FR2572606A3 - Systeme de transmission par paquets de la parole et de donnees - Google Patents

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Adams Weir William Arthur George Walsh Et Richard Cyril Slatter Donald
William Arthur George Walsh
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Abstract

SYSTEME ELECTRIQUE DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS, CARACTERISE EN CE QUE LA PAROLE ET LES DONNEES SONT TRANSMISES SOUS FORME DE PAQUETS PAR DES CONNEXIONS VIRTUELLES ETABLIES DANS UN RESEAU ENTIEREMENT NUMERIQUE, LES PAQUETS DE PAROLE ET DE DONNEES ETANT TRANSMIS AU DEBIT BINAIRE DU MOYEN DE TRANSMISSION, EN CE QUE LES PAQUETS DE PAROLE ONT PRIORITE SUR LES PAQUETS DE DONNEES, EN CE QUE SI UN PAQUET DE PAROLE DESTINE A LA TRANSMISSION EST DETECTE PENDANT LA TRANSMISSION D'UN PAQUET DE DONNEES, LA TRANSMISSION DE CE PAQUET DE DONNEES EST INTERROMPUE POUR PERMETTRE AU PAQUET DE PAROLE D'ETRE ACHEMINE A TRAVERS LE MOYEN DE TRANSMISSION, ET EN CE QUE LORSQUE LE MOYEN DE TRANSMISSION REDEVIENT LIBRE DE PAROLE, LA PARTIE NON TRANSMISE DU PAQUET DE DONNEES INTERROMPU EST TRANSMISE EN TANT QUE PAQUET DE DONNEES DISTINCT.

Description

La présente invention concerne un sysctème de transmission dans lequel les
données et la parole sont acheminées sous forme de paquets. Dans un système de ce type les informations à acheminer sont sous forme numérique et elles sont assemblées en paquets dont chacun constitue un bloc d'informations auquel sont adjointes des informations de traitement, à savoir une adresse de destination et une identification de message. Lorsqu'un message contient un certain
nombre de paquetsceux-ci sont envoyés séquentiellement mais pas né-
cessairement par le même itinéraire, du demandeur à l'utilisateur voulu. Les informations de traitement comprennent les informations
assurant que les paquets sont assemblés dans l'ordre correct.
Dans un système de ce type, la parole qui est essentielle-
ment un phénomène en temps réel doit Atre aussi peu retardée que
possible, alors que dans la plupart des cas les données peuvent sup-
porter un certain retard. L'invention a pour but de fournir un sys-
tème de transmission par commutation de paquets dans lequel les don-
nées et la parole sont traitées sans que les paquets de paroles ne
subissent un retard ind,.
Conformément à la présente invention ce but est atteint au
moyen d'un système électrique de transmission des informations carac-
térisé en ce que la parole et les données sont transmises sous forme
de paquets par des connexions virtuelles établies dans un réseau en-
tièrement numérique, les paquets de parole et de données étant transmis au débit binaire du moyen de transmission,. en ce que les paquets de parole ont priorité sur les paquets de données, en ce que si un paquet de parole destiné a la transmission est détecté pendant la transmission du paquet de données, la transmission de ce paquet de données est interrompue pour permettre au paquet de parole d'être acheminé à travers le moyen de transmission, et en ce que, lorsque le moyen de transmission redevient libre de parole, la partie non transmise du paquet de données interrompu est transmise en tant que paquet
données distinct.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention
seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite
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à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, un schéma fonctionnel explicatif simplifie, la figure 2, un paquet d'informations du type X25, et - la figure 3, un autre schéma fonctionnel simplifié. Il est généralement admis que les paquets de données peuvent subir des retards plus longs que la parole pendant la transmission, même si les paquets de données sont traités en mode interactif. La parole devrait donc avoir priorité sur les données à
chaque point de commutation ou noeud du réseau. Néanmoins cela n'em-
poche pas des données pour lesquelles un canal a déjà été pris de
l'occuper le temps du paquet, ce qui peut être relativement long.
Si une interruption des données intervenait afin de donner priorité à la parole, ceci impliquerait un redémarrage des données dès la fin du paquet de parole, et si le nombre d'utilisateurs de la
parole est élevé dans le réseau, le retard des données pourrait deve-
nir important en terme de périodes d'envoi de données. Dans le présent système
ces difficultés sont surmontées en terminant artificiellement le pa-
quet de données en cours de transmission, dès qu'un paquet de parole doit être
envoyé. Le paquet de parole est alors suivi par la partie non trans-
mise du paquet de données, précédé par un en-tête convenable qui in-
clut l'adresse du paquet de données et les autres informations de traitement. Pour évaluer les avantages d'un système de ce type, il faut comprendre que le retard apporté à la parole en raison des paquet de
données dans un système classique dépend de la vitesse de transmis-
sion des données. Ainsi si un paquet de données consiste en 1024 oc-
tets de chacun huit bits, il faudrait 128 ms pour envoyer chaque pa-
quet à 64 Kbits/sec. Ceci signifierait un retard de 64 ms en moyenne
pour les informations qui suivent le paquet, soit un retard impor-
tant. Si la jonction (ou autre circuit) impliquée est une jonction à 2 Mbit/sec., le paquet prendrait 4 ms, ce qui donne un retard moyen de 2 ms. On voit donc qu'il est souhaitable d'éviter le retard sur les canaux de transmission de la parole. Il est très important d'éviter ces retards sur les lignes des abonnés qui sont seulement en mesure de fournir un canal unique ou double de transmission de la parole ainsi que sur les jonctions à faible trafic qui peuvent &tre en mesure de fournir seulement 64 Kbits/sec. La nouvelle technique est donc
applicable soit au terminal de l'abonné soit au premier central télé-
phonique du réseau.
La figure 1 représente sous forme très simplifiée un sys-
tème de ce type dans lequel le circuit est situé près du terminal de l'abonné. On suppose que dès qu'elles sont établies les connexions s'effectuent à travers des circuits virtuels et que le moyen physique entre le terminal et le commutateur de paquets est utilisé en commun
par toutes les sources au niveau du terminal. Il est prévu- un détec-
teur de parole qui contrôle la ligne pour identifier la présence ou
l'absence de parole.
Les informations à acheminer, qu'il st'agisse de la parole ou de données, sont traitées par une mémoire du type premier entré premier sorti. La parole exprimée numériquement sort normalement de cette mémoire dès que l'en-tête a été ajouté et continue à circuler jusqu'à ce qu'une pause convenable intervienne dans la parole, ou
jusqu'à ce que la fin du paquet, par exemple 64 oc-
tets, soit atteinte; une fin de paquet est alors ajoutée. Si le débit conver-
sationnel de paroles continue sans pause, un nouveau paquet ayant son
propre en-tête est déclenché.
Dans le cas de données la mémoire de type premier entré premier sorti est remplie jusqu'à la capacité d'un paquet, par exemple
1024 octets, et un canal qui fournit le circuit virtuel est pris.
Comme il faut minimiser le retard la parole est traitée "au vol"; ainsi dans un système classique la parole ne peut subir que le retard
de la totalité du paquet lorsqu'un canal de sortie n'est pas dispo-
nible ou lorsque le canal en cours d'utilisation est d'une vitesse
plus élevée que la source. Dans le premier de ces cas,- l'encombre-
ment peut être dû au fait qu'un autre abonné utilise le canal ou que
ce canal est utilisé par des données.
L'encombrement peut être toléré s'il cause un délai relati-
vement court à 64 Kbits/sec., c'est-à-dire qu'il peut être de 0 à 8
ms. Cependant le retard dû à un paquet de données peut causer un re-
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tard excessif si un paquet de parole doit attendre. Par conséquent, si de la parole est détectée pendant qu'un paquet de données est envoyé, un détecteur de paroles répond et termine prématurément le paquet de données en lui ajoutant une fin convenable. Le paquet de parole est alors muni d'un en-tête et transmis, une fin lui étant ajoutée. Ensuite le reste du paquet de données interrompu est envoyé en tant que nouveau paquet, avec son propre en-tête et sa propre fin indiquant qu'il s'agit du reste du paquet interrompu. Ainsi le retard évité est de 0 a 128 ms, c'est-a-dire 64 ms en moyenne, en raison de
la longueur du paquet de données. De ce fait une source grave de re-
tard est évitee à l'extrémité d'origine.
La figure 2 représente la structure d'un paquet de données X25 utilise pour les données tandis qu'un paquet de parole tel que celui qui est utilisé dans le present système est similaire, sauf que le contrôle FCS (c'est-a-dire la détection d'erreurs) ne s'applique
qu'à l'en-tête pour garantir que la livraison du paquet est effec-
tuée. Il faut noter que tout paquet dont l'en-tête n'est pas contrôlé
est rejeté.
La flèche de la figure 2 indique le sens de transmission.
La partie d'informations peut contenir jusqu'à 1024 octets pour un paquet de données de même que pour la parole. On voit que lten-tête
comprend trois parties qui, dans de nombreux cas, consisteraient cha-
cune en un octet, tandis que le reste du paquet est en trois parties.
Ces trois parties sont un en-tête à trois octets, les informations
qui peuvent contenir jusqu'à 1024 octets, et une fin en trois octets.
Le temps de propagation peut varier de presque zéro à 500 ms. On sup-
pose que le traitement inclut Le retard a chaque étage, par exemple un maximum de 7 ms par étage avec une moyenne de 2 ms, plus 1 ms pour le traitement. Pour un paquet de cette dimension ceci donne ici un retard total de 21 ms. AJnsi l'élimination du retard de la parole dO A l'occupation d'un canal par des données a un effet considérable sur
le retard total.
La figure 3 indique l'application de la technique décrite précédemment au premier centre de commutation. Dans le cas de lignes d'abonnés la source des données est accessible pour le centre de commutation
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desservant les lignes, de sorte que le centre peut exercer une commande si la mémoire réceptrice n'est pas effacée lorsque le
terminal d'envoi des données est prêt à envoyer son paquet suivant.
S'il faut acheminer la parole de préférence aux données, le centre peut terminer le paquet de données en cours, comme expliqué, en liai- son avec la commande au terminal de l'abonné. Le centre doit être avise du type de trafic traité; ceci est avantageusement effectue en
utilisant le bit de commande d'un paquet de parole pour donner l'i-
dentification de la parole afin de réserver la capacité.
La présente invention présente l'avantage additionnel d'é-
viter les difficultés dues au retard variable dans le réseau, et elle concerne les moyens par lesquels les paquet de paroles sont marques
chronologiquement, c'est-à-dire que ces moyens comprennent une indi-
cation du temps d'origine des paquets. La méthode appliquée pour éli-
miner ce retard variable consiste à accepter pour chaque paquet de parole un retard standard supérieur au retard normalement prévu dans le réseau. Tout paquet de parole dont le retard dépasse le retard standard est rejeté, tandis que tout paquet ayant un retard inférieur au retard standard est amené à subir ce retard. Ceci signifie souvent qu'il faut maintenir le paquet de parole dans un tampon pendant la différence entre le retard réel et le retard standard. Ceci peut être
effectué facilement sous commande par une horloge et un microproces-
seur. Un réseau moderne de télécommunications doit prévoir des circuits par satellite ayant des retards de propagation intrinsèquement
longs, tandis que les circuits terrestres ont des retards plus courts.
Le retard standard mentionné précédemment n'est donc pas fixe, mais
dépend du retard subi selon le mode de connexion. Ceci est indi-
qué automatiquement par la différence entre le marquage chronologique
d'un paquet reçu et le temps de réception de celui-ci. Comme le réas-
semblage de la parole à partir des paquets, avec l'introduction de pauses aux moments appropriés, est effectué au terminal de réception, seul ce terminal doit connaître le marquage chronologique. C'est
pourquoi il est transmis avec le paquet, comme mentionné précédem-
ment, et peut etre avantageusement acheminé en tant que première par-
b6 2572606 tie des informations. Le niveau de précision requis peut ftre de 1 ms, et couvrirait la période d'une seconde qui ne doit jamais *tre dépassée. Ainsi deux octets des informations peuvent etre affectés au
marquage chronologique, exprimé en duodécimal ou en binaire pur.

Claims (3)

REVENDICAT1ONS
1 Système électrique de transmission d'informations, ca-
ractérisé en ce que la parole et les données sont transmises sous
forme de paquets par des connexions virtuelles établies dans un ré-
seau entièrement numérique, les paquets de parole et de données é-
tant transmis au débit binaire du moyen de transmission, en ce que les paquets de parole ont priorité sur les paquets de données, en ce que si un paquet de parole destiné à la transmission est détecté pendant la transmission d'un paquet de données, la transmission de ce paquet de données est interrompue pour permettre au paquet de parole d'être acheminé a travers le moyen de transmission, et en ce que lorsque le moyen de transmission redevient libre de parole, la partie non transmise du paquet de données interrompu est transmise en tant que paquet de
données distinct.
2. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paquet de parole qui est envoyé inclut une indication de son temps d'origine, en ce qu'à un terminal de réception le temps
d'origine d'un paquet de parole est comparé avec le temps de récep-
tion de ce paquet, en ce que si le retard subi par le paquet dépasse un retard standard, ce paquet est rejeté, et en ce que si le retard est inférieur au retard standard, le paquet est mis en mémoire tampon
pendant un temps nécessaire pour amener son retard au retard stan-
dard.
3. Système conforme a la revendication 2, caractérisé en ce que le retard standard est réglable en fonction des caractéristiques
du moyen de transmission.
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