Brevet FR2614159A1 — publié le 19881021

SYSTEME DE COMMUTATION A GAMME DE FREQUENCES ETENDUE PAR PANNEAU A FICHES DE CONNEXION NOTAMMENT POUR TELECOMMUNICATIONS. La présente invention a pour objet un système de commutation par panneau à fiches de connexion muni d'un dispositif pour étendre fortement la gamme des fréquences de réponse de ce système, notamment pour télécommunications. De nombreux systèmes de télécommunications utilisent un nombre élevé de câbles de transport de données et il est souvent necessaire d'intervertir les différentes origines ainsi que les'destinations de ces câbles. Cette opération de modification de structure ou de trajet s'applique à un grand nombre de systèmes de transport d'informations comprenant les systèmes numériques téléphoniques et de télévision. Les systèmes de commutation par panneaux à fiches de connexion sont des moyens appropriés pour modifier le trajet de signaux transportés par des câbles de transport de données. Un système de commutation par panneau à fiches de connexion, décrit dans le document de brevet -britannique n'l 081 171 et représenté sur la figure 1 et la figure la des dessins annexés, comporte des fils de contact parallèles 12, 14, 16 disposés en couches intercalées entre des couches de matériau isolant 18. 'Les fils 14 d'une couche sont disposés dans une direction perpendiculaire à celle des fils des couches voisines 12, 16 et sont constitués de manière qu'une extrémité sorte du matériau isolant pour former des pattes de soudure ou des broches de connexion. Un signal arrivant par un fil de contact d'une couche peut être aiguillé sélectivement vers un fil de contact d'une couche voisine en introduisant une fiche de mise en court-circuit 10. Le nombre des couches peut être augmenté au moins jusqu'à douze, ce qui permet la commutation de six signaux par une seule fiche de mise en court-circuit. Dans ces conditions, on utilise une fiche & plusieurs broches, le nombre des broches et la longueur de chaque broche dépendant du nombre des connexions requises. Un système de ce type présente un grand nombre d'avantages parmi lesquels on peut mentionner: a) une commutation entièrement passive dans laquelle aucune énergie n'est à fournir pour maintenir le tracé du trajet de conmmutation; b) tous les fils de connexion sont câblés sur les côtés du panneau a fiches ou en arrière avant la commutation, ce qui fait qu'il n'y a pas de fils en avant du panneau et qu'on supprime les fouillis de fils en désordre. Un système par panneau à fiches de commutations tel que celui qui a été décrit précédemment convient pour être utilisé sur une gamme de fréquences de fonctionnement étendue allant normalement du courant continu à plusieurs MHz. Il y a cependant une limitation à la fréquence de fonctionnement supérieure, cette limitation étant due à la proximité des fils de contact voisins. Cette proximité introduit sur le fil de contact un signal de diaphonie qui résulte du couplage capacitif avec un fil voisin. La capacité C entre deux fils de contact est représentée approximativement par: 2,78103 C pFm-1 (2p) log - (d) en supposant que le diamètre d des fils est très inférieur à l'intervalle p entre eux. Cette capacité C est proportionnelle à la longueur du fil de contact. Pour un système donné, l'impédance R (que l'on supposera être une résistance mais qui ne l'est pas nécessairement), le rapport C.S. entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne voisine est donné par: C.S. = 201og10 IjwcRI 12+jwcRi Dans cette formule W = 2 f et f désigne la fréquence de fonctionnement. Dans un système réalisé en pratique, l'intervalle entre des lignes de contact voisines peut être, par exemple, de 5 mm. Dans ce cas, on observe une capacité de 46 pf environ par mètre et, pour un système réel dont les d/nensions sont de 100 intervalles x 100 intervalles, on peut s'attendre à un rapport entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne voisine égal à -100 dB environ à une fréquence de fonctionnement de 10 RHz. Ce rapport croit à une valeur de -80 dB à 100 kHz et à une valeur de -60 dB à 1 MHz. A une fréquence de fonctionnement de 20 MHz, le rapport prévu entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne voisine atteint -40 dB, cette valeur pouvant être inacceptable dans de nombreuses applications. Les valeurs ci-dessus ont été calculées en supposant que la valeur de R était égale à 50CL. Cependant, le rapport du signal de diaphonie au signal de la ligne adjacente croit lorsque l'impédance du système augmente. A partir de l'étude ci-dessus du rapport entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne adjacente, on peut voir que la réduction de ce rapport peut être obtenue en réduisant la capacité entre des fils de contact voisins et successifs. Un autre procédé de réduction de la diaphonie consiste à réduire l'impédance du système en utilisant des transformateurs de compensation d'impédance. Cependant, dans les systèmes par panneaux à fiches de connexion de grandes dimensions, cela peut être désavantageux car on n'obtient pas nécessairement une compensation correcte de l'impédance. Divers procédés se présentent pour réduire la capacité entre des fils voisins et pour diminuer ainsi le rapport entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne voisine. La D5 capacité est inversement proportionnelle à la distance entre des fils de contact voisins, de sorte que l'accroissement de l'espacement entre fils provoque une diminution de la capacité. Cependant, ce procédé présente l'inconvénient d'accroître la grandeur physique du système. Par exemple, dans le cas d'un système de ohms, la multiplication de la distance entre des fils de contact voisins par le facteur 2 divise la capacité par deux et ne réduit un signal de diaphonie de 1 MHz que d'un petit nombre de dB. Etant donné que dans de nombreuses applications on doit obtenir des réductions de diaphonie plus importantes, l'augmentation des dimensions qu'il faudrait alors envisager est inacceptable. La figure 2 des dessins annexés représente comment on peut utiliser un plan de mise à la terre local pour réduire la capacité entre fils de contact. La capacité entre les barres omnibus 12 est réduite par la proximité de l'écran électrostatique 20 qui introduit une capacité par rapport à la terre. Des améliorations importantes sont possibles avec ce procédé. Dans un système de 50J-, par exemple, on peut obtenir une réduction du rapport entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne voisine de 20 dB à une fréquence de fonctionnement de 0,1 MHz. On obtient également une réduction de la diaphonie entre des fils de contact de couches voisines. Cependant, le modèle d'écran électrostatique est constitué de façon plus judicieuse par une inductance en série avec une résistance. L'impédance Z d'une telle barre omnibus est alors représentée par Z - IR + ju'JL L. Dans cette formule, R et L sont respectivement les valeurs par unité de longueur de la résistance et de l'inductance en série dans le circuit modèle. Par conséquent, il est clair que l'impédance d'une longue barre omnibus croit lorsque la fréquence O croit. Aux fréquences élevées, cela réduit fortement l'efficacité d'un écran électrostatique mis- à la terre car l'accroissement de l'impédance du système provoque un accroissement du signal de diaphonie. Une amélioration supplémentaire du rapport entre le signal de diaphonie et le signal de la ligne l0 voisrne est obtenu en mettant à la terre des barres omnibus dans chaque couche. Cependant, comme dans le cas du procédé précédent de réduction de diaphonie, des effets d'induction dans les barres omnibus de mise à la terre réduisent l'efficacité de ce procédé aux fréquences élevées. Le fonctionnement du système de commutation par panneau à fiches de connexion est donc soumis à des restrictions sévères aux fréquences élevées. Par conséquent, un perfectionnement important serait apporté à ce système s'il était possible de réduire l'inductance et donc l'impédance du système en portant ainsi la fréquence supérieure de fonctionnement à au moins 50 MHz. On désire aussi réduire le signal de diaphonie pour une fréquence donnée. La présente invention se propose d'atteindre ce but. A cet effet, l'invention concerne un système de commutation à gamme de fréquences étendue par panneau à fiches de connexion, notamment pour télécommunications, comportant une pluralité de barres omnibus porteuses de signaux et, intercalées entre elles, d'autres barres omnibus mises à la terre, caractérisé en ce que les barres omnibus mises à la terre sont reliées à intervalles sur leur longueur.à un plan de mise à la 6 261 4159 terre de faible inductance au moyen d'une pluralité de trajets de faible inductance. Suivant un mode de réalisation avantageux, les trajets de faible inductance sont constitués par des broches métalliques de mise en courtcircuit qui relient D lesdites autres barres omnibus au plan de mise à la terre. En utilisant ce procédé, le signal de diaphonie peut, dans un panneau à fiches de connexion de type x 100 peut être réduit à moins de 40 dB à une fréquence de fonctionnement de 50 MHz. L'invention est décrite plus en détail ci- après, uniquement à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente un système de commutation de base par panneau à fiches de connexion auquel la présente invention est applicable, - la figure 2 représente une technique connue pour réduire la diaphonie entre des fils voisins, - la figure 3 représente un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention pour réduire l'impédance du système de commutation par panneau à fiches de connexion, et - la figure 4 est une vue en coupe du dispositif suivant la ligne A-A de la figure 3. Conformément à la figure 4, des barres omnibus 22 mises à la terre sont disposées à proximité de barres omnibus 24 porteuses de signaux et en alternance avec elles. Ces barres omnibus 22 sont disposées dans une direction perpendiculaire à celle des barres omnibus porteuses de signaux suivant une couche voisine 26. Les barres omnibus 22 mises à la terre sont de plus, reliées à la terre à intervalles (de préférence à intervalles réguliers) suivant leur longueur par des broches métalliques de mise en court-circuit 28 de faible inductance. Ces broches de mise en court-circuit 28 7 2 6 12614159 assurent une connexion électrique entre les barres omnibus 22 et le plan de mise à la terre de faible impédance 30. Cela réduit l'impédance en série effective du système et améliore le blindage électrostatique entre les barres omnibus porteuses de signaux, réduit la diaphonie et accroit ainsi la fréquence de fonctionnement supérieure dudit système. Bien que les barres omnibus mises à la terre 22 puissent être reliées à la terre à leur extrémité en plus de leur liaison au plan de mise à la terre 30 par les broches de mise en court-circuit 28, cela n'est pas 1. essentiel et la mise à la terre peut être réalisée uniquement au moyen des broches de mise en court-circuit 28 et du plan de mise à la terre 30. Bien que cela ne soit pas représenté, dans un dispositif de connexion à plusieurs plans du type représenté sur la figure 1, des barres omnibus mises à la terre reliées au plan de mise à la terre par des broches de mise en court-circuit sont à prévoir de chaque côté des barres omnibus porteuses de signaux dans chaque couche du dispositif de connexion. La liaison électrique entre les broches de mise en court-circuit et les barres omnibus mises à la terre peut être assurée par tout moyen approprié, par exemple par soudure. REVENDICATIONS 1) Système de commutation à gamme de fréquences étendue par panneau à fiches de connexion, notamment pour télécommunications, comportant une pluralité de barres omnibus (24) porteuses de signaux et, intercalées entre elles, d'autres barres omnibus (22) mises à la terre, caractérisé en ce que les barres omnibus (22) mises à la terre sont reliées à intervalles sur leur longueur à un plan de mise à la terre (30) de faible inductance au moyen d'une pluralité de trajets de faible inductance (28) 2) Système de comr.utation par panneau à fiches de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trajets de faible inductance sont constitués par des broches métalliques correspondantes (28) de mise en court-circuit qui relient les autres barres omnibus (22). au plan de mise à la terre (30). 3) Système de commutation par panneau à fiches de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de jeux de barres omnibus (24) porteuses de signaux, ces jeux étant disposés dans des plans parallèles correspondants, les barres omnibus (24) de plans voisins étant disposées perpendiculairement entre elles. 4) Système de commutation par panneau à fiches de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que des couples de barres omnibus (24) porteuses de signaux de chaque jeu comportent, disposées entre ces barres, une barre correspondante des autres barres omnibus (22). 5) Système de commutation par panneau à fiches de connexion selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le plan de mise à la terre (30) de faible inductance est relié par les trajets de faible inductance (28) aux autres barres omnibus dans chaque plan parallèle. 6) Système de commutation par panneau à fiches de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barres omnibus (22) mises & la terre sont reliées ià intervalles réguliers sur leur longueur à un plan de mise à la terre (30) de faible inductance au moyen d'une pluralité de trajets de faible inductance (28).