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"Procédé et dispositif d'alimentation en énergie dans des systèmes de télécommunication" Domaine de l'invention La présente invention se rapporte dans l'ensemble à des systèmes de télécommunication et plus particulièrement à de l'alimentation de lignes à distance dans des systèmes de télécommunication.
Contexte Dans un service de téléphone ancien simple (POTS = plain old telephone service), des téléphones sont alimentés à distance par de l'énergie électrique tirée d'un central téléphonique (CO = central office) et en conséquence l'alimentation en énergie électrique pour les téléphones est indépendante de l'alimentation en énergie électrique à courant alternatif (AC = alternating-current) principale usuelle aux locaux de l'abonné. L'évolution de services nouveaux et sophistiqués de téléphonie et de données ont introduits à l'endroit des locaux de l'abonné de nouveaux appareils comprenant des nouvelles interfaces de communication qui nécessitent également une alimentation en énergie électrique, et en conséquence la demande en alimentation à distance d'énergie électrique a augmenté.
Une forme d'alimentation à distance d'interfaces de communication à l'endroit ou près des locaux de l'abonné est mentionnée par exemple dans le brevet US-A-6 005 873 de Amit.
Cependant, l'alimentation en énergie électrique transportée par chaque paire torsadée de lignes téléphoniques est limitée en raison d'exigences de sécurité. En conséquence, des manières améliorées d'alimenter à distance de l'énergie électrique à des appareils à l'endroit ou près des locaux des abonnés sont nécessaires, tout en observant des règlements et normes de sécurité.
Des normes de télécommunication qui sont utilisées pour déterminer des exigences de sécurité dans de l'alimentation à distance, ainsi que des paramètres électriques, sont décrites dans le IEC 60950-21. L'exposé de cette référence ainsi que l'exposé des références mentionnées dans la présente description sont incorporés présentement à titre de référence.
Résumé de l'invention La présente invention cherche à procurer des dispositif et procédé améliorés pour alimenter à distance de l'énergie électrique à des appareils à l'endroit ou près des locaux des abonnés tout en observant des règlements et normes de
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sécurité.
D'autres objectifs et particularités de l'invention apparaîtront, à ceux qui sont expérimentés dans le métier, à partir de la description suivante et des dessins annexés.
Il est ainsi prévu, suivant une forme de réalisation préférée de la présente invention, un procédé pour alimenter une ligne à distance dans un réseau de télécommunication, le procédé comprenant une alimentation en énergie électrique par l'intermédiaire d'une pluralité de paires de lignes qui sont appropriées pour une utilisation dans le réseau de télécommunication, et un assemblage d'énergie électrique fournie par l'intermédiaire de la pluralité de paires de lignes pour procurer une énergie électrique appropriée pour alimenter un appareil, caractérisé en ce que l'énergie électrique alimentée par l'intermédiaire de chaque paire de lignes de la pluralité de paires de lignes ne dépasse pas une valeur de seuil prédéterminée. L'appareil comprend de préférence un appareil de communication.
De préférence, l'énergie électrique alimentée par l'intermédiaire de la pluralité de paires de lignes est obtenue en alimentant le long de chaque paire de lignes de la pluralité de paires de lignes du courant continu 1 à une tension d'entrée ayant une valeur dans une plage de VA à Vg, les valeurs du courant 1 et de la tension d'entrée étant conformes aux normes de télécommunication pour de l'alimentation à distance de circuits de télécommunication.
De plus, le procédé comprend l'étape de convertir chaque tension d'entrée susdite en une tension de sortie assemblée pour procurer une tension de sortie V out qui est acceptable par les normes de télécommunication. Encore en plus, le procédé comprend l'étape de convertir chaque tension d'entrée susdite en une tension de sortie qui est acceptable par les normes de télécommunication. Chaque étape de conversion comprend de préférence l'étape de convertir la tension d'entrée en la tension de sortie pour chaque paire de lignes, indépendamment d'autres paires de lignes de la pluralité de paires de lignes. D'une manière davantage préférée, cette conversion de la tension d'entrée en la tension de sortie pour chaque paire de lignes est faite avec isolation complète par rapport aux autres paires de lignes.
De préférence, VA = 50 VDC, Va = 320 VDC et 1 = 60 mA. La tension de sortie assemblée V out est de préférence dans une plage de 42 VDC à 54 VDC.
Le procédé peut également comprendre de préférence l'étape de commander séparément l'énergie électrique fournie par l'intermédiaire de chacune de la pluralité de paires de lignes.
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Il est également prévu, suivant une forme de réalisation préférée de la présente invention, un dispositif pour alimenter des lignes à distance, dans un réseau de télécommunication, le dispositif comprenant une pluralité de connexions de sortie de paires de lignes qui terminent une pluralité correspondante de paires de lignes qui sont appropriées pour une utilisation dans le réseau de télécommunication, les paires de lignes étant actives pour transporter de l'énergie électrique fournie par une pluralité correspondante de sources d'alimentation, et un moyen d'assemblage d'énergie électrique actif pour assembler l'énergie électrique fournie par l'intermédiaire de la pluralité de paires de lignes afin de procurer une énergie électrique appropriée pour alimenter un appareil,
et pour commander que l'énergie électrique fournie par l'intermédiaire de chaque paire de lignes de la pluralité de paires de lignes ne dépasse pas une valeur de seuil prédéterminée. L'appareil comprend de préférence un appareil de communication et chacune de la pluralité des paires de lignes comprend de préférence des paires torsadées de linges téléphoniques.
Le moyen d'assemblage d'énergie électrique comprend de préférence une pluralité de superviseurs d'énergie séparés, chaque superviseur d'énergie séparé étant activement associé à l'une correspondante de la pluralité des connexions de sortie de paires de lignes.
De plus, le moyen d'assemblage d'énergie électrique comprend une pluralité de régulateurs électroniques (= controllers) séparés, chaque régulateur électronique séparé étant associé activement à un correspondant de la pluralité de superviseurs d'énergie séparés.
Encore en plus, le moyen d'assemblage d'énergie électrique comprend une pluralité de convertisseurs séparés à étage de puissance, chaque convertisseur à étage de puissance étant associé activement à l'un correspondant de la pluralité de régulateurs électroniques séparés et étant actif pour convertir une tension d'entrée, ayant une valeur dans une plage de VA à VB, en une tension de sortie qui est acceptable pour les normes de télécommunication. De manière davantage préférée, la pluralité de convertisseurs séparés à étage de puissance sont actifs en isolation électrique complète de l'un par rapport à l'autre.
Le dispositif comprend de plus un organe d'alarme et de logique actif pour produire une alarme indiquant un bas niveau de sortie de tension L'organe d'alarme et de logique peut de plus être actif pour produire une indication indiquant qu'une énergie électrique n'est pas reçue sur au moins une paire de lignes.
Encore en plus, le dispositif comprend un organe de déconnexion actif
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pour détecter qu'une tension de sortie V out qui découle d'un assemblage de l'énergie électrique fournie par la pluralité de paires de lignes est inférieure à une tension de sortie acceptable pour des normes de télécommunication.
Le dispositif est incorporé de préférence dans un système de communication qui comprend également la pluralité de paires de lignes et la pluralité de sources d'alimentation.
Brève description des dessins D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemple non limitatif, le procédé et une forme de réalisation particulière du dispositif suivant l'invention.
La figure 1 est une représentation d'un schéma fonctionnel simplifié d'une forme de réalisation préférée du dispositif pour l'alimentation à distance de lignes dans un système de télécommunication, le dispositif étant construit et actif suivant une forme de réalisation préférée de la présente invention.
La figure 2 est une représentation d'un ordinogramme simplifié du procédé de fonctionnement préféré de fonctionnement du dispositif de la figure 1.
Description détaillée d'une forme de réalisation préférée Une référence est faite à présent à la figure 1 qui est une représentation simplifiée d'un schéma fonctionnel d'une forme de réalisation préférée du dispositif 10 pour l'alimentation à distance de lignes dans un système de télécommunication 15, le dispositif 10 étant construit et actif suivant une forme de réalisation préférée de la présente invention.
Le dispositif 10 peut être de préférence situé à l'endroit des locaux (non représentés) d'un abonné ou près des locaux d'un abonné, comme par exemple à l'endroit d'un tableau de répartition en rue (non représenté). Des tableaux de rue sont typiquement utilisés dans le système de télécommunication 15 comme moyens d'assemblage et de distribution de câbles de communication qui sont usuellement utilisés pour transporter des services de téléphone et de données jusqu'à une pluralité d'appareils d'abonnés à l'endroit des locaux d'abonnés en différents endroits.
Dans un cas dans lequel les câbles de communication sont des paires de lignes, les paires de lignes peuvent également être utilisées pour alimenter à distance les appareils d'abonnés, par exemple à partir d'un central téléphonique (CO = central office) (non représenté) du système de télécommunication 15. Le terme"paire de lignes" est utilisé dans la description et les revendications pour y comprendre des
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paires torsadées de lignes téléphoniques qui comprennent typiquement des paires de fils de cuivre. Une liaison qui est prévue entre le CO et un appareil d'abonné par l'intermédiaire d'une paire de lignes est typiquement désignée comme étant une "boucle locale"ou une"boucle d'abonné".
Chaque boucle locale permet une communication de données, de la voix et de signaux par l'intermédiaire de la paire de lignes correspondante.
En se reportant par exemple, et sans limiter la généralité de ce qui précède, au dispositif 10 tel que situé à l'endroit d'un tableau de rue ou à l'endroit de n'importe quel appareil associé d'abonné qui assemble et distribue des paires de lignes, le dispositif 10 peut être connecté de préférence à une pluralité de paires de lignes (non montrées). La pluralité de paires de lignes peuvent être utilisées de préférence pour transporter de l'énergie électrique pour alimenter des appareils comme décrits ci-après. L'énergie électrique transportée par la pluralité de paires de lignes peut être fournie par une pluralité correspondante de sources d'alimentation (non représentées) qui peuvent être situées par exemple à l'endroit du CO.
De préférence, la pluralité de paires de lignes sont des paires de lignes usuelles qui sont appropriées pour une utilisation dans un réseau de télécommunication.
Typiquement, la pluralité de paires de lignes sont utilisées dans le système de télécommunication 15 pour transporter des données, de la voix, des signaux, de l'énergie électrique pour alimenter les appareils, ou pour n'importe quelle combinaison de ceci. L'utilisation de la pluralité de paires de lignes pour uniquement alimenter est typiquement réalisable parce que le tableau de rue ou l'appareil associé d'abonné est typiquement raccordé au CO par l'intermédiaire d'un faisceau de paires de lignes qui comprend des paires de lignes de réserve qui ne sont pas utilisées pour la communication de données, de voix et de signaux. Ces paires de lignes de réserve sont typiquement la pluralité de paires de lignes mentionnées ci-dessus.
De préférence, le dispositif 10 comprend une pluralité de connexions de sortie 20 de paires de lignes, qui terminent respectivement la pluralité de paires de lignes, et un moyen d'assemblage d'énergie électrique 25. Le moyen d'assemblage d'énergie électrique 25 est actif de préférence pour assembler l'énergie électrique fournie par la pluralité de paires de lignes afin de procurer une énergie électrique appropriée pour alimenter un appareil (non montré), par exemple suivant la ETS 300 132-2, et l'énergie électrique fournie par chaque paire de lignes de la pluralité de paires de lignes ne dépasse pas une valeur de seuil prédéterminée, comme par exemple une valeur de seuil déterminée dans la norme internationale IEC 60950-21
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qui est incorporée de cette façon ici à titre de référence.
L'appareil peut comprendre de préférence mais non nécessairement un appareil de communication qui peut comprendre une interface de communication.
Le moyen d'assemblage d'énergie électrique 25 comprend de préférence les organes suivants : une pluralité de superviseurs d'énergie séparés 30, une pluralité de régulateurs 35 séparés et une pluralité de convertisseurs 40 à étage de puissance séparés. Chacun de la pluralité des superviseurs d'énergie 30 séparés, de la pluralité des régulateurs 35 séparés et de la pluralité de convertisseurs 40 à étage de puissance séparés est associé de préférence activement à une connexion de sortie 20 correspondante de paire de lignes qui termine une paire de lignes unique
De préférence, chacun de la pluralité des superviseurs d'énergie 30 est actif indépendamment des autres superviseurs d'énergie 30 afin de commander, partager,
abaisser et limiter l'énergie électrique fournie par l'intermédiaire d'une connexion de sortie 20 correspondante de paire de lignes. Les décisions de commande prises ultérieurement dans ce processus seront basées sur l'identification de la tension d'entrée déterminé par les superviseurs d'énergie correspondants. Chaque régulateur 35 séparé est associé de préférence activement à un superviseur d'énergie 30 correspondant. Chaque régulateur 35 agit de préférence indépendamment par rapport aux autres régulateurs et comprend un ensemble de circuit de commande de puissance comme par exemple un modulateur d'ampleur de puissance (= PWM = power width modulator) 45, un comparateur 50 à détection de courant et une optocoupleur 55 usuel.
Le PWM 45 et le comparateur 50 peuvent comprendre par exemple un ensemble de circuit usuel tel qu'un dispositif UCC 3813-5 de Texas Instruments et l'ensemble de circuit qui s'y rapporte.
Chaque convertisseur 40 a étage de puissance est associé de préférence activement à un régulateur 35 correspondant et est actif pour convertir une tension entrée, qui a une valeur dans une plage prédéterminée, en une tension de sortie qui est acceptable pour les normes de télécommunication, par exemple la norme de télécommunication ETS 300 132-2 mentionnée ci-dessus et incorporée ici à titre de référence. Chaque convertisseur 40 peut comprendre de préférence un transformateur 60 et un ensemble de circuit qui s'y rapporte, comme représenté à la figure 1. Le moyen d'assemblage d'énergie électrique 25 assemble de préférence les tensions de sortie fournies par tous les convertisseurs 40 afin de fournir une tension de sortie assemblée V out qui est acceptable pour les normes de télécommunication.
Le dispositif 10 peut également comprendre de préférence un organe
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d'alarme et de logique 65 qui est actif pour produire une alarme indiquant une perte de l'une quelconque ou de plusieurs des paires de lignes et/ou un bas niveau de sortie de tension. L'organe d'alarme et de logique 65 peut de préférence être en outre actif pour produire une indication indiquant que l'énergie électrique n'est pas reçue par l'intermédiaire d'au moins une paire de lignes.
De pus, le dispositif 10 peut comprendre un organe de déconnexion 70 qui est actif pour détecter qu'une tension de sortie V out résultant d'un assemblage de l'énergie électrique fournie par la pluralité de paires de lignes est inférieure à une tension de sortie acceptable pour les normes de télécommunication.
En fonctionnement, une énergie électrique est fournie par l'intermédiaire de la pluralité de paires de lignes et est reçue à l'endroit de la pluralité de connexions de sortie 20 de paires de lignes. A la mise en marche, la pluralité de sources d'alimentation donne une tension basse à chaque paire de lignes et attend que le dispositif 10 présente une signature sur les paires de lignes pour s'identifier lui-même.
Après que les sources d'alimentation ont vérifié que le dispositif 10 termine les paires de lignes, les sources d'alimentation augmentent la tension sur les paires de lignes de façon à ce que l'énergie électrique soit transportée en régime permanent avec un courant continu 1 et à une tension d'entrée ayant une valeur dans une plage de VA à VB, les valeurs du courant 1 et de la tension d'entrée étant conformes à des normes de télécommunication pour l'alimentation à distance de circuits de télécommunication. VA et VB peuvent varier d'un pays à l'autre mais dans l'ensemble VA = 50 VDC, VB = 320 VDC et 1 = 60 mA. En Europe par exemple, cette plage se situe typiquement entre approximativement 250 V et 320 V comme indiqué dans cette figure.
Pendant le régime permanent, l'énergie fournie par n'importe quelle paire de lignes s'arrêtera au cas où un des événements suivants survient : la paire de lignes est court-circuitée, un courant de fuite est produit entre une quelconque ligne de la paire de lignes et la terre, une tension de la paire de lignes dévie par rapport à une plage de niveaux de tension permise.
De préférence, pendant le régime permanent, le dispositif 10 combine l'énergie électrique fournie par l'intermédiaire de chacune des paires de lignes pour procurer une tension de sortie assemblée V out stable, dans une plage de 42 VDC à 54 VDC en conformité avec les normes de télécommunication ETS 300 132-2. L'énergie électrique à la sortie du dispositif 10 peut être de préférence utilisée pour alimenter l'appareil.
En utilisant les superviseurs d'énergie 30 séparés, les régulateurs 35
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séparés et les convertisseurs 40 séparés, le dispositif 10 commande séparément l'énergie électrique fournie par chacune de la pluralité de paires de lignes et maintient une complète isolation galvanique entre toutes les paires de lignes afin de se conformer aux normes de sécurité pertinentes. De plus, le dispositif 10 abaisse la puissance maximale possible de chaque paire de lignes distincte.
Le moyen d'assemblage d'énergie électrique 25 procure de préférence une charge artificielle à chacune des paires de lignes pour garantir qu'elles tirent du courant même lorsque l'appareil alimenté par le dispositif 10 ne nécessite pas d'énergie électrique. Ceci empêche de fausses alarmes au cas où une paire de lignes ne tire pas d'énergie électrique. De plus, le moyen d'assemblage d'énergie électrique 25 peut exécuter de préférence ce qui suit : déconnecter la tension de sortie assemblée V out si elle dépasse la plage de 42 VDC à 54 VDC, donner une alarme si une paire de lignes a une défaillance, donner une alarme de"souffle mourant"avant une panne, et commander des indications par LED (non montrées).
Le dispositif 10 procure en conséquence les avantages suivants : (1) Une adaptation à des exigences de puissance et à un nombre de paires de lignes réellement en service. Si une paire de lignes fait défaut, le dispositif 10 peut compenser en tirant une puissance supplémentaire par les paires de lignes restantes, aussi longtemps que des paramètres de sécurité par paire ne sont pas battu en brèche. En variante, lorsque des demandes d'énergie de l'appareil augmentent, le dispositif 10 peut automatiquement tirer plus d'énergie des paires de lignes aussi longtemps que les paramètres de sécurité par paire ne sont pas battus en brèche.
(2) Une addition dynamique de paires de lignes. Ceci permet d'augmenter la tension de sortie assemblée V out maximale.
(3) Une indépendance d'origine des paires de lignes et d'une longueur de chaque paire de lignes.
(4) Une conformité à des exigences de sécurité et à des normes de télécommunication.
(5) Une possibilité de reconnaître séparément une connexion de sortie de chaque paire de lignes sans dépasser des limites d'énergie électrique tirée de chaque paire pendant une mise en marche.
Il est apprécié qu'une pluralité de dispositifs 10 peuvent être combinés en parallèle pour augmenter la puissance de sortie. Chaque dispositif 10 peut assembler de l'énergie en provenance par exemple de seize paires de lignes. La
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pluralité des dispositifs 10 peut être conditionnée séparément ou dans un ensemble combiné (non montré) qui peut être un ensemble indépendant ou un ensemble mis en oeuvre dans un dispositif de télécommunication, par exemple un multiplexeur d'accès de ligne d'abonné numérique (DSLAM = Digital Subscriber Line Access Multiplexer) ou un multiplexer d'accès à distance (RAM = Remote Access Multiplexer).
Référence est faite à présent à la figure 2 qui est une représentation d'un ordinogramme simplifié d'un procédé préféré de fonctionnement du dispositif 10
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de la figure 1.
Une pluralité de paires de lignes appropriées pour une utilisation dans un réseau de télécommunication sont prévues de préférence (étape 100). L'énergie électrique est fournie de préférence par l'intermédiaire de la pluralité de paires de lignes (110) et est assemblée (étape 120) pour fournir une énergie électrique appropriée pour alimenter un appareil, l'énergie électrique fournie par chaque paire de lignes de la pluralité de paires de lignes ne dépassant pas une valeur de seuil prédéterminée.
Il est apprécié que diverses particularités de l'invention qui sont décrites, pour la clarté, dans les contextes de formes de réalisation séparées peuvent également être prévues en combinaison dans une unique forme de réalisation. A l'inverse, différentes particularités de l'invention qui sont décrites, pour la concision, dans le contexte d'une unique forme de réalisation peuvent également être prévues séparément ou dans n'importe quelle combinaison secondaire appropriée.
Il sera apprécié par ceux qui sont expérimenté dans le métier que la présente invention n'est pas limitée par ce qui a été particulièrement montré et décrit ci-dessus. Au contraire, la portée de l'invention est déterminée par les revendications qui suivent.
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Légende des figures Figure 1 Rline = résistance de ligne Line = ligne Shunt reg. = régulation par dérivation Alarm & logic unit = organe d'alarme et de logique Low output alarm = alarme de sortie basse Loss of pair = perte d'une paire Indication = indication Low voltage disconnect = déconnexion à basse tension Timer = temporisateur Low voltage detector = détecteur de basse tension Figure 2 100 procurer une pluralité de paires de lignes appropriées pour une utilisation dans un réseau de télécommunication 110 fournir de l'énergie électrique par l'intermédiaire de la pluralité de paires de lignes 120 assembler l'énergie électrique fournie par la pluralité de paires de lignes pour une procurer une énergie électrique appropriée pour alimenter un appareil,
l'énergie électrique fournie par chaque paire de lignes de la pluralité de paires de lignes ne dépassant pas une valeur de seuil prédéterminée