FR2582464A1 - Systeme de transmission d'information du type a boucle fermee - Google Patents

Abstract

SYSTEME DE TRANSMISSION D'INFORMATION DU TYPE A BOUCLE FERMEE, DANS LEQUEL PLUSIEURS STATIONS SONT CONNECTEES DANS LA BOUCLE, L'UNE D'ENTRE ELLES SE COMPORTANT EN STATION DIRECTRICE, LE SYSTEME ETABLISSANT DES COMMUNICATIONS PAR COMMUTATION DE CIRCUITS ET DES COMMUNICATIONS PAR COMMUTATION DE PAQUETS. UN GROUPE D'INTERVALLES DE TEMPS ADJACENTS DE CHAQUE CYCLE DU MULTIPLEXAGE TEMPOREL UTILISE COMME UN GROUPE DE SYNCHRONISATION DE TRAME EST PRODUIT UNE FOIS PAR CYCLE DU SYSTEME ET INCLUT UN NUMERO DE GROUPE A PLUSIEURS BITS GN QUI IDENTIFIE UN INTERVALLE DE TEMPS OU UN GROUPE D'INTERVALLES DE TEMPS. LE NUMERO DE GROUPE EST INITIALEMENT FIXE A ZERO, AU DEMARRAGE DU SYSTEME PAR LA STATION DIRECTRICE, APRES QUOI IL EST INCREMENTE PAR LA STATION DIRECTRICE, UNITE PAR UNITE, A CHAQUE CYCLE DU SYSTEME ET, LORSQUE LA VALEUR DU NUMERO DE GROUPE ATTEINT LE NOMBRE MAXIMAL D'INTERVALLES DE TEMPS AFFECTES A LA COMMUTATION DE CIRCUITS, CETTE VALEUR EST REMISE A ZERO, PUIS LA SEQUENCE RECOMMENCE. LORSQUE LA VALEUR DU NUMERO DE GROUPE A ATTEINT SON MAXIMUM POUR LA PREMIERE FOIS, UN JETON DE COMMUTATION DE PAQUETS EST EMIS PAR LA STATION DIRECTRICE POUR INDIQUER AUX AUTRES STATIONS DANS LA BOUCLE QUE DES COMMUNICATIONS PAR COMMUTATION DE PAQUETS PEUVENT ETRE ECOULEES, APRES QUOI LA STATION DIRECTRICE REPETE LE JETON, CHAQUE FOIS QU'ELLE LE RECOIT. LA VALEUR MAXIMALE DU NUMERO DE GROUPE ATTEINTE AU COURS DE LADITE SEQUENCE, TELLE QU'ELLE EST LUE PAR UNE DESDITES STATIONS DANS LA BOUCLE, INDIQUE A CETTE STATION LE NOMBRE D'INTERVALLES DE TEMPS AFFECTES A CE MOMENT AUX COMMUNICATIONS PAR COMMUTATION DE CIRCUITS.

Description

La présente invention concerne un réseau local en boucle. L'invention

propose un système de transmission d'information du type à boucle fermée, dans lequel plusieurs stations sont connectées dans la boucle, l'une d'entre elles se comportant en station directrice, le système établissant des communications par commutation de circuits et des

communications par commutation de paquets, un groupe d'inter-

valles de temps adjacents de chaque cycle du multiplexage temporel utilisé comme un groupe de synchronisation de trame étant produit une fois par cycle du système et incluant un numéro de groupe à plusieurs bits qui identifie un intervalle de temps ou un groupe d'intervalles de temps,. le numéro de groupe étant initialement fixé & zéro, au démarrage du

système, par la station directrice, après quoi il est incré-

menté par la station directrice, unité par unité, & chaque cycle du système et, lorsque la valeur du numéro de groupe atteint le nombre maximal d'intervalles de temps affectés à la commutation de circuits, cette valeur est remise à zéro, puis la séquence recommence, et dans lequel, lorsque la valeur du numéro de groupe a atteint son maximum pour la première fois, un jeton de commutation de paquets est émis par la station directrice pour indiquer aux autres stations dans la boucle que des communications par commutation de

paquets peuvent ître écoulées, après quoi la station direc-

trice répète le jeton, chaque fois qu'elle le reçoit, et dans lequel la valeur maximale du numéro de groupe atteinte au cours de ladite séquence, telle qu'elle est lue par une desdites stations dans la boucle, indique à cette station le nombre d'intervalles de temps affectés à ce moment aux

communications par commutation de circuits.

Les différents objets et caractéristiques de l'in-

vention seront maintenant détaillés dans la description qui

va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée qui représente le diagramme d'un exemple de réalisation du système faisant l'objet de l'invention. Le système que l 'on va décrire est une version

hybride de réseau en boucle à transmission de jeton à inter-

face de données distribuée pour fibre optique. Il est à noter que l'invention est également applicable dans le cas d'un réseau local utilisant un support de transmission métallique. Le système fournit une interface de données distribuée pour fibre optique permettant des communications par commutation de circuits, en plus des communications par commutation de paquets. A cette fin, il propose une modification du débit binaire sur le milieu de transmission à fibre optique, de 100 Mbits/s à un débit mieux approprié à la commutation de circuits. La boucle hybride comprend des stations telles que 1 et 2 connectées en séria par un milieu de transmission à fibre optique de manière à former une boucle, ainsi que les protocoles utilisés par les stations de la boucle pour établir des communications, aussi bien par commutation de

circuits que par commutation de paquets.

En fonctionnement normal, une station a la possibi-

lité de se comporter en station directrice, bien que plusieurs des stations de la boucle (si ce n'est toutes) puissent l'avoir aussi. La station directrice engendre une structure de trame régulière sur le milieu de transmission; cete structure est répétée par les autres stations. Les trames produites comprennent un nombre fixe d'intervalles de temps, chaque intervalle de temps véhiculant un nombre fixe de bits au débit binaire de la boucle. La structure de trame

prévue est décrite en détail ci-après.

Puisque l'objectif primordial de l'interface de données distribuée pour fibre optique est de permettre les communications par commutation de circuits à 64 kbits/s, il

est souhaitable que la structure de trame se répète cycli-

quement toutes les 125ps. Pour obtenir cela, la station directrice 3 utilise un tampon d'attente pour faire en sorte que le temps total de transmission de la boucle soit fixé à

ps. Les données reçues de la boucle par la station direc-

trice sont ainsi mise en file d'attente dans le tampon d'attente avant d'etre retransmises dans la boucle avec le synchronisme voulu. De manière appropriée, ce tampon peut être réalisé sous la forme d'un registre à décalage ayant le nombre d'étages convenant à porter le temps de transmission de la boucle à 125 Fs. Dans le présent système, plusieurs stations et meme, si on le souhaite, toutes les stations peuvent avoir la possibilité de se comporter en stations directrices. Dans un tel cas, toutes les stations qui peuvent se comporter en station directrice comprennent un tampon

d'attente et les circuits associés.

Pour permettre les communications par commutation de

circuits, une station localise d'abord et réserve un inter-

valle de temps de commutation de circuits non utilisé. Chacun de ces intervalles de temps offre un débit binaire de 64 kbits/s, permettant un communication vocale numérique MIC par codes à 8 bits. Des largeurs de bande plus étendues seraient possibles en réservant plusieurs intervalles de temps. Après sa réservation, l'intervalle de temps "appartient" à la station qui l'a réservé pour la durée de communication et doit etre libéré en fin de communication. La capacité de

transmission de la boucle non utilisée pour les communica-

tions par commutation de circuits est disponible pour les communications par commutation de paquets. Le protocole de transmission de jeton adopté pour l'interface de données distribuée donne aux stations de la boucle l'accès à la

commutation de paquets.

A l'initialisation du système, les stations actives de la boucle coopèrent pour sélectionner entre elles une

station directrice. Ensuite, la station directrice est res-

0 ponsable de l'entretien d'une structure de trame régulière à intervalles de 125 ls sur le milieu de transmission. Les

détails de la structure de trame seront exposés ci-après.

La structure de trame dépend de la vitesse de trans-

mission de la boucle. Par exemple, la vitesse de transmis-

sion est de 122,88 MBd, soit un débit binaire de 98,04

Mbits/s. RIuisque 1 objectif est de transmrnettre des àcnhntil-

lons de communications vocales de type MIC à 8 Dits ou débit de 64 kbits/s, cela conduit à des trames de 125 pts comportant

chacune 1536 intervalles de temps à 8 bits.

On notera que le débit binaire de la transmission à multiplexage temporel normalisée de l'Amérique du Nord est 1,544 Mbits/s, alors que la norme européenne similaire est de 2,048 Mbits/s. Il n'existe aucune vitesse de transmission de boucle proche de 125 MBd qui réponde à la fois à ces deux normes. Puisque 61 x 2,048 = 124,928 MBd et 81 x 1,544 = ,064 MBd, un relachement de la tolérance de fréquence de +/- 0,005% à +/- 0,006% permettrait une fréquence d'horloge commune de 124,996 +/- 0,006% MBd couvrant à la fois ces deux vitesses de transmission de boucle possibles. Toutefois, ni 124,928 MBd, ni 125,064 MBd ne conduisent à une trame de js contenant un nombre entier de bits; donc aucune de ces vitesses n'est applicable. Par conséquent, des vitesses de transmission de boucle différentes sont nécessaires pour satisfaire les exigences des normes d'Amérique du Nord et d'Europe. Pour revenir au présent système, les intervalles de temps d'une trame sont organisés en groupes, chaque groupe consistant en 8 intervalles de temps contigus. Le premier groupe d'une trame est le groupe de synchronisation et il comporte 8 intervalles de temps dotés d'un format spécial. Ce

groupe est utilisé pour transporter des informations spéci-

fiques, non engendrées par les utilisateurs, qui seront décrites ci-après. Les 191 groupes restants, numérotés de O à sont utilisés pour transporter des données de commutation

de circuits et de commutation de paquets.

Le format d'une trame est représenté ci-dessous: à-----------125 As---à_____

_.............

: FG: GO: Gi: G62: G189: G190:

à/--à- - - - - - - - - -

FG = Groupe de synchronisation, GO = Groupe 0, G1 = Groupe 1, mmam..mmmm.. m

6190 = Groupe 190.

Le format des groupes 0 à 190 est le suivant:

à--- ------------- Groupe N ------------------------

:Int.de:Int.de:Int.de:Int.de:Int.de:Int.de:Int.de:Int.de: :temps:temps:temps:temps:temps:temps:temps:temps:

: 1:2::4:5:6:7: 8:

Chaque intervalle de temps transporte 8 bits.

Le format du groupe de synchronisation est le suivant:

________________________________________________________

: SD: GN: SI: SS: FI: MI: CI: PI: BN: SN: UN:

Le caractère de début de groupe SD consiste en deux symboles consécutifs, appelés symboles 3, qui fournissent une configuration de bits particulière qui n'est utilisée à aucun

autre endroit dans la trame.

Le numéro de groupe GN est un nombre binaire à 8 chiffres qui identifie un groupe particulier de 8 intervalles de temps dans la trame, parmi les 191 groupes disponibles

pour la commutation de circuits et la commutation de paquets.

L'identificateur d'intervalle de temps SI est un champ de 8 bits qui, en conjonction avec de numéro GN, indique l'état d'occupation des 8 intervalles de temps d'un

groupe déterminé.

Le champ de supervision d'intervalles de temps SS consiste en 8 bits, utilisés en conjonction avec le numéro GN par la station directrice à des fins de supervision, pour déterminer quels intervalles de temps dans un groupe donné

sont affectés aux stations de la boucle.

L'indicateur de défaut FI est un champ d'un seul bit utilisé pour indiquer la présence d'un défaut important dans la boucle. L'indicateur de sélection de station directrice MI est un champ d'un seul bit utilisé pour indiquer que le

processus de sélection de la station directrice est en cours.

L'indicateur de basculement CI est un champ d'un seul bit utilisé par la station directrice en conjonction avec le numéro de groupe pour indiquer que les stations doivent opérer un transfert d'intervalles de temps qui. leur sont affectés dans un groupe particulier à des intervalles de

temps d'autres groupes.

L'indicateur de niveau de priorité Pl est un champ de trois bits utilisé en conjonction avec lu numéro de groupe par la station directrice pour indiquer le niveau de priorité minimal- des appels autorisés à rechercher un intervalle de

temps libre pour la valeur actuelle du numéro de groupe.

Chaque station possède en propre un numéro d'offre binaire BN à 10 bits (afin de permettre jusqu'à 1000

stations), différent de zéro, qui est utilisé pour la sélec-

tion de la station directrice et durant le processus de resynchronisation. En fonctionnement normal, le champ BN

véhicule le numéro d'offre BN de la station directrice.

Le numéro de séquence SN est un nombre binaire à 10 bits qui est mis à la valeur zéro partout par la station directrice et incrémenté d'une unité dans chaque station

lorsque la trame transite le long de la boucle.

Les 6 derniers bits UN du groupe de synchronisation

sont réservés pour des utilisations futures éventuelles.

Le nombre de groupes d'intervalles de temps dans une trame qui sont disponibles pour la commutation de circuits

et, ainsi, le nombre de groupes disponibles pour la commu-

tation de paquets, est déterminé par la station directrice de manière dynamique. La plus petite affectation de largeur de bande effectuée est équivalente à un groupe de 8 intervalles

de temps, c'est-à-dire à 8 x 64 = 512 kbits/s.

Au démarrage du système, la station directrice effec-

tue une affectation arbitraire de groupes à la commutation de circuits par exemple 100 groupes (soit 800 intervalles de S temps), numérotés de G60 à 699. La station directrice informe les autres stations de la boucle de la largeur de bande affectée à la commutation de circuits par le champ GN du groupe de synchronisation. A chaque trame successive engendrée, la station directrice incrémente la valeur de GN depuis sa valeur initiale minimale (G0) jusqu'à Gmax (G99 dans le présent exemple), après quoi la valeur de GN de la trame suivante est à nouveau GO, et ainsi de suite. La valeur maximale atteinte par GN indique le nombre de groupes d'intervalles de temps attribués à la commutation de

circuits. En outre, dès que le cycle initial de GN est ter-

miné, la station directrice émet le jeton de commutation de

paquets dans le groupe d'intervalles de temps suivant---

(Gmax + 1), puisque maintenant toutes les stations sont

informées des groupes réserves respectivement à la commuta-

tion de circuits et à la commutation de paquets.

Dans cet exemple, il faut 100 x 125 >s = 12,5 ms pour

informer toutes les stations de la boucle des groupes d'in-

tervalles de temps disponibles pour la commutation de circuits et la commutation de paquets. Ensuite, chaque station n'a qu'à conserver la valeur maximale atteinte par GN

durant son dernier cycle pour rester au courant des affecta-

tions de largeur de bande à la commutation de circuits et à

la commutation de paquets.

En notant les états d'occupation des intervalles de temps de commutation de circuits dans chaque trame, la station directrice détermine si la largeur de bande de commutation de circuits est excessive ou insuffisante. Si elle est insuffisante, la station directrice lui affecte des groupes d'intervalles de temps additionnels (jusqu'à une

valeur prédéterminée) en augmentant la valeur maximale de GN.

Si elle est excessive, la station directrice réduit le nombre de groupes d'intervalles de temps en abaissant la valeur B maximale de GN. Dans ce dernier cas, toutes les stations utilisant la commutation de circuits dans des groupes qui sont affectés à la commutation de paquets sont d'abord notifiées d'avoir à remplacer ces intervalles de temps par des intervalles de temps vides dans les groupes de numéros inférieurs. Le protocole de basculement d'intervalle de temps

sera décrit ultérieurement.

Tout groupe d'intervalles de temps non utilisé pour la commutation de circuits peut être utilisé pour la commutation de paquets. Les protocoles de transmission de jeton, et les formats de jeton et de paquet peuvent suivre des principes connus. Puisque des paquets de données et des jetons sont acheminés dans la structure de trame engendrée

par la station diectrice, ils passent par le tampon d'atten-

te, exactement comme les intervalles de temps de commutation de circuits et demandent 125 as pour faire le tour de la boucle. Un seul jeton, engendré par la station directrice et inséré dans la trame, dans le premier groupe d'intervalles de temps affecté à la commutation de paquets, est transmis tout

autour de la boucle de chaque station à la suivante, empor-

tant avec lui le droit de transmettre des paquets. Lorsqu'une station a des données à transmettre par paquet, elle enlève le jeton de la trame et place les données du paquet dans les

intervalles de temps de groupes disponibles pour la commuta-

tion de paquets. Le volume des données à transmettre peut amener à occuper les intervalles de temps de groupes de commutation de paquets de plus d'une trame. A la fin de la transmission du paquet, la station libère le jeton à nouveau,

dans une trame, de manière à occuper le premier groupe dispo-

nible pour la commutation de paquets qui est contigu avec celui qui a été utilisé à la fin de la transmission de paquet

qui vient de se terminer.

En plus de son utilisation pour la manipulation de paquets de données "normaux", la capacité de commutation de paquets est également utilisée pour l'écoulement du trafic de signalisation associé aux communications par commutation de circuits. Ainsi, une largeur de bande de commutation de paquets minimale doit toujours être disponible pour cet usage. Toutefois, lorsqu'il existe un doute au sujet de la présence d'une station directrice dans la boucle, ce qui est indiqué par le bit MI dans le groupe de synchronisation, toutes les fonctions de commutation de paquets sont rendues

inactives jusqu'à ce qu'une station directrice ait été sélec-

tionnée ou resélectionnée.

Chaque station de la boucle synchronise son fonction-

nement sur la structure de trame reçue, de sorte qu'à tout moment elle est informée de l'intervalle de temps et du groupe en cours de réception. Pour communiquer avec une autre station de la boucle, en mode de commutation de circuits, une station localise d'abord, puis réserve un intervalle de temps libre parmi ceux qui sont affectés à la commutation de circuits. Après la réservation d'un intervalle de temps, devant être utilisé pour la communication demandée, elle informe la station de destination, en utilisant les moyens de

commutation de paquets. Ensuite, l'intervalle de temps consi-

déré peut être utilisé pour transférer 64 kbits/s dans chaque sens, entre les deux stations, chaque station remplaçant les 8 bits de données reçus dans l'intervalle de temps par ses

propres données à émettre.

Lorsqu'une communication par commutation de circuits demandant plus de 64 kbits/s de largeur de bande est désirée, par exemple pour une communication de vidéophonie, plusieurs

intervalles de temps libres peuvent etre réservés. Ces inter-

valles de temps ne sont pas nécessairement contigus, mais peuvent être répartis dans les groupes disponibles pour la

commutation de circuits.

Les moyens de commutation de circuits fournissent également la possibilité de procéder à des diffusions. Une station unique écrit des données dans un intervalle de temps de commutation de circuits. D'autres stations lisent les

données de cet intervalle de temps, sans écrire dans celui-

ci.

Pour réserver un intervalle de temps pour une com-

munication par commutation de circuits, une station attend d'abord que le numéro de groupe GN, transporté par le groupe

de synchronisation de chaque trame, soit revenu & GO6 (dési-

gnant le groupe zéro). La station examine le champ d'identi-

ficateur d'intervalles de temps SI associé à GO0, afin de déterminer l'état d'occupation des 8 intervalles de temps du groupe GO. Si SI indique que tous les intervalles de temps de 0GO sont occupés, la station attend la trame suivante, pour examiner le champ SI associé à 61. Comme précédemment, si le champ SI indique que tous les intervalles de temps sont occupés, la station attend la trame suivante pour déterminer l'état d'occupation des intervalles de temps de 62, et ainsi de suite. T6t ou tard, à moins que tous les intervalles de temps affectés à la commutation de circuits soient occupés, le champ SI indiquera qu'un ou plusieurs des intervalles de

temps d'un groupe particulier, GX par exemple, sont libres.

La station réserve alors le premier intervalle de temps libre, l'intervalle de temps Y par exemple, dans OX, en changeant d'état le bit approprié dans le champ SI, afin qu'il indique désormais l'état d'occupation. Un message de signalisation, préparé par la station de départ et transféré par les moyens de commutation de paquets, informe la station d'arrivée que l'intervalle de temps Y du groupe X a été réservé pour une communication. Les deux stations peuvent alors échanger des données par commutation de circuits dans

l'intervalle de temps désigné.

Comme le groupe de synchronisation de chaque trame

revient à la station directrice, il enregistre toutes modifi-

cations dans les états d'occupation des intervalles de temps

de commutation-de circuits qui sont indiqués par le champ SI.

Par conséquent, lors de la génération de chaque nouvelle trame, la station directrice incrémente le numéro de groupe GN et fournit aux autres stations de la boucle, par le champ SI, un état à jour des états d'occupation des intervalles de

temps de commutation de circuits.

Un mécanisme de priorité à 8 niveaux de priorité est superposé au protocole de réservation d'intervalles de temps l1 que l'on vient de décrire. Les 3 bits de l'indicateur de

niveau de priorité PI, avec le numéro de groupe GN, comman-

dent le mécanisme d'accès avec priorité. La station direc-

trice insère une valeur appropriée de PI dans le groupe de synchronisation. Une valeur PN indique que tous les appels d'une priorité égale ou supérieure à PN peuvent rechercher un intervalle de temps libre parmi les intervalles de temps de groupes indiqués par la valeur actuelle de GN. Ainsi, les stations ayant des appels de la priorité la plus élevée ont la possibilité de rechercher parmi tous les groupes affectés à la commutation de circuits, tandis que les stations ayant des appels d'un niveau de priorité plus faible ne peuvent rechercher un intervalle de temps libre queparmi les groupes de commutation de circuits ayant des numéros de valeurs plus faibles. Un contr6le de charge progressif est ainsi obtenu, tel que, lorsqu'un système devient de plus en plus chargé, il n'accepte de nouveaux appels que de priorités de plus en plus élevées. Par exemple, également, en affectant un niveau de priorité faible aux appels demandant de multiples intervalles de temps, on peut leur interdire de bloquer les autres appels

dans un système chargé.

Un tel protocole de réservation d'intervalles de temps conduit à ce que l'intervalle de temps de circuit libre de numéro le plus faible est toujours réservé pour un nouvel appel. Ainsi, si une demande d'intervalle de temps de commutation de circuit se produit alors que des groupes de numéros plus élevés deviennent libres, ceux-ci demeurent libres. Une sousutilisation de la largeur de bande affectée à la commutation de circuits se manifeste ainsi par une _0 libération progressive des intervalles de temps des groupes

de numéros les plus élevés. Cela permet à la station direc-

trice de prendre des mesures correctives appropriées, en réduisant la valeur maximale de GN et en rendant ainsi un ou plusieurs groupes de numéros élevés disponibles pour la

-5 commutation de paquets.

La durée nécessaire, dans le cas le plus défavorable, pour réserver un intervalle de temps de commutation de circuits peut être calculée de la manière suivante. On suppposera que 100 groupes sont affectés à la commutation de circuits et que GN = 2 lorsqu'une station décide de réserver un intervalle de temps de circuits. La station doit attendre que la valeur ON soit revenue à 60, c'est-à-dire 99 x 125JUs

avant de commencer à rechercher un intervalle de temps libre.

Si l'on suppose maintenant que le seul intervalle de temps libre est en G99, la station a besoin de 99 x 125 jis à nouveau pour trouver et réserver un intervalle de temps libre. La durée maximale de réservation d'un intervalle de temps, dans ce cas, est donc d'environ 25 ms. Une durée de réservation moyenne d'environ la moitié de ce chiffre, soit environ 12,5 ms serait plus normale. Par extrapolation, on peut voir que, pour un système dont presque toute la largeur de bande est affectée à la commutation de circuits, les

durées de réservation maximales et moyennes sont respective-

ment d'environ 50 et 25 ms. Si les durées de réservation que l'on vient de mentionner ne sont pas acceptables, elles peuvent être réduites par une modification mineure de l'algorithme de réservation. Par exemple, si une station décide de réserver un intervalle de temps alors que la valeur de GN dans la prochaine trame reçue est inférieure à la moitié de la valeur maximale qui lui est impartie, la station

pourrait 9tre autorisée à commencer immédiatement la recher-

che d'un intervalle de temps libre. Dans l'autre cas, la station serait obligée d'attendre que GN soit revenu à GO avant de commencer la recherche. D'autres variantes sur ce thème sont possibles, par exemple en faisant varier la valeur de seuil de GN pour laquelle une recherche immédiate est

permise en fonction de particularités de la réalisation.

Un protocole de supervision, commandé par la station

directrice, qui sera décrit ultérieurement, contrôle périodi-

quement l'"appropriation" de chaque intervalle de temps. Une station n'accomplit aucune autre action, après la réservation dun intervalle de temps, que de répondre correctement aux demandes de supervision pour maintenir son appropriation et son utilisation d'un intervalle de temps. Elle se contente d'inscrire des données dans l'intervalle de temps pour envoyer celles-ci à la station d'arrivée et de lire les

données reçues dans le sens retour.

Dans des conditions normales, toutes les stations utilisant un intervalle de temps doivent cesser de l'utiliser avant qu'il soit libéré par la station qui le possédait. Si une station tombe en défaut, ou est éliminée de la boucle, le protocole de supervision permet à la station directrice de déterminer l'absence d'appropriation d'un intervalle de temps et de rendre libre l'intervalle de temps. La ou les autres stations utilisant cet intervalle de temps sont averties par la combinaison appropriée des champs GN/SI que l'intervalle

de temps a été libéré et qu'elles doivent cesser de l'uti-

liser.

Avant de libérer un intervalle de temps de commu-

tation de circuits, la station qui l'a réservé et qui mainte-

nant le possède se met d'abord en accord avec la ou les autres stations utilisant l'intervalle de temps par un

message de signalisation transmis par les moyens de transmis-

sion de paquets, sur le fait que la communication doit être interrompue. Après ce message, les autres stations cessent d'utiliser l'intervalle de temps. La station qui le possède attend ensuite que la trame contenant le numéro de groupe GN correct dans son groupe de synchronisation lui parvienne et libère l'intervalle de temps en changeant le bit approprié dans le champ SI afin de caractériser un intervalle de temps libre. Quand la trame atteint la station directrice, celle-ci observe le changement de l'état d'occupation de l'intervalle de temps indiqué par SI et met à jour ses enregistrements en

conséquence.

Comme on le verra plus loin, lorsque se produit une demande d'intervalle de temps de commutation de circuits, le protocole de réservation d'intervalles de temps provoque une tendance naturelle à ce que les intervalles de temps de groupes de commutation de circuits de numéros élevés restent libres. Cela permet à la station directrice de réduire la valeur maximale attribuée à GN et transportée dans le groupe de synchronisation, en augmentant ainsi la largeur de bande disponible pour la commutation de paquets. Cependant, il est clair qu'il peut se produire une situation dans laquelle un appel unique de longue durée occupe un intervalle de temps d'un des groupes de commutation de circuits des rangs les plus élevés, alors que plusieurs groupes de commutation de circuits de rangs moins élevés sont entièrement libres, ce qui empeche la station directrice d'augmenter la largeur de bande dévolue & la commutation de paquets. Dans de telles circonstances, la station directrice a recours au protocole de changement d'intervalle de temps. Pour celas elle met l'indicateur de basculement CI de la trame portant la valeur appropriée (maximale) de GN, afin d'indiquer que la station utilisant 1 'intervalle de temps de ce groupe doit réserver un intervalle de temps dans un groupe de rang inférieur et

ensuite libérer l'intervalle de temps en service. Cela com- porte également une signalisation impliquant la station par

les moyens de commutation de paquets. Si plusieurs inter-

valles de temps sont utilisés dans le groupe adressépar le numéro de groupe GN, l'instruction de basculement s'applique

également à tous les intervalles de temps.

Le protocole de changement d'intervalle de temps, associé au protocole de réservation d'intervalle de temps, permet de faire varier dynamiquementl'affectation de la

bande passante entre commutation de circuits et de commu-

tation de paquets, en réponse aux demandes des usagers, mais sans que soient nécessaires de fréquentes instructions de

changement d'intervalle de temps.

Les protocoles utilisés par l'interface hybride qui n'ont pas encore été décrits seront présentés dans les

sections suivantes.

A la mise en service d'un système, les stations actives de la boucle appelent le protocole de sélection de la station directrice. Cette sélection est basée sur les numéros

d'offre propres aux stations individuelles.

Lorsqu'elles deviennent actives, les stations de la boucle essaient d'acquérir la synchronisation de trame en recherchant et ensuite en surveillant le début du délimiteur

de trame SD qui se trouve au début de chaque trame. Initiale-

ment, les stations ne parviennent pas à acquérir de synchro-

nisation dans des délais de temporisation prévus à cet effet, en raison de ce qu'il n'existe pas de station directrice pour engendrer une telle configuration de signaux. Chaque station commence alors à engendrer ses propres trames, avec son propre numéro d'offre BN dans le champ BN du groupe de synchronisation, ainsi que l'indicateur de sélection de station directrice indiquant que le processus de sélection est en activité. En outre, chaque station essaie d'ajuster le délai total de la boucle à 125 ps au moyen de son tampon d'attente. A ce stade du processus, toutes les stations

agissent comme des stations directrices de secours.

Les stations commencent ensuite à examiner le train de bits entrant pour y déceler la présence du délimiteur de trame SD. Lorsqu'un SD est détecté et si le numéro BN dans le groupe de synchronisation reçu est inférieur à son propre numéro BN,la station rejette les trames entrantes et continue d'engendrer ses propres trames. D'autre part, si le numéro BN de la trame reçue est supérieur à son propre numéro BN, la station abandonne sa propre transmission et répète les trames entrantes. Une autre possibilité est que la station reçoive une trame contenant son propre numéro BN. Si cela se produit dans deux trames consécutives, la station a remporté le processus de sélection (ce qui signifie que son numéro d'offre est le plus élevé de ceux de toutes les stations en service dans la boucle). Cette station devient donc la station directrice et continue de transmettre son propre

numéro BN dans le champ appproprié du groupe de synchroni-

sation, tandis qu'elle met l'indicateur MI dans l'état qui

indique la fin du processus de sélection de la station direc-

trice. Toutes les autres stations ont maintenant acquis la synchronisation de trame sur les trames engendrées par la

station directrice.

Dès que le processus de sélection de la station directrice est termning, la station directrice commence

incrémenter la valeur de GN entrée dans les trames succes-

sives. La valeur maximale atteinte par GN indique quelle est l'affectation de largeur de bande à la commutation de circuits, après quoi la station directrice engendre un jeton qui est inséré dans le premier intervalle de temps de groupe de la largeur de bande de commutation de paquets. Tant que le bit MI indique que le processus de sélection est en cours (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de station directrice), le protocole de retransmission de jeton est inactif dans toutes

les stations.

Lorsqu'une nouvelle station entre dans la boucle, elle commence par acquérir la synchronisation de trame et ensuite examine le numéro BN de la station directrice. Si son

propre numéro BN est inférieur à celui de la station direc-

trice, la nouvelle station répète la structure de trame reçue, comme toute station (non directrice). Toutefois, si son propre numéro BN est supérieur a celui de la station directrice, la nouvelle station commence à engendrer des trames contenant son propre numéro BN, exactement comme dans le processus de sélection décrit précédemment. Le protocole de sélection permet à la nouvelle station de devenir la station directrice et de prendre la responsabilité de toutes

les fonctions qui y sont associées.

La station directrice de la boucle est responsable, dans des conditions normales, d'engendrer le format de trame, y compris le groupe de synchronisation. Le délimiteur de trame SD, au début de chaque trame, permet aux autres

stations de la boucle d'acquérir et de conserver la synchro-

nisation de trame. La synchronisation de trame est sensée

avoir été acquise lorsqu'une station a détecté les délimi-

teurs de deux trames consécutives dans des positions

relatives correctes.

Une station perd la synchronisation de trame lorsqu'elle ne parvient pas à détecter le délimiteur SD dans deux trames consécutives. Une recherche de train de bits entrant est alors effectuée durant deux autres périodes de trame, dans une tentative pour recouvrer la synchronisation rapidement. Si aucun délimiteur SD n'est détecté durant cet

intervalle de temps, la station suppose que la station direc-

trice est en défaut et active le processus de sélection de station directrice, comme décrit précédemment. Généralement, l'issue du processus de sélection est soit que l'ancienne station directrice est redésignée, soit qu'une nouvelle station directrice est choisie. Dans les deux cas, la fin de ce processus se caractérise par la présence dans la boucle d'une structure de trame qui permet aux stations d'acquérir

la synchronisation.

Un défaut grave de la boucle, tel qu'une rupture du milieu de transmission ou la défaillance d'une station, se manifeste initialement par une perte de synchronisation de toutes les stations. Cela conduit automatiquement à l'appel du protocole de sélection de station directrice. Toutefois, le défaut de la boucle entra'ne l'inefficacité du protocole de sélection. Cela est reconnu dans toutes les stations, lorsqu'il n'y toujours aucune station directrice de désignée

après un délai de temporisation approprié.

L'inefficacité du processus de sélection entratne que certaines stations continuent d'engendrer leurs propres trames, contenant leur propre numéro d'offre et que d'autres stations répètent les trames qu'elles reçoivent. L'identité des stations des deux types dépend du rapport entre leurs numéros d'offre et leur position dans la boucle. Toutefois, la conséquence de l'inefficacité du processus de sélection est que les stations engendrant encore leurs propres trames changent l'indicateur FI du groupe de synchronisation pour

qu'il indique la présence d'un défaut grave de la boucle.

Toute station recevant une trame dont l'indicateur FI est ainsi marqué cesse de transmettre ses propres trames et répète les trames entrantes, tant que son propre numéro d'offre est différent de celui des trames entrantes. Cela

conduit à la situation dans laquelle la seule station engen-

drant des trames (par opposition à celles qui les repètent)

est la station qui se trouve immédiatement en aval du défaut.

Après une temporisation apDropriée, cette station reconnait sa position par rapport au défaut et prend les mesures appropriées pour contourner le segment de boucle défectueux (ou la station défectueuse) et remettre le systâmê en fonctionnement. La station prenant les mesures de restauration recon- natt le succès de son action au fait qu'elle commence & nouveau à recevoir des trames entrantes dans lesquelles le bit FI indique un défaut et le champ BN contient son propre

numéro d'offre. Après la réception de deux trames cons*-

cutives de ce type, la station efface l'indicateur FI pour indiquer que le défaut de boucle a été surmonté. Toutefois, l'indicateur MI reste en position, de sorte que le processus de sélection de station directrice est répété, cette fois

avec succès.

Comme on l'a décrit, la combinaison des champs GN et

SI de chaque trame permet aux stations d'indiquer la réserva-

tion et la libération d'intervalles de temps de commutation de circuits grace à l'état de bits appropriés dans le champ SI. En observant l'état des bits individuels du champ SI de chaque trame qui lui revient, en association avec le numéro

de groupe correspondant porté par la trame, la station direc-

trice peut tenir à jour un enregistrement de l'état de tous les intervalles de temps affectés à la commutation de circuits. Avant de prendre en compte des changements dans les états d'occupation, la station directrice attend la trame suivante portant le meme numéro de groupe ON, afin de s'assurer que le changement initial détecté n'était pas dû

seulement à une erreur de transmission.

A chaque nouvelle trame qu'elle engendre, la station directrice augmente la valeur du numéro GN et transmet son enregistrement de l'état d'occupation de cet intervalle de temps dans le champ SI. Toutes les stations de la boucle sont

ainsi informées de l'état d'occupation courant des inter-

valles de temps de commutation de circuits, en meme temps au'elle reçoivent la possibilité d'indiquer des réservations et libérations d'intervalles de temps. En plus d enregistrer

les états d'occupation des intervalles de temps de commu-

tation de circuits et d'informer les autres stations de la boucle à ce sujet, la station directrice accomplit des fonctions de supervision sur les intervalles de temps de circuits. Dans chaque trame qu'elle engendre, la station directrice fournit un champ de supervision d'intervalles de temps SS qui est transmis avec seulement des zéros. Toute station de la boucle "possédant" un intervalle de temps dans le groupe identifié par le numéro GN transporté par la trame, change le bit correspondant du champ SS en consequence. Le champ SS retourné à la station directrice lui permet ainsi de vérifier ses propres enregistrements par l'information de supervision fournie par les stations de la boucle. Dans le

cas d'une différence entre ses enregistrements et l'infor-

mation de supervision lui parvenant de la boucle, la station directrice attend la prochaine supervision du meme groupe pour confirmation. Si une confirmation est obtenue, la station directrice met à jour son enregistrement et aucune

autre action n'est par ailleurs entreprise.

Le champ SS fournit également un moyen aux stations de déceler les réservations en double qui pourraient Atre cause de doubles connexions. Toute station "possédant" un intervalle de temps qui est marqué comme étant possédé par une autre station -attend d'abord confirmation jusqu'à la supervision suivante du même intervalle de temps. Si la confirmation de la double réservation est obtenue, la station reconnaissant cette situation supprime immédiatement toute revendication sur l'intervalle de temps, en réserve un autre et informe la ou les autres stations concernées par la communication. 0 Le protocole de supervision -des intervalles de temps

permet à la station directrice de superviser chaque inter-

valle de temps de commutation de circuit au moins une fois toutes les 24 ms (le cas le plus défavorable étant celui o

* toute la bande passante disponible est allouée à la commu-

tation de circuits).

La station directrice engendre un numéro de séquence ne comnortant que des zéros qui est introduit dans le champ SN de chaque trame. Dans son parcours le long de la boucle, le champ SN fait l'objet d'une incrémentation d'une unité dans chaque station. Il devient donc le numéro propre à chaque station. De cette façon, toutes les stations sont informées de leur rang dans la boucle par rapport à la

station directrice.

Le champ SN peut tre également utilisé par les stations nouvellement introduites dans la boucle comme adresse. La station peut ainsi facilement etre autorisée à demander à la station directrice (ou à toute autre station

aisément identifiable) une adresse ou un numéro d'offre.

Cette utilisation du champ SN peut!tre incorporée dans le protocole de gestion des stations, en tant que partie des protocoles de retransmission de jeton, tel que décrit dans le

document cité.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système de transmission d'information du type à boucle fermée, dans lequel plusieurs stations sont connectées dans la boucle, l'une d'entre elles se comportant en station directrice, le système-établissant des communications par commutation de circuits et des communications par commutation de paquets, un groupe d'intervalles de temps adjacents de chaque cycle du multiplexage temporel utilisé comme un groupe de synchronisation de trame étant produit une fois par cycle du système et incluant un numéro de groupe à plusieurs bits (GN) qui identifie un intervalle de temps ou un groupe

d'intervalles de temps, le numéro de groupe étant initiale-

ment fixé à zéro, au démarrage du système par la station directrice, après quoi il est incrémenté par la station directrice, unité par unité, à chaque cycle du système et, lorsque la valeur du numéro de groupe atteint le nombre maximal d'intervalles de temps affectés à la commutation de circuits, cette valeur est remise à zéro, puis la sequence recommence, et dans lequel, lorsque la valeur du numéro de groupe a atteint son maximum pour la première fois, un jeton de commutation de paquets est émis par la station directrice pour indiquer aux autres stations dans la boucle que des

communications par commutation de paquets peuvent être écou-

lées, après quoi la station directrice répète le jeton, chaque fois qu'elle le reçoit, et dans lequel la valeur maximale du numéro de-groupe atteinte au cours de ladite séquence, telle qu'elle est lue par une desdites stations

dans la boucle, indique à cette station le nombre d'interval-

les de temps affectés à ce moment aux communications par

commutation de circuits.

2. Système de transmission d'information du type à boucle fermée, dans lequel plusieurs stations sont connectées dans la boucle, l'une d'entre elles se comportant en station directrice, le système établissant des communications par commutation de circuits et des communications par commutation dje paquets, dans lequel, dans chaque cycle de multiplexage temporel du système, Les intervalles de temps sont répartis en groupes comprenant chacun n intervalles de temps adjacents, un de ces groupes d'intervalles de temps adjacents étant utilisé comme groupe de synchronisation, lequel est produit une fois par cycle du système et inclut un numéro de

groupe à plusieurs bits (GN) qui identifie un groupe parti-

culier de ces groupes d'intervalles de temps, le numéro de groupe étant initialement fixé à zéro, au démarrage du

système par la station directrice, après quoi il est incré-

iO menté par la station directrice, unité par unité, à chaque cycle du système et, lorsque la valeur du numéro de groupe atteint le nombre maximal d'intervalles de temps affectés & la commutation de circuits, cette valeur est remise & zéro, puis la séquence recommence, et dans lequel, lorsque la valeur du numéro de groupe a atteint son maximum pour la première fois, un jeton de commutation de paquets est édis par la station directrice pour indiquer aux autres stations dans la boucle que des communications par commutation de

paquets peuvent!tre écoulées, après quoi la station direc-

trice répète le jeton, chaque fois qu'elle le reçoit, et dans lequel la valeur maximale du numéro de groupe atteinte au cours de ladite séquence, telle qu'elle est lue par une desdites stations dans la boucle, indique à cette station le nombre d'intervalles de temps affectés & ce moment aux

communications par commutation de circuits.

3. Système de transmission d'information selon la revendication 2, caractérisé en ce que la station directrice supervise la proportion des intervalles de temps utilisés pour les deux types de communications afin de déterminer si

le nombre d'intervalles de temps prévus pour les communica-

tions par commutation de circuits est insuffisant ou excessif

et en ce que, si ce nombre est incorrect, la station direc-

trice effectue l'ajustement approprié de la valeur du numéro

de groupe au cours d'un cycle suivant.

4. Système de transmission d'information selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque le nombre de

groupes d'intervalles de temps utilisés pour des communica-

tions par commutation de circuits est excessif et que lI numéro de groupe est réduit, toute communication utilisant un intervalle de temps transféré de la communication par commutation de circuits à la communication par commutation de paquets est transférée vers un autre intervalle de temps

attribué à la communication par commutation de circuits.

5. Système selon l'une quelconque des revendications

2 à 4, caractérisé en ce que, lorsqu'un jeton atteint une station ayant des données de paquet à transmettre, ce jeton

est retiré de la boucle, les données de paquet sont trans-

mises, puis le jeton est réintroduit dans la boucle, à la fin des données de paquet, et en ce qu'un message de paquet peut s'étendre de la trame dans laquelle il débute jusqu'aux intervalles de temps affectés à la commutation de paquets

d'une trame suivante.

6. Système de transmission d'information selon l'une

quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que,

lorsqu'une communication par commutation de circuits doit être établie, la station appelante supervise le train de bits sur la boucle, à la recherche d'un intervalle de temps libre

affecté à la commutation de circuits et, lorsqu'un tel inter-

valle de temps est trouvé, il est marqué occupé et un message indiquant l'identité de l'intervalle de temps nouvellement pris est envoyé sur la boucle à la station demandée par commutation de paquets, et en ce que, lorsqu'une station demandée reçoit un tel message, elle se met en position de communiquer par l'intervalle de temps identifié dans ce message.

7. Systeme de transmission d'information selon la

revendication 6, caractérisé en ce que, lorsqu'une communica-

tion employant la commutation de circuits nécessite plus de largeur de bande que l'en offre un intervalle de temps, deux

ou plusieurs intervalles de temps sont pris à son intention.

8. Système de transmission d'information selon la -5 revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que, pour procéder à une diffusion, en commutation de circuits, une station unique écrit des données dans un intervalle de temps de circuits et d'autres stations lisent des données dans cet intervalle de

temps, sans écrire dans celui-ci.

9. Système de transmission d'information selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que, dans chaque groupe d'intervalles de temps affectés à la commutation de

circuits, il est prévu un champ d'identification d'interval-

les de temps qui indique quels intervalles de temps du' groupe sont libres et en ce que la sélection d'un intervalle de temps libre comprend le fait que la station appelante vérifie

le champ d'identification d'intervalles de temps pour sélec-

tionner un groupe d'intervalles de temps comprenant au moins un intervalle de temps libre, ainsi que la sélection d'un

intervalle de temps libre à l'intérieur du groupe sélec-

tionné.

10. Système de transmission d'information selon l'une

quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'un

mécanisme de priorité est prévu, au moyen duquel chaque station se voit attribuer un niveau de priorité parmi plusieurs, la station directrice introduisant, dans le groupe de synchronisation de trame, un indicateur de niveau de

priorité et en ce qu'une station dont l'indicateur de prio-

rité est égal ou plus élevé que celui du groupe de synchro-

nisation a accès à tous les intervalles de temps de commu-

tation de circuits, alors qu'une station d'un niveau de priorité inférieur n'a accès qu'au intervalles de temps de commutation de cicuits d'un rang inférieur, et en ce que la valeur de l'indicateur de niveau de priorité dans le groupe de synchronisation de trame est ajustée selonle trafic écoulé

par le système.

3t l11. Système de transmission d' information selon

l une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce

que, lorsqu'une station Aà laquelle un intervalle de temps de

commutation de circuits est attribué cesse de l'utiliser.

elle en avertit 1 autre ou les autres stations intéressees par la comm unicatio n en an-,v Vyant un rîessage de liberatiLon par

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