Brevet FR2913159A1 — publié le 20080829

L'invention se rapporte à une méthode de connexion d'un réseau sans fil et d'un réseau coaxial. Elle se rapporte de même à un circuit d'interface permettant de connecter un réseau sans fil à un réseau coaxial. Cette invention s'inscrit dans un contexte de distribution par câble au sein d'un immeuble pour permettre d'offrir aux abonnés, en plus des services vidéo classiques du câble, un accès simultané à des données haut débit, tel par exemple des données internet. Afin d'offrir de nouvelles fonctionnalités au parc d'abonnés d'un réseau câblé, la connexion à un réseau de données, type WIFI 802.11b, est proposée aux abonnés d'un immeuble par l'intermédiaire de l'interface STB (pour Set top box en anglais) connecté au réseau câblé. La figure 1 représente schématiquement la configuration d'un tel immeuble relié à un tel réseau câblé. Cet immeuble M comporte un certain nombre d'interfaces STB propre aux utilisateurs de réseaux sans fil pour la transmission de données. Ces interfaces STB sont reliées par l'intermédiaire d'une prise murale P à un dérivateur D commun aux abonnés de l'immeuble, lui-même connecté classiquement à un point d'accès PA d'un câble RF situé au pied de l'immeuble. Il s'agit donc dans le cas présent, comme représenté par la figure 1, de porter la technologie WIFI sans fil sur les câbles RF de l'installation d'un immeuble M par l'intermédiaire d'une interface STB afin de garantir une liaison haut débit pour chaque utilisateur tout en bénéficiant des circuits existants en WIFI ainsi que de leur protocole. Comme pour un réseau WIFI standard, chaque utilisateur dispose donc d'une connexion via son interface STB relié par la prise murale à un Point d'Accès 25 PA. En effet dans un réseau sans fil WIFI, les fréquences, très élevées dans la bande [2.412 GHz-2.472GHz] entraînent des pertes beaucoup trop importantes dans les câbles et circuits divers tels coupleurs, dérivateurs et rendent donc impossible une liaison haut débit. 30 L'utilisation d'une fréquence de transport de données la plus basse possible est donc nécessaire. Toutefois, les réseaux câblés utilisant la bande 47-862MHz pour la transmission vidéo, le choix d'une fréquence supérieure à 862 MHz s'impose donc. Un système d'interface pour des communications sans fils WLAN (en anglais pour wireless local area network) basé sur un décalage fréquentiel est décrit dans le document WO 2004/015902. Les fréquences des données reçues ou transmises pour le transfert vers un réseau télévision câblé CATV sont décalées de façon à pouvoir utiliser les fréquences de ce réseau. Mais un tel système de transposition ne permet pas de limiter la bande de fréquences occupée par l'information car le dispositif de transposition transpose cette bande intégralement d'une fréquence vers une autre fréquence. De plus un tel système nécessite un dispositif de transposition de fréquences géré par synthétiseur et un dispositif de filtrage associé pour chaque sens de transmission. L'architecture de ce système est donc complexe. Pour pouvoir transmettre sur le réseau câblé pl us d'informations ou connecter plus d'abonnés dans une bande de fréquences donnée, l'invention propose donc une méthode pour réaliser une adaptation de fréquence de signaux nécessaire pour une connexion bidirectionnelle d'un réseau sans fil WIFI et d'un réseau câblé consistant à déterminer la fréquence minimale pour le transport des données du réseau sans fil sur le réseau câblé, caractérisé en ce qu'elle consiste à diviser par un facteur n la fréquence et la bande de fréquence des signaux émis par le réseau sans fil vers le réseau câblé, de façon à obtenir une fréquence la plus basse mais supérieure à la fréquence minimale et à multiplier par un facteur n la fréquence et de la bande de fréquence des signaux émis par le réseau câblé vers le réseau sans fil pour obtenir une fréquence appartenant à la bande de fréquence allouée au réseau sans fil. La méthode de connexion entre un réseau sans fil et un réseau câblé consistant à diviser la fréquence et la bande de fréquence du signal émis par le réseau sans fil vers le réseau câblé et à multiplier la fréquence du signal reçu du réseau câblé vers le réseau sans fil, cette méthode permet donc de réduire par un facteur de division n la bande occupée par l'information à transmettre sur le support et donc d'augmenter ainsi la capacité de transfert dans une bande de fréquence donnée. Ainsi, lorsque la méthode est appliquée au standard WIFI IEEE 802.11 b couvrant la bande 2.4 GHz le facteur n est tel que n égal 2 L'invention propose également une interface de connexion bidirectionnelle entre un réseau de communication câblé et un réseau de communication sans fils caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens pour réaliser une adaptation de fréquence de signaux du réseau WIFI de communication sans fil vers un réseau de communication câblé formés par un diviseur de fréquence par un facteur n et des moyens pour réaliser une adaptation de fréquence de signaux du réseau de communication câblé vers un réseau WIFI de communication sans fil formés par un multiplicateur de fréquences par un facteur n. Ce système utilise des circuits RF et bande de base WiFi qui sont aujourd'hui des produits de large diffusion et dont le coût est attractif. De plus, ce concept est compatible avec des terminaux utilisateurs de très large diffusion autorisant un débit par exemple jusqu'à 11 Mbits /s. Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnées ci -dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels : - la figure 1 déjà décrite, représente une configuration de la distribution d'abonnés d'un immeuble à un réseau câblé ; - la figure 2 représente une architecture d'une interface STB selon l'invention ; - la figure 3 est un tableau de fréquences entrée/sortie d'une tel le interface. Le circuit selon l'état de la technique ayant été sommairement décrit précédemment il ne sera pas redécrit par la suite. L'idée développée ici permet par une architecture relativement simple de l'interface d'assurer le transport des informations WiFi sur le réseau câblé. Le principe consiste à diviser la fréquence du signal émis et à multiplier la fréquence du signal reçu de manière à pouvoir mettre en oeuvre les composants RF et bande de base WiFi qui sont aujourd'hui des produits de très large diffusion et dont le coût est attractif. La figure 2 illustre l'architecture d'un interface STB selon l'invention, incluant en plus du module de réception vidéo classique ( non représenté), un module supplémentaire 20 capable de traiter les données transmises ou reçues simultanément sur le câble. Le signal de données DATA par exemple de type WIFI 802.11 b à la fréquence f1 de l'ordre de 2.4Ghz est transmis par l'intermédiaire d'une circuiterie classique WIFI 802.11 b incluant les traitements MAC (Medium Access Control) et PHY (Physical Layer) vers un diviseur 21 de fréquence par n, implémenté de manière à diviser par n la fréquence et la bande de fréquence occupée du signal transmis vers le câble de façon à obtenir une fréquence la plus basse possible mais supérieure à 862MHz. Un signal de fréquence f1 de l'ordre de 2.4GHZ sera divisé par un facteur n pour se transformer en un signal de fréquence f2 tel que f2= Mn. Les signaux à la fréquence de l'ordre de f1=2.4GHz seront donc ramenés à un fréquence f2 de l'ordre de 1.2GHz par un diviseur de facteur 2. Ce signal divisé est ensuite filtré par un filtre passe bas 22 puis amplifié par un amplificateur 23 pour être envoyé via un diplexeur sélectionnant la voie d'émission sur le câble coaxial. Dans le cas présent, une division par 2 à l'émission du signal Wifi de la bande 2.412-2.472GHz permet de placer les informations de données respectivement entre 1.206GHz et 1.236GHz soit en dehors de la bande du câble mais suffisamment bas pour permettre d'une part le diplexage efficace des informations vidéo et des données de type 802.11 b et d'autre part de limiter l'atténuation linéique dans les câbles coaxiaux entre le point d'accès et les terminaux utilisateur. Le dispositif proposé met donc en oeuvre un diviseur de fréquence suivi d'un filtrage pour éliminer les composantes harmoniques indésirables. Ce module supplémentaire 20 permet aux signaux WiFi d'être véhiculé sur le câble à une fréquence supérieure à 862 MHz mais suffisamment basse Cette opération réduit aussi par le facteur de division la bande de modulation du signal .La largeur de bande du canal d'émission des signaux sera également divisée par ce facteur, passant ainsi de 20MHz (largeur de bande classique à 2.4GHz) à 10MHz. A la réception, l'opération duale est effectuée en exploitant l'harmonique N du signal incident. Ceci est possible sans perte d'information car la modulation utilisée en WiFi 802.11b qui est aujourd'hui le plus couramment déployée est un signal à enveloppe constante et donc peu sensible aux non linéarités en amplitude. A la réception le signal reçu sur le câble coaxial, diplexé vers la voie de réception par le diplexeur 24 est ensuite amplifié par un amplificateur 25. Un multiplicateur de fréquence 26 permet de multiplier la fréquence du signal vers la valeur souhaitée. Le standard WIFI 802.11 b utilisant une modulation CCK (Complementary Code Keying) dont les fréquences se situent entre 2.412GHz et 2.472 GHz pour l'Europe, une multiplication par 2 permet de redonner au signal WiFi son intégrité en terme de fréquence de travail dans la bande 2.4GHz et de largeur de modulation de 20MHz assurant ainsi une compatibilité avec les circuits 10 de traitement de base de la norme 802.11b. Ce dispositif multiplicateur 26 est formé par un mélangeur M associé à un oscillateur local OL fixe. Le principe est de récupérer en sortie du mélangeur la composante de l'oscillateur local OL diminuée du double de la composante du signal RF (OL-2*RF), de la filtrer par un filtre 27 et de l'amplifier par un amplificateur 28. Par exemple un oscillateur à fréquence fixe à 4.884GHz transpose donc dans la bande 2.4GHz la composante générée par la station de base à 1.2GHz en doublant la largeur de bande. Par ce biais on peut s'affranchir de la pollution due à l'harmonique 2 du signal incident. La tableau selon la figure 3 illustre les fréquences entrée/sortie du dispositif complet mettant en oeuvre une émission ou une réception à travers un câble coaxial avec division de fréquence et de largeur de modulation par 2 ou multiplication de fréquence et de largeur de modulation. Par exemple, la fréquence 2,412GHz d'un signal WiFi ainsi que la largeur de bande sont divisées par 2 par le diviseur de fréquence permettant de transmettre un signal de fréquence 1,206GHz sur un réseau câblé. A l'inverse, le multiplicateur comportant un oscillateur local à la fréquence de 4,884MHz, permet de transformer par transposition un signal Rf à la fréquence de 1,206MHz en un signal à la fréquence correspondant à OL-2*RF de 2,472MHz. Le mode de réalisation décrit ci-dessus s'applique au standard WIFI 802.11 b couvrant la bande 2.4GHz. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et l'homme du métier reconnaîtra l'existence de diverses variantes de réalisation de l'invention. Il va de soi que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportés par l'homme de métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention.15 Revendications 1- Méthode pour réaliser une adaptation de fréquence de signaux nécessaire pour une connexion bidirectionnelle d'un réseau sans fil WIFI et d'un réseau câblé consistant à déterminer la fréquence minimale pour le transport des données du réseau sans fil sur le réseau câblé, caractérisé en ce qu'elle consiste à : diviser par un facteur n la fréquence et la bande de fréquence des signaux émis par le réseau sans fil vers le réseau câblé, de façon à obtenir une fréquence la plus basse mais supérieure à la fréquence minimale ; et multiplier par un facteur n la fréquence et de la bande de fréquence des signaux émis par le réseau câblé vers le réseau sans fil pour obtenir une fréquence appartenant à la bande de fréquence allouée au réseau sans fil. 2- Méthode selon la revendication 1 appliquée au standard WIFI IEEE 802.11 couvrant la bande 2.4GHz caractérisée en ce que : l'adaptation de fréquence des signaux du réseau sans fil vers le réseau câblé se fait par division par un facteur 2 de la fréquence et de la bande de fréquence des signaux émis par le réseau sans fil; l'adaptation de fréquence du réseau câblé vers le réseau sans fil se fait par multiplication par un facteur 2 de la fréquence et de la bande de fréquence des signaux reçus par le réseau câblé. 3- Interface de connexion bidirectionnelle entre un réseau de communication câblé et un réseau de communication sans fils, caractérisé en ce que il comporte : des moyens pour réaliser une adaptation de fréquence de signaux du réseau WIFI de communication sans fil vers un réseau de communication câblé formés par un diviseur de fréquence par un facteur n ; et des moyens pour réaliser une adaptation de fréquence de signaux du réseau de communication câblé vers un réseau WIFI de communication sans fil formés par un multiplicateur de fréquences par un facteur n. 4- Interface de connexion bidirectionnelle selon la revendication 3 d'un système de transmission conforme au standard WIFI IEEE 802.11 et couvrant la bande 2.4GHz caractérisé en ce que le diviseur de fréquence est un diviseur par un facteur 2 et en ce que le multiplicateur de fréquence est un multiplicateur par un facteur 2. 5- Interface de connexion bidirectionnelle selon la revendication 3 caractérisé en ce que le multiplicateur de fréquence utilise un oscillateur local à la fréquence 4,884GHz.10