Brevet FR2941119A1 — publié le 20100716

Système de communication à haut débit via un réseau de télécommunication privé Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un système de communication à haut débit via un réseau de télécommunication privé. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un système pour faire transiter sur un réseau téléphonique privé, à la fois un appel téléphonique entrant ou sortant, via un commutateur téléphonique professionnel de type PABX, auquel est assigné au moins un numéro de téléphone et qui est localisé sur un site tel qu'une entreprise, et des signaux à haut débit sur le même réseau téléphonique. Etat de la technique En général, dans la plupart des infrastructures privées telles que notamment, des bureaux, des hôpitaux, des bâtiments du type usine, des hôtels, un réseau téléphonique local est prévu utilisant des commutateurs téléphoniques classiques des utilisateurs professionnels (appelés PABX, pour Private Automatic Branch eXchange - Central téléphonique privé). Le PABX conventionnel comporte un PABX relié à un réseau commuté public et à des téléphones d'abonnés reliés au PABX par l'intermédiaire des lignes d'abonnés. Le système PABX offre certains avantages et des commodités aux abonnés. Par exemple, l'utilisation du système PABX est peu coûteuse puisque les appels sont effectués par des canaux terrestres à câbles et des appels intra-PABX peuvent être effectués en composant simplement des numéros d'abonnés. L'utilisation de plus en plus développée des nouvelles technologies xDSL (x Digital Subscriber Line û x ligne d'abonné numérique), notamment les connexions de type ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line - Raccordement Numérique Asymétrique d'abonnés) et du protocole IP (Internet Protocol - Protocole Internet), permet d'offrir à l'utilisateur une bande passante élevée pour un coût relativement faible. Cette technologie, destinée prioritairement aux utilisateurs résidentiels, est également adaptée aux utilisateurs professionnels pour un accès au réseau Internet utilisant le Protocole IP. Avec l'explosion des services de l'Internet, messagerie électronique, travail en groupe, Web ..., l'évolution logicielle (nouvelle version de l'éditeur,...) et les nouveaux modèles d'échanges de données et de communication (avec leurs Clients, leurs Fournisseurs, leurs Prestataires ...) il est nécessaire de déployer de nouveaux réseaux d'accès IP et xDSL sur le réseau local de l'infrastructure privée. Toutefois, les utilisateurs professionnels requièrent des services différents de ceux des utilisateurs résidentiels selon les applications et terminaux qu'ils doivent connecter et utiliser. De ce fait, l'utilisation d'une infrastructure publique offre l'avantage d'être accessible à coût réduit par rapport à une infrastructure privée. En outre, dans le domaine professionnel, le réseau local est nécessaire non seulement pour partager un accès à haut débit au réseau internet mais également pour la communication entre les machines (postes de travail, serveurs, imprimantes...) du réseau et de plus en plus pour les communications téléphoniques en Voix sur IP (VoIP). De ce fait, il est nécessaire de mettre en place des moyens adaptés à assurer une gestion du partage de la connexion Internet, de la communication entre les machines et du transport des signaux numériques voix-données-images. Dans la mesure où l'installation d'un réseau Ethernet sur cuivre ou sur fibre n'est pas toujours réalisable pour des raisons techniques et économiques, plusieurs solutions de réseau local ne nécessitant pas de recâblage spécifique se sont développées. Aujourd'hui, dans les infrastructures privées, on trouve principalement la solution basée sur la technologie DSL où le câblage téléphonique existant dans l'entreprise est utilisé pour véhiculer des données à haut-débit. Comme cette technologie fonctionne à des fréquences élevées, il suffit de disposer d'un filtre passe-bas pour continuer à utiliser le réseau téléphonique classique de l'entreprise. Compte tenu de l'étendue du réseau téléphonique existant, le DSL permet un déploiement rapide et à faible coût du haut débit. En pratique, le déploiement du DSL nécessite la mise en place d'un équipement spécifique, le DSLAM (digital subscriber line access multiplexer - multiplexeur d'accès de ligne d'abonné numérique), au niveau du répartiteur téléphonique (public ou privé). En amont, le DSLAM est relié à internet par le réseau de l'opérateur. En aval, il est relié aux abonnés par les lignes téléphoniques. Aujourd'hui, certaines infrastructures privées utilisent la technologie CPL (courants porteurs en ligne ou powerline communication en anglais) pour transmettre des signaux numériques via le câblage d'un réseau électrique. Toutefois, cette solution est souvent moins retenue dans les infrastructures privées. La technologie Wi-fi est essentiellement destinée au monde résidentiel, elle est très peu sélectionnée dans les infrastructures privées de taille moyenne pour transmettre des signaux numériques du fait des perturbations qui peuvent survenir facilement dans les réseaux Wi-fi. Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de proposer une alternative aux solutions basées sur la technologie DSL et à moindre coût. Pour ce faire, l'invention propose un système de communication à haut débit via le réseau de télécommunication privé d'une entreprise. Le système de communication de l'invention permet de déployer, pour des infrastructures privées telles que notamment, des bureaux, des hôpitaux, des bâtiments du type usine, des hôtels, une solution équivalente en termes de performances et de fonctionnalités à une solution IP-DSLAM avec un coût bien moindre. Cette diminution du coût est obtenue par le remplacement des N modems point à point indépendants que compte habituellement une carte DSLAM par un seul modem point à multipoints tel qu'on les utilise habituellement sur les réseaux CPL. Pour ce faire, le système de communication de l'invention comporte un dispositif de centralisation de données entrant et sortant connecté aux sorties du PABX. Ce dispositif de centralisation est également connecté à une extrémité des lignes téléphoniques de l'infrastructure privée. Il permet de filtrer les données véhiculées sur le réseau téléphonique interne avant de les acheminer vers le PABX quand ce sont des données de bas débit ou vers un utilisateur du réseau local ou vers le réseau de l'opérateur externe à l'infrastructure privée lorsque ce sont des données de haut débit. Le système de communication de l'invention comporte également un dispositif de filtrage individuel à chaque ligne téléphonique. Ce dispositif de filtrage est connecté à une autre extrémité des lignes téléphoniques. Il permet de filtrer les données reçues du dispositif de centralisation avant de les acheminer vers le téléphone correspondant à cette ligne téléphonique ou vers une machine apte à recevoir des données de haut débit. Avec l'invention, dans le cas d'une diffusion 'multi-cast', par exemple pour diffuser un programme TV, une seule copie de chaque flux est envoyée sur les lignes téléphoniques du réseau interne correspondant, ce qui permet de réduire considérablement le trafic lors d'une diffusion vers de nombreux utilisateurs. Le système de communication de l'invention permet aux destinataires de recevoir correctement les données. Le fait que la portée de la transmission des données de l'invention est de l'ordre de 500 mètres soit 10 fois inférieure à celle que l'on peut atteindre en ADSL, n'est pas un problème car le système de communication se situe dans le cadre de l'infrastructure privée. L'invention a donc pour objet un système de communication interne à un immeuble comportant : - un autocommutateur privé relié à un réseau externe à l'immeuble, - plusieurs lignes téléphoniques internes à l'immeuble reliées respectivement aux ports de sortie de l'autocommutateur, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de couplage, en haute fréquence de toutes les lignes téléphoniques, placés entre les ports de sorties de l'autocommutateur et les lignes téléphoniques. Avantageusement, l'invention est en outre caractérisée par les caractéristiques suivantes : - le système de communication comporte un dispositif de centralisation de données comportant une multiplicité de modules ayant chacun un port relié à un port de sortie de l'autocommutateur et un port relié à une première extrémité d'une ligne téléphonique, - entre les modules du dispositif de centralisation est placé un moyen de couplage haute fréquence des ports connectés à la première extrémité des lignes téléphoniques. - le dispositif de centralisation comporte des modules comportant chacun un filtre passe bas dont un port est relié à la sortie de l'autocommutateur et l'autre port est relié à une première extrémité d'une ligne téléphonique, et un filtre passe haut couplé en parallèle au filtre passe bas sur la première extrémité de ladite ligne téléphonique. - le dispositif de centralisation comporte un troisième port pour 35 transmettre des données à haut débit sur un réseau de données. - le système de communication comporte un dispositif de filtrage individuel placé à une seconde extrémité de la ligne téléphonique, - le dispositif de filtrage individuel comporte des moyens de séparation des données à haut débit et à bas débit. - les moyens de séparation comportent un filtre passe bas comportant un port de sortie relié à la seconde extrémité d'une ligne téléphonique et un port d'entrée relié à un téléphone, et un filtre passe haut couplé en parallèle au filtre passe bas sur la connexion entre le port de sortie du filtre passe bas et la seconde extrémité de ladite ligne téléphonique. - le dispositif de filtrage comporte un troisième port pour transmettre des données à haut débit sur une ligne haut débit individuel reliée à un dispositif de consultation. - le filtre passe haut est connecté à un modem via un bus de haute fréquence. - le modem comporte le troisième port adapté à recevoir un connecteur RJ45. - le dispositif de centralisation et le dispositif de filtrage individuel communiquent selon un protocole de communication d'une des normes Homeplug. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 montre une représentation schématique d'un système de 25 communication dans un bâtiment muni des moyens perfectionnés de l'invention. La figure 2 montre une représentation schématique d'un dispositif de centralisation de filtrage et d'un dispositif individuel de filtrage de l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention 30 La figure 1 représente, de manière schématique, un système 10 de communication téléphonique pour un site professionnel, par exemple pour une entreprise. Dans les locaux de cette société, matérialisés par un encadrement référencé 11, se trouve un commutateur téléphonique professionnel 12 de type PABX. Le PABX 12 est relié à un réseau 13 35 téléphonique de l'opérateur via un bus 39 de communication. Le PABX 12 comporte des ports 14 de sortie connectés chacun à un appareil de communication tel que des téléphones filaires 16-19 ou des télécopieurs via une ligne 15 téléphonique d'abonné. Le PABX permet, à l'intérieur d'une entreprise, de gérer de manière automatique les communications entre plusieurs postes et sert à établir celles avec l'extérieur. Le système 10 de communication comporte un dispositif 20 de centralisation, permettant de filtrer les données entrants et sortants du réseau interne de l'infrastructure privée, qui fait notamment l'objet de la présente invention. Le dispositif 20 de centralisation est placé par une multiplicité de couples 21, 22 de ports entre un port 14 de sortie de l'autocommutateur et une première 23 extrémité de chacune des lignes téléphoniques, dans l'invention, un port est une interface d'entrée/sortie. Une seconde extrémité 24 de la ligne téléphonique 15 est reliée à un port 26 d'un dispositif 25 de filtrage individuel qui fait notamment l'objet de la présente invention. Le dispositif 25 de filtrage individuel comporte un port 27 de bas débit et un port 28 de haut débit. Ce port A de bas débit permet de connecter le téléphone 16, 17, 18 ou 19 ou un télécopieur. Le port 27 est de préférence un connecteur RJ12. Le port 28 de haut débit permet de connecter différents postes de consultation 29 tels que des ordinateurs personnels ordinaires. Le port 28 est de préférence un connecteur RJ45. Le dispositif 20 de centralisation est l'équipement qui fait la liaison entre les lignes 15 téléphoniques des utilisateurs au sein de l'entreprise pour leur communication bas débit (téléphonique) et le réseau 13 téléphonique de l'opérateur local ou national auquel l'équipement appartient via l'autocommutateur 12. Le dispositif 20 de centralisation est également l'équipement qui fait la liaison entre les lignes 15 téléphoniques des utilisateurs et un réseau 48 de données haut débit pour leur communication haut débit (vidéo, images ...) Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 20 de centralisation et le dispositif 25 de filtrage communiquent en utilisant la forme d'onde définie par la norme HomePlug 1.0, HomePlug AV ou ses évolutions. Le fait d'utiliser le protocole HomePlug AV permet d'atteindre des débits utiles de l'ordre de 100Mbps, c'est-à-dire du même niveau qu'avec du VDSL2 (veryhigh-bit-rate digital subscriber line - ligne d'abonné numérique à très haut débit) et avec une différence de prix encore plus marquée. D'autres types de protocole de communication peuvent être également utilisés. La figure 2 montre une représentation schématique d'une topologie du dispositif 20 de centralisation et de filtrage comportant les moyens perfectionnés de l'invention. A chaque port 14 de sortie de l'autocommutateur est associée une ligne 15 téléphonique. Le dispositif 20 de centralisation comporte des modules de filtrage 30 ayant chacun un port 21 relié à un port 14 de sortie de l'autocommutateur 12 et un port 22 relié à la première extrémité 23 d'une ligne téléphonique. Les modules de filtrage 30 sont matérialisés sur la figure 2 par des pointillés. Entre les modules de filtrage 30 est placé un moyen de couplage haute fréquence des ports 22 connectés à la première extrémité 23 des lignes téléphoniques 15. Les moyens de couplage ainsi interposés entre les ports de sortie 14 de l'autocommutateur et les lignes 15 téléphoniques permettent de coupler en haute fréquence toutes les lignes 15. Les moyens de couplage permettent de coupler les lignes 15 téléphoniques en haute fréquence tout en garantissant l'isolation galvanique entre les lignes et une forte atténuation en basse fréquence. Les modules de filtrage 30 comporte un filtre passe bas 31. Le filtre passe bas 31 comporte un port A de sortie connecté au port de sortie 14 de l'autocommutateur 12 et un port B d'entrée connecté à la première extrémité 23 de la ligne 15 téléphonique correspondante. Les modules de filtrage 30 comporte également un filtre/coupleur passe haut 32. Ce filtre/coupleur passe haut 32 est couplé en parallèle au filtre passe bas 31. Il est placé sur la ligne de connexion du port B d'entrée du filtre passe bas 31 et de la première extrémité 23 de la ligne 15 téléphonique. Le filtre/coupleur passe haut 32 est ainsi directement intégré à l'entrée de la ligne téléphonique 15. Il permet ainsi d'éliminer les composantes basse fréquence, autrement dit le signal du courant électrique classique. Il ne reste alors que les signaux haute fréquence de l'ordre par exemple de 2,5 à 30 MHz. En traversant les lignes 15 téléphoniques, il arrive que le signal de transmission à haute fréquence soit affecté par des interférences passives ou actives. Le filtre / coupleur 32 passe haut permet de supprimer de façon très sensible ces types d'interférence. Le signal est ensuite véhiculé vers un modem 34 central via un bus 35 de haute fréquence commun à tous les modules de filtrage 30 du dispositif 20 de centralisation. Le signal est ensuite traité par le modem 34 central pour être transformé de l'état analogique à l'état numérique. Le modem 34 utilise toutes les informations de correction d'erreur afin de reconstituer le flux de bits original. Le dispositif de centralisation comporte un port 36 de haut débit relié au réseau de données 48, via un bus 47 de communication. Ainsi, dans l'invention, toutes les lignes 15 téléphoniques arrivant à l'autocommutateur 12 sont filtrées par les modules de filtrage 30 analogique du dispositif 20 de centralisation. La composante continue et les fréquences basses, inferieures à une fréquence Fbase sont connectées aux ports 14 de sorties de l'autocommutateur 12 téléphonique afin de maintenir le service téléphonique de base. Dans un exemple, la fréquence Fbase peut être de l'ordre de 3 KHz. Le service téléphonique peut être un service analogique standard (POTS en anglais), un service téléphonique (ISDN) ou éventuellement un service téléphonique (POTS ou ISDN) et ADSL, ADSL2 ou 2+). Les composantes haute-fréquence de toutes les lignes 15 téléphoniques sont couplées de sorte qu'un signal haute fréquence i.e. de fréquence supérieure à une fréquence Fmod soit transmis avec une perte minimale d'une ligne 15 téléphonique à une autre. Elles sont également couplées au modem 34 fonctionnant à une fréquence supérieure à la fréquence Fmod. Dans un exemple, la fréquence Fmod peut être de l'ordre de 2.5 MHz La ligne téléphonique 15 raccorde un port de sortie 14 de l'autocommutateur 12 à un dispositif 25 individuel de filtrage. Pour ce faire, la seconde extrémité 24 de la ligne 15 téléphonique est reliée au port 26 de sortie dudit dispositif. Le dispositif 25 de filtrage comporte des moyens 40 de séparation de données haut débit et bas débit matérialisés par des pointillés sur la figure 2. Les moyens de séparation 40 comportent un filtre passe bas 41. Le filtre passe bas 41 comporte le port 27 bas débit qui est relié à un téléphone. Le port 26 correspond ici à l'autre port du filtre 41 passe bas. Les moyens de séparation 40 comportent également un filtre/coupleur passe haut 42. Ce filtre/coupleur passe haut 42 est couplé en parallèle au filtre passe bas 41. Il est placé sur la ligne de connexion du port 26 du filtre passe bas 41 et de la seconde extrémité 24 de la ligne 15 téléphonique. Le signal filtré par le filtre /coupleur 42 passe haut est véhiculé vers un modem 44 individuel via un bus 45 de haute fréquence individuel. Le signal est ensuite traité par le modem 44 pour être transformé de l'état analogique à l'état numérique. Le modem 44 individuel comporte le port 28 haut débit qui est relié à un appareil de consultation 29 tel qu'un ordinateur. Ainsi avec l'invention, à l'extrémité de chaque ligne 15 téléphonique est disposé un filtre de séparation identique à celui du dispositif placé à la sortie de l'autocommutateur 12. La partie basse fréquence est reliée au système téléphonique, et éventuellement ADSL existant. La partie haute fréquence est connectée à un modem individuel fonctionnant à une fréquence supérieure à Fmod. L'invention permet ainsi l'utilisation d'un réseau téléphonique interne à une infrastructure privée pour véhiculer des données à haut-débit de type Ethernet. La solution proposée par l'invention se différencie des solutions de réseau sur courants porteurs car il utilise les lignes téléphoniques et non le réseau électrique pour véhiculer l'information. Et il se différencie des solutions existantes basées sur la technologie DSL car il utilise une technologie point-multipoints alors que la technologie DSL est une technologie point à point entre un modem et un DSLAM. Les modules de filtrage 30 et les moyens de séparation 40 de l'invention sont constitués de composants communs et bon marché ce qui rend leur fabrication simple et peu coûteuse. En outre, dans la structure du dispositif de centralisation 20 ou de filtrage 25, les composants peuvent être remplacés par des composants correspondants. De même d'autres composants peuvent être intercalés entre les composants décrits de ces dispositifs.