TÉLÉCOMMUNICATIONS - Téléphonie et télégraphie

TÉLÉCOMMUNICATIONS - Téléphonie et télégraphie

La transmission de la parole est un désir naturel de l’homme, mais il fallut les découvertes du XIXe siècle sur les phénomènes et les lois de l’électromagnétisme pour que la voix humaine puisse être convenablement transmise et reproduite à distance. Tenant compte de ces découvertes, le Français Charles Bourseul écrivait déjà dans L’Illustration du 26 août 1854: «Imaginez que l’on parle près d’une plaque mobile assez flexible pour ne perdre aucune des vibrations produites par la voix, que cette plaque établisse et interrompe successivement la communication avec une pile, vous pourrez avoir à distance une autre plaque qui exécutera en même temps exactement les mêmes vibrations. Quoi qu’il arrive, il est certain que, dans un avenir plus ou moins éloigné, la parole sera transmise à distance par l’électricité.» L’idée de base se trouvait ainsi lancée, et l’Américain Alexander Graham Bell réalisa et présenta en 1876 les premiers appareils transmettant la parole à travers une ligne électrique d’environ trois kilomètres de fil. Les phénomènes mis en évidence par Bell furent, jusque dans les années 1970, utilisés à la réception pour transformer l’énergie électrique en énergie acoustique: les courants électriques reçus provoquent des variations de flux magnétique qui agissent plus ou moins directement sur une membrane dont les vibrations reconstituent les sons. Depuis lors sont apparus les microphones à électrets , fondés sur l’action d’un champ électrique entre une membrane chargée sur une face et la grille d’un transistor à effet de champ, et les transducteurs piézoélectriques , qui utilisent la propriété que possèdent certains cristaux de faire apparaître des charges électriques sur une face lorsqu’ils sont soumis à une contrainte mécanique. À l’émission, les courants mis en œuvre ne sont plus, comme dans les expériences de Bell, des courants induits engendrés par les seules variations du champ magnétique provenant d’une membrane vibrant devant un noyau aimanté entouré d’une bobine de fil.

Pour augmenter la puissance émise et par suite la portée, on emploie une source d’énergie électrique extérieure qui assure un courant continu permanent d’une certaine intensité; on modifie alors celle-ci en agissant sur l’impédance du poste téléphonique. Dans le réseau français, la tension est de 8,6 V pour un courant régulé de 16 milliampères, avec une impédance fixée à 600 ohms.

À ce courant continu dit d’alimentation microphonique, qui sert en quelque sorte de support, se superposent des courants alternatifs dits courants vocaux qui sont très faibles (quelques microampères), mais que des transformateurs convenables peuvent transmettre.

L’analyse de ces courants vocaux montre que chaque son correspond à un courant périodique qui, selon le théorème de Fourier, est décomposable en une onde fondamentale dont la fréquence caractérise la hauteur du son, et en un nombre plus ou moins grand d’harmoniques qui déterminent le timbre. Les fréquences de la voix humaine s’étendent de 20 à 15 000 hertz, mais une bonne reproduction de la parole est obtenue en utilisant seulement la bande de fréquences de 300 à 3 400 hertz que, selon les prescriptions du C.C.I.T.T. (Comité consultatif international télégraphique et téléphonique), tout système de téléphonie doit au moins émettre, transmettre et recevoir dans des conditions convenables.

La télégraphie est définie par l’Union internationale des télécommunications (U.I.T.) comme «le domaine des télécommunications traitant de tout procédé permettant d’obtenir la reproduction à distance du contenu de documents tels que: écrits, imprimés, images visuelles fixes ou la reproduction à distance, sous une telle forme, de toute information».

Cette branche des télécommunications a couvert et couvre un large éventail de services qui mettent en œuvre des phénomènes physiques et des procédés techniques très divers selon que l’on désire transmettre le simple geste de l’écriture manuelle ou du dessin (système téléautographe ou de téléécriture), reproduire avec le maximum d’exactitude un document original déjà existant (systèmes de télécopie et de téléphotographie), dialoguer avec une banque de données (système vidéotex), ou encore télécommander l’impression de caractères typographiques par télédactylographie (systèmes de télécomposition; services télex et télétex).

À la fin du XXe siècle, le télégraphe alphabétique est en voie de disparition et le télex cède peu à peu la place à la télécopie.

1. Les postes téléphoniques

Les postes téléphoniques furent d’abord des postes à batterie locale (B.L.), avec lesquels le courant d’alimentation du microphone était fourni par des piles situées chez les usagers. Pour émettre un appel, il fallait, avant de décrocher l’appareil, actionner une magnéto qui produisait le courant alternatif d’appel et faire de même, une fois la conversation terminée, pour signaler au central que la liaison établie devait être libérée.

Avec les postes à batterie centrale (B.C.), les piles et les magnétos ont été supprimées. C’est la batterie du central téléphonique de rattachement, public ou privé, manuel ou automatique, qui alimente le poste en courant microphonique, tandis que le crochet commutateur agit sur des contacts qui établissent ou coupent le courant continu parcourant le poste et la ligne. L’établissement ou la rupture de ce courant par le crochet commutateur permet au central de reconnaître la situation du poste, décroché ou raccroché, une telle signalisation s’appelant la «supervision» du poste.

Le poste 1910 fut longtemps utilisé dans les réseaux B.L. et le poste 1924 dans les réseaux B.C., manuels ou automatiques. L’un et l’autre furent remplacés par le poste U 43 (Universel 1943) qui pouvait convenir dans tous les réseaux et recevoir soit un cadran, soit une magnéto à poussoir ayant exactement l’encombrement du cadran. Après le poste U 43, dont l’emploi fut généralisé à partir de 1945, l’administration française, pour améliorer les qualités des postes tout en renouvelant les formes, a adopté le poste S 63 avec sonnerie incorporée, dont quinze millions d’exemplaires équipaient encore les foyers français en 1991. Ces postes disparaissent, remplacés par des terminaux aux multiples fonctions (répondeur-enregistreur, combinés téléphone-Minitel ou téléphone-télécopieur, etc.).

Du cadran aux claviers

Par l’intermédiaire du cadran, l’usager indique aux équipements automatiques du central public ou privé de rattachement les chiffres formant le numéro du correspondant désiré. Le principe de fonctionnement du cadran est le suivant: il comporte essentiellement deux lames-ressorts qui, normalement, établissent un contact situé en série sur l’un des fils de ligne. Après avoir été armé par l’usager d’un angle correspondant au chiffre composé, le disque mobile revient au repos sous l’action d’un ressort en spirale. Ce dernier mouvement entraîne une came qui à chacun de ses passages écarte les lames l’une de l’autre, ce qui coupe le contact un nombre de fois égal au chiffre qui a été composé. Un régulateur règle la cadence des ruptures au nombre de dix impulsions par seconde (ce qui correspond à l’émission du chiffre zéro), tandis que le rapport entre la durée d’une rupture r et la durée d’une fermeture f est de 2. Finalement, le courant continu qui parcourt la ligne doit théoriquement être découpé en trains d’impulsions. Les deux conditions r + f = 0,1 s et r = 2 conduisent à r = 0,066 s et à f = 0,033 s, mais des écarts de 10 p. 100 par rapport à ces valeurs théoriques sont tolérés par les équipements automatiques. D’ailleurs, la courbe du courant réel en ligne n’a pas la forme d’impulsions carrées, mais celle d’arcs de sinusoïde déformés.

Avec les centraux automatiques à sélection rapide des systèmes crossbar et électroniques, il y a un avantage indiscutable à accélérer la transmission des informations numériques entre le demandeur et le central de rattachement. C’est pourquoi le poste S 63 a pu, à la place du cadran automatique classique, recevoir un clavier, qui a été généralisé à tous les terminaux ultérieurs. Ce clavier comporte des touches disposées au minimum selon trois colonnes verticales et quatre rangées horizontales; la touche correspondant au 0 se trouve au milieu de la rangée inférieure, entre deux touches disponibles ( et \#) qui sont utilisables pour transmettre des informations autres que les chiffres de 0 à 9 du système décimal. Ces douze touches sont complétées par des touches de fonction additionnelles (pause, rappel automatique, mémoires, etc.).

Plusieurs principes différents ont été mis en œuvre pour l’emploi des claviers. Seul est demeuré, en France, le principe utilisé pour la première fois au central de Poissy en 1968, fondé sur l’émission de différentes fréquences: le clavier à multifréquences est conçu pour que l’appui sur une touche commande l’émission d’un couple de fréquences dont l’une caractérise la colonne dans laquelle se trouve la touche et l’autre la rangée horizontale de cette touche. La correspondance entre les douze touches principales et les fréquences est donnée par la figure 1. L’électronique logée sous le clavier comporte alors sept sources possibles de fréquences, et l’appui sur une touche assure ainsi l’émission simultanée d’une fréquence parmi trois plus une fréquence parmi quatre, ce qui donne 3 憐 4 = 12 combinaisons possibles.

Les centraux électroniques conçus spécialement pour l’emploi des claviers ont permis de généraliser l’usage de ces derniers.

Qualités téléphonométriques des postes

Les postes téléphoniques font l’objet de mesures dites téléphonométriques dont les résultats permettent d’apprécier et surtout de comparer les comportements. Ceux-ci ont plusieurs aspects: l’efficacité à l’émission ou à la réception, la netteté ou l’intelligibilité, qui se détermine par le pourcentage de sons élémentaires, dits logatomes , correctement reçus.

L’efficacité d’un poste à l’émission ou à la réception se mesure par rapport à un poste étalon en intercalant sur la ligne de l’un ou l’autre des deux postes à comparer des cellules réglables, d’affaiblissement connu, de façon que, à égalité des puissances sonores émises, les puissances sonores reçues soient jugées identiques. Les comparaisons se font par rapport à un système bien défini sur le plan international, le Nosfer (Nouveau Système fondamental pour la détermination des équivalents de référence). Les résultats s’expriment en décinépers (dNp).

Dire par exemple qu’un poste présente à la réception un équivalent de référence de 1 dNp meilleur par rapport au Nosfer signifie que, pour recueillir la même puissance sonore, quand le système étalon est remplacé par un poste identique, on a dû ajouter à ce dernier une cellule d’affaiblissement de 1 dNp.

L’affaiblissement d’une ligne artificielle ou réelle est de a népers lorsque, recevant à son entrée une puissance électrique P 0, elle restitue à la sortie une puissance P telle que:

ln désignant le logarithme népérien.

On a alors:

Si, au lieu des puissances électriques, on considère les intensités correspondantes I 0 et I , on a alors:

cela suppose que les puissances (ou les intensités) électriques à comparer débitent sur les mêmes impédances de façon que les puissances soient proportionnelles au carré des intensités.

Dans de nombreux pays, au lieu d’utiliser comme unité le néper, qui correspond au logarithme népérien du rapport des intensités électriques, on utilise le bel, du nom de Bell, dont les expériences en 1876 furent déterminantes à la naissance du téléphone. Le bel correspond directement au logarithme décimal du rapport des puissances. Un affaiblissement b exprimé en bels est donc défini par:

1 dNp correspond à 0,87 dB, et réciproquement 1 dB équivaut à 1,15 dNp.

2. Les communications

Pour que l’usager doté d’un poste téléphonique puisse converser avec un correspondant quelconque, il faut que soient résolus de nombreux et délicats problèmes au cours des différentes phases que doit comporter toute communication téléphonique, que celle-ci ait été établie par une exploitation manuelle, semi-automatique ou intégralement automatique, comme c’est le cas aujourd’hui, et cela dans le cadre local, régional, national ou international.

L’usage s’est établi de distinguer les problèmes de transmission et les problèmes de commutation . Les problèmes de transmission ont pour but d’établir le maximum de voies de bonne qualité entre des extrémités fixes. Les problèmes de commutation sont en quelque sorte des problèmes d’aiguillage qui sont résolus grâce aux centres de commutation dans lesquels une ligne ou voie entrante doit, à la demande, pouvoir être mise en liaison provisoire avec l’une quelconque des lignes ou voies sortantes parmi toutes celles qui sont desservies par ce centre.

Une telle distinction entre transmission et commutation n’a rien d’absolu ni surtout de définitif. C’est ainsi que les techniques de signalisation se trouvent nécessairement au point de rencontre des techniques de commutation et de transmission, car les signaux intervenant lors de l’établissement ou de la rupture d’une liaison sont produits, reçus, interprétés par les moyens de la commutation, mais, entre les différents centres de commutation participant à une communication, ces signaux doivent être convenablement véhiculés par les moyens de transmission.

Sans perdre de vue les généralités ci-dessus, il y a donc lieu d’examiner:

– les centraux téléphoniques , dans lesquels sont mis en œuvre les moyens de commutation, qui furent d’abord manuels et qui sont devenus automatiques et ne cessent d’évoluer;

– les lignes et voies de transmission , qui ont vu la mise en œuvre de techniques de plus en plus puissantes et variées, depuis les câbles ordinaires jusqu’aux câbles en fibres optiques, faisceaux hertziens, satellites et guides d’ondes;

– les procédés généraux de signalisation , par lesquels les signaux nécessaires à l’établissement et à la rupture des liaisons s’échangent entre les centres de commutation participant à une même communication.

Nous examinerons ensuite comment tous ces moyens peuvent et doivent être coordonnés pour constituer et organiser les réseaux dans le cadre national puis international. Enfin quelques considérations seront évoquées sur la place qu’occupe le téléphone dans le monde moderne.

3. Les centraux

Centraux manuels

Chaque ligne, venant d’un poste ou d’un autre central, desservie par une table d’opératrice se présentait en général sur le panneau vertical de celle-ci par un jack associé à une lampe d’appel. Le jack, formé de deux lames-ressorts, servait en quelque sorte de prise de courant lorsqu’on y enfonçait une fiche . Sur la partie horizontale de la table étaient disposés des cordons souples appelés dicordes , terminés à chacune de leurs extrémités par une fiche en général à trois conducteurs, dont deux (pointe et nuque) assuraient le circuit de conversation, tandis que le troisième (par le corps de la fiche et la douille du jack) assurait un circuit spécial de signalisation. À chacun des cordons était associé un équipement permettant à la téléphoniste d’intervenir, d’appeler les correspondants et de superviser la liaison pour la couper une fois la conversation terminée.

Dans les installations de faible importance, chaque ligne desservie ne comportait qu’un seul jack, grâce auquel une seule opératrice (ou à la rigueur l’une de ses deux voisines) pouvait traiter un appel émanant ou à destination de la ligne considérée. À partir du moment où, l’installation étant importante, plusieurs opératrices étaient nécessaires, des dispositions étaient prises pour qu’une même ligne soit accessible à partir de toutes les tables. Une ligne était alors représentée sur le meuble par plusieurs jacks montés en parallèle; on disait qu’ils étaient multiplés , tandis que l’installation prenait le nom de multiple manuel . Pour qu’une ligne ne puisse pas être prise et connectée simultanément à partir de plus d’un seul jack, des lampes d’occupation et un jeu de relais de test utilisant le troisième fil évitaient les doubles prises et les supprimaient si elles se produisaient.

Les schémas électriques de l’équipement individuel de chaque ligne desservie et de l’équipement interne affecté à un cordon étaient adaptés l’un à l’autre de façon que, d’une part, le circuit de conversation soit correctement établi, et que, d’autre part, la signalisation soit convenablement assurée pour la téléphoniste. Les mêmes principes sont d’ailleurs valables en exploitation automatique.

Les centraux manuels (qui, dans le cas des grands centraux urbains, pouvaient recevoir jusqu’à 10 000 lignes d’abonnés) ont totalement disparu par suite de la mise en automatique des réseaux des grandes villes, entreprise en France vers 1925.

On a tendu à réduire les dimensions des meubles manuels en constituant des pupitres ne comportant ni jacks, ni fiches, ni cordons. C’est ce qu’on nommait des pupitres dirigeurs à exploitation semi-automatique. Selon ces dispositions, les lignes desservies étaient multipliées non sur des jacks, mais sur des équipements automatiques. Après avoir recueilli un appel par la manœuvre d’une clé et pris connaissance de la demande, la téléphoniste commandait par un cadran ou, mieux, par un clavier, d’une manipulation plus aisée et plus rapide, des sélections automatiques qui orientaient l’appel sur la ligne demandée parmi toutes celles que desservait le pupitre. De telles opérations de sélection mettaient en œuvre les principes des centraux automatiques.

Centraux automatiques

Assez peu de temps après la constitution des premiers réseaux téléphoniques, les avantages de l’établissement automatique des communications locales (rapidité, secret, permanence du service) furent entrevus et suscitèrent des inventeurs, dont un entrepreneur de Kansas City (États-Unis), Almon B. Strowger, qui déposa en 1889 son premier brevet de sélection automatique. De nombreux perfectionnements et de laborieuses mises au point étaient nécessaires, et c’est au début du XXe siècle que furent constitués les premiers grands centraux automatiques urbains en système Strowger. En France, le premier central automatique fut ouvert à Nice, le 19 octobre 1913. Depuis cette époque, les centraux automatiques ont considérablement évolué, d’une part avec les moyens techniques mis en œuvre, d’autre part et surtout, à partir de 1950 environ, par l’extension de l’exploitation automatique sans aucune limitation de distance.

Les systèmes automatiques peuvent, selon les moyens qu’ils mettent en œuvre, être classés en trois catégories:

– les systèmes utilisant des organes mécaniques à grand déplacement et à contacts glissants qui, sauf dans le système Panel américain, sont des organes tournants ;

– les systèmes évitant les contacts glissants et les déplacements d’organes tournants en utilisant le principe des barres croisées; ce sont les systèmes crossbar ;

– les systèmes électroniques .

Systèmes à organes tournants

Parmi les systèmes à organes tournants figurent le système Strowger (beaucoup utilisé en Grande-Bretagne, ainsi qu’en république fédérale d’Allemagne sous la forme Siemens), le système Ericsson (très répandu en Suède), avec sélecteur à plateau ayant un champ d’exploration de 500 lignes, les systèmes Rotary et les systèmes R 6 créés et utilisés en France.

L’administration française employa surtout le système Rotary, avec lequel fut automatisé le réseau de Paris (premier central ouvert en 1928), et le système R 6, adopté à partir de 1930 pour équiper les villes de province et qui, d’abord sans enregistreur, fut ensuite complété sur ce point. La base du matériel R 6 est un commutateur rotatif à 50 positions qui peut, grâce à deux jeux de balais frotteurs, donner accès à 100 lignes réparties sur les bancs circulaires de contacts.

Les systèmes à organes tournants, Rotary et R 6, ne furent plus commandés par l’administration française à partir de 1960 pour constituer des centraux neufs et disparurent en France dans les années 1980.

Chaîne de sélection

Le sélecteur , l’organe fondamental, variait profondément selon les systèmes à organes tournants, mais il comportait toujours des bras mobiles munis de balais porte-contacts, en général à trois conducteurs et venant du côté du demandeur par rapport à ce sélecteur. Sous l’action d’un mécanisme dûment contrôlé, les balais porte-contacts se déplaçaient devant un certain nombre de lignes (100 par exemple, ce nombre dépendant du système) constituant le champ de sélection. Une fois arrêtés devant l’une des lignes libres de la direction désirée, parmi celles explorées, les balais frotteurs assuraient la connexion entre le côté demandeur et le côté demandé. Par plusieurs étages de sélection successifs, dont le nombre dépendait du système et de la capacité en directions et en lignes auxquelles le central considéré donnait accès, on pouvait ainsi acheminer un appel à partir d’un premier sélecteur jusqu’à une ligne ayant le numéro désiré. C’est ce qu’on appelait la chaîne de sélection, qui comportait, par exemple, une première sélection dirigeant l’appel sur le central désiré, une deuxième sélection (qui pouvait correspondre au choix du millier), une troisième sélection (qui pouvait correspondre au choix de la centaine) et une sélection finale qui, tenant compte du chiffre des dizaines et du chiffre d’unité du numéro composé, donnait enfin accès à la ligne demandée.

Chaîne de présélection

Comme il aurait été très onéreux d’affecter un premier sélecteur à chaque ligne d’abonné, il suffisait que le nombre de ces organes accessibles à tous les demandeurs soit égal au nombre de communications simultanément en cours d’établissement ou de conversation à partir du central considéré. Le nombre des premiers sélecteurs, comme celui des autres organes d’un central ainsi que celui des circuits, était déterminé à partir de statistiques de trafic en appliquant le calcul des probabilités qui, selon la probabilité de perte tolérée, donnait sous forme de courbes ou de tableaux le nombre d’organes ou de circuits à équiper en fonction de l’intensité du trafic à écouler à l’heure chargée exprimée en erlangs (du nom de Erlang, ingénieur danois qui appliqua le calcul des probabilités à des études théoriques sur le trafic téléphonique). Un erlang correspond à 60 minutes d’occupation totalisées à l’heure sur l’ensemble des organes ou circuits considérés.

Avant les premiers sélecteurs, dont le nombre était ainsi calculé d’après le trafic à écouler, on constituait une chaîne d’organes tournants dite chaîne de présélection, dont le rôle était de recueillir et de rassembler les appels des abonnés demandeurs pour les acheminer sur un premier sélecteur disponible.

Enregistrement et acheminement

Certains systèmes (Strowger, R 6 sans enregistreur) étaient dits à commande directe parce que, dans la chaîne de sélection conduisant au demandé, chaque organe sélecteur avait son mouvement directement orienté lors de la réception du chiffre correspondant émis par le cadran de l’usager.

Au contraire, dans les systèmes avec enregistreurs (Rotary, Ericsson, R 6 normalisés), un équipement enregistreur venait se brancher au point de liaison entre la chaîne de présélection et la chaîne de sélection, et c’est cet équipement qui, après avoir envoyé au demandeur la tonalité d’invitation à numéroter, recevait, enregistrait et matérialisait la totalité des chiffres tels qu’ils étaient composés au cadran par le demandeur. Compte tenu du numéro enregistré ainsi que des informations complémentaires fournies par un équipement traducteur ou indicateur d’acheminement et de taxation, l’équipement enregistreur commandait et contrôlait les opérations auxquelles devaient procéder les sélecteurs successifs appelés à constituer la chaîne acheminant l’appel.

Si l’appel restait dans les cadres urbain et suburbain permettant la signalisation par courant continu, l’enregistreur de départ pouvait commander et contrôler l’acheminement de l’appel jusqu’à la ligne de l’abonné demandé. Mais, si un ou plusieurs circuits interurbains devaient être empruntés pour acheminer l’appel, d’autres enregistreurs étaient amenés à intervenir, dans les centres de transit traversés ainsi que dans le central d’arrivée dont dépendait le demandé. Les principes qui étaient mis en œuvre dans ces cas sont indiqués dans le chapitre 5.

Un enregistreur associé à un indicateur d’acheminement et situé dans un centre de départ, de transit ou d’arrivée, permettait d’acheminer un appel en tenant compte non seulement du numéro tel qu’il avait été formé par le demandeur, mais aussi de la configuration variable du réseau des lignes ainsi que des centraux à traverser. Cela donnait aux acheminements une souplesse telle qu’elle permettait de les adapter aux situations résultant de l’organisation du réseau.

Les centraux à organes tournants des systèmes Rotary et R 6 qui furent mis en service en France comportaient tous des enregistreurs avec traducteurs ou indicateurs d’acheminement, de même que les centraux en systèmes crossbar.

Systèmes crossbar

Les systèmes à organes tournants étaient capables, moyennant certaines précautions et opérations d’entretien, d’assurer une exploitation entièrement automatique dans les cadres urbain et régional et même, à partir de 1950, dans le cadre national (liaison automatique Paris-Lyon ouverte en 1951). Mais les mouvements mécaniques de grande amplitude entraînaient, d’une part, des déréglages qui nécessitaient la présence d’un personnel spécialisé, d’autre part, des vibrations qui pouvaient nuire à la qualité des contacts glissants employés, tandis que les temps de recherche et de sélection pouvaient être assez longs.

Avec les systèmes à barres croisées (ou systèmes crossbar), les déplacements mécaniques sont réduits au minimum, ce qui permet d’assurer les sélections en un temps très réduit tout en évitant les vibrations et l’emploi de contacts glissants. Le principe général est le suivant: supposons un nombre v de lignes verticales V, ou lignes entrantes , dont chacune est associée à une barre verticale actionnée par un électro-aimant; supposons de même un nombre h de lignes horizontales H, ou lignes sortantes ; au point de croisement entre chaque ligne verticale et chaque ligne horizontale se trouve un jeu de contacts tel que, si l’on place au préalable une tige flexible d’embrayeur devant lui et qu’on actionne ensuite la barre verticale correspondante, on établira la connexion entre la ligne verticale dont la barre a été actionnée et la ligne horizontale indiquée par l’embrayeur; l’une quelconque des v lignes verticales entrantes peut donc être reliée à l’une quelconque des h lignes horizontales sortantes, le choix de celle-ci étant déterminé par la position de la tige flexible de l’embrayeur présentée, à la suite d’un léger pivotement vers le haut ou vers le bas, par la barre horizontale dite barre de sélection .

C’est d’après ce principe que deux matériels différents furent adoptés par l’administration française, qui en généralisa l’emploi à partir de 1960. Il s’agissait du matériel crossbar CP 400 et du matériel Pentaconta qui perdurèrent en France jusqu’au milieu des années 1990.

En raison des écarts de capacité que présentaient les multisélecteurs des matériels Pentaconta et CP 400, les conditions d’utilisation, différentes, conduisirent à constituer les centraux selon des diagrammes particuliers à chaque système pour utiliser le matériel dans les meilleures conditions tout en les adaptant aux besoins du central considéré.

Le passage des premiers systèmes automatiques, dont chaque organe sélecteur fonctionnait individuellement en «pas à pas», aux systèmes ainsi fortement centralisés représenta une évolution considérable qui s’accentua encore avec l’emploi des moyens électroniques.

Systèmes électroniques

Bien que les systèmes électromécaniques et surtout les systèmes crossbar aient donné satisfaction, il était naturel de s’efforcer d’utiliser les moyens de l’électronique pour la constitution de centraux téléphoniques. On pouvait en espérer de nouvelles facilités pour les usagers, une augmentation de la rapidité d’acheminement des communications ainsi que des réductions massives de l’encombrement des installations.

Des équipements électroniques ont été introduits dans les centraux électromécaniques pour certaines fonctions que les moyens électroniques sont particulièrement aptes à assurer, en raison soit de la capacité et de la souplesse des mémoires (indicateurs d’acheminement et de taxation), soit de leur rapidité dans l’émission et la détection de signaux (signalisation multifréquence examinée plus loin), soit d’une présentation plus facilement et directement utilisable de certaines informations, comme la taxation ou les observations de trafic. Ces moyens électroniques ont été introduits sans remettre en cause la structure générale des systèmes électromécaniques.

Pour aller plus loin dans l’emploi des moyens électroniques, des études ont été effectuées à partir des années 1960, notamment au Centre national d’études des télécommunications (C.N.E.T.), et des expérimentations ont suivi en vue d’effectuer les mises au point nécessaires et de déterminer les meilleures dispositions à mettre en place. Les études ont été menées selon deux orientations principales: les systèmes à commutation spatiale , dans lesquels, comme dans les systèmes électromécaniques et tout en employant des moyens électroniques, chaque liaison, établie de façon continue pendant toute la durée d’une communication, est matérialisée en permanence dans l’espace par un itinéraire déterminé; les systèmes dits à commutation temporelle , selon lesquels les différentes liaisons à assurer, au lieu d’être réparties dans l’espace, sont réparties dans le temps.

Commutation électronique spatiale

Pour constituer des systèmes entièrement électroniques de commutation spatiale, on a d’abord utilisé des diodes à gaz comme «portes électroniques», mais celles-ci nécessitent une tension d’amorçage assez élevée et une puissance relativement importante. Des expérimentations ont aussi été menées (système Aristote en France) pour l’emploi de semi-conducteurs avec des jonctions de différents types, mais le prix du point de connexion électronique restait élevé par rapport au point de connexion purement métallique, tandis que les réseaux de connexion de type unifilaire soulevaient dans les grands centres certaines difficultés de réalisation pour éviter les diaphonies (mélanges de conversations).

On a aussi commandé des commutateurs électromécaniques du type crossbar par des organes centraux électroniques (système Socrate ); mais la lenteur relative de ces commutateurs par rapport aux cadences très élevées des ordres que peuvent donner les moyens électroniques empêcha de retirer tous les avantages de rapidité que ceux-ci étaient en mesure de fournir.

Il est alors apparu que les contacts métalliques pouvaient, en raison de leur simplicité, être maintenus comme points de connexion des réseaux de commutation spatiale, mais à la condition essentielle d’être très allégés, d’un encombrement minimal et adaptés aux moyens électroniques destinés à les commander et à les contrôler. Ces conditions pouvaient être remplies soit, comme dans le système Métaconta , par des sélecteurs miniaturisés spécialement conçus, actionnés selon le principe des barres croisées mais d’une rapidité compatible avec les moyens électroniques, soit par des ensembles de relais à tiges. Les lames de contact d’un relais à tige sont enfermées et scellées dans une ampoule de verre où l’air a été remplacé par un gaz neutre. Le contact est établi sous l’action d’un champ magnétique déclenché par l’envoi d’une impulsion dans des bobines entourant l’ampoule. Les relais à tiges, qui peuvent être à maintien électrique ou magnétique, ont l’avantage d’être protégés des poussières, de l’humidité et d’avoir un temps de fonctionnement de l’ordre de la milliseconde. Ils sont assemblés en matrices de différentes capacités, par exemple 8 憐 8 (8 lignes entrantes et 8 lignes sortantes). Ces dispositions avec relais à tige, dénommées système Périclès , ont donné lieu à quelques réalisations.

Commutation électronique temporelle

La commutation électronique temporelle repose sur un principe que nous retrouverons avec les systèmes de transmission numérique: pour reproduire correctement un courant vocal dont les fréquences ne dépassent pas une certaine valeur f = 4 000 hertz, il n’est pas nécessaire d’en avoir l’amplitude de façon absolument permanente mais seulement d’en avoir l’échantillonnage à une fréquence 2 f , c’est-à-dire à des instants rapprochés de 1/2f = 1/8 000 = 125 microsecondes ( 猪s).

Or si, durant ce cycle de 125 猪s, N lignes peuvent être successivement explorées, chacune pendant 4 猪s par exemple, on aura réalisé sur un seul support un système de communications multiples réparties dans le temps, avec N = 125/4 = 30 lignes environ. La commutation temporelle résulte de ce principe très fécond (fig. 2), en modifiant, pour redistribuer les signaux, l’ordre dans lequel ceux-ci ont été recueillis.

Les deux domaines de la transmission et de la commutation ne sont plus alors nettement distincts, car les techniques de transmission à multiplexage par répartition dans le temps (cf. chap. 4, en particulier le système M.I.C. de modulation par impulsions codées), et les techniques qui sont mises en œuvre par la commutation temporelle se rejoignent pour constituer des réseaux intégrés de télécommunications, dont le premier exemple au monde fut mis en service en 1971 dans le groupement téléphonique de Lannion sous le nom de projet Platon .

Vers les systèmes électroniques

En France, toutes les études menées au C.N.E.T. ou chez les constructeurs ainsi que les résultats obtenus par les expérimentations menées en service courant ont convergé, quels que soient les systèmes à commutation spatiale ou temporelle employés, vers un certain nombre de principes communs:

– commande centralisée du réseau spatial ou temporel des connexions par traitement en temps réel et selon un programme enregistré en mémoire facilement modifiable;

– signalisation entre grands centraux par des voies spécialisées, différentes des liaisons assurant les communications, et transmettant entre centraux toutes les informations nécessaires selon les procédés puissants et rapides de la téléinformatique (cf. TÉLÉCOMMUNICATIONS - Téléinformatique), ces voies spécialisées étant appelées canaux sémaphores ;

– exécution des fonctions qui peuvent sans inconvénient être différées, par exemple celles intéressant la gestion et la maintenance, par une unité dite de gestion, distincte de l’unité de commande et qui, située dans un centre distant, dessert par canaux sémaphores plusieurs autocommutateurs d’une zone, ce qui présente l’intérêt de pouvoir centraliser les statistiques de trafic, la taxation, la signalisation des dérangements, la maintenance, etc.;

– développement de l’emploi de la transmission numérique par la constitution de circuits téléphoniques mettant en œuvre le système de modulation par impulsions codées (M.I.C., cf. chap. 4), ce qui permet de bénéficier de tous les avantages de la commutation temporelle dans des réseaux dits intégrés .

Les commutateurs mis en service en France dans les années 1990 tendent à devenir compatibles avec le réseau Numéris de France Télécom, réseau numérique à intégration de services (R.N.I.S., cf. TÉLÉCOMMUNICATIONS - La révolution numérique).

4. Lignes et voies de transmission

Lignes ordinaires

Les lignes téléphoniques ont d’abord été toutes des lignes aériennes (en fil nu de cuivre ou de bronze) qui présentent le grand inconvénient d’être soumises aux perturbations atmosphériques. Par ailleurs, le voisinage de lignes de transport d’énergie provoque des courants induits nuisibles, et des précautions spéciales sont à prendre pour éviter les diaphonies entre les lignes d’une même artère, tandis que les distances restent limitées.

Les lignes aériennes ne sont plus guère employées que pour les lignes d’abonnés des agglomérations à faible densité ou pour des circuits ruraux. Dans les localités de faible importance, on constitue en général des réseaux aéro-souterrains dans lesquels les câbles venant du central téléphonique aboutissent à des points de concentration à partir desquels la distribution se fait par lignes aériennes jusque chez les abonnés. On peut, dans des conditions économiques favorables, ajouter sur les appuis existants des câbles qui sont dits autoportés (l’enveloppe de ces câbles sert de support mécanique entre les appuis).

Dans les grandes agglomérations, on n’utilise que des câbles souterrains dans lesquels, sous une enveloppe de plomb ou de chlorure de vinyle, se trouvent un certain nombre de paires ou de quartes (groupes de deux paires de conducteurs de fils de cuivre convenablement isolés, dont le diamètre va de 0,5 à 1 mm). Certains câbles urbains, dits de transport, peuvent compter jusqu’à 1 800 paires. Ces câbles sont tirés dans des galeries ou dans des conduites. Au-delà d’une certaine distance, les câbles urbains ne peuvent convenir en raison de leur affaiblissement, lequel augmente aussi beaucoup en fonction de la fréquence émise.

Avec des lignes aériennes ou certains câbles qui le permettent, formés de quartes à paires combinables, il est possible avec quatre fils de constituer non pas deux mais trois circuits. Le troisième circuit ainsi obtenu, appelé circuit fantôme , permet d’augmenter de 50 p. 100 la capacité en voies d’une artère aérienne ou en câble, sous réserve que la signalisation ne se fasse pas par courant continu, en raison de la présence de transformateurs appelés translateurs qui ne laissent passer que le courant alternatif.

Circuits en câbles basse fréquence chargés

Soit I 0 le courant à l’origine d’un circuit; l’introduction d’une ligne homogène de transmission fait que le courant I reçu à son extrémité est affaibli en fonction de la longueur l (en km) de la ligne selon la loi exponentielle:

d’où:

ln désignant le logarithme népérien.

Le coefficient , exprimé en népers ou en décinépers, est l’affaiblissement kilométrique de la ligne et dépend des caractéristiques électriques de celle-ci: impédance R , inductance L , capacité C et perditance (inverse de la résistance d’isolement), en général négligeable, R , L et C étant les valeurs prises pour 1 kilomètre.

Des études théoriques faites d’abord par Vaschy et Oliver Heaviside montrent que l’affaiblissement kilométrique d’une ligne en câble peut être notablement diminué en disposant à intervalles réguliers sur le câble une inductance, l’effet de celle-ci étant indiqué par la relation approximative suivante:

Ce modèle de câble est alors appelé câble chargé (ou pupinisé , du nom de Michael Idvorsky Pupin, qui a mis au point cette technique), tandis que les bobines d’inductance intercalées, tous les 1 830 mètres par exemple, s’appellent des bobines ou pots Pupin.

La théorie montre également que, si l’affaiblissement est heureusement réduit dans la bande des fréquences basses, il augmente ensuite considérablement avec la fréquence. Un câble pupinisé est analogue à un filtre passe-bas ayant une fréquence de coupure:

L 0 et C 0 étant le coefficient d’auto-induction et la capacité d’une section de pupinisation de longueur d .

En outre, la vitesse de propagation des courants vocaux, sensiblement égale à d /‘ 連L 0C 0, diminue sensiblement quand la charge augmente et, au-delà d’une certaine durée de propagation entre deux correspondants, la conversation devient très pénible. Les câbles chargés ont donc présenté certains avantages, mais leur portée limitée nécessite des amplifications.

Répéteurs téléphoniques

Grâce aux amplificateurs à lampes triodes puis pentodes, les câbles chargés ont constitué à partir de 1920 environ (câbles Paris-Strasbourg et Paris-Bordeaux) la première ossature du réseau de transmission téléphonique à grandes distances. Les amplificateurs de chaque circuit d’un même câble chargé sont groupés dans des stations de répéteurs espacées d’environ 70 kilomètres.

Comme un amplificateur ne transmet l’énergie que dans un seul sens et qu’une conversation téléphonique est bilatérale, des dispositions spéciales sont à prendre pour que les courants vocaux puissent être amplifiés dans les deux sens, sans réaction de l’un sur l’autre. Un tel résultat est obtenu de deux façons différentes: soit en montant un répéteur pour circuit deux fils, soit en constituant entre les deux extrémités du câble un circuit dit à quatre fils.

Les immenses progrès apportés par les transistors dans la technique de l’amplification ont permis de compenser des affaiblissements de plus en plus grands. Cela a conduit, d’une part, à réduire considérablement la quantité de cuivre entrant dans les câbles, grâce à des fils de diamètres plus faibles, d’autre part, à diminuer et même à supprimer la pupinisation, ce qui, de plus, élargit la bande de fréquences passantes, permettant ainsi une meilleure utilisation des câbles au multiplexage par répartition de fréquences.

Multiplexage par répartition de fréquences

Le multiplexage par répartition de fréquences est un procédé qui consiste à moduler l’amplitude d’un courant sinusoïdal de F , dite fréquence porteuse , par les courants vocaux d’une voie téléphonique, ces courants ayant des fréquences f comprises entre 300 et 3 400 hertz. La théorie [cf. MODULATION ET DÉMODULATION] montre que la modulation d’une fréquence porteuse F par une fréquence f donne lieu à trois courants sinusoïdaux de fréquences respectives Ff , F et F + f . La bande des fréquences vocales se trouve de ce fait transposée dans ce qu’on appelle deux bandes latérales , une bande latérale inférieure de fréquences F 漣 3 400 à F 漣 300 et une bande latérale supérieure de fréquences F + 300 à F + 3 400. On se contente, à l’aide de filtres convenables de fréquences, de ne transmettre qu’une seule bande latérale de largeur 4 000 hertz, l’autre bande latérale ainsi que la fréquence porteuse étant éliminées. À l’arrivée, recevant la bande latérale transmise et régénérant exactement la fréquence porteuse F , on peut par démodulation reconstituer les courants vocaux de la voie ainsi traitée à l’origine.

En transposant de la façon précédente le spectre des fréquences vocales de chacune des n voies téléphoniques d’un groupe, mais en utilisant pour chaque voie une fréquence porteuse de voix différente (F 1 à n ), avec un intervalle de 4 000 hertz entre deux porteuses consécutives, et en envoyant les produits de modulation (une seule bande latérale par voie sans la fréquence porteuse), on pourra à l’arrivée, par filtrages, régénération de chaque fréquence porteuse et démodulations, obtenir un groupe de n voies téléphoniques distinctes et indépendantes. Cela suppose évidemment que le système dit à courants porteurs soit capable de transmettre convenablement une bande de fréquences comprenant autant de tranches de 4 000 hertz qu’il y a de voies.

En définitive, avec un système transmettant correctement les fréquences sur une bande de largeur B kilohertz, il est possible, par découpage et regroupements successifs convenables dans cette bande de fréquences, de constituer dans un sens un nombre de voies téléphoniques voisin de B /4.

Les systèmes de transmission à large bande mettent en œuvre:

– des oscillateurs stables et d’une haute précision, d’autant plus nécessaire que les fréquences porteuses doivent être reconstituées; on utilise donc comme sources de fréquences des maîtres oscillateurs à quartz avec multiplicateurs de fréquences;

– des équipements modulateurs et démodulateurs composés en général de cellules redresseuses montées en pont entre deux transformateurs (modulateurs en anneau);

– des filtres passe-bande à caractéristique plate dans la bande passante mais à coupures brusques pour les fréquences à éliminer;

– des amplificateurs particulièrement adaptés à l’ensemble de la bande très étendue des fréquences qu’ils doivent traiter.

Les systèmes à courants porteurs ont d’abord été utilisés vers 1940 sur des lignes aériennes puis sur des câbles à paires symétriques non pupinisés ou dépupinisés. On ne construit plus de nouveaux câbles à grandes distances à paires symétriques, mais on s’arrange pour exploiter au maximum toutes leurs possibilités qui, sur une paire, peuvent aller jusqu’à 60 voies dans chaque sens et même atteindre 300. Mais ce sont les câbles à paires coaxiales qui ont conduit à étendre considérablement la transmission téléphonique par courants porteurs.

Transmission numérique

Dans tous les procédés de transmission téléphonique examinés ci-dessus (sauf à l’occasion de la commutation temporelle), on émet, on transmet et on reçoit un signal électrique qui, à tout instant, correspond à l’amplitude du courant téléphonique; c’est une transmission dite analogique , selon le principe même des premiers téléphones. Des techniques nouvelles sont apparues; elles reposent sur des principes entièrement différents, constituant la transmission dite numérique , quasi généralisée dans les années 1990.

La théorie et l’expérience montrent que, pour reconstituer correctement un courant formé, selon le théorème de Fourier, de fréquences inférieures à f , il suffit de disposer de la valeur de ce courant à des instants suffisamment rapprochés (instants d’échantillonnage), écartés au plus d’un temps T = 1/2 f , T étant la période d’échantillonnage, exprimée en secondes.

Si l’on considère que, pour les courants vocaux, f = 4 000 hertz, une exploration et une mesure du courant téléphonique à transmettre doivent donc être effectuées tous les 1/8 000 de seconde, soit toutes les 125 microsecondes. La valeur du résultat de la mesure est ensuite traduite en informations susceptibles d’être transmises en ligne et convenablement détectées à l’arrivée.

L’un de ces procédés, dénommé M.I.C. (modulation par impulsions codées), consiste à traduire le résultat de la mesure en numération binaire. Avec, par exemple, une suite de 8 éléments binaires (0 et 1), on dispose de 28 = 256 valeurs possibles d’amplitudes étalons et l’on retient celle qui se rapproche le plus possible de la valeur exacte mesurée; une telle opération est appelée quantification .

En résumé, le courant téléphonique analogique d’une voie fait l’objet, à la cadence de 8 000 fois par seconde, de trois opérations: échantillonnage, quantification et codage, dont une est susceptible d’apporter une altération (bruit de quantification) du fait de l’approximation entre la valeur réelle et la valeur étalon retenue pour l’amplitude. C’est pour réduire cet inconvénient que le système M.I.C. européen a été normalisé avec 256 niveaux étalons de quantification grâce à 8 éléments binaires de codage (bit, abréviation de binary digit ).

À l’arrivée, la transformation inverse dite décodage consiste, à partir des informations reçues en numération binaire, à produire une impulsion d’amplitude correspondant à la valeur quantifiée.

L’avantage de ce procédé est d’abord que le signal numérique est insensible aux bruits et aux distorsions puisqu’il suffit de détecter correctement l’information numérique pour reconstituer le courant «analogique» dans son état d’origine. Mais, outre le bénéfice de cette protection contre les perturbations, l’essor des composants électroniques rapides et fiables utilisés en informatique a permis d’accélérer considérablement les cadences de codage et de décodage des informations numériques, apportant ainsi un avantage considérable: le multiplexage par partage dans le temps.

Si l’on admet que 0,5 猪s environ suffit pour former et transmettre un élément binaire, chaque valeur mesurée formée de 8 bits demandera 0,5 憐 8 = 4 猪s. La période d’échantillonnage T étant de 125 猪s, on pourra pendant une période T mesurer et transmettre les résultats de 125/4, soit 32 voies (fig. 3). Finalement, le nombre d’éléments binaires émis par seconde est alors égal à 8 000 憐 32 憐 8 = 2,048 憐 106.

Le débit numérique du multiplex est dit égal à 2,048 mégabits par seconde, grâce auquel une ligne unique fournit 32 voies téléphoniques dans un sens.

Le système M.I.C. est très avantageux pour augmenter la capacité des faisceaux de lignes ou de circuits dont la longueur ne justifie pas l’emploi des équipements par courants porteurs à multiplexage par répartition de fréquences. C’est ainsi que l’exploitation par matériels M.I.C. des câbles à basses fréquences existants à paires symétriques non pupinisées ou dépupinisées augmente le nombre des liaisons entre Paris et sa banlieue; des groupes d’adaptation de signalisation (G.A.S.) doivent être ajoutés pour assurer par des voies spéciales la signalisation nécessaire en exploitation automatique. Avec deux paires dans ces câbles, le système M.I.C. fournit 30 voies dans chaque sens, c’est-à-dire 30 liaisons bilatérales, soit un coefficient multiplicateur de 15, les autres voies étant consacrées à la signalisation.

La modulation par impulsions et codage est particulièrement apte à utiliser au mieux les énormes bandes de fréquences que les guides d’ondes apportent, avec des débits possibles de 106 mégabits par seconde écoulant 1 440 voies, par modulation d’une fréquence porteuse dans la gamme des ondes millimétriques.

L’emploi par le procédé M.I.C. de composants électroniques à grande diffusion en informatique offre des avantages techniques et économiques qui ne peuvent aller qu’en croissant.

Le système M.I.C. achemine non seulement les courants vocaux du téléphone, mais également des informations de toute nature établies sous forme numérique, le téléphone étant un secteur particulièrement important du domaine plus général de la téléinformatique, ce qui a conduit à envisager des réseaux aux possibilités multiples de transmission.

Enfin, comme il a été expliqué sur la figure 2, les techniques de transmission par M.I.C. et de commutation temporelle se rejoignent et se complètent pour constituer ce qu’on appelle des réseaux intégrés , dont le premier exemple expérimental au monde et en service courant a été réalisé en France, à Lannion.

Câbles coaxiaux

L’emploi de câbles à paires symétriques pour la transmission à large bande de fréquences rencontre deux difficultés: l’affaiblissement, qui croît avec les fréquences élevées, la diaphonie entre les différentes paires d’un même câble, laquelle augmente très vite avec les fréquences. Les câbles à paires coaxiales sont donc de beaucoup préférables et, à capacité égale en voies, consomment beaucoup moins de cuivre dans la fabrication.

Une paire coaxiale est constituée par deux conducteurs cylindriques concentriques, l’un plein, de diamètre d , situé au centre, l’autre creux, de diamètre interne D , les deux conducteurs étant centrés et isolés l’un de l’autre par des rondelles de polyéthylène régulièrement espacées. Le conducteur extérieur jouant le rôle d’écran, les pertes par rayonnement sont nulles, de sorte que la diaphonie entre paires voisines est négligeable, surtout aux fréquences élevées.

Les paires coaxiales utilisées dans le réseau français sont majoritairement de deux types:

– la paire 2,6/9,5 (c’est-à-dire d = 2,6 mm et D = 9,5 mm);

– la paire 1,2/4,4 de diamètres plus faibles donc plus économique, mais d’affaiblissement supérieur (18 dB/km à 12 MHz au lieu de 8 dB/km, par exemple), rendu acceptable grâce aux progrès de l’amplification.

Le modèle 2,6/9,5 permet d’obtenir 960 voies sur une bande passante de 4 mégahertz, les amplificateurs étant espacés de 9 kilomètres. Avec des amplifications espacées de 4,5 km, la bande passante de ce type a pu être élargie à 12 mégahertz, procurant ainsi 2 700 voies téléphoniques. À partir de 1973, pour aller jusqu’à 60 mégahertz, on a mis en service la paire 3,7/13,5, puis la paire 2,8/10,2 à conducteur extérieur en aluminium soudé.

Le type 1,2/4,4 procure un système à 6 mégahertz donnant 1 260 voies avec des amplifications espacées de 3 kilomètres ou un système à 12 mégahertz donnant 2 700 voies avec un pas d’amplification de 2 kilomètres.

Les amplificateurs sont soit placés dans des boîtiers étanches enfouis dans le sol, soit installés dans de petites cabines. Ils sont téléalimentés à partir des stations d’amplification principales, tandis qu’une régulation est nécessaire pour tenir compte des variations des caractéristiques de transmission des câbles et des équipements en fonction de la température.

Les câbles coaxiaux ont constitué en France le support des transmissions interurbaines jusqu’à l’arrivée des câbles en fibres optiques dans les années 1980 (cf. TÉLÉCOMMUNICATIONS - Transmissions optiques). Ils subsistent dans les liaisons courtes et dans les réseaux locaux.

Câbles téléphoniques sous-marins

À partir de 1925 environ jusqu’au milieu du XXe siècle, les seules liaisons intercontinentales possibles par téléphone furent des liaisons radioélectriques en ondes porteuses de 2 à 30 mégahertz (longueurs d’onde entre 150 et 10 m). De telles ondes ont l’avantage de se propager à des distances très grandes par réflexion sur les hautes couches ionisées de l’atmosphère, mais elles sont très sensibles aux parasites et instables en raison de l’irrégularité de leurs conditions de propagation. En outre, chaque liaison ne procure qu’un nombre très limité de voies de conversation, malgré les puissances élevées mises en jeu dans les antennes d’émission, parfois de plusieurs centaines de kilowatts.

Si des câbles sous-marins pour l’exploitation télégraphique avec l’Amérique du Nord ont été posés bien avant la fin du XIXe siècle (premier câble en 1866), il a fallu pour le téléphone intercontinental attendre que, le câble coaxial étant au point comme support de courants porteurs, soient obtenus des répéteurs immergés à haute fiabilité, équipés de lampes à longue durée de vie et téléalimentés à partir des stations côtières. Les câbles à plusieurs conducteurs n’ayant qu’une portée d’une centaine de kilomètres sans amplification ont pu, à partir de 1927, établir seulement des liaisons téléphoniques entre la France et l’Angleterre à travers le pas de Calais.

À partir de 1956, plusieurs câbles téléphoniques sous-marins ont été posés entre l’Amérique du Nord et l’Europe, dont certains atterrissent en France (pointe de Penmarch, côte vendéenne). Les premiers câbles coaxiaux transatlantiques procuraient 36 voies dans un seul sens avec des répéteurs unidirectionnels tous les 70 kilomètres environ. Depuis ces premiers câbles, la capacité en voies par câble nouveau n’a cessé de croître: on a perfectionné les répéteurs immergés pour augmenter la largeur de la bande des fréquences traitées, amélioré leur fiabilité en employant des transistors, et augmenté aussi leur qualité exprimée par le rapport signal/bruit.

Il existe une technique française des câbles et répéteurs sous-marins car l’administration française étudie, fait construire et pose elle-même des câbles sous-marins grâce à sa flotte de navires câbliers (trois dans les années 1990). Afin d’éviter de poser deux câbles pour assurer des liaisons bilatérales, on transmet sur un même câble dans chacun des deux sens, mais en utilisant deux bandes distinctes de fréquences. Ce système dit N + N procure N circuits bilatéraux avec un seul coaxial. Grâce au dispositif appelé filtre d’aiguillage octopôle, le même répéteur immergé amplifie pour chacun des sens, mais il doit alors être prévu, comme le câble, pour traiter une largeur de bande de fréquences égale à 2 N 憐 4 kilohertz = 8 N kilohertz. Le premier câble méditerranéen Marseille-Alger posé en 1957 sur 900 kilomètres, du type 60 + 60, avait une largeur de bande de 480 kilohertz avec 28 répéteurs espacés de 29 kilomètres. Le câble Perpignan-Oran de 1961 était du même type. Les capacités sont passées de 60 + 60 à 96 + 96 avec les câbles pour la Corse (1966), Perpignan-Tétouan (1967), Marseille-Bizerte (1969), etc. Les câbles sous-marins à fibres optiques remplacent désormais les câbles coaxiaux, grâce à leur capacité inégalable. Le câble transatlantique TAT9, posé en 1991, comporte un tronc commun de 4 600 kilomètres et des dérivations vers cinq pays (Canada, États-Unis, Grande-Bretagne, France, Espagne) sur une longueur cumulée de 3 875 kilomètres. Ce câble optique a une capacité de 15 360 circuits numériques à 64 000 bits par seconde en deux systèmes à 560 mégabits par seconde; son pas de régénération optique est de 110 kilomètres. On citera encore le câble optique SEA-ME-WE 2, reliant l’Europe occidentale au Moyen-Orient et à l’Asie du Sud-Est (1994), d’une longueur de 17 800 kilomètres, avec un pas de régénération de 130 kilomètres pour deux systèmes à 560 mégabits par seconde.

L’exploitation téléphonique intercontinentale par câbles sous-marins ne s’oppose pas à l’exploitation par satellites , car les deux doivent coexister, se compléter, s’entraider pour assurer avec sécurité une permanence totale du service. En outre, les résultats des études comparatives des prix de revient varient beaucoup selon l’évolution de la technique et des conditions économiques et dépendent aussi des liaisons considérées. C’est pourquoi il est précieux et prudent de pouvoir mettre en œuvre plusieurs moyens différents.

Faisceaux hertziens

Les faisceaux hertziens assurent une transmission radioélectrique ayant les caractéristiques particulières suivantes:

– les fréquences porteuses mises en œuvre sont très élevées; elles se situent entre 2 et 15, exceptionnellement 40 gigahertz (1 GHz = 109 Hz et correspond à une longueur d’onde de 30 cm);

– les ondes électromagnétiques correspondantes sont des ondes centimétriques avec des antennes directives qui concentrent l’énergie dans une direction donnée, ce qui rend possibles des liaisons point à point mais exige la visibilité directe entre stations avec des tours hautes de quelques dizaines de mètres et espacées d’une cinquantaine de kilomètres.

Les faisceaux hertziens utilisent en analogique la modulation en fréquence de l’onde porteuse, qui est moins sensible aux bruits que la modulation en amplitude et, en numérique, une modulation par états de phase (jusqu’à 256 états). Les faisceaux hertziens se différencient les uns des autres par la bande de fréquences dans laquelle chacun opère. Le C.C.I.R. (Comité consultatif international des radiocommunications) régit l’allocation des bandes de fréquences et définit dans chacune d’elles les canaux utilisables, un canal étant la partie du spectre occupée par une onde porteuse radioélectrique modulée en fréquence par un ensemble de voies groupées.

La première des bandes de fréquences utilisées a été celle située autour de 4 gigahertz. Elle a procuré des canaux de 300 puis de 960 voies. On a ensuite exploité la bande autour de 6 gigahertz, d’abord par un système à tubes à 300 voies par canal. Les besoins augmentant sans cesse, un système à grande capacité a été développé dans la bande des 6 gigahertz avec 2 700 voies téléphoniques analogiques par canal et dépassant 140 mégabits par seconde en numérique. Ce système est entièrement transistorisé, à la seule exception de l’élément amplificateur hyperfréquence, qui comporte un tube à ondes progressives en raison de la puissance, supérieure à 10 watts, nécessaire à la sortie.

En raison de la très large bande des fréquences transmises, les faisceaux hertziens analogiques sont surtout utilisés, depuis 1983, pour la télévision, un canal de télévision occupant dans la bande des fréquences la place de plusieurs centaines de voies téléphoniques [cf. TÉLÉVISION].

Les faisceaux hertziens numériques sont employés dans les réseaux locaux, jusqu’à 8 mégabits par seconde, et dans les liaisons interurbaines, jusqu’à 140, voire 234 mégabits par seconde.

Les supports de transmission par faisceaux hertziens ne s’opposent pas aux supports que constituent les câbles coaxiaux ou en fibres optiques. Ils se complètent, et ce sont les considérations économiques, fonction des solutions techniques en pleine évolution, qui peuvent déterminer les choix, tous les moyens contribuant au même but, y compris les satellites.

Transmission par satellites

L’ère des satellites pour télécommunications a été ouverte le 10 juillet 1962 par le satellite Telstar qui, pour la première fois au monde, a permis la télévision en direct entre deux continents, grâce aux stations d’Andover aux États-Unis et de Pleumeur-Bodou en France, dans le département des Côtes-d’Armor (alors Côtes-du-Nord). Depuis cette date, des progrès considérables ont été accomplis.

La technique des télécommunications par satellites s’apparente à celle des faisceaux hertziens en ce sens qu’elle met en œuvre des hyperfréquences de 2 à 30 gigahertz, ou ondes centimétriques, demandant la visibilité directe. Un satellite doit donc être «visible» en même temps des deux stations intéressées à la liaison. Les satellites à orbite basse, dits à défilement, présentent l’inconvénient de nécessiter des antennes à très grands déplacements, à la fois en azimut et en hauteur au-dessus de l’horizon; malgré cela, leur passage périodique ne permet pas d’assurer un service permanent à moins d’avoir de nombreux satellites se succédant régulièrement, ce qui soulève des problèmes complexes de coordination des orbites, de commutation des antennes, etc. (Notons cependant que les satellites en orbite basse réapparaissent dans les années 1990 pour la communication avec les mobiles; on mentionnera l’existence d’un projet de soixante-six satellites interconnectés de radiotéléphonie – le projet américain Iridium –, qui aboutira peut-être au début du XXIe siècle.)

Pour ces raisons et à la suite du succès du satellite expérimental Early Bird qui, de juin 1965 à janvier 1969, a assuré un service satisfaisant presque permanent (circuits entre Paris et New York, par exemple), les satellites pour télécommunications sont maintenant tous des satellites dits géostationnaires , c’est-à-dire qu’ils apparaissent fixes pour un observateur situé sur la Terre. Ce résultat est obtenu lorsque le satellite tourne sur une orbite circulaire équatoriale, à une vitesse angulaire égale à celle de la Terre, à une distance de 36 000 kilomètres de la planète [cf. ASTRODYNAMIQUE].

La puissance radioélectrique rayonnée par un satellite est fournie par le Soleil grâce à des batteries de cellules photovoltaïques qui doivent être comptées dans le bilan de masse du satellite. Les satellites doivent être munis d’antennes très directives de façon à concentrer le plus possible l’énergie rayonnée dans tout ou partie de l’angle solide du cône sous lequel la Terre est vue à chaque instant du satellite, cet angle étant d’environ 17,50. Cependant, en raison du mouvement du satellite sur lui-même, la stabilisation de l’orientation de l’énergie rayonnée pose des problèmes très délicats dont les solutions se comparent par le coefficient G E = P /P 0, qui mesure en quelque sorte le gain dû à la directivité de l’antenne: P 0 est la puissance effectivement rayonnée dans la direction considérée D; P est la puissance qu’il faudrait émettre dans une antenne omnidirectionnelle pour avoir la puissance P 0 dans la direction D; P est la «puissance isotrope rayonnée équivalente» (P.I.R.É.).

Ce gain de directivité est donné par la formule G E = 4 神 S E/ 2, où S E désigne la surface équivalente du réflecteur, qui est assez proche de sa surface réelle, et la longueur d’onde de l’onde porteuse radioélectrique émise.

Le gain exprimé en décibels (dB) est d’autant plus grand que les dimensions utiles de l’antenne sont plus grandes et la longueur d’onde plus faible. Il s’agit d’ondes centimétriques.

Pour une puissance isotrope P rayonnée par le satellite, la puissance reçue au sol par unité de surface est P /4 神d 2 (4 神d 2 est la surface d’une sphère ayant pour centre le satellite et pour rayon la distance du satellite à la Terre).

Avec une antenne de réception au sol de surface S R, la puissance recueillie est:

L’attribution des fréquences aux satellites pour télécommunications est, comme pour toutes les liaisons radioélectriques, réglementée par l’U.I.T. (Union internationale des télécommunications).

Les satellites de l’organisation Intelsat émettent sur des fréquences normalisées, différentes dans le sens Terre-satellite et le sens satellite-Terre; on donne ci-après le nom de la bande, les fréquences dans les sens montant puis descendant, la largeur de la bande de fréquences: bande C (6/4 GHz, 1,1 GHz), bande X (8,7 GHz, 0,5 GHz), bande Ku (14/11 GHz, 1 GHz), bande Ku (14/12 GHz, 0,25 GHz), bande Ka (30/20 HGz, 2,5 GHz) pour les services fixes, bande L (1,6/1,5 GHz, 0,029 GHz) pour les services mobiles, bande K (17/12 GHz, 0,8 GHz) pour la radiodiffusion par satellite.

Les satellites de la série Intelsat III ont ouvert en 1969 l’ère de l’exploitation dite «à accès multiple», selon laquelle un même satellite est utilisé pour réaliser des liaisons entre plusieurs stations terrestres.

L’exploitation d’un satellite par accès multiple peut être alors la suivante: chaque station émet un seul porteur sur lequel sont groupées toutes les voies destinées à l’ensemble des autres stations.

Ces différents porteurs émanant des stations sont reçus dans le satellite et, selon leur fréquence, sont amplifiés dans l’un ou l’autre des deux répéteurs qu’il comporte et retransmis à l’ensemble des stations. À la réception, chaque station démodule seulement les porteurs provenant des stations avec lesquelles elle a des liaisons et filtre parmi les voies d’un porteur celles qui la concernent.

Ainsi, donc, depuis Early Bird qui, en 1965, fournissait 240 circuits téléphoniques bilatéraux, les satellites pour télécommunications n’ont cessé d’accroître leur capacité en circuits à tel point que Intelsat 7 par exemple, mis en orbite en 1992, offrait une capacité de 200 000 circuits téléphoniques.

5. Signalisation

En exploitation manuelle, les seuls signaux à échanger entre les centraux participant à une liaison téléphonique étaient, d’une part, le signal d’appel , d’autre part, le signal de libération , toutes les autres informations d’exploitation étant échangées entre les téléphonistes. En revanche, en exploitation automatique, de nombreux signaux doivent être échangés entre les centraux (de départ, de transit éventuel et d’arrivée) acheminant une même communication, ces signaux étant émis soit dans le sens de la progression vers le demandé (signaux en avant), soit dans le sens contraire (signaux en arrière). Ces signaux sont: signal de prise d’un circuit (en avant); signal d’invitation à numéroter (en arrière); signaux d’informations numériques indiquant le central de destination et l’abonné demandé (en avant); signal de fin de sélection, occupation ou demandé libre (en arrière); signal de réponse du demandé (en arrière) commandant la connexion et les opérations de taxation; signal de raccrochage du demandé (en arrière); signal de libération (en avant).

Ces signaux furent d’abord constitués, selon un code particulier à chaque système automatique, par du courant continu dont la portée est forcément limitée et qui ne permet pas l’emploi d’amplificateurs. C’est pourquoi l’exploitation automatique resta très longtemps limitée aux communications urbaines et suburbaines entre centraux équipés d’un même système automatique. Pour étendre l’exploitation automatique aux communications à grandes distances, il fallait non seulement disposer d’un grand nombre de voies de transmission mais aussi adapter ces voies pour qu’elles transmettent correctement, entre centres de commutation et selon un code normalisé bien défini, tous les signaux énumérés ci-dessus.

La signalisation sémaphore no 7 du C.C.I.T.T. s’est substituée à ces systèmes anciens. Elle constitue un réseau de transport de données, s’appuyant sur des points sémaphore installés aux nœuds du réseau, lequel est interconnecté par des points de transfert sémaphore constitués organisés en réseaux nationaux maillés (cf. TÉLÉCOMMUNICATIONS - La révolution numérique, fig. 4).

6. Organisation des réseaux

Il y a lieu d’examiner maintenant comment les moyens techniques, tant de commutation que de transmission et de signalisation, décrits ci-dessus peuvent être agencés pour organiser les réseaux d’abord dans le cadre national et ensuite dans le cadre international. Dans l’un et l’autre cadre, il faut: un plan de numérotage pour l’exploitation automatique et un plan rationnel d’acheminement tenant compte des impératifs et des moyens de transmission.

Acheminement dans le cadre national

Le territoire comporte un certain nombre de groupements géographiques dont le centre a une certaine autonomie d’acheminement, ce qui signifie que le trafic sortant du groupement peut, à partir de ce centre, être dirigé dans plusieurs directions de circuits interurbains, contrairement aux centres dits «locaux» qui acheminent tout leur trafic extérieur au groupement par un centre unique qui est précisément le centre à autonomie d’acheminement (C.A.A.) dont ils dépendent.

Si deux C.A.A. sont voisins et ont entre eux un volume de trafic suffisant, ils sont directement reliés par un faisceau de circuits interurbains; mais il est impensable de relier directement deux à deux tous les C.A.A. du territoire, qui étaient au nombre de 1 310 à la fin de 1990. On rassemble donc le trafic dans des centres de transit secondaire (C.T.S.) qui peuvent être aux niveaux départemental, régional et même national (Centre de transit principal, C.T.P.).

Finalement, la liaison entre deux C.A.A. quelconques du territoire national se trouve ainsi constituée:

– une liaison à un seul circuit interurbain: C.A.A.-C.A.A.;

– une liaison à deux circuits quand les centres d’extrémité sont par exemple dans la même région, ce qui donne: C.A.A.-C.T.S.-C.A.A.;

– une liaison à trois circuits quand les deux régions intéressées sont directement reliées, ce qui donne: C.A.A.-C.T.S.-C.T.S.-C.A.A.;

– enfin une liaison à quatre circuits: C.A.A.-C.T.S.-C.T.P.-C.T.S.-C.A.A., les centres de transit principal (C.T.P.) étant, en 1992, Paris-Montsouris, Rouen, Nancy, Lyon et Bordeaux.

Pour que les centres de transit secondaire assurent dans les meilleures conditions l’interconnexion entre circuits interurbains qui, à partir d’une certaine distance, sont des circuits à quatre fils, on a créé des centres de transit assurant la commutation en quatre fils. Si, en effet, le commutateur ne raccorde entre eux que deux fils, il faut alors que chacun des deux circuits quatre fils à interconnecter soit, préalablement à son entrée dans le commutateur, transformé en circuit double sens à deux fils, ce qui introduit des affaiblissements supplémentaires de terminaison, oblige à réduire le gain des amplificateurs et limite le nombre de circuits à mettre bout à bout. C’est pourquoi de nombreux centres de transit secondaire à commutation par quatre fils ont été constitués, ce qui permet plus de souplesse dans l’articulation du réseau général interurbain.

Compte tenu des flux de trafic mesurés et analysés, des moyens de commutation (centres de transit secondaire) et des moyens de transmission (câbles coaxiaux, fibres optiques, faisceaux hertziens) susceptibles d’être mis en œuvre, la Direction du réseau national de France Télécom détermine informatiquement les solutions les plus rationnelles et les plus économiques à retenir pour l’organisation du réseau.

Exploitation téléphonique internationale

Le trafic international a d’abord été exclusivement écoulé par exploitation entièrement manuelle, c’est-à-dire avec des opératrices à chacune des deux extrémités des circuits internationaux. À partir de 1947 environ, des commissions techniques du C.C.I.T.T. ont mis sur pied des spécifications de signalisation et de commutation pour une exploitation internationale semi-automatique, c’est-à-dire avec suppression des opératrices dans le pays d’arrivée et maintien seulement dans le pays de départ d’opératrices pouvant obtenir directement au clavier les abonnés des pays étrangers distants. Les systèmes de signalisation homologués par le C.C.I.T.T. portent le no 3 (système à une seule fréquence vocale de 2 280 Hz) et le no 4 (système à 2 fréquences de 2 040 et 2 400 Hz). L’exploitation semi-automatique fut ensuite mise en œuvre entre l’Europe et les États-Unis sur des circuits par câble sous-marin ou par satellite avec le système de signalisation multifréquence portant le no 5 dans les spécifications du C.C.I.T.T., le central assurant à Paris-Archives une telle exploitation étant le Cinat (Centre international d’arrivée et de transit), équipé en système Pentaconta et ouvert au trafic en 1963.

En outre, l’administration française, en plein accord avec la Régie belge des téléphones, estima souhaitable et possible d’assurer entre les deux pays une exploitation automatique d’abonné à abonné. C’est ainsi que furent ouvertes les premières liaisons internationales intégralement automatiques, en 1956 dans le sens Bruxelles-Paris, en 1958 dans le sens Paris-Bruxelles. L’exploitation internationale automatique était née.

L’ouverture à Paris en 1964 du Centre automatique de départ vers l’étranger (Cadet), équipé en système Pentaconta et obtenu par le préfixe d’accès international 19, a permis de développer l’exploitation intégralement automatique vers le monde entier.

Le réseau international de France Télécom comprend des liaisons terrestres avec les pays proches, des liaisons sous-marines pour les transmissions intercontinentales, et des liaisons par satellites internationaux et nationaux, publics ou privés.

En 1994, F.T.R.S.I. (France Télécom réseaux et services internationaux, précédemment D.T.R.E., Direction des réseaux extérieurs, jusqu’en 1993) gérait treize stations terriennes de satellites, neuf centres de câbles sous-marins, sept centres d’exploitation de liaisons terrestres et sept centres radiomaritimes.

En conclusion, le téléphone a apporté un exemple particulièrement concret et significatif de ce que peuvent faire les sciences et les techniques mises au service de l’homme. Les résultats sont l’aboutissement d’efforts persévérants d’invention, d’intelligence et de réalisation qui ont commencé vers la fin du XIXe siècle, efforts qui sont peu connus et même parfois sous-estimés du fait qu’ils ont été trop souvent limités en France par les possibilités d’investissements financiers. De tels efforts sont à poursuivre et à intensifier, car la marche vers plus de facilités à procurer aux usagers, tout en augmentant le nombre possible de ceux-ci, ne saurait cesser. Les dispositions décrites ci-dessus montrent qu’il n’y a pas d’obstacle technique au développement des échanges par téléphone; mais les réalisations, dans le domaine international comme dans le domaine national, dépendent beaucoup plus des moyens financiers que les pays peuvent ou veulent bien leur consacrer, que des moyens déjà immenses que les sciences et les techniques mettent maintenant à la disposition des hommes pour faciliter leurs échanges d’informations par téléphone.

7. Du télégraphe au télex

L’usage de signaux, sonores ou optiques, pour transmettre des informations date des temps les plus anciens.

Le télégraphe optique

Le physicien et astronome anglais Robert Hooke fut le premier à faire un exposé clair et cohérent de la télégraphie visuelle, dans un discours prononcé, en 1684, à la Royal Society, mais son système ne fut jamais mis en application. Le mot «télégraphe» est entré dans le langage courant, pendant la Révolution française, en 1792, avec les premières «lignes» sémaphoriques des frères Claude et Ignace Chappe (Paris-Lille en 1793, puis Paris-Strasbourg). Lorsqu’en 1852 le système Chappe – qui, pour transmettre de station à station des lettres ou même des mots, utilisait le positionnement de bras articulés – fut remplacé par le télégraphe électrique, la France disposait d’un réseau de 556 stations de sémaphores, couvrant une distance totale de 4 800 kilomètres.

Le télégraphe optique, encore utilisé de nos jours dans la marine (code des fanions), était assurément le moyen de communication le plus rapide de l’époque, mais il présentait de nombreux inconvénients: il demandait un très nombreux personnel qualifié; de nuit ou par temps bouché, il était paralysé et, de plus, chaque système national utilisait un code particulier interdisant toute relation internationale.

Le télégraphe électrique

Première application pratique des lois de l’électromagnétisme, le télégraphe électrique utilisa d’abord des appareils conçus pour la lecture directe, soit par le déplacement d’aiguilles aimantées, sous l’effet des courants de ligne (Charles Wheastone, 1839), soit par la rotation d’une aiguille, sous la commande d’un électro-aimant (Louis Breguet, 1844).

Le premier appareil inscripteur fut l’œuvre de Samuel Morse (1845). Utilisant une émission par modulation binaire d’un courant continu, dit de travail, il donnait à la réception une trace des points et des traits composant les signaux de l’alphabet auquel le nom de Morse est resté attaché.

Mais il nécessitait une double intervention intellectuelle: l’une, à la transmission, pour assurer le «codage» du message, l’autre, à la réception, pour effectuer la «traduction» en langage lisible du message reçu.

L’utilisation d’un code commun et, surtout, la découverte par Werner Siemens de l’isolation par la gutta-percha des lignes télégraphiques – autorisant, dès 1851, la pose du premier câble sous-marin entre le cap Gris-Nez, en France, et le cap Southerland, en Angleterre – permirent au télégraphe de devenir universel.

En 1865, à Paris, la première Conférence télégraphique internationale (ancêtre de l’U.I.T.) adopta l’utilisation du système Morse sur les liaisons internationales.

Évolution des équipements

À mesure que le trafic se développait, la télégraphie s’est orientée, d’une part, vers l’impression du message sous la forme où il est déposé et délivré, ce qui rentabilise l’exploitation aux deux bureaux extrêmes, d’autre part, vers le «multiplexage» des voies, c’est-à-dire la possibilité d’acheminer simultanément plusieurs messages sur une même ligne, ce qui augmente le rendement des circuits.

Pour le premier point, il faut citer:

– Le téléscripteur à code alphabétique de David Edward Hughes (1856). La manipulation d’un clavier analogue à celui d’un piano permettait l’envoi en ligne d’une impulsion, qui déclenchait l’impression «au vol», par projection du papier sur une roue, des types tournant en synchronisme et sur la même phase que le distributeur d’émission. Plus rapide que le système Morse (de 40 à 45 mots à la minute au lieu de 25), mais nécessitant un réglage très fin pour la synchronisation et l’obligation d’un long apprentissage de sa manipulation, le système Hughes est resté en service pendant près d’un siècle, sans modification notable.

– Le téléautographe de Giovanni Caselli (1866). Cet appareil reproduisait, en fait, la forme des documents originaux, avec signature ou dessins. Il utilisait déjà le balayage par lignes d’une trame, principe repris depuis lors dans tous les systèmes de télécopie et de télévision. Ce précurseur de la téléphotographie, mise au point en 1907 par Édouard Belin, était malheureusement né trop tôt: il ne devait se développer qu’avec la découverte de la cellule photoélectrique.

Pour le second point, il faut citer:

– L’appareil rythmique à cinq moments de Émile Baudot (1874). Baudot remplaça le code alphabétique de position de Hughes par un alphabet binaire, dont les signaux étaient composés de cinq «moments» successifs d’égale durée. Pendant la durée d’une rotation du distributeur d’émission, on pouvait envoyer en ligne successivement les combinaisons correspondant à six caractères, c’est-à-dire coupler sur une même ligne jusqu’à six transmissions indépendantes. La synchronisation des deux appareils était moins rigoureuse, et l’apprentissage de la manipulation du clavier à cinq touches moins long que pour le système Hughes. Employé sur la plupart des lignes internationales de 1890 à 1930, le système Baudot (60 mots à la minute) est resté en exploitation en France jusqu’en 1954. Il fut perfectionné dans ses variantes Western, Murray et Siemens avec des organes tels que le clavier codificateur et perforateur de bande à cinq pistes, ou encore le traducteur imprimant directement sur page.

– La télégraphie «harmonique» . Si la modulation télégraphique, dans la partie terminale de la ligne – portion reliant l’appareil télégraphique à son central de rattachement –, reste encore une modulation en courant continu, dans la partie interurbaine – portion entre deux centraux –, elle utilise comme support les artères de transmission construites en premier lieu pour la transmission du téléphone.

Compte tenu de la fréquence peu élevée (25 Hz au maximum) des impulsions télégraphiques, l’emploi, à l’émission, de sources procurant des fréquences étagées de 120 en 120 hertz, que module l’émission télégraphique, et, à la réception, l’utilisation de filtres passe-bande convenables permettent de partager la bande passante du circuit support téléphonique (de 300 à 3 400 Hz) en vingt-quatre sous-bandes constituant autant de canaux télégraphiques indépendants.

– Les multiplexeurs télégraphiques . Inspirés du système Baudot, ces dispositifs conservent le caractère numérique du signal télégraphique mais remplacent la transmission arythmique de quarante-six voies télégraphiques par une transmission synchrone à grande vitesse (2 400 bit/s) sur le circuit porteur téléphonique.

Chaque voie télégraphique possède une place déterminée et fixée (intervalle de temps) dans la trame du signal composite envoyé sur le circuit. La configuration de la liaison est toujours imposée par le centre directeur au centre asservi par l’intermédiaire d’une voie de service. À la réception, le dispositif analyse périodiquement l’état électrique de chaque intervalle de temps et traduit cette situation en une modulation binaire à double courant correspondant aux signaux reçus, régénérés, sur chaque voie (démodulation). Dans les centres modernes de commutation télégraphique (centres électroniques), il n’est pas nécessaire de démoduler la trame à l’arrivée, ce qui entraîne un gain appréciable en équipements.

Téléimprimeurs

Avec la mise au point du premier «téléimprimeur», pendant la Première Guerre mondiale, par la compagnie Morkrum (Chicago) qui, quelques années plus tard, devait devenir la Teletype Co., la télégraphie allait connaître un nouvel essor. Cet appareil éliminait les dernières contraintes imposées par le système Baudot.

«Codification» automatique à l’émission

Le téléimprimeur est en quelque sorte une machine à écrire à distance qui non seulement imprime sur une feuille de papier les caractères «frappés» au clavier alphanumérique, mais aussi les codifie, en vue de leur transmission, afin qu’ils soient reçus à distance et imprimés automatiquement sur un autre téléimprimeur. Des opérateurs occasionnels peuvent donc se servir de cet appareil sans connaissance du code utilisé.

Usage d’un code arythmique à cinq moments

Le nouveau code, appelé alphabet télégraphique international numéro deux, utilise pour chaque caractère un cycle d’émission de 150 millisecondes, composé de 7,5 moments de 20 millisecondes – soit une rapidité nominale de modulation de 50 bauds – qui sont successivement:

– un moment de départ, de polarité négative, qui, à la réception, enclenche la mémoire de réception;

– cinq moments correspondant au code binaire du caractère émis; il faut remarquer que ce code utilise la fonction d’inversion comme le code Baudot;

– un moment et demi d’arrêt, de polarité positive, qui caractérise son impression, sous forme lisible.

Ainsi les appareils se trouvent synchronisés à chaque réception d’un caractère et ne nécessitent plus une synchronisation générale à condition que les rapidités nominales de modulation restent dans une plage normalisée internationalement (tolérance de 0,75 p. 100).

Exploitation en commutation

La contrainte de synchronisme, qui implique un poste directeur et un poste asservi, ne permet qu’une exploitation «point à point». L’adjonction au téléimprimeur de deux organes annexes, l’émetteur d’indicatif, chargé de répondre à un signal donné par une séquence de vingt caractères, identifiant le poste sans ambiguïté, et le coffret de manœuvre, chargé de l’adaptation à la ligne et de la gestion des appels, allaient permettre l’exploitation des réseaux en commutation, c’est-à-dire de ne relier deux téléimprimeurs, par une voie télégraphique, que pendant la durée d’une communication.

Durant le temps de disponibilité, le téléimprimeur peut être utilisé en «local» pour préparer les messages sur une bande perforée, qui permettra une transmission automatique (66,6 mots par minute) au moment de la communication.

Les téléimprimeurs modernes

Autrefois entièrement électromécaniques, les téléimprimeurs ont vu, dès 1960, l’électronisation de certains de leurs sous-ensembles, et, tout en conservant le même principe d’exploitation, on a assisté à une modernisation de ces appareils:

– intégration du coffret de manœuvre dans le téléimprimeur;

– clavier, dit étalé, très proche de celui des machines à écrire, qui engendre automatiquement les inversions;

– mode «bifonction» qui permet à l’appareil d’effectuer deux travaux simultanément, l’un en mode ligne, l’autre en mode local;

– pilotage par microprocesseurs, ce qui apporte une plus grande souplesse d’adaptation;

– utilisation d’un écran de visualisation assurant une meilleure exploitation dans la préparation des messages;

– dispositifs de mémorisation plus puissants (disquettes) pour stocker le contenu des messages;

– système évolué de gestion des messages, permettant leur émission automatique, sans présence d’opérateur, au moment voulu par eux, par exemple aux heures creuses du réseau.

Service télégraphique

Primitivement réservé au seul usage des gouvernements nationaux, puis utilisé également dans l’exploitation des réseaux de chemins de fer, le service télégraphique, doyen des services des télécommunications, fut mis à la disposition du public durant la seconde moitié du XIXe siècle. Il permettait, dans un délai bien inférieur au service postal (environ 75 p. 100 des télégrammes étaient remis en France dans un délai inférieur à une heure), de faire parvenir un message écrit (télégramme) à un destinataire, où que ce dernier puisse se trouver. Il a souffert de la concurrence des services apparus ultérieurement (téléphone, télex) et voit son trafic décliner régulièrement. Malgré son déclin en valeur absolue et bien plus encore en valeur relative, peu de pays ont cependant supprimé leur service télégraphique.

Fonctionnement

Le fonctionnement du service télégraphique est simple. Il comprend essentiellement trois phases: le dépôt, l’acheminement et la remise du message.

Le dépôt du message peut se faire dans un bureau de poste qui, selon son importance, peut disposer soit d’un téléimprimeur relié au commutateur électronique de messages (C.E.M.) par liaison spécialisée, soit d’un téléimprimeur ayant accès au C.E.M. par le réseau télex autocommuté. Ce dépôt peut encore être effectué à partir d’un appareil téléphonique permettant d’appeler un centre de dépôt de télégrammes téléphonés (dans ce cas, le message est transmis dans le format imposé par le C.E.M. et la partie taxation, qui est faite «au mot», est traitée par l’agent du guichet), par un abonné au téléphone ou par un abonné au télex: dans ces deux derniers cas, le télégramme doit être mis au format et taxé par la console de visualisation.

L’acheminement du message est exécuté par le C.E.M.

La remise du message est faite par un porteur du service postal, par téléphone, ou encore par télex ou télécopie.

Équipements

Les fonctions du Centre électronique de messages (C.E.M.) peuvent se répartir en deux groupes. Dans le premier, elles sont réalisées en temps réel, avec saisie du message sur «disque rapide», traitement de ce dernier (recherche de l’acheminement par consultation des fichiers «villes» ou «adresses enregistrées» résidant également sur «disques rapides»), enfin, mise en transmission du message.

Le deuxième groupe est représenté par les fonctions suivantes: archivage des messages, préparation de la bande magnétique contenant les éléments comptables pour imputation des comptes des déposants (téléphone et télex) et sortie des statistiques.

Toutes ces fonctions sont, bien entendu, réalisées par ordinateur. Mais le point faible du service télégraphique demeure la phase de «distribution du message» qui se heurte à toutes les difficultés inhérentes aux services de main-d’œuvre, notamment la difficulté croissante d’assurer une permanence du service satisfaisante.

Service télex

Apparu vers 1935, le service télex a été créé en France en 1946. Il permet, grâce à son réseau, de relier temporairement et à la demande deux abonnés dotés de téléimprimeurs à cinq moments et fonctionnant à une vitesse de 50 bauds. En 1990, on comptait encore 135 000 abonnés en France et 2,5 millions dans le monde. Sa couverture mondiale constitue son meilleur atout, face à la concurrence de la télécopie dans les pays avancés.

Si le télex est devenu le «langage des affaires», c’est qu’il présente sur le téléphone des différences essentielles:

– la réponse étant automatique, le dépôt d’un message, même en l’absence de toute personne au poste terminal, est possible et affranchit en plus du décalage horaire;

– le message reçu étant imprimé, les barrières linguistiques sont supprimées et les bavardages éliminés;

– le poste correspondant étant identifié, les messages sont authentifiés et acquièrent une valeur juridique; dans le monde du commerce, toute commande passée par téléphone est généralement «confirmée» par télex;

– l’utilisation du «multiplexage» rentabilise les supports de transmission, ce qui rend le télex moins coûteux que le téléphone et explique son rôle international (la majorité des communications de départ sont à destination de l’étranger alors qu’elles demeurent minoritaires dans le cas du téléphone).

Le réseau télex

Comme pour le téléphone, c’est un réseau à commutation de circuits dans lequel chaque communication est tarifée selon la durée et la distance. Son évolution technique a généralement suivi celle du réseau téléphonique. Il est en cours de numérisation depuis le début des années 1990. Toutefois, en commutation électronique, la nature numérique des signaux télégraphiques a imposé la commutation temporelle. Malgré les différences techniques existant d’un réseau national à l’autre, le C.C.I.T.T. a fixé des règles générales de signalisation qui permettent l’interconnexion des réseaux nationaux, si bien que le télex demeure un outil universel, simple et facile à utiliser. De plus, son réseau peut être connecté à d’autres réseaux (Transpac, R.N.I.S.). Un service Minitélex assure l’échange de messages entre téléimprimeurs et Minitels.

Encyclopédie Universelle. 2012.

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