Brevet FR2819363A1 — publié le 20020712

Terminal apte à être alimenté localement et à être téléalimenté par une liaison le reliant à un réseau de télécommunication La présente invention concerne un terminal apte à être alimenté localement et à être téléalimenté par une liaison le reliant à un réseau de télécommunication : un réseau local informatique, par exemple de type Bhernet, ou un réseau téléphonique. Classiquement, les terminaux connectés à un réseau local informatique (par exemple : ordinateurs personnels, imprimantes, etc...) sont alimentés localement, par le secteur. Des cordons d'alimentation à 110 ou 220 Volts, indépendants des liaisons de données sont donc utilisées pour alimenter les terminaux. Cette solution augmente la difficulté de l'installation du réseau local : - L'utilisation de deux cordons soulève des problèmes d'encombrement pouvant, en outre, limiter la liberté de mouvement des personnes. - 13le crée des risques électriques. Dans le cas d'un poste téléphonique, une alimentation locale par le secteur a en plus pour inconvénient de mettre le poste téléphonique hors service en cas de coupure de secteur, notamment en cas d'incendie ou catastrophe naturelle. C'est pourquoi les postes téléphoniques classiques sont téléalimentés par leur commutateur de rattachement, celui-ci comportant des accumulateurs de secours. On commence à utiliser des terminaux téléphoniques reliés à un réseau local informatique. Il est donc souhaitable que certains terminaux reliés à un réseau local informatique soient téléalimentés, à travers la même liaison que celle utilisée pour émettre/recevoir des données. Une façon de transmettre un courant de téléalimentation consiste à utiliser deux des huit fils de la liaison : quatre autres de ces huit fils sont deux paires de fils utilisées respectivement pour transmettre et recevoir des données. Une autre façon, dite par circuit fantôme, consiste à relier les deux bornes d'un générateur d'alimentation respectivement aux points milieux d'un enroulement de transformateur relié à la paire de réception de données et d'un enroulement d'un autre transformateur relié à la paire d'émission de données, dans le dispositif de téléalimentation. Du côté du terminal, la tension d'alimentation est fournie respectivement par les points milieux d'un enroulement de transformateur relié à la paire de réception de données et d'un enroulement d'un autre transformateur relié à la paire d'émission de données. Dans les deux cas, téléalimenter un terminal par le réseau local informatique a pour inconvénient que le dispositif de téléalimentation alimente de manière aveugle un terminal. Or la prise RJ45 située à l'extrémité de la liaison peut recevoir un terminal d'un type autre qu'un téléphone (par exemple un ordinateur personnel, une imprimante, etc...). Il y a un risque d'endommager les circuits électriques de ce terminal. En effet, la prise RJ45 d'un terminal est généralement utilisée de la manière suivante : - Quatre fils des huit fils sont séparés en deux paires pour respectivement transmettre et recevoir des données. Le terminal comporte un transformateur ayant un enroulement relié à la paire de réception, et un transformateur ayant un enroulement relié à la paire d'émission, chacun de ces enroulements ayant un point milieu qui peut être relié à un potentiel de référence via une résistance de faible valeur. - Quatre autres fils, inutilisés, sont mis à la masse, souvent par l'intermédiaire d'une combinaison de résistances et de capacités, pour éliminer les éventuels courants de diaphonie induits par les signaux de données circulant dans les quatre premiers fils, et pour réduire les émissions électromagnétiques indésirables. Si on applique une tension d'alimentation relativement élevée, par exemple 48 Volts, sur cette combinaison de résistances et de capacités, ou sur les résistances reliées aux points milieux des transformateurs, l'intensité du courant circulant dans ces résistances peut les détruire, ainsi que les circuits d'émissionréception. On étudie actuellement des procédés pour téléalimenter un terminal dans un réseau local informatique en évitant tout risque de dégât si on branche sur ce réseau un terminal qui n'est pas apte à être téléalimenté par le réseau. Un tel procédé consiste à : - produire un signal de test, ou plusieurs signaux de test, sur au moins deux conducteurs d'une liaison destinée à relier le réseau local à un terminal distant, ce signal ayant une énergie telle que le terminal ne peut être endommagé en aucun cas ; - détecter la présence d'un terminal distant téléalimentable, en détectant la présence d'un module d'identification placé dans le terminal distant, en dérivation sur la liaison, à partir du courant créé par le signal ou les signaux de test dans cette liaison ; - envoyer un courant de téléalimentation dans cette liaison, si et seulement si la présence d'un terminal téléalimentable est détectée. Un tel procédé évite tout risque pour les terminaux parce que le courant de téléalimentation n'est envoyé qu'après avoir identifié le terminal comme étant téléalimentable. L'intensité et la durée du signal ou des signaux de test sont choisies de manière que l'opération de détection de la présence d'un terminal téléalimentable, avant la téléalimentation, ne peut causer aucun dégât dans le cas où le terminal n'est pas un terminal apte à être téléalimenté. D'autre part, la téléalimentation doit être interrompue sitôt que le terminal est déconnecté de la liaison, car on pourrait en connecter un autre à tout moment. On prévoit donc de détecter continûment la présence d'un terminal pendant la téléalimentation, en mesurant l'intensité du courant de téléalimentation. Le dispositif de téléalimentation conclut à une déconnexion s'il détecte que l'intensité du courant consommé est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée, pendant un intervalle de temps ayant une durée prédéterminée qui est suffisante pour assurer qu'il y a bien eu déconnexion. On prévoit d'utiliser dans un même réseau local informatique : des terminaux alimentés uniquement localement, des terminaux alimentés uniquement par téléalimentation, et des terminaux à alimentation locale en fonctionnement normal mais aptes à être alimentés par téléalimentation en cas d'arrêt de l'alimentation locale, au moins pour maintenir des fonctions de base. Ce dernier type de terminal est muni d'un module d'identification analogue à celui d'un terminal qui doit être téléalimenté en permanence ; mais il ne consomme a priori aucun courant de téléalimentation puisqu'il est alimenté localement. Four) le dispositif de téléalimentation, l'absence de courant de téléalimentation le ferait ressembler à un terminal déconnecté. Cette absence conduirait le dispositif de téléalimentation à suspendre la téléalimentation sur la liaison. L'alimentation locale ne serait donc pas secourue. Pour remédier à ce problème, une solution envisageable consisterait à placer dans le terminal, en dérivation sur les deux pôles de téléalimentation, une résistance ayant une valeur telle que l'intensité du courant consommé en permanence sur la téléalimentation soit supérieure à la valeur de seuil. Mais cette solution aurait deux inconvénients : - Une réduction non négligeable de la puissance maximale que la téléalimentation peut fournir à un tel terminal, lorsqu'elle secourt l'alimentation locale : Si la valeur de seuil est de 20 mA et si la tension nominale de téléalimentation est de 48 volts, par exemple, la puissance dissipée inutilement est d'environ 1W par terminal. S la puissance maximale délivrable par la liaison est de 14 W par exemple, la puissance maximale effectivement disponible pour téléalimenter le terminal n'est que de 13 W, ce qui réduit les possibilités du terminal. En outre, cette dissipation de puissance crée une surchauffe dans le dispositif de téléalimentation. - Une plus grande difficulté de réalisation du module d'identification du terminal téléalimentable, car la résistance supplémentaire est en dérivation avec le module d'identification, notamment pendant les tests d'identification du type du terminal. Ble modifie donc les caractéristiques électriques apparentes de ce module. La réalisation d'un module d'identification fonctionnant de manière satisfaisante est donc plus compliquée. Un premier but de l'invention est de permettre de mieux utiliser la puissance que peut fournir la téléalimentation lorsqu'elle alimente le terminal. L'objet de l'invention est un terminal apte à être alimenté localement et à être téléalimenté par une liaison le reliant à un réseau de télé communication, ce terminal comportant une alimentation locale et un dispositif de couplage relié à liaison et à cette alimentation locale pour : - alimenter le terminal par l'alimentation locale si la téléalimentation ne fonctionne pas ; - ou alimenter le terminal par la liaison si l'alimentation locale ne fonctionne pas ; caractérisé en ce que ce dispositif de couplage comporte en outre des moyens pour donner la priorité à la téléalimentation fournie par la liaison, si l'alimentation locale et la téléalimentation fonctionnent correctement toutes les deux. Lorsque l'alimentation locale et la téléalimention fonctionnent normalement toutes les deux, le terminal ainsi caractérisé consomme, sur la liaison, une intensité suffisante pour permettre le test de déconnexion puisqu'il est entièrement alimenté par la téléalimentation ; et il dispose néanmoins de l'alimentation locale en cas de défaillance de la téléalimentation. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-dessous et de la figure unique l'accompagnant. Cette figure représente le schéma synoptique d'une partie d'un exemple de réseau local comportant au moins un répéteur 3 et un exemple 2 de terminal selon l'invention. Ce terminal 2 est apte à être alimenté localement par une alimentation locale 24, et à être téléalimenté par une liaison L le reliant à ce réseau local. La téléalimentation est fournie via un circuit fantôme utilisant les modes communs sur deux paires d'émission/réception de données. La liaison L comporte quatre paires : - A1, A2 non utilisée, -B1, B2 non utilisée, - C1, C2 utilisée pour la transmission de données vers le réseau, en mode différentiel, -D1, D2 utilisée pour la transmission de données vers le terminal, en mode différentiel. Les paires C1, C2 et D1, D2 sont utilisées en outre en mode commun pour téléalimenter le terminal 2 par un circuit fantôme. Le répéteur 3 comporte une unité 31 de téléalimentation et de détection de présence de terminal téléalimentable, et un combineur 32. Le combineur 32 comprend deux transformateurs 33 et 34 transmettant respectivement un signal Tx à émettre vers un terminal, et un signal Rx reçu d'un terminal. Ils comportent chacun un premier enroulement et un second enroulement. Les premiers enroulements sont reliés respectivement aux paires D1, D2 et C1, C2. Ils ont chacun un point milieu relié respectivement à une sortie de l'unité 31 de téléalimentation et de détection de présence de terminal téléalimentable. Les seconds enroulements sont reliés à d'autres organes du répéteur 3 qui ne sont pas représentés. Le terminal 2 comprend : - un séparateur 20, - un module d'identification 21, - un convertisseur continu-continu 22 destiné à abaisser la tension, - un dispositif de couplage 23, - et un circuit de commande 25 commandant le transistor T. Le séparateur 20 comprend deux transformateurs 41 et 40 respectivement pour transmettre un signal Tx'à émettre vers le répéteur 3, et transmettre un signal F ; V reçu par le terminal 2. lis comportent chacun un premier enroulement et un second enroulement. Les premiers enroulements sont reliés respectivement aux paires D1, D2 et C1, C2. Ils ont chacun un point milieu. Ces points milieux fournissent une tension continue Vr de téléalimentation. Dans cet exemple, le point milieu du premier enroulement du transformateur 41 constitue le pôle positif de la téléalimentation. Il est relié par une diode D2 à une entrée positive du convertisseur 22. Le point milieu du second enroulement du transformateur 40 constitue le pôle négatif de la téléalimentation. Il est relié directement à une entrée négative du convertisseur 22. Un module d'identification 21, réalisé selon l'Art Antérieur, est placé en parallèle sur les deux pôles de la téléalimentation. Il permet à l'unité 31 de reconnaître que ce terminal est téléalimentable, par exemple en détectant une impédance prédéterminée. Les caractéristiques électriques du module d'identification 21 sont choisies telles qu'il ne court-circuite pas la tension de téléalimentation appliquée au convertisseur 22, et qu'il soit facilement distinguable par rapport aux terminaisons qui sont couramment connectées aux conducteurs disponibles des prises RJ45 des terminaux. Dans le dispositif 31 un dispositif de test mesure l'intensité du courant continu consommé par le terminal 2. Quand cette intensité devient nulle, il en conclut que le terminal 2 a été déconnecté et il commande alors l'arrêt de la téléalimentation, par mesure de sécurité. Rus précisément, il détermine si l'intensité est égale ou supérieure à une valeur de seuil fixée (20 mA dans cet exemple). L'alimentation locale 24 est une alimentation secteur classique, fournissant une tension continue nominale de 48 volts par exemple, alors que la tension nominale de téléalimentation est de 48 volts par exemple. Le pôle positif de cette alimentation secteur 24 est relié à l'entrée positive du convertisseur 22 via une diode D1 et un transistor à effet de champ T, la cathode de la diode D1 étant reliée à la borne positive de l'alimentation locale 24, l'anode de la diode D1 étant reliée à la source du transistor T, et le drain du transistor Tétant relié à l'entrée positive du convertisseur 22. Le pôle négatif de cette alimentation secteur 24 est relié directement à l'entrée négative du convertisseur 22. Le circuit de commande 25 a deux bornes reliées respectivement aux deux pôles de la téléalimentation pour recevoir la tension Vr, et une borne de sortie reliée à la grille du transistor T. Il compare la tension Vr de téléalimentation avec une valeur de seuil fixée, 25 volts par exemple. S Vr est supérieure à 25 volts, le circuit 25 bloque le transistor T. Inversement, si Vr est inférieure à 25 volts, le circuit 25 débloque le transistor T. En cas de panne de la téléalimentation, le transistor T est débloqué, la diode D1 est passante, et la diode D2 se bloque. Le terminal 2 est alimenté par l'alimentation locale 24. En cas de panne de l'alimentation locale, la téléalimentation fonctionnant, le transistor Test bloqué, et la diode D2 est passante. Le terminal 2 est téléalimenté. Quand la téléalimentation et l'alimentation locale 24 fonctionnent toutes les deux, leurs tensions respectives sont voisines de 48 volts mais pas exactement égales. Il peut arriver que la tension V) soit supérieure de quelques volts à la tension Vr. Quelle que soit la différence de tension, le circuit de couplage 23 donne la priorité à la téléalimentation dans tous les cas où Vr est supérieure à 25 volts, car la tension Vr est alors suffisante pour que la téléalimentation fonctionne correctement. Le transistor T étant bloqué, l'alimentation locale 24 n'intervient pas, même si elle fournit une tension V) supérieure à la tension Vr. Le test de détection de déconnexion réalisé par le dispositif de téléalimentation 31 détecte donc bien la présence du terminal 2. Il est à remarquer que s'il n'y avait pas le transistor T et son circuit de commande 25, le courant d'alimentation serait fournit par l'alimentation locale 24 dès que sa tension V) serait légèrement supérieure à la tension Vr, parce que la diode D1 se débloquerait alors que la diode D2 se bloquerait. Il n'y aurait pas de courant de télé-alimentation détectable dans le dispositif de téléalimentation 21. le test de présence du terminal ne pourrait donc pas être réalisé. Selon une variante de réalisation, au lieu de téléalimenter par un circuit fantôme, il est possible de téléalimenter par : - les conducteurs A1, A2 seulement ; -ou B1, B2 seulement ; - ou via A1, A2, B1, et B2 simultanément ; - ou via AI, A2, B1, B2, et le circuit fantôme simultanément ; selon la puissance nécessaire au terminal. REVENDICATIONS : 1) Terminal (2) apte à être alimenté localement et à être téléalimenté par une liaison (L) le reliant à un réseau de télécommunication, ce terminal comportant une alimentation locale (24) et un dispositif de couplage (23) relié à liaison (L) et à cette alimentation locale (24) pour : - alimenter le terminal par l'alimentation locale (24) si la téléalimentation ne fonctionne pas ; - ou alimenter le terminal par la liaison (L) si l'alimentation locale (24) ne fonctionne pas ; caractérisé en ce que ce dispositif de couplage (23) comporte en outre des moyens (25, T) pour donner la priorité à la téléalimentation fournie par la liaison (L), si l'alimentation locale (24) et la téléalimentation fonctionnent correctement toutes les deux. 2) Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de couplage (23) comporte un comparateur (25) pour comparer la tension de téléalimentation à une valeur de seuil fixée, et des moyens (T) susceptible d'inhiber le fonctionnement de l'alimentation locale (24) ; ce comparateur commandant ces moyens pour inhiber le fonctionnement de l'alimentation locale (24) lorsque la tension de téléalimentation est supérieure à cette valeur de seuil.