Brevet FR3052315A1 — publié le 20171208

Arrière-plan de l'invention La présente invention vise un système de communication embarqué dans un véhicule. La figure 1 représente un système de communication de l'état actuel de la technique, ce système étant embarqué dans une voiture 1 d'un train 100. Sur cette figure, on a représenté dans la voiture 1, un seul passager ou individu 2 pour des raisons de clarté, et un seul terminal 3 de 10 cet individu, par exemple un ordinateur portable. Ce terminal 3 est équipé d'un module 4 de communication sans fil, par exemple un module WiFi, avec un point d'accès 5. Ce point d'accès 5 est connecté à un équipement centralisé 6 comportant dans cet exemple : 15 un module 19 de communication avec le point d'accès 5 ; un routeur 7 ; un serveur DHCP 8 ; - un serveur Web 15 ;et un ou plusieurs équipements mobiles 9, par exemple quatre, 20 chacun de ces équipements 9 étant associé à un module d'authentification 10 sur un réseau mobile. Dans l'exemple décrit, chaque autre voiture 2 du train 100 comporte un point d'accès 5 relié à l'équipement centralisé 6 de la voiture 1. 25 Dans l'exemple de la figure 1, l'équipement centralisé 6 présente l'architecture matérielle d'un ordinateur. En variante, cet équipement peut présenter une architecture plus modulaire de type rack connue de l'homme du métier. Un ensemble {équipement centralisé 6, terminal mobile 9, module 30 d'authentification 10} peut par exemple constituer un équipement utilisateur UE {en anglais « User Equipement ») au sens de la norme 3GPP. On rappelle qu'un équipement utilisateur UE est un dispositif utilisé par un utilisateur/abonné pour accéder à des services réseaux. Ces équipements présentent une architecture modulaire dans laquelle on peut 35 distinguer l'équipement mobile ME, le terminal mobile MT et le module USIM {en anglais « Universal Subscriber Identity Module ») 305 2 3 1 5 2 d'authentification de l'abonné, exécuté sur une platefornne de type UICC (en anglais « Universal Integrated Circuit Card »). Un couple {terminal mobile 9, module d'authentification 10} peut aussi être constitué par un module WiFi et un fichier texte comportant des 5 clefs d'authentification pour ce module. Chacun des terminaux mobiles 9 est relié à une antenne 30 placée sur le toit de la voiture 1 par un câble coaxial 11. Chacun des terminaux mobiles 9 joue le rôle de modem IP/radio. A titre d'exemple le produit MC7455 de la société Sierra Wireless constitue un terminal mobile 9 pouvant être utilisé dans l'architecture de la figure 1. Selon leur type, les terminaux mobiles 9 permettent d'établir des communications avec des réseaux 50 de différents types, par exemple avec un réseau cellulaire 3G ou 4G, un réseau WiFi via des points d'accès positionnés le long des voies, un réseau satellite ... Lorsqu'un individu 2 se connecte au point d'accès 5, son terminal 3 émet une requête DHCP comportant l'adresse MAC de son terminal. Cette requête est traitée par le serveur DHCP 8 qui lui retourne une adresse IP. Lorsque l'individu 2 souhaite ensuite accéder à un service du réseau 50, par exemple à un site Web, le terminal 3 envoie une requête http interceptée par le serveur Web 15. Le serveur redirige l'utilisateur vers une page d'authentification d'un portail hébergé par le serveur Web 15 permettant à cet utilisateur de saisir son nom, mot de passe, numéro de ticket ou toute autre identification. Ces informations sont envoyées via un équipement mobile 9, via un réseau externe 50, à un serveur dit de « back-end » 200 géré dans cet exemple par la compagnie ferroviaire. Dans l'exemple décrit ici, le serveur de back-end 200 renvoie au serveur Web 15 un refus d'accès au service ou une autorisation d'accès 30 accompagnée d'un niveau de qualité de service. Cette réponse est transmise au terminal 3. Le terminal 3 réémet alors sa requête d'accès. Celle-ci est routée par la module de routage 7 vers un équipement terminal 9 choisi par exemple en fonction du niveau de qualité de service, de la qualité de la 35 communication sur les différents réseaux d'accès, du coût des communications. 305 2 3 1 5 3 Les paquets IP reçus par le module de routage 7 du réseau WiFi comportent l'adresse IP privée fournie par le serveur DHCP 8 et l'adresse du service demandé. De façon connue, le module de routage encapsule ces paquets dans un paquet IP dont l'adresse source est l'adresse IP du 5 terminal mobile 9 et l'adresse de destination celle du serveur de back-end 50. Les paquets IP reçus par le module de routage 7 en provenance du réseau local sont transmis via des liens de communication numériques 22 aux terminaux mobiles (modem) 9. Au sein de ces terminaux mobiles, les 10 paquets sont traités conformément au protocole de communication mis en oeuvre puis transformés en signaux analogiques véhiculés par le câble coaxial 11 sous forme d'une onde électromagnétique jusqu'à l'antenne 30. Au niveau du serveur de back-end 50, un module de routage désencapsule les paquets IP et les route vers le service Internet demandé. 15 Les paquets IP reçus par le serveur de back-end correspondant à la session et venant du réseau Internet sont routés vers l'équipement 9 via le réseau externe 50. Les ondes électromagnétiques reçues par une antenne 30 sont véhiculées sous forme d'un signal analogique par le câble coaxial 11 20 jusqu'au terminal mobile 9. Le signal est alors numérisé par le terminal mobile 9 puis transmis sous forme de paquets IP au module de routage 7 pour routage vers les équipements 3 du réseau local. L'invention vise à améliorer les systèmes de communication embarqués dans les véhicules, notamment les trains. 25 Objet et résumé de l'invention Plus précisément, l'invention concerne un système de communication embarqué dans un véhicule comportant: un module de communication avec un réseau local de communication, par exemple de type Wi-Fi ; - un module de routage configuré pour router des paquets entre ledit réseau local et au moins un terminal mobile associé à module d'authentification de l'équipement auprès d'un réseau externe ; chacun desdits terminaux mobiles étant relié à au moins une antenne positionnée sur une paroi extérieure du véhicule par un canal de 3052315 4 communication analogique transportant une onde électromagnétique. Ce système est caractérisé en ce que: - chacun desdits terminaux mobiles est compris dans un boîtier relié à un port d'un équipement centralisé comportant le module de routage 5 par un lien de communication numérique par paquets, ledit équipement centralisé étant distinct dudit boîtier, ledit module de routage étant configuré pour adresser ledit port pour router lesdits paquets entre le réseau local et l'équipement mobile. Ainsi, et d'une façon générale, l'invention propose une nouvelle 10 architecture dans laquelle les terminaux mobiles (modems) sont séparés ou déportés par rapport à l'équipement centralisé pour être installés au plus près ou du moins à proximité de leur antenne et dans un autre équipement avantageusement éloigné de l'équipement centralisé (l'unité en charge du traitement de données, de l'interface utilisateur, du 15 stockage, etc..) Le fait de déporter les terminaux mobiles permet avantageusement de limiter les phénomènes de dissipation de chaleur au sein de l'équipement centralisé et donc, d'envisager un traitement plus intensif au sein de cet équipement boîtier centralisé, notamment pour le routage. 20 Cela permet également d'éviter que les équipements mobiles (modem) ne soient perturbés par le bruit généré par les traitements effectués par l'équipement centralisé. La taille de l'équipement centralisé (ordinateur ou architecture en rack) peut aussi être réduite. 25 Le terminal mobile et l'antenne peuvent éventuellement être dans un même boîtier ou dans des boîtiers séparés. Ainsi, et de façon très avantageuse, la longueur du canal de communication analogique transportant une onde électromagnétique entre l'équipement mobile et son antenne peut être fortement réduite, 30 typiquement d'une longueur inférieure à 30 cm. Cette caractéristique permet avantageusement d'éliminer ou pour le moins de limiter considérablement l'atténuation de l'onde électromagnétique entre le modem et son antenne. Dans un mode particulier de réalisation, ce canal de communication 35 analogique peut être comme dans l'art antérieur un câble coaxial, mais de 3052315 5 longueur excessivement réduite par rapport à ceux utilisés dans l'art antérieur. Conformément à l'invention, chacun des terminaux mobiles (modem) est compris dans un boîtier relié à un port de l'équipement 5 centralisé comportant le module de routage par un lien de communication numérique par paquets. Autrement dit, grâce à l'invention, les données acheminées sur la plus grande distance sont des données numériques sous formes de paquets et non pas des données analogiques sous forme d'onde 10 électromagnétique. Dans un mode de réalisation, le lien de communication numérique par paquets entre le boîtier comportant l'équipement mobile (modem) et l'équipement centralisé est une fibre optique, un câble en cuivre, un lien radio ou un lien Li-Fi. 15 Ce lien de communication numérique peut également être un câble coaxial. On notera cependant que le câble coaxial utilisé dans ce mode particulier de réalisation de l'invention serait à distinguer du câble coaxial de l'art antérieur en ce qu'il véhicule un signal numérique par paquets. Quoi qu'il en soit, le fait d'utiliser un lien de communication 20 numérique entre le boîtier comportant le terminal mobile et l'équipement centralisé permet d'utiliser un lien de grande longueur, par exemple entre 1m et 500m. Cette caractéristique permet ainsi d'éloigner considérablement les antennes les unes des autres sans problèmes atténuation et donc 25 d'optimiser la diversité, notamment dans un véhicule de grande dimension. L'invention permet ainsi, en disposant des antennes à différentes positions sur une voiture, voire sur des voitures différentes d'un train, d'améliorer considérablement la qualité de la communication pour les 30 usagers du train. Dans un mode préféré de réalisation, les modules d'authentification (cartes SIM) associées aux différents terminaux mobiles sont intégrés à l'équipement centralisé ou regroupés dans une unité spéciale favorisant leurs accès par un technicien. En tout état de cause, elles sont 35 préférablement déportées par rapport aux terminaux mobiles. 3 0 52 3 15 6 Dans un premier mode de réalisation, le boîtier comportant le terminal mobile est disposé sur le toit du véhicule. En variante, dans un deuxième mode de réalisation, le boîtier comportant le terminal mobile et l'antenne sont placés de part et d'autre 5 de la paroi du véhicule. Dans cette variante, le canal de communication analogique transportant l'onde électromagnétique, par exemple coaxial, traverse la paroi du véhicule. Dans un mode de réalisation, le boîtier comportant le terminal mobile et l'antenne sont alimentés par un circuit électrique installé dans 10 une paroi du véhicule. Dans un mode particulier de réalisation, d'autres données sont véhiculées dans le lien de communication numérique entre le boîtier comportant le terminal mobile et l'équipement centralisé. Il peut en particulier s'agir : 15 - d'informations données GPS, lorsque le boîtier comportant le terminal mobile comporte en outre un module GPS configuré pour communiquer avec un module de traitement des informations GPS compris dans l'équipement centralisé ; de commandes de contrôle envoyées au terminal mobile, par 20 exemple des commandes AT ; de messages de communication entre le terminal mobile et le module d'authentification. Dans ce mode de réalisation, le boîtier comportant le terminal mobile et l'équipement centralisé comportent chacun une unité de 25 multiplexage/démultiplexage desdites données. En variante, ces données peuvent être véhiculées dans des liens de communication différents mais rassemblés dans une même gaine. Par conséquent, dans un mode de réalisation, le boîtier comportant le terminal mobile comporte en outre un module GPS configuré pour 30 communiquer avec un module de traitement des informations GPS compris dans l'équipement centralisé via un lien compris dans une gaine protégeant ledit lien de communication numérique. Dans un autre mode de réalisation, le terminal mobile est configuré pour communiquer avec le module d'authentification via un lien compris 35 dans une gaine protégeant le lien de communication numérique. 305 2 3 1 5 7 Dans un mode de réalisation, le boîtier comportant le terminal mobile est connecté à l'équipement centralisé via un concentrateur. 5 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout 10 caractère limitatif. Sur les figures : la figure 1 déjà décrite représente un système de communication de l'art antérieur ; - les figures 2 et 3 représentent des système de communication conformes à deux modes de réalisation de l'invention. 15 Description détaillée de deux modes de réalisation de l'invention Les figures 2 et 3 représentent deux systèmes de communication conformes à deux modes de réalisation de l'invention. 20 Dans cet exemple, le système est mis en oeuvre dans un train 100. Seules les différences avec l'art antérieur de la figure 1 sont mentionnées. Conformément à l'invention, les terminaux mobiles 9 ne sont plus incorporés dans l'équipement centralisé 6 mais placés dans des boîtiers 51 25 déportés par rapport à l'équipement centralisé. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les boîtiers 51 sont placés sur le toit du train. Ils sont reliés aux antennes 30 par un câble coaxial très court (quelques centimètres) 11, dans lequel circule un signal analogique sous forme d'onde électromagnétique. 30 Dans un mode préféré de réalisation, un terminal mobile est relié à au moins deux antennes, ces antennes pouvant éventuellement être dans un même boîtier. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les boîtiers 51 et les antennes 30 sont placés de part et d'autre du toit du train. Ils sont reliés 35 entre eux par un câble coaxial 11 qui traverse la paroi. 305 2 3 1 5 8 Dans les modes de réalisation décrit ici, les terminaux mobiles 9 sont alimentés par un réseau électrique 60 installé dans un plafond de la voiture et normalement utilisé pour l'éclairage de la voiture. Dans le mode de réalisation décrit ici, les antennes 30 sont 5 relativement éloignées les unes des autres (plusieurs dizaines de mètres) de sorte que les liens 22 de communication numérique par paquets reliant les terminaux mobiles 9 à l'équipement centralisé sont relativement longs (plusieurs dizaines voire centaines de mètres). Mais comme les câbles 11 véhiculant les signaux sous formes d'ondes électromagnétiques sont très 10 courts, ces signaux ne sont pas atténués. Dans le mode de réalisation décrits ici, les liens de communication numérique par paquets 22 entre les boîtiers 51 comportant les terminaux mobiles (modems 9) et l'équipement centralisé 6 sont des fibres optiques. Dans le mode de réalisation décrit ici, les fibres optiques 22 sont 15 protégées par une gaine 70 dans laquelle on place un autre lien 24 permettant de passer des messages de communication entre un terminaux mobile 9 et le module d'authentification 10 associé. En variante, ces messages ainsi que d'autre données, telles que des informations GPS, ou des commandes de contrôle AT peuvent être 20 multiplexées sur la même fibre optique 22. Variantes Dans le mode de réalisation décrit précédemment, chaque terminal 25 mobile est connecté à une seule antenne. En variante, un terminal mobile peut être connecté à plusieurs antennes pour mise en oeuvre d'un multiplexage de type MIMO. Dans le mode de réalisation décrit précédemment, le système de communication est installé dans un train. En variantes, il pourrait être 30 installé par exemple dans un tramway, un métro, un bus, un avion, un bateau ou une automobile. REVENDICATIONS1. Système de communication embarqué dans un véhicule (100) comportant: un module de communication (19) avec un réseau local de communication - un module de routage (7) configuré pour router des paquets entre ledit réseau local et au moins un terminal mobile (9) associé à module d'authentification (10) du terminal mobile (9) auprès d'un réseau externe (10) ; chacun desdits terminaux mobiles (9) étant relié à au moins une antenne (30) positionnée sur une paroi extérieure du véhicule (100) par un canal de communication analogique (11) transportant une onde électromagnétique ; ledit système étant caractérisé en ce que: - chacun desdits terminaux mobiles (9) est compris dans un boîtier (51) relié à un port d'un équipement centralisé (6) comportant le module de routage (7) par un lien (22) de communication numérique par paquets, ledit équipement centralisé (6) étant distinct dudit boîtier, ledit module de routage (7) étant configuré pour adresser ledit port pour router lesdits paquets entre ledit réseau local et ledit terminal mobile (9) 2. Système de communication selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit canal de communication analogique (11) transportant une onde électromagnétique est un câble coaxial. 3. Système de communication selon la revendication 2 caractérisé en ce que la longueur dudit câble coaxial (11) transportant une onde électromagnétique est inférieure à 30 cm. 4. Système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en que ledit lien de communication numérique par paquets (22) entre le boîtier (51) comportant l'équipement mobile et l'équipement centralisé (6) est une fibre optique, un câble en cuivre, un câble coaxial, un lien radio ou un lien Li-Fi. 3052315 10 5. Système de communication selon la revendication 4 caractérisé en ce que la longueur d'au moins un dit lien de communication numérique par paquets (22) est comprise entre 1m et 500 mètres. 5 6. Système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit boîtier (51) comportant le terminal mobile (9) est disposé sur le toit du véhicule. 7. Système de communication selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit boîtier (51) comportant le terminal mobile (9) et ladite antenne (30) sont placés de part et d'autre de la paroi du véhicule. 8. Système de communication selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ledit boîtier (51) comportant le terminal mobile (9) et ladite antenne (30) sont alimentés par un circuit électrique (60) installé dans une paroi du véhicule. 9. Système de communication selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 8 caractérisé en ce que ledit lien de communication numérique (22) entre le boîtier (51) comportant le terminal mobile (9) et l'équipement centralisé (6) véhicule en outre des données pouvant être choisies parmi : - des informations GPS, lorsque ledit boîtier (51) comporte en outre 25 un module GPS configuré pour communiquer avec un module de traitement des informations GPS compris dans l'équipement centralisé (6) ; et/ou - de commandes de contrôle envoyées au terminal mobile (9), par exemple des commandes de type AT ; et/ou 30 de messages de communication entre le terminal mobile et ledit module d'authentification (10), ledit boîtier (51) comportant le terminal mobile et ledit équipement centralisé (6) comportant chacun une unité de multiplexage/démultiplexage desdites données. 35 3052315 11 10. Système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit boîtier (51) comportant le terminal mobile (9) comporte en outre un module GPS configuré pour communiquer avec un module de traitement des informations GPS 5 compris dans ledit équipement centralisé (6) via un lien compris dans une gaine (70) protégeant ledit lien de communication numérique (22). 11. Système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que ledit terminal mobile (9) est 10 configuré pour communiquer avec ledit module d'authentification (10) via un lien (24) compris dans une gaine (70) protégeant ledit lien de communication numérique (22). 12. Système de communication selon l'une quelconques des 15 revendications 1 à 11 caractérisé en que ledit réseau local est un réseau WiFi. 13. Système de communication selon l'une quelconques des revendications 1 à 12 caractérisé en que ledit boîtier (51) comportant le 20 terminal mobile (9) est connecté audit équipement centralisé (6) via un concentrateur. 14. Système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel ledit véhicule (100) est constitué par un 25 train, un tramway, un métro, un bus, un avion, un bateau ou une automobile.