Brevet FR2589660A1 — publié le 19870507

L'invention concerne un réseau local de télédistribution par cable, comportant au moins un segment constitué par un câble coaxial auquel sont re liees des stations d'émission et/ou de réception de signaux numériques, chacune par 1 intermédiaire d'un émetteur-récepteur. On connait des réseaux en bande de base ou réseaux locaux de transmision de données numériques par câble tel que le réseau "ETHERNET" et il est également connu de transmettre des images sous forme de signaux numérisés. L'inconvénient du système connu réside dans le fait que l'on ne peut transmettre qu une image par seconde et que l'on ne peut donc pas travailler en temps réel, la vitesse du réseau étant d environ 5 m par nanoseconde. Par conséquent la répartition d'occupation dans un tel système entre la transmission d image et la transmission de données numériques et de 9/1. De plus, ce systeme n'est pas adapté pour résoudre les problèmes de collision de données numériques. On connait également les réseaux locaux de transmission de signaux vidéo et sonores permettant de transmettre des données numériques. La transmission de données numériques occupe six trames et de ce fait est extrémement lente. De plus il est nécessaire de travailler au niveau de l émetteur de trames, ce qui entraine des modifications importantes du réseau initial. Un but de l invention est de réaliser un réseau de télédistribution local permettant la transmission a la fois de signaux vidéo et sonores et de données numériques en temps réel et dont la réalisation ne nécessite une intervention qu'au niveau de la couche physique du réseau de transmission de don nées numériques, c'est-a-dire au niveau du câble et de l'émetteur-récepteur. Le dispositif d injection du signal vidéo et sonore doit d'une part utiliser une bande de frequence libre qui implique un filtrage des signaux de données numériques au niveau de l'émetteurrécepteur, et d'autre part rester à haute impédance afin de ne pas modifier l'impédance caractéristique du câble entrainant une désadaptation du réseau. L'invention a donc pour objet un réseau local de télédistribution comportant au moins un segment constitué par un câble coaxial auquel sont reliées des stations d'émission et/ou de réception de signaux numériques. chacune par l'intermédiaire d'un émetteur-récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de filtrage du signal de sortie de l'émet- teur-recepteur. au moins un dispositif d'émission et/ou de réception d'un signal vidéo et sonore comportant des moyens de reduction de bruit du signal vidéo etsonore dans des fréquences basses et d'isolation en courant continu entre le câble et un circuit d'émission et/ou de réception. Avantageusement, le dispositif d'émission et/ou de reception est constitué par un transformateur dont le primaire est constitué par le câble coaxial et dont le secondaire sert d'entrée ou de sortie pour les signaux vidéo et sonores, et des moyens de réduction de la désadaptation du câble apportée par ce transformateur. L'invention sera mieux comprise a la lumière de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 est un schéma simplifié d'un réseau de télédistribution local selon l'invention ne comportant qu'un seul segment - la Fig.2 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un amplificateur d'émission du dispositif d'émission de la Fig.1 - la Fig.3 est un schéma d'un amplificateur de réception du dispositif de réception de la Fig.l correspondant à l'amplificateur d'émission de la Fig.5;; - la Fig.4 est une courbe représentant la variation de l'atténuation en dB en fonction de la fréquence du signal de sortie de l'émetteur-récepteur obtenu avec le circuit de filtrage de la Fig.3 - la Fig.5 est un schéma d'un circuit de filtrage du signal de sortie d'un émetteur-recepteur - la Fig.6 est un schéma simplifié d'un dispositif de couplage par induction monté sur un câble et constituant un autre mode de réalisation des circuits des Fig.2. 3 et 5; et - la Fig.7 est un schéma d'un réseau de té lédistribution selon l'invention comprenant deux segments et comportant le transformateur de la Fig.6 La Fig.l représente schématiquement un réseau local de télédistribution comportant un segment 1 constitue d'un câble coaxial 2 auquel sont reliées deux stations 3 d'émission et/ou de réception de signaux numériques. par exemple. du type "ETHERNET". Chaque station d'émission et/ou de réception est reliée au câble coaxial par 1 intermédiaire d'un émetteurrécepteur 4 et d'un circuit de filtrage 5. Un bouchon 6 est fixé à chaque extrémité du câble 2, ces bouchons étant destines à adapter le câble sur son impédance caractéristique. Les circuits portant les références 2, 3, 4 et 6 constituent les composants classiques d'un réseau local de transmission de signaux numé- riques avec un câble coaxial. Un dispositif d'emission 7 de signaux vidéo et sonores est constitué a titre d'exemple par un générateur de mire 8 dont la sortie est connectée a un modulateur 9. La sortie de ce modulateur est connectée à l'entrée d'un adaptateur d'impédance ou amplificateur d'émission 10 relié au câble coaxial par un Té classique 11. Un dispositif de réception 12 est constitué par exemple d'un téléviseur classique adapté pour démoduler le canal utilisé et connecté à un adaptateur d'impédance ou amplificateur de réception 14 qui est relié au câble coaxial par l'intermédiaire d un Té classique 15. Des signaux numériques sont transmis par le câble coaxial 2 d'une station 3 a une autre comme dans un réseau en bande de base classique. et dans le réseau selon l'invention des signaux vidéo et sonores sont en plus émis, par le générateur 8, modulés puis injectés sur le même câble coaxial 2 en 11,et reçus à partir de 15 par le dispositif de réception. Un mode particulier de réalisation del'in- vention va maintenant entre décrit en se référant aux Fig. 2 à 4 représentant respectivement les composants de la Fig.1 portant les références 10, 14, et 5. La Fig.2 represente un amplificateur d'émission ou adaptateur d'impédance 10 dont les entrées 10a sont connectees a la masse d'une part et à une bobine 16 à travers un condensateur C1 d'autre part. Les deux bornes d'extrémité de cette bobine comportant 14 spires, sont reliées a la masse d'une part et a une pre mièvre grille d'un transistor 17 d'autre part. La connexion entre le condensateur C1 et la bobine 16 est réalisée a la cinquiéme spire a partir de l'extrémité reliée a la masse et un condensateur variable C2 est connecté en paralléle sur l'ensemble de la bobine 16. L'autre grille du transistor 17 est connectée a la masse a travers un condensateur C3 et au point milieu d'un potentiomètre 18 dont les bornes d'extrémité sont reliées à la masse et a la borne positive d'alimentation. La source du transistor 17 est connectée à la masse et son drain est relié, d'une part à la masse a travers un condensateur variable C4 et d'autre part a une borne d'extrémité d'une bobine 19 dont l'autre extrémité est reliée a la masse a travers un condensateur C5 et à la borne positive à travers une résistance R1. Un condensateur C6 est connecté entre la quatrième spire de la bobine 19 a partir de sa borne connectée au condensateur C5 et a la quatrième spire à partir d'une borne d'extrémité d'une bobine 20, connectée a une premiére grille d'un transistor 21. L'autre borne d'extrémité de la bobine 20 est reliée à la masse. Un condensateur variable C7 et un condensateur C8 sont connectés chacun en parallele sur la bobine 20. La deuxième grille du transistor 21 est connectée a la terre a travers une résistance R2 montée en parallèle avec un condensateur C g d'une part et a la borne positive a travers une résistance R3 d'autre part. La source du transistor 21 est reliée à la masse et son drain est relié a la masse, à travers un condensateur variable C10 et a une borne d extrémité 10 d'une bobine 22 dont l'autre borne d'extrémité est reliée à la masse a travers un condensateur C11. L'autre extrémité de la bobine 22 est également reliée à la borne positive d'alimentation a travers une résistance R4 et une inductance 23.Un condensateur C12 est connecté à la sixième spire a partir de la borne d'ex trémité de la bobine 22 connectée au condensateur C11, et l'autre borne du condensateur C12 et la borne masse constituent les sorties 10b de 1 amplificateur d'émis sion 10. La Fig.3 représente un amplificateur de ré ception ou adaptateur d'impédance 14 dont les entrées 14j sont connectées à la masse et, à travers un con densateur C13 à la sixième spire d'une bobine 24 à partir de la borne d'extrémité connectée a la masse. L'autre borne d extrémité de la bobine 24 est connec tée à une première grille d'un transistor 25 et un condensateur C1ê est monté en parallèle sur cette bobine. Une deuxième grille du transistor 25 est connectée a la masse à travers un condensateur C15 et au point milieu d'un potentiométre 26 connecté entre la masse et la borne positive d'alimentation. La source de ce transistor est connectée à la masse et son drain est relié à la masse à travers un conden sateur variable C16 d'une part et à une borne d'ex trémité d'une bobine 27 d'autre part.L'autre borne d'extrémité de la bobine 27 est connectée à la masse à travers un condensateur C17 et a la borne positive à travers une résistance R;. Les sorties 14b de cet adaptateur 14 sont constituées par la masse et par la quatrième spires de la bobine 27 a partir de sa borne d'extrémité connectée au drain du transistor 25. La fréquence du signal vidéo et sonore in jecté dans le câble est déterminée en fonction des harmoniques engendrés par le signal numérique. Pour filtrer le signal numérique, afin de ménager une bande de fréquence pour le signal vidéo et sonore (voir Fig.4). on utilise un Té 5 représenté sur la Fig.5, comportant un circuit bouchon 28 dont la branche est reliée a l'émetteur-récepteur 4 (voir Fig.1). Ce cir cuit bouchon comporte une inductance 29, un conden sateur 30 et un potentiométre 31 montés en parallèle. le pUlNt milleu de ce potentiomètre étant relie à l'une des bornes d'extrémité de ce circuit bouchon. Les valeurs des composants de ce circuit bouchon sont choisies de maniére a obtenir une atténuation du signal numérique dans la bande de fréquence dans laquelle le signal vidéo et sonore doit être emis. Dans un exemple particulier, on a utilisé comme réseau local de transmission de données numériques. un réseau du type "ETHERNET", dans lequel le signal produit des harmoniques dans toute la bande fréquence de O a 100 MHz. En raison de l'atténuation, proportionnelle a la racine carrée de la fréquence d'émission, le signal vidéo et sonore doit être émis dans cette bande de fréquence et, afin de ne pas gêner le signal "ETHERNET", sa fréquence doit etre supérieure a 60 MHz. La bande de fréquence choisie est ici de 60 à 70 MHz, avec la porteuse du signal sonore a 61.5 MHZ et la porteuse du signal vidéo à 68 MHz.Le signal "ETHERNET" doit donc être filtré à la sortie d'un émetteur-récepteur afin d'obtenir une atténuation de 20 db environ dans la bande de 60 à 70 MHZ comme représenté Fig.5. Les amplificateurs d'émission et de réception, travaillant dans la bande de 60 a 100 MHZ sont conçus de manière à reduire le bruit ou les harmoniques du signal modulé video et sonore dans les basses fréquences. inférieures a 40 MHZ, et pour fournir une isolation en courant continu entre le câble et l'amplificateur. La Fig.6 représente un schéma simplifié d'un dispositif de couplage par induction 32 du type décrit dans la demande de brevet n 83 06 629 qui est modifié de manière a pouvoir etre utilisé dans la transmission de signaux vidéo et sonores. Ce type de couplage est particulièrement avantageux en ce que sa mise en oeuvre est aisée et en ce qu'il assure un isolement galvanique entre les dif férents éléments du réseau. Pour l'adapter a la transmission de signaux vidéo et sonores (au lieu de si- gnaux numériques), une étude d'adaptation et d'optimisation des composants de la cellule magnétique de ce dispositif de couplage a été nécessaire pour étendre son domaine d'application à des fréquence supérieures. Dans le cas présent, la fréquence de travail doit être d'environ 60 MHz, la réponse en amplitude doit présenter une bonne linéarité en évitant les problèmes de saturation et la transmodulation, pouvant être amenée par l'utilisation des composants dans des zones linéaires de leurs caractéristiques, doit etre limi tée. Un dispositif de couplage inductif classique, tel que celui décrit dans le brevet précité comporte plusieurs circuits magnétiques 33, chaque circuit magnétique ainsi que chaque enroulement 34 as socié à ce circuit étant isolé électromagnétiquement des autres circuits magnétiques et des enroulements associés. La ligne électrique étant un câble coaxial 2 comportant un conducteur électrique intérieur 2 et un conducteur électrique extérieur 2" entourant le conducteur intérieur et électriquement isolé de ce dernier, chaque circuit magnétique entoure le conducteur intérieur 2'. le conducteur extérieur 2" présentant au moins une interruption selon un parcours fermé. Chaque parcours fermé est associé a au moins un circuit ma gnétique 33, ce dernier entourant ainsi le conducteur intérieur dans une portion de celui-ci située en regard dudit parcours fermé. Le dispositif de couplage comprend en outre au moins un conducteur électrique de fermeture prévu pour refermer l'interruption du conducteur extérieur tout en entourant chaque circuit magnétique associé a ladite interruption. Chaque liaison électrique, entre un enroulement, enfermé dans un conducteur de fermeture, et le circuit d'émission et/ou de réception. est établie a travers un passage électriquement isolant traversant ledit conducteur de fermeture. Un tel dispositif de couplage est réalisé d'une seule pièce que l'on interpose entre les deux parties du câble coaxial interrompu, pourvues de connecteurs électriques 35. Pour tenir comptes des exigences mentionnées ci-dessus, les modifications suivantes ont été apportées au dispositif de couplage classique. La désadaptation de la ligne de transmision apportée par chaque cellule est réduite d'une part en limitant la self des enroulements 34. et d'autre part en réalisant une cellule à géométrie adaptée a l'impédance caractéristique de la ligne de transmission, de 50 Ohms dans le présent exemple. Pour le dispositif de couplage 32 utilisé dans la présente invention, on utilise des connecteurs 35 a faible TOS compatibles avec les spécifications d'un réseau en bande de base, ici des connecteurs de la série N. Le matériau magnétique utilisé doit avoir de bonnes performances aux fréquences éle vées. La puissance d'émission est limitée pour éviter la saturation du matériau magnétique.On améliore la réponse en fréquence et on diminue les selfs de fuite en utilisant des enroulements symétriques 34 et on optimise le nombre de spires pour la fréquence porteuse vidéo utilisée. En effectuant un lissage des signaux "ETHERNET" à l'émission pour diminuer les défauts vidéo apparaissant lors de l'émission de trames. On a ainsi réalisé un dispositif électrique de couplage ou tranformateur dont le primaire est le c - ble coaxial et dont le secondaire est refermé sur le modulateur du circuit d'émission ou sur le circuit de réception 13. Ce transformateur est dimensionné comme précité de maniére a ce qu'une fois monté en série sur le cable coaxial. il présente une impédance caractéristique de 50 Ohms homogène a celle du câble. Un tel dispositif de couplage est représenté schématiquement sur la Fig.6. et remplace les circuits portant les références 10, 11 et 14, 15 respectivement du premier mode de réalisation représenté sur les Fig.1 à 4. La Fig.7 est un schéma d'un réseau de télédistribution selon l'invention comprenant deux segments et utilisant le dispositif de couplage de la Fig.7. Un premier segment la est constitué par les mêmes éléments que le segment 1 de la Fig.1. les composants 4 et 5 étant représentés schématiquement ensemble, le générateur de mire 8 et le modulateur 9 étant également représentés schématiquement ensemble et connectés directement au câble coaxial par l'in- termédiaire d'un dispositif de couplage inductif 32 de même que le téléviseur 13.Ce réseau de télédistribution comprend un deuxième segment lb relié au premier segment par l'intermédiaire d'un répéteur de signaux numériques 36 de type classique relié au deux câbles coaxiaux 2a et 2q approximités des circuits bouchons 6 par l'intermédiaire de deux émetteurs-récepteurs 4. Ce deuxième segment lb comprend en outre une station d'émission et/ou de réception 3 qui est reliée au câble 2b par l'intermédiaire d'un émetteurrécepteur 4. Un deuxième téléviseur 13 est relié au câble coaxial 2b par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage inductif 32 et les câbles coaxiaux des deux segments sont reliés par l'intermédiaire d'un répéteur de signaux vidéo et sonores 37 connecté à chacun par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage inductif 32. Ce répéteur de signaux vidéo et sonores 37 est constitué de deux amplificateurs passe bande tête-béche équipés de circuits d anti-coincidences. Il est evident que le réseau local de té lédistribution de signaux vidéo et sonores selon l'in- vention peut etre mis en oeuvre sur n'importe quel réseau en bande de base de configuration en grappe, quelque soit le nombre de segments. REVtNDICATIONS t. Réseau local de télédistribution comportant au moins un segment (1 ; la, lb) constitué par un cable coaxial (2 ; 2a, 29) auquel sont reliées des stations (3) d'émission et/ou de réception de signaux numériques, chacune par l'intermédiaire d'un émetteurrecepteur (4). caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de réjection des fréquences hautes (5) du signal de sortie d'un émetteur-recepteur, au moins un dispositif (7 ; 12) d'émission et/ou de réception d'un signal vidéo et sonore comportant des moyens (10 et 11, 14 et 15 ; 32) de réduction de bruit du signal vidéo et sonore dans des fréquences basses et d'isolation en courant continu entre le câble et un circuit d'émission et/ou de réception (8 et 9, 13). 2. Réseau local de télédistribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réduction de bruit et d'isolation en courant continu sont constitués pour l'émission et la réception par un dispositif de couplage inductif (32) dont le primaire est constitué par le câble coaxial (2) et le secondaire (33, 34) sert d'entrée et/ou de sortie pour les signaux vidéo et sonores, ce dispositif étant adapté pour l injection dans le câble d'un signal vidéo et sonore de fréquence haute et présentant, une fois monté en série sur le câble coaxial, une impédance caractéristique homogene a celle du câble. 3. Réseau local de télédistribution selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de couplage inductif permet le lissage des signaux numériques a l'émission. 4. Réseau local de télédistribution selon la revendication 2. caractérisé en ce que les moyens de réduction de bruit et d'isolation en courant continu sont constitués par deux adaptateurs d'impédance électronique (10, 14) associé chacun à un Té classique (11, 15) respectivement pour l'émission et pour la réception. 5. Réseau de télédistribution, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de filtrage est constitué par un Té (5) comportant un circuit bouchon (28). 6. Roseau de télédistribution, selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant plusieurs segments (1a, 1g) présentant une configuration en grappe et reliés entre-eux par des répéteurs de signaux numériques, caractérisé en ce qu'un répéteur de signaux vidéo et sonores (37) est associé à chaque répéteur de signaux numériques. 7. Réseau de télédistribution selon la revendication 6. caractérisé en ce que chaque répéteur de signaux vidéo et sonores (37? est constitué de deux amplificateurs passe bande tête beche comportant chacun un circuit d'anti-coincidence.