Brevet FR2732529A1 — publié le 19961004

La présente invention concerne un système de transmission de signaux à multiplexage fréquentiel sur une paire de conducteurs torsadés. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de transmission de signaux en utilisant le principe du multiplexage fréquentiel ou en large bande sur une liaison comprenant une paire de conducteurs torsadés, ce type de supports physiques étant utilisé en câblage d'immeubles, par exemple pour la transmission d'un signal unique en bande de base. On appelle bande passante d'un support physique de transmission, la quantité d'informations qu'il est capable de véhiculer, ce support pouvant être aussi bien par exemple du cuivre dans le cas de câbles coaxiaux ou de paires de conducteurs torsadés, de la silice dans le cas de fibres optiques et de l'air dans le cas d'une transmission hertzienne. En mode analogique, la bande passante s'exprime en Hertz, alors qu'en numérique, elle s'exprime en bits/seconde ou BAUD. Les réseaux dits à large bande sont des réseaux qui comprennent des support s physiques et des coupleurs réalisant l'accès à ces supports physiques et qui permettent de transporter une quantité importante d'informatisons En mode analogique, une largeur de bande importante est obtenue grâce au procédé de multiplexage fréquentiel des signaux. Dans les réseaux à large bande, chaque type de signaux, à savoir les signaux audio, vidéo ou informatique, est transporté en mode analogique et occupe une certaine plage de fréquence. On parle alors de spectre fréquentiel ou d'encombrement spectral d'un signal. Par exemple, un signal audio présente un encombrement spectral de 20 KHz, c'est à dire que toutes les composantes du signal sont contenues dans la bande de fréquence s'détendant de O à 20 KHz, alors qu'un signal vidéo au standard PAL par exemple a un spectre fréquentiel de 6 MHz. Les différents signaux peuvent être juxtaposés sur un même support de transmission grâce à un procédé appelé modulation. La modulation est une technique fondamentale utilisée dans les réseaux à large bande et elle permet la transmission simultanée de plusieurs signaux sur le même support sans qu'ils se superposent en évitant ainsi qu'ils ne se brouillent mutuellement. En effet, si plusieurs émetteurs fonctionnent simultanément sur le même support, sans que leurs signaux soient modulés, c'est à dire en bande de base, ceux-ci se mélangent car ils utilisent la même plage de fréquence, leur spectre fréquentiel étant le même. L'utilisation de la modulation permet de transposer chacun de ces signaux vers une bande de fréquence propre à chaque émetteur, c'est-à-dire un canal, créant ainsi une juxtaposition de signaux disjoints, tous centrés sur une fréquence différente, appelée fréquence porteuse. I1 ne reste plus alors à la réception qu'à sélectionner le canal que l'on désire écouter à l'aide d'un filtre correspondant et à démoduler le signal pour le restituer en bande de base, c'est-à-dire tel qu'il était à l'origine dans l'émetteur. La modulation et la démodulation du signal sont réalisés grâce à des modulateurs-démodulateurs également appelés MODEM. Les transmissions de données par courant porteur présentent de nombreux avantages notamment pour les informations analogiques à large bande comme c'est le cas des images de télévision par exemple. Jusqu'à présent, les supports utilisés dans l'état de la technique par des applications à large bande, sont le câble coaxial et la fibre optique. En effet, ces supports présentent une bande passante importante. Cependant, leur utilisation présente un certain nombre d'inconvénients, en raison de leur coût, de leur encombrement et de leur complexité d'installation par exemple en câblage d'immeubles. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet,l'invention a pour objet un système de transmission de signaux à multiplexage fréquentiel sur une paire de conducteurs torsadés, caractérisé en ce qu'il comporte, aux extrémités de la paire de conducteurs, des moyens symétriques de conversion des signaux à multiplexage fréquentiel, en signaux équilibrés par rapport à un potentiel de référence nul et réciproquement, pour permettre la transmission de la partie de signaux positive par rapport au potentiel de référence nul, sur l'un des conducteurs de la paire et de la partie de signaux négative par rapport à ce potentiel, sur l'autre des conducteurs de la paire. Avantageusement, le système comporte également des moyens d'équilibrage des niveaux de puissance des signaux à multiplexage fréquentiel associés aux moyens de conversion à l'une et/ou l'autre des extrémités de la paire de conducteurs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente un schéma synoptique d'un système de transmission de signaux à multiplexage fréquen tiel sur une paire de conducteurs torsadés, selon l'invention; - la Fig.2 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un adaptateur entrant dans la constitution d'un système de transmission selon l'invention; - la Fig.3 représente un premier exemple de réalisation de moyens de conversion entrant dans la constitution d'un tel système ; et - la Fig. 4 représente un second exemple de réalisation de moyens de conversion entrant dans la constitution d'un tel système. Ainsi qu'on peut le voir sur ces figures, un système de transmission de signaux selon l'invention permet de réaliser une liaison entre deux portions de câbles coaxiaux, sur lesquelles circulent des signaux à multiplexage fréquentiel et désignées par les références générales 1 et 2 sur la figure 1, par l'intermédiaire d'une paire de conducteurs torsadés symétriques, désignée par la référence générale 3 sur cette figure. Pour ce faire, ce système comporte aux extrémités de la paire de conducteurs torsadés, des adaptateurs désignés par les références générales 4 et 5 sur ces figures, interposés entre les portions de câbles coaxiaux et la paire de conducteurs torsadés. Ces adaptateurs réalisent différentes fonctions parmi lesquelles une conversion de média de communication à savoir une symétrisation/dissymétrisation de signaux, combinée à une adaptation d'impédance et à une égalisation des pertes sur l'ensemble de la bande de fréquence des signaux à transmettre, à savoir une compensation de la perte occasionnée par la transmission d'informations sur la paire de conducteurs torsadés, cette compensation à apporter dépendant des pertes engendrées par celle-ci et par conséquent de la qualité de celle-ci ainsi que de sa longueur. La structure de ces adaptateurs est basée sur l'utilisation de composants exclusivement passifs et ceuxci peuvent comporter aux extrémités de la paire de conducteurs, des moyens symétriques 6 et 7 de conversion des signaux à multiplexage fréquentiel circulant sur les câbles coaxiaux 1 et 2, en signaux équilibrés par rapport à un potentiel de référence nul et réciproquement, pour permettre la transmission de la partie de signaux positive par rapport au potentiel de référence nul sur l'un des conducteurs de la paire et de la partie de signaux négative par rapport à ce potentiel, sur l'autre des conducteurs de la paire. Les signaux à multiplexage fréquentiel sont en effet des signaux dissymétriques. C'est ainsi par exemple que les moyens de conversion 6 permettent de convertir les signaux à multiplexage fréquentiel dissymétriques circulant sur la portion de câble coaxial 1, en signaux équilibrés par rapport à un potentiel de référence nul pour permettre la transmission des parties positive et négative de ces signaux sur l'un ou l'autre des conducteurs de la paire. Les moyens de conversion 7 sont quant à eux adaptés pour convertir les signaux équilibrés par rapport au potentiel de référence nul, circulant sur les conducteurs de la paire, en signaux à multiplexage fréquentiel, qui sont alors amenés à circuler sur la portion de câble coaxial 2. Avantageusement également, les adaptateurs 4 et 5 comportent des moyens d'équilibrage des niveaux de puissance des signaux à multiplexage fréquentiel, associés aux moyens de conversion 6 et 7 à l'une et/ou l'autre des extrémités de la paire de conducteurs. Ces moyens d'équilibrage de puissance sont par exemple formés par des filtres RLC de type classique et sont désignés par les références 8 et 9 respectivement sur cette figure 1. On conçoit alors que cette structure permet de transmettre des signaux à multiplexage fréquentiel sur une paire de conducteurs torsadés, alors que dans l'état de la technique, ce type de supports n'était utilisé que pour fonctionner en bande de base pour la transmission d'un signal unique. On a représenté sur la figure 2, un schéma synoptique illustrant la structure d'un adaptateur à l'une des extrémités de la paire de conducteurs torsadés. Cet adaptateur est par exemple l'adaptateur 4 interposé entre la portion de câble coaxial 1 et la paire de conducteurs torsadés 3 et comporte les moyens de conversion 6 et les moyens d'équilibrage des niveaux de puissance 8 décrits précédemment. Comme on peut le voir sur ces figures 2 et 3, les moyens de conversion 6 peuvent en fait comporter un transformateur désigné par la référence générale 10 sur la figure 3, comportant dans cet exemple de réalisation au moins deux bobinages 11 et 12 respectivement, dont un premier 11 est associé aux signaux à multiplexage fréquentiel circulant dans la portion de câble coaxial 1, et dont un second 12 est un bobinage à point milieu PM raccordé au potentiel de référence nul et dont les extrémités sont associées aux conducteurs de la paire 3. Il va de soi que le transformateur des moyens de conversion symétriques disposés à l'autre extrémité de la paire de conducteurs est connecté de façon symétrique, c'est à dire que les conducteurs torsadés de la paire 3 sont raccordés aux extrémités du bobinage à point milieu correspondant de ce transformateur, tandis que l'autre bobinage de celui-ci délivre des signaux à multiplexage fréquentiel à la portion de câble coaxial 2. A titre d'exemple, ce type de transformateur peut être utilisé pour supporter des signaux présentant des fréquences pouvant aller jusqu'à 450 MHz. On a représenté sur la figure 4, un autre exemple de réalisation des moyens de conversion. Dans cet exemple de réalisation, les moyens de conversion comprennent un transformateur 13 à doubles bobinages correspondants désignés par les références 14,15,16 et 17 respectivement. Le premier bobinage 14 présente une extrémité associée aux signaux à multiplexage fréquentiel et une autre extrémité associée à l'un des conducteurs de la paire 3. Le premier bobinage correspondant 16 est relié à ses deux extrémités au potentiel de référence nul. Le second bobinage 15 présente une extrémité associée aux signaux à multiplexage fréquentiel et une autre extrémité raccordée au potentiel de référence nul. Le second bobinage correspondant 17 présente une extrémité raccordée au potentiel de référence nul et une autre extrémité associée à l'autre conducteur de la paire 3. Cette structure permet également de convertir les signaux à multiplexage fréquentiel en signaux équilibrés, pour la transmission des parties positive et négative de ceux-ci, sur les conducteurs de la paire et réciproquement. Ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, les moyens d'équilibrage des niveaux de puissance des signaux à multiplexage fréquentiel, peuvent quant à eux être formés par des filtres de type RLC classiques fonctionnant dans une bande de fréquence s'étendant par exemple entre 5 et 450 MHz. On sait en effet que les support s constitués de paires de conducteurs torsadés ont une capacité élevée entre conducteurs. Leur perte augmente considérablement avec la fréquence par effet capacitif. Or, pour faire fonctionner des matériels dans des conditions correctes, il convient de disposer d'un niveau d'énergie aussi constant que possible. Les spécifications de réponse en fréquence de paires de conducteurs torsadés de haut niveau, c'est à dire par exemple de type certifié de niveau 5, sont données jusqu'à 100 MHz alors que l'on souhaite faire transiter sur celles-ci des signaux présentant des fréquences pouvant aller jusqu'à par exemple 450 MHz. On conçoit alors que si l'on injecte dans une telle paire de conducteurs torsadés, des signaux présentant des niveaux de puissance constants sur une plage de fréquence s'détendent de O à 450 MHz, après propagation de ces signaux sur la paire de conducteurs, le niveau de puissance ne sera plus constant sur toute la bande de fréquence. Les moyens d'équilibrage permettent de résoudre ces problèmes en équilibrant ces niveaux en fonction des caractéristiques du système et en particulier de la longueur de la paire de conducteurs et des performances de ceux-ci. Bien entendu différents modes de réalisation des moyens de conversion et des moyens d'équilibrage de puissance peuvent être envisagés. Il va de soi également que de façon classique des moyens d'adaptation d'impédance peuvent être envisagés entre les portions de câbles coaxiaux et la paire de conducteurs torsadés dans les adaptateurs décrits précédemment. On conçoit alors que grâce au système selon l'invention, la transmission des signaux à multiplexage fréquentiel peut être réalisée sur une paire de conducteurs torsadés telle que celles déjà implantées en câblage d'immeubles pour les liaisons téléphoniques, de sorte qu'il n'est alors plus nécessaire d'installer de câbles coaxiaux ou optiques spécifiques dans ceux-ci pour transmettre ces signaux, dans la mesure où, moyennant l'installation des adaptateurs décrits précédemment, tous les signaux peuvent transiter sur les conducteurs déjà installés ce qui permet de réaliser des économies d'installation importantes. Ceci permet de faire circuler sur ces paires de conducteurs différentes informations de type par exemple informatique, image, etc... REVENDICATIONS 1. Système de transmission de signaux à multiplexage fréquentiel sur une paire de conducteurs torsadés, (3) caractérisé en ce qu'il comporte, aux extrémités de la paire de conducteurs (3), des moyens symétriques (6,7;13) de conversion des signaux à multiplexage fréquentiel, en signaux équilibrés par rapport à un potentiel de référence nul et réciproquement, pour permettre la transmission de la partie de signaux positive par rapport au potentiel de référence nul sur l'un des conducteurs de la paire (3) et de la partie de signaux négative par rapport à ce potentiel, sur l'autre des conducteurs de la paire (3). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de conversion (6,7) comprennent un transformateur (10) à au moins deux bobinages (11,12) dont un premier (11) est associé aux signaux à multiplexage fréquentiel et dont un second (12) est un bobinage à point milieu (PM) raccordé au potentiel de référence nul et dont les extrémités sont associées aux conducteurs de la paire (3). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de conversion comprennent un transformateur (13) à doubles bobinages correspondants (14,15, 16,17), dont un premier bobinage (14) présente une extrémité associée aux signaux à multiplexage fréquentiel et une autre extrémité associée à l'un des conducteurs de la paire (3), le premier bobinage correspondant (16) présentant deux extrémités raccordées au potentiel de référence nul et dont un deuxième bobinage (15) présente une extrémité associée aux signaux à multiplexage fréquentiel et une autre extrémité raccordée au potentiel de référence nul, le deuxième bobinage correspondant (17) présentant une extrémité raccordée au potentiel de référence nul et une autre extrémité associée à l'autre conducteur de la paire (3). 4. Système selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (8,9) d'équilibrage des niveaux de puissance des signaux à multiplexage fréquentiel associés aux moyens de conversion (6,7) à l'une et/ou l'autre des extrémités de la paire de conducteurs (3). 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage comprennent un filtre RLC.