des deux Tableaux précédents. Mais les trois-der-

niers chiffres de la zone de priorité/format sont 011. Il a été indiqu cidessus que cela signifie l'instruction de remplacer les numéros de point nodal de réception et de branchement de réception de l'adresse de la zone d'activité. L'adresse et ses modificateurs sont donnés ensuite après la zone de priorité/format comme le montre le Tableau X. La première adresse constituée par huit bits est immédiatement suivie par ses désignateurs de nouveau point nodal et de nouveau branchement. Les informations de nouveau point nodal consistent en cinq bits qui peuvent identifier l'un quelconque de 32 points nodaux tandis que les huit bits dans les désignateurs de

nouveau branchement peuvent spécifier l'un quelconque des 256 bran-

chements précités. Le "1"2 qui suit immédiatement après indique qu'il y aura une seconde nouvelle adresse avec de nouvelles désignations

de point nodal et de branchement tandis que le "01" qui suit immédia-

tement indique que les nouvelles adresses sont maintenant terminées et que des mini-groupes vont suivre. Cette technique est utilisée

lorsqu'un utilisateur qui est normalement connecté par le réseau -

à un branchement particulier souhaite passer dans le mode de "circuit commuté". Autrement dit, quand un utilisateur qui est normalement connecté à un branchement particulier souhaite, sur une base de temps,

changer cette connexion vers un branchement différent.

247641 3

Tableau X

f 8f5 8 8 5 8 f

F P *---O1 1 BITS BITSIS 1 BITS BITS BITS O0 MG

lre a _resse '. _ _. *' 1ère adresseÄ \ Nouveau branchement Nouveau point nodal' Nouveau point nodal Nouveau branchement -2ème nouvelle adresse Toujours en ce qui concerne le codage de la zone d'extension, si au lieu des chiffres 011 du Tableau X, ces chiffres sont 110 ou 111, le multiplet de priorité/format n'est pas suivi par une adresse, mais par huit bits qui sont appelés un multiplet de quanta (q) dans lequel cinq bits identifient le point nodal de destination, deux bits spécifient le nombre de quanta, et le troisième bit est utilisé pour lier les multiplets Q par des "1" et se termine par "0" Les multiDplets Q concernent des demandes ou des vérifications de réservation pour un trafic sur les liaisons suivantes. Un autre trafic peut devancer les multiplets Q et leur emission ne peut se faire de la manière décrite ci-dessus que s'il existe un trafic

vers la destination demandée. Sinon, des informations de réserva-

tion (par exemple adjonction, annulation, commande ou demande) peuvent figurer dans les bits de fin d'un mini-groupe. Une autre variante lorsqu'il y a lieu d'émettre d'autres informations de réservation que cel les qui peuvent entrer dans-la capacité de transmission disponible d'un groupe à utilisateurs multiples, consiste à prendre la place du groupe à utilisateurs multiples asynchrone suivant et à émettre un groupe contenant le nombre voulu de multiplets Q.

Initialement, les informations de zone d'activité sont trans-

mises dans leur totalité. Ensuite, au fur et à mesure que les diffé-

3o rents terminaux entrent et sortent d'activité, la zone d'activité est modifiée en utilisant les bits d'extension de zone de priorité/ format décrits ci-dessus. Il apparait normalement qu'en moyenne, deux de ces changements d'adresse au maximum sont identifiés dans'

un groupe à utilisateurs multiples, c'est à dire pendant une pério-

de de 10 millisecondes. Par conséquent, en moyenne, 18 bits (2 multinlets d'adresse plus deux bits d'extension) sont nécessaires pour des modifications AF1. Ainsi, en utilisant des liaisons à 112 kilobits par seconde dans des réseaux étoilés, l'occupation des proulDes à utilisateurs multiples synchrones est environ 27 en supposant qu'en moyenne, un groupe à utilisateurs multiples

contient 17 mini-groupes de 3 caractères chacun.

Lorsqu'une nouvelle adresse est introduite, un-mini-groupe

correspondant doit être inclus dans le groupe à utilisateurs mul-

tiples. En même temps, un "0" doit être placé à l'endroit du mini-

groupe qui est interrompu. Il en est ainsi car le protocole d'en-

semble ne permet pas l'activation et la désactivation dans le m9me groupe. Dans le groupe suivant, la désactivation appropriée est faite en plaçant des bits d'extension après une zone de priorité/

format 010.

Le Tableau XI représente des groupes à utilisateurs multiples asynchrones. L'indicateur est similaire à ceux des groupes déjà décrits. Le premier caractère d'en-tête, c'est à dire SP W désigne

le numéro de groupe émis, qui est un nombre de 1 à 256. Le carac-

tère suivant est un multiplet ACK utilisé pour l'accusé de récep-

tion ou le non accusé de réception correct des huit groupes pré-

cédents.

Tableau XI

| F FSPII ACK RP W P/F BITS BITS 1IG 0 3

adress _ a lère adresse / -2ème adresse Il comporte huit bits qui signifient individuellement si les huit groupes les plus récents ont été reçus correctement. Ainsi par exemple, sur le Tableau XII (qui représente en détails une partie du Tableau XI) le premier bit du multiplet ACK est un "1",

le suivant un "0" et le suivant un "1" et ainsi de suite, le hui-

tième étant un "O". En commençant par le premier bit, le "1" indi-

que le groupe qui est identifié par le numéro de groupe reçu dans le multiplet RP # a été reçu correctement. A titre d'exemple, si 3 le numérode ce groupe est 79, le bit suivant, à savoir un "110",

se rapporte au groupe à utilisateurs multiples précédent. Puis-

qu'un "0" indique que le groupe n'a pas été reçu correctement, le "0" dans la seconde position indique que le groupe n 78 n'a pas été reçu correctement. Le "1" dans la position suivante indique que le groupe n 77 a été reçu correctement, le "1" suivant que le n 76 a été reçu correctement, le "0" que le n 76 n'a pas été

reçu correctement, et ainsi de suite jusqu'au huitième.

247641 3

Tableau XII

IFlSP 1 j1î0ioîî L'P Le quatrième caractère de l'en-t9te est la zone de priorité/ format. I es trois premiers bits et les trois derniers bits de la zone ont les mêmes fonctions que dans le grouoe à utilisateurs

multiples synchrone. mais les quatrième et cinquième bits sont uni-

ques pour les groupes asvnchrones. Ils identifient des zones d'ac-

tivité( de la manière suivante

00 = jF2, 01 = AF3, 10 = AF4 et il = AF5.

Ln utilisant des liaisons à 112 kilobits/seconde dans des ré-

seaux en étoile, la durée d'un groupe à utilisateurs multiples

asYnchrone est 30 5', en supposant en moyenne qugun tel groupe con-

tient 17 mini-groupes de 3 caractères de données chacun.

Il faut rappeler qu'une importante caractéristique du présent réseau est l'intégration des liaisons de transmission par satellite

et terrestre. Il faut rappeler en regard de la figure 3 l'utilisa-

tion d'antenne de satellite en dièdre aux points nodaux périphéri-

ques et centraux. Si l'on examine plus en détails l'importance de cette caractéristique, il y a lieu de considérer aue la majeure partie du trafic en temps réel est celui qui est produit par des terminaux qui demandent une réponse. Ces terminaux fonctionnent généralement à 1200 bauds. Par ailleurs, il est apparu que la longueur moyenne dtun message est environ 50 caractères. Si l'on considère que le temps de propagation introduit par la transmission par satellite est de l'ordre de 250 millisecondes, il faut observer que pour un message dans la technique antérieure, égal ou supérieur 36 caractères, le temps nécessaire pour recevoir ce message par des liaisons terrestres courantes est égal ou supérieur au temps de propagation par un satelliteo

Avant qu'un groupe puisse tre formé selon la technique anté-

rieure, il est nécessaire de recevoir le message A la vitesse de

1200 bauds, ou 6,66 millisecondes par caractère, la longueur mo-

venne d'un message de 50 caractères occupe environ 343 millisecon-

des. Ltant donné qu'il n'existe aucun retard dans le présent réseau, il est évident que pour ces messages, il est plus rapide de les transnettre par un satellite que de les transmettre par des liaisons terrestres directes avec un équipement antérieur0 Une autre caractéristique du présent équipement réside dans le 4o fait que grâce aux liaisons par satellite, chaque point nodal peut être directement connecté à n'importe quel autre. De plus, cela peut se faire avec un minimum de complexité et sans qu'il soit nécessaire d'utiliser l'énorme quantité d'interconnexions qu'imposent une connexion directe similaire par des lignes ter- restres. Bien que des liaisons par satellite pourraient être utilisées pour remplir toutes les fonctions d'interconnexion du réseau, un avantage substantiel de l'invention résulte de la coopération

des liaisons par satellite avec des liaisons terrestres, permet-

tant d'atteindre un meilleur rendement global. Ainsi, par exemple, pour faciliter la retransmission des messages et des protocoles, des économies substantielles de temps et de capacité de mémoire tampon peuvent 9tre obtenues en réalisant sur le sol une image limitée à basse vitesse du réseau par satellite de manière que des

groupes à utilisateurs multiples par satellite puissent être re-

transmis pour la correction des erreurs et que des protocoles limités (par exemple à 6 caractères ou moins) puissent être émis rapidement. A cet effet, les canaux terrestres doivent fonctionner à une vitesse de 2,4 à 9,6 kilobits par seconde, en fonction du

trafic prolongé par les liaisons par satellite.

Une autre caractéristique importante associée avec l'utilisa-

tion d'un satellita concerne la possibilité d'extension locale ou éloignée. Ainsi par exemple, des dispositions sont prises pour l'établissement d'une possibilité d'entrée directe dans le réseau

à partir d'une position qui peut avoir un volume de trafic suffi-

sant pour l'imposer. L'avantage associé est que dans un tel cas, une connexion relativement peu coûlteuse par une liaison terrestre est établie à partir de la position d'extension dans le réseau et un grand volume de trafic peut être établi par le satellite jusqu'à la position vers laquelle la majeure partie de ce trafic de masse est généralement dirigée. Dans ce cas, il est évident que des économies substantielles sont acquises car une ligne terrestre relativement peu co6teuse communique avec le réseau et la majeure partie du trafic peut facilement être traitée au moyen

de la capacité importante de nature des liaisons par satellite.

Selon cette caractéristique, la fonction des liaisons terrestres est basée sur la retransmission des messages pour les corrections

d'erreur et pour la transmission du protocole approprié.

Un autre avantage offert par le réseau intégré satellite/ a

27 2476413

terrestre est sa possibilité de traiter des corrections d'erreur de groupes qui peuvent avoir été endommagés dans le cas de satellite

par évanouissement de la transmission ou pour des raisons atmos-

phériques, ou encore dans le cas des lignes terrestres par des parasites naturels ou artificiels (impulsions). A cet égard, il faut rappeler que dans la technique antérieure, des groupes sont souvent formés entièrement avec des informations d'utilisateurs et par conséquent, une erreur apparaissant dans un groupe peut l'invalider dans sa totalité. Ltant donné qu'un groupe contient généralement un certain nombre de caractères, il apparaît qu'un groupe complet de longueur substantielle doit 9tre retransmis. Mais il est apparu qu'en général les erreurs de transmission dans les liaisons par satellite sont des erreurs groupées qui n'apparaissent

que dans un très petit nombre des mini-groupes d'un groupe a utilisa-

teurs mlltiples par satellite. Dans ce cas, même si le groupe à utilisateurs multiples par satellite n'est pas retransmis dans le temps attribué (avant que les tampons de sortie soient vidés) et s'il en résulte qu'il est nécessaire d'émettre vers l'utilisateur

les mini-groupes incorrects, le contrôle d'erreur chez l'utilisa-

teur de son Dropre message indique cette condition et sollicite la retransmission du message dans le réseau. Il est apparu que

dans ce cas, en raison des erreurs groupées, un petit nombre seu-

lement d'utilisateurs sont concernés et par conséquent, l'ensem-

ble du réseau n'est pas chargé par la demande d'un nombre important de retransmissions de messages. Ces caractérbtiques du réseau intégré terrestre/seellite, ainsi que d'autres, apparaîtront en regard des figures 6 et 7 qui représentent respectivement des sous-réseaux intégrés, terrestres et par satellite, ainsi que le

* point nodal d'extension par satellite.

Les figures 8 et 9 montrent les relations de temps entre les points nodaux périphériques et les points nodaux centraux. Ces figures peuvent être d'un intérêt particulier si l'on examine plus en détails les caractéristiques de correction d'erreur et de

contrôle selon l'invention. Il faut rappeler en regard de la des-

cription qui précè.de que certaines des informations qui sont trans-

mises dans les proupes à utilisateurs multiples concernent la correction des erreurs et la retransmission.,La correction des erreurs est basée sur la retransmission des groupes à utilisateurs multiples entre des points nodaux voisins en mettant en oeuvre

un principe 0CI (accusé de réception) implicite et NAK explicite.

Dans le but de maintenir la circulation continue des données syn-

chrones tout en permettant trois ou quatre retransmissions de groupes à utilisateurs multiples reçues de façon incorrecte, un

tampon de sortie suffisamment grand pour conserver quatre mini-

groupes est utilisé à chaque branchement de sortie. Si pendant le retard de 40 millisecondes introduit par le tampon de sortie, le groupe à utilisateurs multiples défectueux ne peut être reçu

correctement, il est alors retransmis car les erreurs sont généra-

lement limitées à 1 ou 2 mini-groupes au maximum (utilisateurs).

Un code NAK est émis par un caractère de suspension HDLC qui prend la place du groupe à utilisateurs multiples asynchrone entrant et

introduit un groupe nul dans l'intervalle de temps qui subsiste.

Le code NAK est reçu par le point nodal émetteur avant la transmis-

sion synchrone suivante et il est donc retransmis.

Si une retransmission est imposée, le groupe à utilisateurs

multiles est retransmis sur une liaison centrale en double redondan-

ce tandis que sur une liaison périphérique, une copie de ce groupe est retransmise par l'autre trajet (proche voisinage) par un circuit en mode commuté et deux copies sont retransmises vers le point nodal central par la liaison initiale. Si aucune des trois retransmissions n'est exempte d'erreur, les mêmes opérations sont essayées une fois

de plus. La zone de priorité/format de l'en-tête du groupe à uti-

lisateurs multiples indkue le mode de retransmission.

En ce qui concerne les groupes à utilisateurs multiples asyn-

chrones, les corrections d'erreur sont basées sur la retransmission des groupes. Une procédure ACK explicite/NAK explicite est utilisée car la continuité de la transmission des données n'est pas aussi critique pour ces groupes asynchrones. La retransmission est déclenchée par l'en-tête du groupe et elle se produit dans un

intervalle de temps asynchrone.

Comme cela a été mentionné ci-dessus, les caractéristiques du réseau sont très intéressantes pour la transmission des signaux codés de conversation dans des groupes à utilisateurs multiples synchrones, avec d'autres données. Cette disposition se caractérise par: (1) un retard minimal d'entrée (10 à 20 millisecondes à

2,4 kilobits/seconde).

(2) faible retard moyen des messages (70 millisecondes) (3) faible taux moyen d'erreuisnon détectées(10 erreurs/bit)

4o (4) faible variation du retard de transmission des rmessages.

La réduction au mrinimum d(lu retard d'entrée est très importante pour la transmission dos signaux codés de conversation. Dans le présent réseau, le retard d'entrée pour un mini-grouse à 24 bits h oPrtir d'ln terminal vocal codé a 2,4 kilobits/seconde est 10 a 2n millisecondes. Ce retard est très réduit par rapport à celui d'un réseau non transparent, comme le réseau ARPANLT. Dans ce cas, l'accès direct aut réseau par un TIP impose la formation de groupes à 1000 bits avec les retards d'entrée correspondants de plus de le00 mi.lise(ondes pour des terminaux h 2,4 kilobits par seconde

ou de nombreux groupes plus Detits avec une très grande servitude.

Cette dernière solution réduit le temps de formation des groupes

mais augmente notablement les variations des retards d(le transrnis-

sion des messages et les problèmes de mise en séquence des groupes.

Le taux d'erreur élevé et la forte variation des retards sont particulièrement g9nants pour la transmission de la parole codée car ils entraînent une perte de synchronisation de trame lorsqu'un

multiplexage statistique est utilisé.

tn général, dans le cas dOun terminal synchrone adapté direc-

tepient à un réseau commuté par groupoes, la rmise en format doit être telle que le réseau suisse identifier lesinformations utiles, c'est à dire les périodes d'occupation et de disponibilité. Dans le cas de terminaux de données synchrones existants avec leurs protocoles de liaison, ces conditions sont généralement satisfaites. Mais cela n'est généralement pas vrai pour des terminaux vocaux de la

technique antérieure.

_5 Selon une caractéristique de l'invention, un procédé de mise en forimat de la parole codée permet l'adaptation directement au réseau grtce à un dispositif qui identifie les périodes actives et de disponibilité. Si les périodes actives sont délimitées avec des indicateurs li-DLC, l'indicateur avant et 19indicateur arrière

indiquent le début et la fin d'un bloc de conversation codée.

L'insertion d'un bit t{JJIC est utilisée pour éviter l'timitation des indicateurs par les signaux de conversation codés. Cela permet d'accepter des blocs de longueurs variables, autre caractéristique iiportante pour la parole codée. A cet égard, il convient de garder en mémoire que la durée moyenne d 'un mot monosyllabique et d'une phrase de conversation est respectivement 1/4 et 1 seconde ce qui, à 2,4 kilobits par seconde représente des longueurs de blocs de 600 et 2400 bits, Norralement, ce Protocole est appliqué par une machine, par

2 476413 -

exemple un microprocesseur faisant partie de l'équipement de trai-

tement de la parole. Cela est possible en utilisant les informations d'amplitude spectrale dans chaque trame à la sortie du codeur

vocal du canal.

Des codeurs vocaux qui conviennent sont par exemple des pro- cesseurs de parole VADAC Il et VADAC V ainsi que des codeurs à prévision linéaire. Le Tableau XIII ci-après montre la structure d'une trame pour un fonctionnement synchrone à 2,4 kilobits/seconde et il faut observer que la sortie de trame d'un processeur de parole VADAC V consiste en 54 bits distribués de la manière suivante. Tout d'abord, 6 bits représentent la commande de pas. Ils sont suivis par un bit de synchronisation de trame qui sont eux-mêmes suivis

des 47 autres bits qui sont les descripteurs de spectre.

Tableau XIII

6 BITS 47 BITS

TRAIE 54 BITS

Quand le codeur vocal est disponible, tous les bits de des-

cripteurs de spectre sont au niveau bas tandis que lorsqu'ils fonc-

tionnent, certains de ces bits sont au niveau haut. Les fonctions remplies sont la réception, depuis le codeur, et l'émission vers

le codeur.

Le module de réception effectue la mise en trame initiale et

le contrôle continu de trame sur les trames entrantes à 54 bits.

En raison des adaptateurs de lignes synchrones orientés par multi-

plet(par exemple des circuits d'interface en série Digital Equipment Corporation DU11 peuvent être utilisés pour l'adaptation aux

codeurs vocaux) et en raison des sous-programmes de tampons orien-

tés par bits, les trames entrantes sont mémorisées, quatre à la fois, (27 multiplets) pour faciliter le traitement multiplet par multiplet. Bien qu'une séequence initiale de trame soit immédiatement émise pour permettre au codeur récepteur d'acquérir la synchronisation initiale de trame, cela se fait pour éviter de synchroniser le

récepteur sur la première séquence de trame active.

Les trames actives et disponibles sont identifiées une à la fois sans écrêtage de parole et avec un retard d'une trame

3 1;12476413

(22,5 millisecondes). Une autre solution basée sur la prévision de l'état (actif ou disponible) de la trame suivante en fonction de l'état de la présente n'impose aucun retard, mais il en résulte

au moins un ecrêtagre de trame au début des messages de conversa-

tion. Une interruption est prévue à la fin de chaque séquence de trame active pour assurer que le message de conversation est terminé; c'est à dire que des consonnes terminales dans la parole sont précédentes par de courtes pauses (périodes d'inactivité) apparaissant à l'intérieur des mots et des phrases. L'interruption prolonge les périodes actives afin d'absorber les courtes pauses

etformer ainsi des messages de conversation continus et plus longs.

Cette interruption Pcut être variable ou fixe en fonction des pro-

priétés statistiques des consonnes finales et de la commande d'écou.

lement utilisée dans le réseau d4crit.

Le module d'émission remplit les fonctions suivantes. Tout d'abord,]a séquence initiale de trame reçue est émise vers le codeur du récepteur et elle est suivie immédiatement par des trames disponibles mémorisées localement afin d'établir et d'entretenir la synchronisation initiale du récepteur. Les trames inactives sortantes sont Marquées par des indicateurs et les trames des messages entrants sont identifiés. T;n raison des trames de codeur

à 54 bits et de l'équipement orienté par multiplets décrit ci-

dessus, la première impulsion de trame des messages de conversa-

tion n'est pas toujours située dans la première position du premier

multiplet, mais ulut8t dans l'une de quatre positions possibles.

Par conséquent, quelques trames (par exemple 5 ou 6) sont examinées

au début de chaque message pour identifier celle des quatre sé-

quences possibles qui est reçue. Cela implique un retard qui est absorbé dans le tampon de sortie du réseau utilisé pour le contr8le

d'erreur synchrone.

Quand les trames actives nouvellement arrivées sont identifiées et émises, des trames inactives sont marquées, la première des trames actives de chaque message est fusionnée avec la dernière trame inactive pour maintenir la synchronisation de trame au récepteur. Cette fusion est nécessaire en raison des retards variables du réseau en raison desquels les messages actifs arrivent

à des instants aléatoires par rapport aux trames inactives pro-

duites localement. Par conséquent, des trames actives sont mémori-

sées jusqu'à ce que la trame inactive actuelle soit émise.

2 2476413

Normalement, cette mémorisation produit un retard variable de

0 à 1 trame. Selon l'invention, le traitement multiplet par multi-

plet produit des retards de fusion de o à 4 trames seulement (90-

millisecondes); mais ces retards sont largement absorbés dans le retard de mémorisation pour le contrôle d'erreur mentionné ci-des- sus et ils peuvent être réduits à une trame au maximum par un

traitement supplémentaire.

Les messages dans le réseau peuvent être classés en type 1, 2, 4 ou 8 en fonction du nombre des appareils de desserte nécessaires qui à leur tour dépendent de la vitesse en ligne de l'utilisateur, par exemple des messages à 1,2 kilobit/seconde imposent un appareil

de desserte et des messages à 9,6 kilobits/seconde en imposent huit.

Une "unité de masse" correspond à 1,2 kilobit/seconde et par

conséquent, un message du type i consiste en i unités de masse.

Si l'on considère les retards dans le réseau, il peut être supposé qu'il existe une population infinie de messages des types 1, 2, 4 et 8 avec des arrivées obéissant à la loi de Poisson, la

valeur de masse à chaque instant d'arrivée étant aléatoire.

Un point nodal d'entrée dans le réseau est similaire à un sys-

tème 1/M/m, chacun des m appareils de desserte ayant une capacité de canal de 1,2 kilobit/seconde. L'absence d'homogénéité des messages entraîne une utilisation des appareils de desserte moins qu'optimale. Dans les points nodaux d'entrée du réseau, un message entrant est desservi lorsqu'il arrive (s'il existe suffisamment d'appareils de desserte disponibles) ou il est placé en file d'attente. Le réseau ne dessert pas un second message provenant d'un terminal tant que le message précédent provenant de ce terminal est encore présent. Si par exemple des messages arrivent dans l'ordre suivant type 1, 4, 1, 2, 1,8, 1, 2, 2, 4, si m = nombre des appareils de

desserte = 15 et si une séquence strictement au premier entré, pre-

mier sorti est utilisée, un mini-groupe provenant de chacun des cinq premiers messages est placé dans un groupe à utilisateurs multiples pour la transmission, laissant cinq messages en file d'attente et six parmi 15 appareils de desserte disponibles. Cela n'est évidemment pas une manière effective de réduire les retards d'admission et ainsi, dans le réseau selon l'invention, une séquence sélective au premier entré, premier sorti est utilisée pour réduire au minimum le nombre des appareils de desserte 247641 t disponibles. Dans cette séquence, un mini-groupe de chacun des cinq Premiers messages est placé dans le groupe à utilisateurs multiples pour sa transmission (conmme au premier entré, premier sorti), le message du type 8 étant placé en file d'attente (le premier) un mini-groupe de chacun des quatre messages suivants est également placeé dans le groupe à utilisateurs multiples et le message du type 4 est placé en file d'attente (le second). Deux messages sont donc en file d'attente avec priorité d'admission

au groupe à utilisateurs multiples suivant, en supposant que suf-

f'issament dtappareils de desserte soient disponibles, et un seul

parmi quinze de ces appareils reste disponible.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention, une expansion instantanée de largeur de bande est prévue dans le réseau pour utiliser des appareils de desserte disponibles à l'expansion de la vitesse rie desserte des messages qui ont présenté un retard d'admission ou qui sont arrivés par lots sur une ligne à grande vitesse. Si cette technique d'expansion instantanée de largeur de bande n'est pas utilisée, un point nodal d'entrée au réseau

correspond à un système I/iN/m. Chaque fois qu'un groupe à utilisa-

teurs multiples est formé, le système à appareils de desserte

nmultiples forme le groupe à utilisateurs multiples selon une dis-

postion sélective au premier entré, premier sorti. Ainsi, si des appareils disponibles subsistent, l'expansion instantanée les utilise mais de façon à rester invisibles à l'ensemble. Ainsi, lexpansion instantanée de largeur de bande étend le service mais ne mnodifie pas les statistciques d'arrivée ni le nombre moyen

des appareils de desserte utilisés par l ensemble qui reste m.

o - facteur d'utilisation et m = nombre d'appareils de desserte.

l'expansion instantanée de largeur de bande peut être supprimée J0 par de nouvelles arrivées, s il existe des appareils disponibles

et des candidats pour cette expansion; à chaque instant de forma-

tion d'un,groupe a utilisateurs multiples.

Le service de messages expansés assuré par l'expansion instan-

tan-e d(te largeur de bande raccourcit la longueur moyenne des messa-

ges vue par le système à appareils de desserte multiples, et rac-

courcit donc la durée de desserte des messages, car le temps de

desserte des messages dépend dans une large mesure de leur lon-

gueur aux faibles vitesses de transmission, par exemple 1,2 kilo-

bit/seconde ou 6,66 caractères par milliseconde. Avec l'expansion instantanée de largeur de bande, les appareils de desserte sont

34 2476413

libérés plus vite qu'en l'absence de cette expansion ce qui aug-

mente la transparence dans le temps du réseau en réduisant les délais d'admission. L'expansion instantanée de largeur de bande n'affecte pas les statistiques d'arrivée des messages qui sont à la commande de l'utilisateur et obéisent à la loi de Poisson. Mais, en raccourcissant la longueur moyenne des messages par l'utilisation de capacités différentes de canaux toutes les dix millisecondes, l'expansion instantanée permet un certain nombre de vitesses différentes de desserte, de sorte qu'un système M/MMm sans expansion devient un système M/G/m. Cela veut dire que la longueur moyenne des messages vue par le système à appareils de

desserte multiples est maintenant plus courte et moins aléatoire.

(Cb 1) c'est à dire que le coefficient de variation Cb est infé-

rieur à l'unité. Mais le système multiple n'est pas informé de

l'existence de l'expansion instantanée de largeur de bande et consi-

dère que les messages plus courts et de distribution moins aléa-

toire sont émis par l'utilisateur.

Ln raison de l'expansion instantanée de largeur de bande, les messages sont transmis vers le point nodal de destination plus rapidement qu'ils ne peuvent être émis, formant ainsi une file

d'attente au point nodal de sortie permettant davantage de retrans-

missions pour les corrections d'erreur que les quelques qui sont

possibles avec le tampon de sortie standard à quatre mini-groupes.

Les messages qui conviennent pour l'expansion instantanée de

largeur de bande sont affectés à des appareils de desserte dis-

ponibles, sur la base du premier entré, premier sorti. Chaque af-

fectation représente 12 bits ou un quanta de largeur de bande. La partie du groupe à utilisateurs multiples (ou du mini-groupe dans le cas de messages du type 1) qui reçoit l'expansion instantanée de largeur de bande est formée dans un mini-groupe d'expansion EMP comprenant 12 bits de données et un bit final indiquant si

un autre iEMP suit ou non, et elle est placée dans le groupe à uti-

lisateurs multiples qui suit le mini-groupe pour ce message (voir

Tableau XIV.

Tableau XIV

BITS OLA FIN

MINI-GiOUPE. XIX iMP L. I P| i I i iF,

12 12

Jusqu'à 96 BITS BITS BITS

__ _-- _.. -4 - = - '

Le protocole encadré dans les bits de fin du mini-groupe indi-

que si une expansion instantanée est faite ou non pour ce message.

ILe procédé au premier entré, premier sorti pour l'affectation des appareils de desserte en expansion instantanée de largeur de bande est le suivant. des appareils disponibles, pourvu qu'ils ne puissent être utilisés pour un message sur la base sélective au premier entré,

premier sorti, sont affectés au premier message de la file d'atten-

te (un appareil pour 12 bits) jusqut'h ce que les appareils libres ou le premier message soient épuisés. S'il reste des appareils, ils sont affectés au second message jusqu'à ce qu'il soit épuisé, etc... Cette affectation par rapport aux nouvelles arrivées et à la base sélective au premier entré, premier sorti est révisée

toutes les dix millisecondes.

Tous les messages qui sont candidats pour l'expansion instan-

tanée de largeur de bande ne subissent pas cette expansion. Cer-

tains peuvent y échapper par une desserte normale avant que 1 'ex-

- pansion leur soit appliquée. Ainsi, l'utilisation de l'expansion

instantanée de largeur de bande crée plusieurs types de popula-

tions de messages et ainsi, la disponibilité d'un appareil de desserte dépend du type de message à desservir (en file d'attente ou non, avec expansion de largeur de bande ou non). Ainsi, la distribution des délais d'admission est hyperexponentielle

(cb> 1).

(b

Cette description de l'expansion instantanée de largeur de

bande s'applique, à titre d'exemple, au trafic sur un seul tron-

çon lorsqu'il n'y a pas nécessité de réservations. Dans le cas d'un trafic sur plusieurs tronçons, l'affectation des appareils de desserte disponibles pour l'expansion est faite d'abord pour

les messages qui ne nécessitent aucune réservation (tronçon uni-

que), ensuite pour les messages qui imposent et conservent des réservations supplémentaires, et enfin pour les messages qui ne

nécessitent aucun maintien de réservations supghmentaires. Autre-

ment dit, les messages qui subissent l'expansion instantanée de largeur debande nécessitent davantage de réservations et les uti3 isent pendant de plus courtes périodes car les longueurs de

ces messages sont comprimées par suite de l'expansion instantanée.

Contrairement au réseaux commutés par groupes courants, les groupes sont transmis et commutés en parallèle. Autrement dit, chaque utilisateur emploie une petite fraction d'une capacité 247641 t de liaison donnée, c'est à dire l'un des canaux. Pour cette raison, la commande d'écoulement est appelée "commande d'écoulement par -canali". Les raisons de cette commande d'écoulement sont (1) de contrôler la congestion dans chaque branche du réseau en utilisant un principe de réservation global (2) d'éliminer les files d'attente synchrones à tous les point nodaux pour le trafic de transit (3) de réduire les variations de retard des messages d'une io extrémité à l'autre de manière que la conversation codée

puisse être transmise, mélangée avec des données.

(4) de permettre au réseau de fonctionner avec des liaisons plus saturées pendant de longues périodes

(5) de forcer les files d'attente aux points nodaux intermé-

diaires pour s'approcher d'un système D/D/1 représentant un écoulement complètement ordonné, (6) d'éviter la perte des réservations lorsqu'un dérangement de point nodal se produit (7) de réduire au minimum les retards d'admission aux points nodaux d'entrée en contrôlant et en gérant la circulation des réservations en fonction des conditions de trafic en cours.

Les différents principes de commande d'écoulement de la tech-

nique antérieure ne peuvent assurer une commande globale ni per-

mettre aux branches du réseau de fonctionner dans un état plus saturé. De plus, ils n'assurent pas une variation suffisamment faible des retards des messages d'une extrémité à l'autre pour permettre au réseau de transmettre de la parole codée avec des données. Le but de la commande d'écoulement par canal est d'éviter la congestion dans toutes les liaisons du réseau sous l'effet des pointes de trafic à court terme et en ce faisant, d'assurer un temps optimal de transit tout en permettant l'utilisation maximale des canaux. Dans le présent mode de réalisation, la commande d'écoulement ne s'applique qu'au trafic synchrone. De plus, le

trafic synchrone est toujours prioritaire sur le trafic asyn-

chrone car l'utilisateur asynchrone peut tolérer des interruptions raisonnables. La présente commande d'écoulement est basée sur des entités appelées "réservations". Une réservation particulière est un quantum qui correspond à 12 bits dans un mini-groupe synchrone circulant sur un canal particulier dans un mode de sortie (c'est à dire le dernier tronçon). l. es réservations sont nécessaires lorsqu'un mini-groupe se propage dans deux ou trois liaisons pour atteindre le point nodal de destination. Lorsqu'un quantum de réservation pour une liaison en étoile est passé d'un point nodal central à un autre, il réserve également la largeur de bande de

la liaison centrale.

Ainsi, un message synchrone entrant doit attendre des quanta 1W suffisants de réservation sur la dernière liaison à franchir et

doit ensuite attendre un espace disponible dans un groupe à uti-

lisateurs multiples se propageant sur la première liaison, pour transmettre le premier mini-groupe0 Dans le but de réduire ce retard d'admission pour l'émission des données synchrones, les 1' groupes à utilisateurs.,multiples synchrones sont prioritaires sur

les groupes a utilisateurs multiples asynchrones.

Le fonctionnement de la commande d'écoulement par canal sera expliquée d'une manière très simplifiée par le modèle ci-après de file d'attente des passagers d'une ligne aérienne; chaque point nodal du réseau en étoile de la figure a peut être considéré commne un aéroport. ILes groupes à utilisateurs multiples peuvent être considérés comme des aéroplanes de grosseurs différentes

(capacités de canal) transportant des passagers qui sont des mini-

groupes et quitant les points nodaux périphériques à des interval-

2 5 les fixes (iO millisecondes) pour arriver en même temps au point nodal central. Au point nodal central, certains des passagers ont atteint leur destination finale tandis que d'autres prennent des vols de correspondance. La commande d'écoulement par canal force les files d'attente du point nodal central de D/IM/l vers D/D/1 en iCi empêchant simplement les passagers d'entreprendre leur voyage

sans avoir obtenu des réservations pour les vols de correspondance.

L'existence de files d'attente qui soit une approximation de D/D/l aux points nodaux centraux implique que les liaisons du réseau puissent fonctionner à leur pleine capacité, c'est à "5 lire à saturation, pendant des périodes indéfinies, pourvu que le nombre moyen des groupes entrant dans le réseau par seconde et

destinés à un point nodal particulier soit égal à la longueur mo-

yenne (les messages imu]ttpliée par la capacité du canal de la liaison saturée reliant le pqint nodal de destination au point

Iko nodal ceintral le plus proche du réseau en étoile.

C'est là un avantage très important de la commande d'écoulement par canal qui va bien au-delà d'assurer simplement un contr8le de congestion. Dans un réseau courant commuté par groupe, des groupes sont émis sur des lignes à grande vitesse, en série. Ltant donné les limitations inhérentes d'un système de file d'attente Pi/M/l, il n'est pas conseillé d'utiliser des valeurs de supérieures à 0,7 ou ,8 dans un réseau connecté K si l'on souhaite maintenir une

faible probabilité de débordement et des tampons de petites dimen-

sions. 1-n outre, il existe des files d'attente à chaaue point nodal du réseau. Leur longueur peut varier et elles produisent des retards variables. Lorsque deux ou plusieurs groupes appartenant à un message

particulier sont émis vers leur point nodal de destination en uti-

lisant des itinéraires différents, ils présentent des retards dif-

férents et ne sont généralement plus en séquence. Cette variation de retard des messages d'une extrémité à l'autre fait qu'il est très difficile de transmettre de la parole codée et des données

dans le même réseau.

Si des groupes d'utilisateurs sont transmis en parallèle sur

les mêmes lignes à grande vitesse, c'est à dire si chaque utilisa-

teur occupe une petite fraction de la largeur de bande, non seule-

ment de grandes économies peuvent être faites dans les cuts de mé-

morisation mais également, des périodes de disponibilité se pré-

sentent en parallèle. Ce moyen simple qui consiste à utiliser l'ex-

pansion instantanée de largeur de bande permet d'obtenir un rende-

ment en transmission qui dépasse ce qui est possible avec un multi-

plexage statistique. 'autres améliorations du rendement en trans-

mission et des variations de retard des messages d'une extrémité à l'autre sont possibles si les liaisons à grande vitesse sont divisées en canaux de 1,2 kilobit/seconde et si chaque canal est

contrôlé par une procédure de réservation. Cette procédure-est uti-

lisée dans le réseau et elle est appelée commande d'écoulement par canal. La meilleure mise en oeuvre de cette commande d'écoulement par canal consiste à utiliser une organisation qui consiste en un

certain nombre de réseaux étoilés. Les points nodaux centraux peu-

vent alors commander et gérer la circulation des réservations tandis que les réseaux en étoile introduisent le retard minimal au transit par concentration du trafic. Les points nodaux centraux peuvent

4o être entièrement interconnectés entre eux par des liaisons terres-

tres et des canaux par satellite à 12-14 Gilz. A une extrémité du spectre, il est possible de sélectionner les liaisons terrestres

suffisamment importantes pour traiter tout le trafic en temps réel.

Tandis qu'à l'autre extrémité du spectre, il est possible de ) transmettre]es données de masse et en temps réel par des canaux

satellite avec des antennes en dièdre et de sélectionner la capaci-

te des canaux des liaisons terrestres à une valeur aussi faible que 9,t kilobits/seconde. Dans ce cas, le réseau terrestre n'est utilisé que pour la transmission des messages de protocole et la

retransmission des groupes par satellite.

La "commande d'écoulement par canal" proposée réduit au mini-

rnum les retards des messages synchrones dans un réseau en étoile, dans toute la plage, en réduisant les files d'attente, sinon en les éliminant complètement. Autrement dit, cette commande force un système u/.!/1 a s'approcher d'un système D/D/l, représentant ainsi

un écoulement de trafic complètement ordonné.

L'existence des files d'attente s'approchant des systèmes D/D/1 aux points nodaux centraux permet au réseau de fonctionner avec des branches complètement saturées, c'est à dire avec le rendement maximal des liaisons, et pendant de longues périodes si la capacité en canaux de ces branches est déterminée par une étude soigneuse du trafic, de manière que la valeur moyenne du nombre des groupes pénétrant par seconde dans le réseau pour atteindre un point nodal

particulier ne dépasse pas la longueur moyenne des messages multi-

pliée par la capacité en canaux de la branche entre le point nodal de destination mentionné ci-dessus et le point nodal central le

plus proche d'un réseau en étoile.

Le modèle de réseau donné par la figure 10 montre que les files

d'attente peuvent se former aux points nodaux d'entrée ou cen-

3o traux. Les files d'attente aux points nodaux centraux seront d'abord

examinées. Dans ce cas,]les groupes à utilisateurs multiples arri-

vent à des intervalles de 5 millisecondes et sont desservis. La

desserte englobe le contrôle d'erreur, le classement des mini-

groupes en fonction de leursdestinations et priorités, la forma-

tion de nouveaux groupes à utilisateurs multiples et leur émission

à des intervalles de 5 millisecondes. S'il existe plus de mini-

groupes que ceux qui peuvent être reçus dans un groupe à 66 carac-

tères (2 trames) destinés à un canal particulier, une file d'attente

commence a se constituer à l'entrée de ce canal.

11 est clair que la file d'attente pour chaque destination 4o est une file d'arrivées de masse, de desserte de masse et. un seul appareil de desserte. Il apparalt que le système h/L r/1 dans lequel chaque utilisateur passe par r étages pour obtenir son

service complet, est identique à un système M/M/l avec des arri-

vées de masse d'exactement r utilisateurs qui ne requièrent qu'un seul étage de service. D'une manière similaire, le système r/m/1

dans lequel des arrivées provenant d'un groupe infini d'utilisa-

teurs disponibles sont considérées comme ayant passé par r étages "d'arrivée", est identique à un système M/M/l qui assure la desserte

de deux groupes d'exactement r utilisateurs.

Dans l'exemple présent, les arrivées des groupes à utilisateurs multiples au point nodal central ne sont pas exactement synchrones car le retard de propagation dans chaque canal est différent. Mais

* la supposition d'arrivées en masse déterministe est une bonne ap-

Droximation. Avec cette supposition, le sys.tème de files d'attente peut être représenté par D/E r/1. ILe temps d'attente pour le système

D/E /1 se situe entre D/1M/1. et D/D/1 comme le montre la figure 10.

Il apparaft que le service constant M/D/l et les arrivées constan-

tes D/M/l sont à peu près également efficaces Dour améliorer le fonctionnement de la file d'attente, par exemple M/D/l produit la moitié du temps moyen d'attente que M/M/l. De plus, pour des valeurs élevées d'utilisation de lignes, la longueur des files

d'attente M/D/l approche 50 r de celle des files d'attente M/1f/l.

Au contraire, dans un système D/D/l avec des entrées régulières et service constant, aucune file d'attente ne se produit. Il est donc possible de fonctionner jusqu'à l'utilisation maximale = 1

sans dégradation.

Le procédé de commande d'écoulement par canal peut être décrit rapidement de la manière suivante. Un message synchrone transmis dans des minigroupes d'un point nodal i au point nodal j, avec n7 2, doit réserver une largeur de bande égale à sa capacité de canal entrant sur la liaison entre le point nodal i et le point

nodal central j avant de pouvoir entrer dans le réseau.

Pour des messages qui doivent passer entre deux points nodaux

voisins, c'est à dire n = 1, aucune réservation n'est nécessaire.

La largeur de bande de chaque canal du réseau en étoile est affec-

tée dynamiquement pour transmettre: a) un groupe à utilisateurs multiples et un mini-groupe de servitude b) un trafic de point nodal voisin ( n =) c) un trafic de transit ( n72)e les affectations de largeur de bande au trafie se font par quanta de 1,2 kiiebit/seconde clest 2 dire dlans six bits de trame d'aigui]]age de données à 280 bits. Ltant donné que des grounes à utilisateurs 'qu]tiples synchrones sont formés toutes les 10 mi] ]lisecondes, deux fois Dlus de bits, c'est à dire 12 bits, sont nécessaires pour une ligne à 1,2 kilobit/seconde. De mêrie,

deux quata de largeur de bande de 24 bits toutes les 10 millisecon-

des sont Pnécessaires nolir une ligne '3 2,4 kilobit/seconde.

iOl Pien que la longleur d'un quantum soit fixée à 12 bits, il existe un quanturi sécifilque pour un canal spécifique du réseau en etoile, et iJs ne sont pas interchangeables. Le point nodal central commande le mouvement des quantums de réservations vers

chacun des points nodaux et traite les autres points nodaux cen-

traux d'une manière similaire.

l.a capacité en canaux d(le chaque liaison du réseau est calcu-

lée pour rTépondre au trafic de pointe de la charge estimée en utilisateurs. I 'utilisation àa long terme des canaux du réseau est contr8lée par des restrictions sur] 'entrée en fonctionnement

2C des utilisateurs. Par exenmple, si un utilisateur sollicite l'en-

trée et produit un trafic vers un point nodal de sortie pour le-

quel l'un des canaux de l.itinéraire est déjà utilisé au-dela de la limite de trafic de pointe, dans le sens à long terme, la demande d'entrée est rMaintenue dans une file d;attente jusqu'à ce

qu'une capacité suffisante du réseau a long ternle devienne dispo-

nible, en raison du retrait dlautres utilisateurs Meais dans un réseau dont le trafic est bien calculé, la probabilité de passage

en attente est vraiment très faible.

Si les réservations disponibles pour une branche donnée du j3 réseau sont en nonbre égal à la capacité du canal de cette branche, il ne se produit aucune file d'attente synchroneo Mais cela n'est

pas tres satisfaisant en ce qui concerne l.s retards d'admission.

Si le réseau est lég arenent chargé, il est souhaitalble de dis-

poser d 'ul grand nombre de réservati ons aux poinys nodaux périphé-

j 5 riques.. (-cla él irline les retards de demandes de réservations aux points nodaux c(ntr.ux. I a capacitél en canaux est donc surestimée, jusqu't, 100 i0, et]les files d'attente de transit aux point nodaux centraux sont explorées à intervalles réguliers, par exemp]le toutes les 50 mil]isecondes. Si la l'ongueur d',une file (ld'attente devant une branche atteint; un niveau seuil prédéterminé, les réservations 4x

24 7641 3

pour cette branche sont annulées dans tout le réseau par ce point nodal central particulier. Si la file d'attente se vide, les réservations sont à nouveau fournies aux point nodaux périphériques

et le réseau revient au fonctionnement normal.

Les informations de réservations sont transmises par tous les minigroupes synchrones circulant d'un point nodal central vers un

point nodal périphérique de sortie, sauf pour le dernier mini-

groupe de chaque message. Ainsi, pour la commande d'écoulement, le

dernier mini-groupe ne transmet aucune information de réservation.

Cela est cohérent avec l'intention de permettre aux réservations de rester au point nodal d'entrée pour être utilisées avec des

messages suivants ou pour être annulées plus tard.

Ltant donne que le point nodal central assure toute la gestion, si certaines des réservations sont arrêtées dans un point nodal et ne peuvent etre immédiatement annulées en raison d'un manque de mini-groupes appropriés, le point nodal central les annule en utilisant le code d'extension Il du multiplet P/F, suivi par le multiplet 4. Si un point nodal est défaillant, le point nodal central transfère immédiatement ces réservations à d'autres points

nodaux. C'est là strictement une opération de gestion.

Il est évident que le réseau en étoile est un réseau de topo-

logie idéale pour le procédé de commande d'écoulement par canal.

Des points nodaux centraux entièrement interconnectés étendent la commande dans le réseau. Avec un retard maximal de propagation de 15 millisecondes, la gestion des réservations est tout à fait

pratique avec l'organisation du réseau.

Les exemples ci-dessus décrivent l'invention dans son applica-

tion à un équipement commercial qui a été identifié, cet équipe-

ment étant généralement du type orienté par multiplets et à grande vitesse. lais il est évident que d'autres équipements pourraient facilement convenir. Ainsi par exemple, il en est ainsi des modules

représentés sur les figures 4 et 5.

Il est bien évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit et illustré à titre

d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

à - sp6 41 3 4 3

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Réseau intégré de télécommunications par voie terrestre et par satellite comprenant plusieurs points nodaux périphériques et centraux, des premières liaisons terrestres

reliant directement lesdits points nodaux centraux, des secon-

des liaisons terrestres reliant individuellement lesdits points

nodaux périphériques auxdits points nodaux centraux, un sa-

tellite, des circuits établissant des liaisons de transmission par ledit satellite, directement entre chacun desdits points nodaux centraux, des circuits d'entrée de données provenant de plusieurs utilisateurs, dans ledit réseau à un point nodal et de sortie desdites données dudit réseau par au moins un autre point nodal, réseau caractérisé en ce que ledit premier point nodal comporte des circuits qui identifient la position

dans ledit réseau dudit au moins autre point nodal et qui pro-

duisent répétitivement des groupes discrets d'impulsions avec

chacun des données intercalées provenant de plusieurs utili-

sateurs et qui, quand ledit au moins autre point nodal est connecté par voie terrestre audit premier point nodal par au

moins un point nodal intermédiaire, contrôlent la disponibi-

lité d'une capacité de transmission entre ces points nodaux

avec d'émettre lesdites données.

2. Réseau selon la revendication 1; caractérisé en

ce que lesdits points nodaux périphériques sont interconnec-

tés sélectivement par voie terrestre entre proches voisins.

3. Réseau selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un au moins desdits points nodaux périphériques est en outre connecté dans le-réseau par un canal passant

par ledit satellite.

4. Réseau selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites données qui entrent dans ledit réseau

sont des données synchrones.

5. Réseau selon la revendication 4, caractérisé

en ce que lesdites données entrant dans ledit réseau compren-

nent également des données asynchrones.

6. Réseau selon la revendication 5, caractérisé

en ce que lesdites données synchrones comprennent des don-

nées représentant des signaux de conversation et d'autres données.

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7. Réseau selon la revendication 6, caractérisé en

ce qu'il comporte des circuits qui distinguent entre lesdi-

tes données représentant les signaux de conversation et les-

dites autres données.

8. Réseau selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des circuits qui assurent la priorité de transmission dans ledit réseau auxdites données représentant

les signaux de conversation.

9. Réseau selon la revendication 8, caractérisé en

ce qu'après la priorité auxdites données représentant les si-

gnaux de conversation, des priorités sont ensuite affectées

aux autres données synchrones et ensuite aux autres données.

10. Réseau selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte audit premier point nodal, des circuits

qui, en réponse à la réception de signaux électriques repré-

sentant un décrochage d'une entrée de signaux de conversa-

tion, produit et émet dans le réseau d'autres signaux élec-

triques, lesdits autres signaux électriques assurant, lors-

qu'ils sont reçus aux autres points nodaux dans ledit réseau, une réservation de capacité de canaux de transmission pour

ladite entrée de signaux de conversation.

11. Réseau selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des circuits qui établissent des files d'attente dynamiques à chacun desdits points nodaux centraux pour mémoriser momentanément des données de débordement, des

circuits qui explorent répétitivement à de brefs interval-

les lesdites files d'attente dynamiques et qui, quand les files d'attente atteignent un niveau prédéterminé, réduisent les réservations d'une quantité prédéterminée jusqu'à ce que le niveau des files d'attente dynamiques atteigne un niveau

inférieur prédéterminé.

a