Brevet FR3091444A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : Dispositif d'interface passif [0001] L'invention concerne un dispositif d'interface passif et durci (résistant à des contraintes électromagnétiques et environnementales (climatiques et mécaniques) d'un ensemble de protocoles de communication et de services proposés par des fonctions d'un équipement de radiocommunications. Ces informations sont mises à disposition de l'utilisateur, à partir d'une embase disponible sur la face avant d'un poste radio. Les différents signaux sont répartis et mis à disposition via cette interface sur des embases propres à chaque fonction. Ces embases permettent grâce à leurs caractéristiques physiques de respecter la compatibilité avec les standards technologiques de l'interconnexion inhérents à chaque fonction (USB, RS232, Ethernet). [0002] L'invention peut être utilisée pour l'interconnexion de postes radio sur des porteurs ou des systèmes embarqués et mobiles. [0003] Le besoin d'interfacer une ou plusieurs radios 1, 2 (figure 1) avec un ou plusieurs équipements externes, tel qu'un système de positionnement de type GPS (Global Positioning System), 3, un chargeur 4 ERS-p pour des radios mobiles, des clés de type USB 5, une tablette 6, ou des radios entre elles, au travers d'un boîtier interface est un besoin récurrent et bien réel dans le domaine de l'intégration de systèmes de communications sur des porteurs. [0004] Lorsque l'on cherche à connecter un ou plusieurs postes radios sur des porteurs, l'utilisation de cordon pieuvre P complexe, illustrée à la figure 1, qui comporte plus de deux extrémités est fréquente. Ces cordons pieuvres P customisés au porteur utilisateur se révèlent coûteux et difficiles à réaliser et à intégrer. [0005] De plus, en cas de dysfonctionnement d'une fonction d'un tel cordon, il est souvent nécessaire de le démonter entièrement. Ceci entraîne l'arrêt total des services. [0006] 11 existe à l'heure actuelle un besoin de disposer d'une interface de connexion simple, rapide à mettre en place, et qui permet de conserver le fonctionnement du système au moins partiellement en cas d'intervention sur cette interface lorsqu'une des connexions est défaillante. [0007] L'invention concerne un boîtier d'interface entre au moins un premier poste radio et un ou plusieurs équipements externes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants : - Une première embase dédiée au premier poste radio, - Une deuxième embase adaptée à assurer la liaison entre le premier poste et un dispositif de géolocalisation, - Une troisième embase adaptée à assurer la liaison entre le premier poste radio et un périphérique Ethernet extérieur, 2 - Une quatrième embase adaptée à assurer une liaison Ethernet avec un chargeur, - Une cinquième embase adaptée à assurer une liaison avec un premier périphérique USB, - Une sixième embase adaptée à assurer une liaison avec un deuxième périphérique USB, - Une huitième embase adaptée à assurer la connexion entre le premier poste radio et un dispositif de test. [0008] Le boîtier interface peut comporter une septième embase dédiée à un deuxième poste radio et au rebouclage d'une liaison Ethernet du premier poste radio vers un connecteur Ethernet « EthA I/ B2 », via un bouchon dédié. [0009] Les embases sont, par exemple, affectées de la manière suivante : - L'embase du dispositif de géolocalisation comporte deux contacts affectés à des signaux émissions TX, réception RX d'une liaison RS232 et un contact affecté à un signal I PPS et un contact affecté à la masse électrique, - L'embase du chargeur comporte quatre contacts affectés à deux paires d'une ligne Ethernet Voie du premier poste radio, un contact affecté à un signal permettant le maintien de l'heure TOP H Cluster, quatre autres contacts pour la masse électrique, - La cinquième embase comporte deux contacts affectés à une paire de la liaison Data série différentielle, un contact pour la masse électrique et un contact pour l'alimentation d'un périphérique USB, - La sixième embase possédant les mêmes caractéristiques que la cinquième embase, - L'embase Ethernet « EthAl/ B2 » comporte quatre contacts affectés à deux paires d'une ligne Ethernet Voie Al, un contact affecté à un signal, TOP_H_Cluster, quatre contacts pour la masse électrique, - Le bouchon de rebouclage est placé sur la deuxième embase en l'absence d'un second poste radio, - Les paires de contact affectées à l'Ethemet sont reliées à la voie Al de la ligne Ethernet de la première embase, - Dans le cas d'une utilisation avec deux postes radio, l'embase du second poste comporte quatre contacts affectés aux deux paires d'une ligne Ethernet Voie B2 active, en l'absence du deuxième poste radio et après application du bouchon de rebouclage sur cette embase, - L'embase S8 « déport discret » comporte un contact affecté à une commande Arrêt/ Marche d'un poste radio, quatre contacts affectés à une commande des « discrets noirs » plateforme, un contact affecté au signal TOP_H_Cluster, un contact pour la masse électrique. [0010] Les embases peuvent aussi être affectées de la manière suivante : - L'embase DAI du premier poste radio comporte quatre contacts affectés à deux 3 paires d'une ligne Ethernet Voie Al connectées par l'interface à la voie A2 de l'embase DA2 du deuxième poste radio, - L'embase pour le dispositif de géolocalisation comporte deux contacts affectés à des signaux émission TX, réception RX d'une liaison RS232, un contact affecté à un signal 1 PPS et un contact affecté à la masse électrique, - L'embase du chargeur comporte quatre contacts affectés aux deux paires de la ligne Ethernet Voie B du premier poste, un contact affecté au signal TOP H Cluster, quatre contacts pour la niasse électrique, - L'embase pour une première connexion USB comporte deux contacts affectés à une paire de la liaison Data série différentielle, autre contact pour la masse électrique et un autre pour l'alimentation du périphérique USB, - L'embase pour la deuxième connexion USB comporte deux contacts affectés à une paire de la liaison Data série différentielle, et un autre contact pour la masse électrique et un autre pour l'alimentation du périphérique USB, - L'embase Ethernet « EthAl/ B2» comporte quatre contacts affectés aux deux paires d'une ligne Ethernet Voie B2, un contact affecté au signal TOP H Cluster, quatre autres contacts pour la niasse électrique, - L'embase DA2 du second poste radio comporte quatre contacts affectés aux deux paires d'une ligne Ethernet Voie A2 connectées par l'interface à la voie Al de l'embase DA1 du premier poste radio, - L'embase « déport discret » comporte un contact affecté à la commande de l'A/M du premier et du deuxième poste radio, quatre contacts affectés à la commande des discrets noirs » platefonnes du premier poste radio et du second poste radio, un contact affecté au signal TOP_H_Cluster, un contact pour la masse électrique. [0011] Les dessins annexés illustrent l'invention : [0012] [fig.I] représente une vue d'interconnexion selon l'art antérieur, [0013] [fig.2] représente un synoptique électrique du boîtier interconnexion selon l'invention, [0014] [fig.3] illustre un schéma électrique unifilaire de principe du boîtier d'interconnexion selon l'invention, et [0015] [fig.4] est une vue d'interconnexion 2D de deux postes radio et périphériques avec le boîtier d'interconnexion selon l'invention. [0016] La figure 2 représente un exemple de synoptique électrique du boîtier interface. Dans cette représentation le détail des connexions par protocole n'est pas représenté. Elle est basée sur la symbolique de liaison Bus. Par exemple, dans cet exemple, la voie Ethernet Al de l'embase DAI d'un premier poste radio communique avec la Voie A2 de l'embase DA2 d'un deuxième poste radio, la voie Ethernet Bi de l'embase DAI communique avec le chargeur et la voie Ethernet B2 de l'embase DA2 communique avec une embase Ethernet B2. Ce schéma identifie aussi clairement que le signal permettant le maintien de l'heure au sein d'un cluster de poste radio et de poste débarqué, désigné habituellement par l'expression « Top Horaire Cluster », est commun à toutes les embases liées au chargeur ERS-p, aux connexions Ethernet précitées, à d'éventuels déports discrets, à l'exception des embases prévues pour la connexion d'un dispositif de géolocalisation tel qu'un GPS (Global Positioning System) et pour la connexion de type USB (Universal Serial Bus). [0017] Cette figure 2 permet de suivre la distribution logique duc aux mécanismes internes du boîtier d'interface 20 selon l'invention des différents protocoles et signaux sur les différentes embases. Afin de bien faire comprendre l'objet de l'invention, la description qui suit est donnée, à titre illustratif et nullement limitatif, pour l'intégration de deux postes radio 41, 42 (figure 4) dans une station de communication. [0018] De manière plus détaillée, le boîtier interface 20 selon l'invention comprend notamment une première embase S1 pour la connexion DA1 du premier poste radio, une deuxième embase 52 pour la connexion DA2 du deuxième poste radio, une troisième embase S3 pour la connexion d'un système de géolocalisation, une quatrième embase 54 pour la connexion d'un chargeur de type ERS-p, une cinquième et sixième embases S5, 56, pour la connectique de type USB, une septième embase 57 pour la connexion Ethernet Al/B2, une huitième embase 58 pour une connexion dc déports discrets. DA1 et DA2 désignent des connexions disponibles au niveau des postes radios, Si, 52, des embases du boîtier interface selon l'invention. [0019] La figure 3 illustre un schéma électrique simplifié du principe du boîtier d'interface selon l'invention. Dans un premier temps, on décrit les fonctions des embases du boîtier d'interconnexion dans le cas où une seule radio est connectée. [0020] Le boîtier interface permet par ses différentes embases, la distribution et l'accès aux différents protocoles et services sur les embases suivantes : - Embase Si : Liaison durcie qui prolonge tous les signaux de l'embase DAI du premier poste radio 41 vers la circuiterie passive de distribution du boîtier interface, expression connue de l'homme du métier, - Embase S2 : cette embase a deux vocations : [0021] Connecter un second poste radio via sa propre embase DA2, [0022] En l'absence d'un second poste radio, cette embase S2 est utilisée avec un bouchon de rebouclage dont le rôle est de dériver la liaison Ethernet Voie A du premier poste radio avec l'embase 57, - Embase S3 : Liaison durcie RS232 et signal une impulsion par seconde ou 1 PPS entre le premier poste radio 41 (figure 4) et un système de positionnement de type GPS, 47, - Embase S4 : Liaison durcie Ethernet Voie B (voie BI, voie B2) et Top H Cluster du premier poste radio avec le chargeur ERS-p, - Embase 55: liaison série durcie USB2.0 entre le premier poste radio et des périphériques USB, - Embase 56: liaison série durcie USB2.0 indisponible du deuxième poste radio et des périphériques USB, - Embase 57 : Liaison Ethernet durcie Voie A (voie Al, voie A2) du premier poste radio avec un périphérique Ethernet. Cette liaison est activée par la présence d'un bouchon Pl de rebouclage placé sur l'embase S2 (en l'absence d'un deuxième poste radio), - Embase S8 : Liaisons d'accès au boîtier dc commande des discrets, et aux lignes de télé alimentation de DNA1 Valim-DNA1 ; Valim-DNA2; Top H Cluster. L'embase S8 « déport discret » comporte un contact affecté à une commande Arrêt/Marche d'un poste radio, quatre contacts affectés à une commande des discrets noirs plateforme, i.e., signaux chiffrés, [0023] Sur la figure 3, les zones sont définies comme suit. Les zones 1 à 5 définissent des zones qui doivent être découplées entre elles électromagnétiquement. Ces découplages sont mis en place pour conserver au maximum les performances des cordons qui se connectent aux embases DA1 et DA2 des deux postes radios. Les embases Si. S2, S4 et S7 Ethernet métalliques disposeront d'une protection intégrée au circuit intégré PCB, contre les interférences électromagnétiques ; trois PCB sont utilisés pour connecter les embases et relier les nappes flex pour le transport des signaux. Les zones 2, 3 et 4 qui correspondent à l'Ethernet et aux liaisons séries USB sont des zones particulièrement polluantes. Leur découplage sera assuré par des techniques appropriées et connues de l'homme du métier. Le découplage est pris en compte dans le cas d'un PCB multicouche par une disposition particulière des pistes à isoler, les lignes des commutateurs du boîtier d'interface sont découplées par des capacités. [0024] Les embases SI, S2, S4 et S7 Ethernet ont leurs paires filtrées par ces cellules RC (résistance-capacité), non représentées sur la figure, à chacune de leurs extrémités. Les valeurs sont, par exemple, avec une valeur de résistance de 3,3 ohms pour la résistance et une valeur de capacité de 1,2 picofarads pour la capacité. [0025] Dans le cas de l'utilisation du boîtier selon l'invention pour l'interfaçage de deux postes radios, les embases ont les fonctionnalités décrites ci-après: [0026] Le boîtier interface selon l'invention permet par ses différentes embases, la dis- tribution et l'accès aux différents protocoles et les services sur les embases suivantes : - Embase Si : liaison durcie qui prolonge tous les signaux de l'embase DAI du premier poste radio 41 (figure 4) vers la circuiterie passive de distribution du boîtier interface. Elle permet d'établir en interne de l'interface une liaison Ethernet de la Voie A de cette embase vers la voie A2 de l'embase S2, 6 - Embase S2: liaison durcie qui prolonge tous les signaux de l'embase DA2 du deuxième poste radio 42 vers la circuiterie passive de distribution du boîtier interface. Elle permet d'établir en interne de l'interface une liaison Ethernet de la Voie A2 de cette embase vers la voie Al de l'embase SI, - Embase S3 : liaison durcie RS232 et une impulsion par seconde 1PPS (One Pulse Per Second) entre un poste radio et un système de positionnement de type GPS, - Embase S4: liaison durcie Ethernet Voie B1 et Top H Cluster d'un poste radio avec le chargeur ERS-p, - Embases S5 - S6 : liaisons séries durcies USB2.0 entre les postes radios et des périphériques USB, - Embase S7 : liaison Ethernet durcie du deuxième poste radio et Voie B2 avec un périphérique Ethernet et liaison avec le signal Top H Cluster activé par l'un des postes radios. La liaison Ethernet disponible est illustrée par l'utilisation d'une tablette ou d'un tnicroordinateur PC sur la Figure 4, - Embase S8 : liaisons d'accès au boîtier de commande des discrets et aux lignes Valim-DNA1 ; Valim-DNA2; Top H Cluster. [0027] L'embase DA1 du premier poste radio 41 est connectée sur l'embase S1 du boîtier interface selon l'invention et l'embase DA2 du deuxième poste radio 42 est connectée sur l'embase S2 du boîtier interface selon l'invention lorsqu'il y a deux postes radios ou sur le bouchon de rebouclage. [0028] La figure 4 illustre un premier exemple d'interfaçage de deux postes radio, 41, 42 avec un GPS 47 (Global Positioning System), un chargeur ERS-p 43, une tablette durcie 45, une Clef USB, 46, et un cordon adaptateur, un boîtier de commande des discrets 44, via le boîtier d'interface selon l'invention. [0029] Les deux postes radios 41,42 sont connectés aux deux embases Si, S2, le chargeur ERS-p 43 est connecté à l'embase S4, un boîtier de test des discrets est connecté à l'embase S4, la tablette durcie 45 est connectée à l'embase SI, le GPS 47 à l'embase S2, et deux clés USB 48 sont connectées respectivement à l'embase S5 et à l'embase S6. [0030] Les caractéristiques électriques des liaisons sont, par exemple, les suivantes : - Liaisons USB : USB 2.0 Pleine Vitesse disponible ou Full Speed disponible, - Liaison R5232 + 1PPS: Liaison série à 4800 bits/s Maximum; 1PPS (), - Liaison Ethernet : 10/1000 BT, - Lien Top_H_Cluster distribué sur embase Chargeur ERSP; EthAl/ B2; Déport SW à partir de l'embase SI/DA1 et de l'embase 52/DA2, - Les PCB et nappes de l'interface pour éviter les ruptures d'impédances dans les lignes (Ethernet; RS232; USB; coaxiale) respectent, par exemple, à ± 10% les impédances suivantes : USB de 90 Ohms par paire ; Ethernet à 100 Ohms par paire ; 50 7 Ohms pour le signal 1 PPS et TOP H Cluster. [0031] Le boîtier interface selon l'invention permet de s'affranchir de la réalisation de cordons de type « pieuvres spécifiques durcies » complexes et fragiles et de se limiter à l'utilisation de cordons simples et robustes à seulement deux extrémités. Ses caractéristiques électriques de manière entièrement passive permettent de préserver les performances des lignes de transmission affectées aux différents protocoles. Elle offre aussi l'avantage dans le cas de porteur plus sensible aux perturbations CEM de pouvoir accroître le filtrage des lignes Ethernet. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]