Brevet FR2806571A1 — publié le 20010921

"Système multimédia et procède pour distribuer des chaines hertziennes et câblées dans un réseau câblé en paires torsadées" La présente invention concerne un système multimédia de distribution de chaînes hertziennes dans un réseau câblé en paires torsadées. Elle vise également un procédé mis en ceuvre dans ce système. La présente invention trouve une application particulièrement intéressante dans le domaine de la distribution de chaînes de télévision dans des lieux tels que les établissements collectifs ou publics (enseignement, hôpitaux, hôtellerie). Une distribution de chaînes de télévision peut être effectuée soit par voie hertzienne au moyen d'une antenne de réception installée sur le toit d'un hôtel par exemple, soit par réseau câblé (fibre optique ou câble coaxial). Il existe actuellement des systèmes de distribution de chaînes de télévision mettant en oeuvre techniques de transmission large bande et utilisant par exemple des réseaux câblés en fibre optique ou en câble coaxial. Les fibres optiques et les câbles coaxiaux permettent transmettre efficacement des signaux hautes fréquences tels que les signaux des chaînes hertziennes comprises entre 47 mégahertz et 850 mégahertz. On connaît, par le présent déposant, des systèmes de distribution de signaux vidéos dans lesquels un signal haute fréquence peut être véhiculé par une paire torsadée catégorie 5 depuis un serveur central jusqu'à une pluralité de postes de télévision. La paire torsadée la particularité de coûter moins cher que la fibre optique. En outre les réseaux de paires torsadées sont généralement pré-installés dès la construction des bâtiments tertiaires. Cependant de tels systèmes nécessitent une démodulation du signal haute fréquence en signal en bande base véhiculé par la paire torsadée puis une symétrisation du signal en bande de base pour alimenter le poste de télévision. Ce système est onéreux du fait de l'investissement sur des dispositifs tel une matrice commutation. La présente invention a pour objectif de remédier aux inconvénients ci-dessus en réalisant un système peu onéreux basé sur technologie des paires torsadées de catégorie 6 ou 7 pouvant véhiculer des signaux de plusieurs centaines de mégahertz. Dans la suite, par balun, on entend un systeme d'adaptation d'impédance permettant de raccorder un cable à paires torsadées symétrique (BALanced) à un câble coaxial dissymétrique (UNbalanced, avec ligne de masse) ; par câble de catégorie 7, qualifiée pour des signaux numériques jusqu'à 700Mhz, on entend un câble blindé composé de quatre paires torsadées blindées individuellement à la norme ISO SC25/WG3. On rappelle que la catégorie 5, qualifiée pour des signaux numériques jusqu'à 100Mhz,v concerne un câble blindé (STP) ou non blindé (UTP), composé de quatre paires torsadées non blindées individuellement; la catégorie 6, qualifiée pour des signaux numériques jusqu'à 250Mhz, concerne un câble blindé composé de quatre paires torsadées blindées par groupe de deux, ou individuellement. L'objectif ci-dessus est atteint avec un système multimédia de distribution de signaux hautes fréquences dans un réseau câblé en paires torsadées. Selon l'invention, le système comprend - un premier moyen d'adaptation d'impédance pour recevoir au moyen d'un câble coaxial un signal haute fréquence (HF) et transmettre sur une paire torsadée ledit signal HF ; - un second moyen d'adaptation d'impédance pour recevoir le signal HF venant de la paire torsadée et transmettre le signal HF vers un terminal donné au moyen d'un câble coaxial. En autres termes, on intercale une liaison en paire torsadée entre deux câbles coaxiaux. Cette solution technique est particulièrement intéressante dans la mesure où la paire torsadée un moyen de transport peu onéreux et généralement implanté dans les locaux collectifs ou privés la construction de ces locaux. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la paire torsadée est de catégorie 5, 6 ou 7. Grâce à cette paire torsadée de catégorie 5, 6 ou 7, le système permet de distribuer des signaux hautes fréquences qui sont des signaux de chaînes hertziennes et câblées compris entre 47 mégahertz et 850 mégahertz, ou tout signal vidéo modulé dans cette bande de fréquence. Selon un mode de réalisation préféré, le premier moyen d'adaptation d'impédance est un balun symétrique comprenant un amplificateur et un symétriseur. Ce balun est dit symétrique il comprend un moyen pour rendre symétrique le signal HF. Selon un mode de mise en ceuvre de l'invention, le symétriseur comprend - moyen d'adaptation d'impédance de sorte que l'impédance d'entrée du balun symétrique est adaptée à l'impédance du câble coaxial et l'impédance de sortie dudit balun symétrique est adaptée à l'impédance de la paire torsadee ; - un moyen pour réaliser une isolation galvanique entre le câble coaxial entrant et la paire torsadée de sortie ; - moyen pour réaliser un déphasage de 90 entre les signaux d'entrée et les signaux de sortie du balun symétrique; et - moyen de rejection de bruit. Avantageusement, le second moyen d'adaptation impédance peut être un balun dissymétrique comprenant moyen d'adaptation d'impédance de sorte que les impédances d'entrée et de sortie dudit balun dissymétrique sont respectivement adaptées à l'impédance de la paire torsadée et à l'impédance du second câble coaxial ; et - un moyen de contrôle automatique de gain pour compenser affaiblissement d'amplitude du signal HF dans la paire torsadée. D'une façon générale, l'impédance des câbles coaxiaux est 75 Ohms et celle des paires torsadées de catégorie 6 ou 7 est de 100 Ohms. Selon une variante avantageuse de l'invention, le balun symétrique comprend huit sorties identiques chacune sur paire torsadée ainsi qu'une neuvième sortie pour connecter en cascade, au moyen d'un câble coaxial, un second balun symétrique afin de multiplier le nombre de sorties paire torsadée. La paire torsadée reliant le premier balun symétrique et le balun dissymétrique peut avantageusement faire partie d'un ensemble quatre paires torsadées formant une liaison de type RJ45. Selon un mode de mise en #uvre de l'invention, paire torsadée la liaison RJ45 est utilisée pour une connexion téléphonique et deux autres paires torsadées de la liaison RJ45 sont utilisées pour une liaison en réseau de type Ethernet. La présente invention concerne également un procédé de distribution de signaux hautes fréquences dans un réseau câblé en paires torsadées. Selon l'invention, on réalise une adaptation d'impédance entre un câble coaxial et une paire torsadée façon à transmettre un signal haute fréquence (HF) du câble coaxial vers la paire torsadée. On réalise ensuite une seconde adaptation d'impédance entre la paire torsadée et un second câble coaxial relié à un terminal. La seconde adaptation impédance fait intervenir une amplification liée à un contrôle automatique de gain afin de compenser l'affaiblissement du signal HF dans la paire torsadée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise ceuvre nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique simplifiée des principaux éléments compris dans le système selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma électronique simplifié premier balun réalisant une amplification et une symétrisation du signal haute fréquence capté par une antenne ; - la figure 3 est un schéma électronique simplifié second balun realisant une dissymétrisation et un contrôle automatique de gain du signal haute fréquence transmis vers un téléviseur ; - la figure 4 est une vue schématique simplifiée d'un système de distribution de chaînes de télévision vers une pluralité de téléviseurs ; - la figure 5 est un schéma électronique simplifié d'un balun symétrique comportant une pluralité de sorties ; - la figure 6 est une vue schématique simplifiée un système multimédia selon l'invention intégrant la téléphonie et l'Ethernet. la figure 1, on voit une antenne 1 de reception de chaînes hertziennes capable de capter un signal haute fréquence compris entre 47 mégahertz et 850 mégahertz. Le signal est transmis vers un balun symétrique au moyen d'un câble coaxial 2 d'impédance 75 Ohms. Le balun symétrique 3 est agencé de sorte que le signal HF est correctement transmis dans un câble à paire torsadée 4 de catégorie 7 et d'impédance 100 Ohms. Pour ce faire le balun symétrique 3 amplifie le signal HF qui arrive avec un niveau d'amplitude très affaibli, puis symétrise le signal HF amplifié. La symétrisation consiste à passer d'un moyen de transport dissymétrique (unbalanced) composé d'une ligne de conduction et d' ligne de masse (câble coaxial) à un moyen de transport symétrique (balanced) composé de deux lignes de conduction (paire torsadée). La paire torsadée 4 est connectée à un balun dissymétrique 5. Le balun dissymétrique 5 permet de transmettre le signal HF venant de la paire torsadée 4 (symétrique) vers un câble coaxial 6 (dissymétrique) avec un contrôle automatique de gain pour compenser l'affaiblissement d'amplitude dans la paire torsadée 4. La longueur de la paire torsadee 4 est par exemple de cent mètres maximum, ceci permet d'avoir ' l'entrée du balun dissymétrique 5 un signal HF dont l'amplitude n'est pas affaiblie de façon irréversible. Cependant, pour augmenter la longueur de la paire torsadée, on peut connecter deux paires torsadées au moyen d'un sous répartiteur (non représenté) réalisant une amplification d'amplitude du signal HF. Le câble coaxial 6 est finalement relié à poste de télévision 7. Un schéma électronique simplifié du balun symétrique 3 est representé sur la figure 2 sur laquelle sont également représentés le câble coaxial 2 relié à l'antenne 1 et la paire torsadée 4 transportant le signal HF jusqu'au balun dissymétrique 5. Les principales fonctions du balun symétrique 3 sont - une amplification du signal HF entrant ; - une adaptation d'impédance, c'est-à-dire une impédance d'entrée de 75 Ohms et une impédance de sortie de 100 Ohms par exemple, les valeurs d'impédance étant fonction de type de cables connectés à l'entrée et à la sortie; et - une isolation galvanique entre le câble coaxial 2 et la paire torsadée 4. balun symétrique 3 comporte en entrée un filtre passe haut intégrant une capacité de découplage et une résistance 302. L'amplificateur 303 permet d'amplifier le signal entrant. Les caractéristiques de l'amplificateur 303 sont par exemple une amplification de 20 dB entre mégahertz et 850 mégahertz. L'amplificateur 303 alimente ensuite un transformateur 304 assurant l'isolation galvanique. Le primaire du transformateur 304 est connecté à masse et présente une impédance de 75 Ohms. Le secondaire du transformateur 304 est connecté en parallèle à une résistance 305 de valeur égale à 100 Ohms. Les bornes de la résistance 305 représentent la sortie du balun symétrique 3 sur lesquelles sont connectés les fils de la paire torsadée 4. Le schéma électronique simplifié du balun symétrique 3 diffère significativement de celui du balun dissymétrique 5 représenté sur la figure 3. La paire torsadée 4 1e câble coaxial 6 relié au téléviseur 7 sont également représentés sur la figure 3. Les principales fonction du balun dissymétrique 5 sont - un contrôle automatique de gain pour amplifier de façon contrôlée l'amplitude du signal HF arrivant la paire torsadée 4 ; - une adaptation d'impédance, c'est-à-dire une impédance d'entrée de 100 Ohms et une impédance de sortie de 75 Ohms par exemple, les valeurs d'impédance étant fonction de type de câbles connectés à l'entrée et à la sortie; et - une isolation galvanique entre la paire torsadée 4 et le câble coaxial 6. deux fils de la paire torsadée 4 sont reliés au primaire d'un transformateur 501 assurant l'isolation galvanique entre la paire torsadée 4 et le câble coaxial 6. Le secondaire du transformateur 501 est connecté à un dispositif de contrôle automatique de gain représenté par l'amplificateur à gain variable 502, l'amplificateur 503 l'amplificateur tampon . L'adaptation d'impédance en sortie est réalisée par la résistance 505 d'une valeur de 100 Ohms. La résistance 505 est connectée en série au câble coaxial La présente invention étant par exemple destinée à la distribution de chaînes de télévision dans des hôtels, on va maintenant décrire un système pour une pluralité de téléviseurs. Dans un tel système, conformément à la figure 4, l'antenne 1 délivre un signal HF à un balun symétrique 31 à travers le câble coaxial 2. Le balun symétrique 31 comporte huit sorties identiques qui sont respectivement connectées aux huit paires torsadées 41-48. Chaque paire torsadée est ensuite connectée à un balun dissymétrique 51 ... ou 58 suivi d'un câble coaxial 61 ... ou 68 et d'un téléviseur 71 ... ou 78. Le balun symétrique 31, jouant le rôle d'un serveur, peut être d'une conception identique à celle du balun 3 mais avec huit sorties obtenues avec huit enroulements secondaires sur le transformateur 304. Chaque enroulement est doté en parallèle d'une résistance de 100 Ohms. Le signal HF arrivant par le câble coaxial 2 est ainsi dispatché sur les huit paires torsadées 41-48 vers les huit téléviseurs 71-78 différents. Le balun symétrique 31 comporte également une sortie supplémentaire sur laquelle est connecté un second balun symétrique 33 au moyen d'un câble coaxial 32. Cette sortie supplémentaire est par exemple la sortie d'un amplificateur connecte en amont de la capacité d'entrée du balun symétrique 31. Le balun symétrique 33 est identique au balun symétrique 31 avec huit sorties sur huit paires torsadées 81-88 chacune connectee en série à un balun dissymétrique 91 ... ou 98, à un câble coaxial 101 ... ou 108 et à un téléviseur lll...ou 118. Le système ainsi décrit permet de distribuer les chaînes de télévision sur seize téléviseurs. On peut augmenter le nombre en connectant plusieurs autres baluns symétriques la suite du balun symétrique 33. Sur la figure 5 on peut voir le schéma électronique simplifié du balun symétrique 31. Les éléments identiques avec le balun symétrique 3 sont représentés avec les mêmes reférences. Le balun symétrique 31 comporte donc en plus du balun symétrique 3 sept autres sorties sur paires torsadées à partir de sept autres enroulements secondaires sur le transformateur 304. Le balun symétrique 31 diffère également balun symétrique 3 par ladite sortie supplémentaire réalisée en amont de la capacité 301 au moyen d'un amplificateur 313. Une des caractéristiques de l'amplificateur 313 peut être un gain d'amplification de 8 dB par exemple pour compenser les pertes de la dérivation sur le câble coaxial 32. Un autre avantage d'un tel dispositif est la simplification de câblage aussi bien dans les locaux collectifs ou privés que dans le domaine de la domotique. En se référant à la figure 6, on voit que la paire torsadée 4 fait partie d'un ensemble de quatre paires torsadées 4, 401, 402 et 403 formant un câble 400 de catégorie 5, 6 ou 7 relié à des répartiteurs 405 et 406. Les répartiteurs 405 et 406 permettent de séparer les quatre paires torsadées 4, 401, 402 et 403. La paire torsadée 401 est destinée à la téléphonie et les paires torsadées 402 et 403 sont destinées à la connexion à un réseau de type Ethernet ou Internet. Le répartiteur 405, d'une part dirige la paire torsadée 4 sur un connecteur 404 de type RJ45 inséré dans le balun symétrique 3, et d'une autre part dirige les paires torsadées 401, 402 et 403 sur un connecteur 407 de type RJ45 relié au réseau téléphonique commuté 408 par exemple, au moyen d'une liaison 409. Le répartiteur 406, d'une part dirige la paire torsadée 401 sur un connecteur 410 de type RJ45 inséré dans le balun dissymétrique 5, et d'une autre part dirige la paire torsadée 401 sur un connecteur 411 de type RJ45 relié à un téléphone 413 et les paires torsadées 402 et 403 sur un connecteur 412 de type RJ45 relié à un micro ordinateur 414. La présente invention permet donc de distribuer des chaînes de télévision sur pluralité de téléviseurs installés dans un bâtiment tel qu'un hôtel de manière peu onéreux en mettant en #uvre éléments électriques peu coûteux tels que des paires torsadées et des baluns actifs. On peut avantageusement utiliser les quatre paires torsadées de catégorie 5, 6 ou de type RJ45 pour optimiser le câblage dans un local collectif ou privé, ou dans une maison individuelle. On intègre ainsi dans un câble à quatre paires torsadées la téléphonie, Ethernet et la distribution de chaînes hertziennes. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Systeme multimédia de distribution de signaux hautes fréquences dans un réseau câblé en paires torsadées caractérisé en ce qu'il comprend - un premier moyen d'adaptation d'impédance pour recevoir au moyen d'un câble coaxial un signal haute fréquence (HF) et transmettre sur une paire torsadée ledit signal ; - un second moyen d'adaptation d'impédance pour recevoir le signal HF venant de la paire torsadée et transmettre le signal HF vers un terminal donné au moyen un câble coaxial. 2. Système multimédia selon la revendication 1, caractérisé en ce que paire torsadée est de catégorie 5, 6 ou 7 3. Système multimédia selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les signaux hautes fréquences sont des signaux de chaînes hertziennes et câblées compris entre 47 mégahertz et 850 mégahertz. 4. Système multimédia selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen d'adaptation d'impédance est un balun symétrique comprenant un amplificateur et un symétriseur. 5. Système multimédia selon la revendication 4, caractérisé en ce que le symétriseur comprend - un moyen d'adaptation d'impédance de sorte que l'impédance d'entrée du balun symétrique est adaptée à l'impédance du câble coaxial et l'impédance de sortie dudit balun symétrique est adaptée à l'impédance de la paire torsadée ; - un moyen pour réaliser une isolation galvanique entre le câble coaxial entrant et la paire torsadée de sortie ; - un moyen pour réaliser un déphasage de 90 entre les signaux d'entrée et les signaux de sortie du balun symétrique; et - un moyen de rejection de bruit. 6. Système multimédia selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second moyen d'adaptation d'impédance est un balun dissymétrique comprenant - un moyen d'adaptation impédance de sorte que les impédances d'entrée et de sortie dudit balun dissymétrique sont respectivement adaptées à l'impédance de la paire torsadée et à l'impédance second câble coaxial ; et - un moyen de contrôle automatique de gain pour compenser l'affaiblissement d'amplitude du signal HF dans la paire torsadée. 7. Système multimédia selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit balun symétrique comprend huit sorties identiques chacune sur une paire torsadée ainsi qu'une neuvième sortie pour connecter en cascade, au moyen d'un cable coaxial, un second balun symétrique afin de multiplier nombre de sorties sur paire torsadée. 8. Système multimédia selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paire torsadée reliant le premier balun symétrique et le balun dissymétrique fait partie d' ensemble de quatre paires torsadées formant une liaison de type RJ45. 9. Système multimédia selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une paire torsadée de la liaison RJ45 est utilisée pour une connexion téléphonique et deux autres paires torsadées de la liaison RJ45 sont utilisées pour une liaison en réseau de type Internet. 10. Procédé de distribution de signaux hautes fréquences dans un réseau câblé en paires torsadées, caractérisé en ce qu'on réalise une adaptation d'impédance entre un câble coaxial et une paire torsadée de façon à transmettre un signal haute fréquence (HF) du câble coaxial vers la paire torsadée, on réalise ensuite une seconde adaptation d'impédance entre la paire torsadée et un second câble coaxial relié à un terminal, la seconde adaptation d'impédance faisant intervenir une amplification liée à un contrôle automatique de gain afin de compenser l'affaiblissement du signal HF dans la paire torsadée.