XIV - La Transmission Analogique


Postulat.

Avec l'accroissement continu du trafic téléphonique, et notamment le trafic interurbain, s'imposa à l'Administration la nécessité d'accroître le nombre de voies téléphoniques de transmission entre commutateurs téléphoniques.

En effet, pour pouvoir acheminer les communications à travers tout le pays, il est nécessaire de construire un réseau de câbles téléphoniques chargés de connecter les commutateurs téléphoniques entre eux.

Ce fut donc la course pour multiplier les câbles de transmissions sur tout le territoire, "ouvrir les liaisons" entre les villes, avec toutes les difficultés matérielles et financières que cela comportait.

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Évolutions de la technologie de Transmission Analogique.

- Initialement, une liaison de transmission ne pouvait véhiculer qu'une seule voie téléphonique, qu'une seule conversation téléphonique à la fois.

- Au début du téléphone, sur ces premières liaisons téléphoniques, les courants qui circulaient étaient tout simplement les courants analogiques bruts générés par les voix des deux correspondants au travers des microphones des téléphones. De ce fait, les signaux étaient rapidement affaiblis par les pertes induites par les câbles métalliques, ainsi que par les courants telluriques qui parasitaient les transmissions vocales brutes. Les liaisons de longue distance, interurbaines, étaient alors impossibles.

- L'ingénieur serbe Mihajlo Idvorski Pupin inventa en 1894 une technologie (la Pupinisation) qui permit de limiter l'affaiblissement des conversations vocales sur de longues distances, par le biais de bobines de charge insérées à intervalles réguliers tous les 1830 mètres sur les liaisons de transmissions. Les liaisons longue distance devinrent possibles, mais sous une qualité tout de même plus que précaire...

Avant le début de la première guerre mondiale, il existe alors en France, seulement 2 câbles téléphoniques pupinisés de quelques kilomètres seulement :

  • - Paris-Versailles,
  • - Lille-Tourcoing.
  • - Il s'agit plus de câbles suburbains que de câbles réellement interurbains, étant donné leur faible longueur.

- Dès le lendemain de la première guerre mondiale, les premiers amplificateurs analogiques stables à tubes électroniques, issus de l'invention de la triode par Lee De Forest en 1906 furent déployés sur le réseau de transmissions pour accroître la portée des liaisons téléphoniques de transmissions. Il s'agissait d'appareils fragiles qui nécessitaient une surveillance régulière et un entretien continu. Ils étaient disposés à intervalles de 70Km.

- La première liaison interurbaine téléphonique à grande distance (interurbain manuel), entre Paris et Strasbourg, est commandée le 7 septembre 1923 (date de notification du marché),

  • Le but de l'existence du câble Paris-Strasbourg est alors, au lendemain de la Première Guerre Mondiale, de rattacher téléphoniquement de manière efficace l'Alsace-Lorraine de nouveau réintégrée dans la Nation Française. 
  • L'idée est lancée dès la fin 1919 par Alexandre Millerand, alors Commissaire Général de la République en Alsace-Lorraine depuis le 22 mars 1919 (Décret du 21 mars 1919, J.O. du 22 mars 1919, Page 2950).
  • Les études préalables commencent dès 1920.
  • Au terme de reports successifs et assez laborieux depuis la fin de la grande guerre, un budget de 160 millions de francs est enfin voté par la Chambre des Députés le 30 juin 1923 par la Loi de Finance pour construire le câble.
  • Notification du marché par l'Administration des PTT à la société LTT le 7 septembre 1923.
  • Mise en construction du câble dès Septembre 1923 par la société LTT (société d'études des Lignes Télégraphiques et Téléphoniques), une filiale entre autres de la société LMT.
  • Liaison livrée en ordre de marche le 1er avril 1926 à l'Administration des PTT,
  • Ouverture officielle à l'exploitation le 9 août 1926.
  • À Paris, l'extrémité de ce câble est implantée dans le central de la rue des Archives, le "Cerveau Téléphonique de la France" comme l'on disait jadis.
  • Câble sous enveloppe de plomb, à 94 Quartes Combinables, 28 quartes de conducteurs de 1,3mm et 66 quartes de 0,9mm.
  • Liste des ouvertures à l'exploitation téléphonique des premières liaisons interurbaines manuelles entre 1926 et 1939 au départ de Paris.
  • Le câble Paris-Strasbourg, le premier sur notre territoire, baptisé LGD 1 (pour Ligne Grande Distance numéro 1) assurera un service continu jusques en Décembre 1994, soit une durée de 67 ans !
  • Cet illustre câble, sous enveloppe de plomb, de fiabilité supérieure tant il était constitué de plusieurs couches protectrices qui lui permirent de traverser 7 décennies sans trop de problèmes, est remplacé par une fibre optique en modulation numérique synchrone.
  • Nota : ce sont bien les deux câbles Paris-Strasbourg (LGD1) et Paris-Metz (LGD62 - en service jusqu'en Juillet 1994) qui furent dérivés par notre Ingénieur des Télécommunications Robert Keller, Martyr, durant l'Occupation et donnèrent lieu à la plus grosse opération d'espionnage contre l'ennemi allemand.

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CableParisStrasbourgLGD1en1994

Ci-dessus : vue d'une extrémité du 1er câble Longue Distance français (Paris-Strasbourg LGD1) lors de sa mise hors-service en Décembre 1994.

Photo France-Télécom.

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Le Multiplexage à Répartition de Fréquences (MRF) :

Au fur et à mesure du déploiement du réseau téléphonique interurbain et transfrontalier, il est apparu de plus en plus compliqué et coûteux de maintenir le principe "une paire téléphonique pour une communication téléphonique".

Aussi, les recherches se concentrèrent sur la possibilité de pouvoir faire circuler simultanément plusieurs conversations téléphoniques sur une seule paire de cuivre. Nous pouvons aisément imaginer le gain en matières premières et en frais d'installation et d'entretien.

- À la fin des années 1920, l'ingénieur français Pierre Marzin, invente le procédé de Multiplexage Analogique, par onde porteuse. Désormais sur une liaison de transmission il est possible de transmettre deux conversations téléphoniques simultanément, sans qu'elles se mélangent, grâce à la Répartition en Fréquences. Les progrès furent continus, on parvint à faire passer ultérieurement 3 puis 6 conversations téléphoniques simultanées sur la même liaison métallique de deux fils et plus encore par la suite...

(Il est fait mention pour la première fois de l'emploi de tels systèmes à courants porteurs dans une note du 18 juin 1931 (BO PTT 1931 n° 18, page 630))

- Il fut inventé également le principe du circuit fantôme qui consista, avec deux liaisons, à créer une troisième voie, la voie fantôme : c'est à dire qu'avec deux liaisons métalliques de transmissions, nous pouvions désormais transmettre 1 voie téléphonique supplémentaire portée entre les deux liaisons métalliques, ce qui permettait d'augmenter sensiblement le nombre de voies de transmissions avec le même nombre de liaisons métalliques installées...

Dans le monde, le premier système à courants porteurs à 3 voies téléphoniques modulées est mis en service entre Londres et Madrid (avec stations intermédiaires à Versailles, Saumur, Saintes, Bordeaux, Saint-Sébastien et Saragosse) le 8 juin 1928.

En France, les 2 premiers systèmes à courants porteurs à 3 voies sont mis en service (fournis par la société LMT) pour les communications interurbaines :

  • le 5 août 1929 entre Dijon et Annemasse,
  • le 5 octobre 1929 entre Marseille et Nice.

Retrouvez ici une série d'articles de 1929 concernant les Liaisons Téléphoniques Grande Distance - de la Revue LMT.

SystemeCourantsPorteurs3Voies

Ci-dessus : vue d'ensemble d'un imposant équipement terminal d'un système à courants porteurs à 3 voies, à Paris. (Cliché LMT, Collection C. R-V.)

En haut, à droite sur la baie la plus à droite, nous distinguons 8 rangées de tubes électroniques à effet thermoïonique, utilisés pour l'amplification, la modulation et la démodulation des signaux téléphoniques transmis.

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- En 1939, juste avant la déclaration de guerre, les premiers câbles coaxiaux furent déployés à titre expérimental entre Paris et Vierzon et Vierzon et Limoges et exploités initialement en Basse Fréquence, puis, une fois convertis après la guerre au multiplexage analogique, permirent à l'aide d'amplificateurs à tubes électroniques disposés tous les 9 Km d'atteindre une bande passante utile de 4 MHz, et qui permettait de ce fait de transporter 960 voies de conversations téléphoniques sur le même câble, par Multiplexage Analogique lorsque le Multiplexage Analogique fut mis ultérieurement en service. Ces deux câbles sont fabriqués par la société LTT.

- Il faut attendre le 29 juillet 1947 pour qu'un second câble coaxial soit mis en service en France : Paris - Toulouse. Il s'agira du premier câble coaxial multiplexé mis en service régulier dans notre pays.

Concernant l'historique du câble Paris-Toulouse :

  • Ce câble coaxial est conçu dès 1937, mais sa construction et sa mise en service sont stoppées nettes par la seconde guerre mondiale,
  • Le projet redémarre en Mars 1946 sous l'impulsion de Pierre Marzin alors Directeur du SRCT,
  • De Mars à Août 1946, les études et expérimentations en laboratoire sont entreprises,
  • D'Août 1946 à Décembre 1946, une expérimentation entre Paris et Vierzon en multiplexage analogique a lieu,
  • De Décembre 1946 à Février 1947, le choix des matériels et de leurs caractéristiques techniques sont arrêtés et transmis, aux fins de productions, à l'industrie privée,
  • De Février à Mai 1947, le matériel est fabriqué puis livré,
  • La pose du câble et l'installation des matériels de transmissions associés se déroule entre Mai et Juillet 1947,
  • La mise en service effective du câble téléphonique coaxial Paris-Toulouse a lieu le 29 juillet 1947.

Concernant les caractéristiques techniques du câble :

  • La câble possède un conducteur interne de 5 mm de diamètre et un conducteur externe (concentrique au premier) de 18 mm de diamètre. Sa longueur est de 700 km.
  • Chaque intervalle transportant les signaux vocaux analogiques modulés sont d'une largeur de 4 kHz.
  • La bande passante du câble est de 5MHz.
  • Le câble et ses équipements sont prévus pour permettre la transmission simultanée de 600 voies téléphoniques.
  • Le câble est amplifié par 42 stations. 1 station de départ/arrivée à chaque extrémité du câble et 40 stations d'amplification intermédiaires.

- Avec l'arrivée du transistor inventé en 1948, les amplificateurs et les modulateurs analogiques (les multiplexeurs) se miniaturisèrent, devinrent plus fiables  et moins coûteux, si bien qu'ils furent désormais disposés tous les 4,5 Km, ce qui permit d'atteindre une bande passante exploitable de 12 MHz, soit 2.700 voies dans les années 1950. En combinant des câbles coaxiaux entre eux, en les regroupant nous pouvions multiplier le nombres de voies de conversations téléphoniques analogiques...

- Le Multiplexage Analogique permettait une qualité de service très-élevée, allant de 12 voies en paires symétriques (bande passante jusque 60KHz) jusqu'à 10.800 voies téléphoniques sur le même câble coaxial (bande passante jusque 60MHz), qui perdura jusques à la fin des années 1980. Cette technologie analogique fut donc exploitée jusqu'à son maximum, en employant des câbles métalliques coaxiaux, si bien que jusque vers la fin des années 1950 la plupart des ingénieurs des télécommunications ne juraient que par le coaxial qui permettait de multiplier les voies téléphoniques en utilisant le spectre de fréquences disponibles.


Limites de la Transmission Analogique.

- Les liaisons analogiques demeurent quoi que l'on fasse, sensibles aux parasites et à l'affaiblissement électrique. Elles demeurent donc chères à exploiter par l'usage obligatoire d'amplificateurs qui nécessitent d'être multipliés partout le long des liaisons de transmissions et d'équipes de techniciens chargés de les étalonner et dépanner régulièrement...

- L'explosion du trafic téléphonique à partir du début des années 1960 rendait la situation intenable ; il eût fallu multiplier sur tout le territoire national le nombre de câbles multiplexés analogiquement, avec les effectifs qui aillent avec, dans des proportions tout bonnement utopiques techniquement et matériellement...

- De plus, pour les petits faisceaux locaux de transmissions, vu le coût et la complexité des installations de multiplexage et de démultiplexage analogique à généraliser il n'était pas rentable de généraliser le Multiplexage Analogique. Donc pour le maillage local, départemental, les signaux étaient transmis, avec plus ou moins de succès, uniquement en basses fréquences, avec une liaison métallique = une conversation téléphonique, comme aux débuts du téléphone...

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  • Les derniers achats en matériels de transmissions analogiques sur câbles coaxiaux ont eu lieu en 1990.
  • La mise hors service de ces matériels analogiques coaxiaux ayant eu lieu avant la fin 1997.

Le Multiplexage Analogique était une bonne technologie éprouvée, mais hélas complexe et coûteuse à construire, à mettre en œuvre et à entretenir, et de ce fait, elle n'était rentable à exploiter que sur les grandes artères de transmissions.

Il fallait donc trouver une nouvelle solution technologique...


Histoire des Télécommunications Françaises © Claude Rizzo-Vignaud, 13 juin 2017.

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