FR2678403A1 - Dispositif de raccordement pour installation de transmission de donnees. - Google Patents

Abstract

Dispositif de raccordement d'un terminal (2) sur un câble (1) de réseau de transmission de données par fréquence porteuse élevée. Ce connecteur (7) comporte par exemple une plaquette isolante (8) à faces (9, 10) métallisées, ou tout autre moyen qui réalise un couplage capacitif avec ce câble (1) dont il est séparé d'un espace (d). Une adaptation (11) et un court câble (6) de connexion au terminal (2) sont prévus. Il n'est ainsi pas besoin d'intervenir sur le câble (1) pour réaliser ou pour déplacer la connexion.

Description

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT POUR INSTALLATION DE
TRANSMISSION DE DONNEES
La présente invention se rapporte à un dispositif de raccordement destiné à équiper une installation de transmission de données, en particulier de données numériques, par câbles.

Pour raccorder un terminal, tel qu'un poste téléphonique ou un micro-ordinateur, sur un câble coaxial de réseau de transmission de données numériques, il est courant d'utiliser des prises de raccordement prévues à cet effet et venant se fixer sur un mur ou dans une plinthe.

Un raccordement de ce type nécessite de couper le câble de réseau afin de réaliser le branchement de dérivation souhaité. On "blesse" alors le câble, ce qui a pour inconvénient d'entrainer des désadaptations et des réflexions à haute fréquence. D'une façon plus générale, il est bien connu qu'un câble blessé transporte moins bien, en particulier pour des débits de données élevés (par exemple de l'ordre de 10 Mégahertz), les informations électriques qu'un câble non entamé.

Par ailleurs, en ce qui concerne l'installation des terminaux dans des pièces, il faut bien se rendre compte que la position de chaque terminal qui est raccordé sur le câble de réseau est déterminée par 11 installation de sa prise de raccordement sur ce câble du fait que, lors des travaux d'installation, il a fallu couper le câble, lui-même généralement câché dans une plinthe, et insérer un connecteur dans cette plinthe.

Ceci impose une mise en place de terminaux qui est pratiquement à demeure. Si l'on souhaite ensuite modifier la position d'un ou plusieurs terminaux, il faut faire intervenir l'installateur ou un spécialiste qui va devoir couper le câble de réseau pour faire cette modification, rendant alors ce câble indisponible pendant cette opération, et créant une blessure supplémentaire du câble, ce qui est finalement très pénalisant.

L'utilisation de câbles-rallonge est généralement à proscrire, en raison des risques d'accident et du caractère peu ergonomique que ce genre de solution engendre.

Il existe bien des dispositifs de raccordement rapide sur câble coaxial qui sont des systèmes à prise venant se piquer à travers le câble pour atteindre son âme. L'utilisation de ces dispositifs est cependant elleaussi à proscrire lorsque l'on doit déplacer plusieurs terminaux ou plusieurs fois le même terminal, car à force de faire des piquages de ce type, on finit par tellement dégrader les caractéristiques du câble coaxial que l'on est finalement contraint de procéder à son remplacement.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients.

Elle se rapporte à cet effet à un dispositif de raccordement d'au moins un terminal sur un câble coaxial de réseau faisant partie d'une installation de transmission de données par fréquence porteuse relativement élevée, de l'ordre de un Mégahertz à plusieurs dizaines de Mégahertz par exemple, ce dispositif de raccordement comportant des moyens pour réaliser un couplage capacitif sans contact entre ce câble coaxial de réseau et un autre câble de liaison de faible longueur, de l'ordre de un à quelques mètres au maximum par exemple, lui-même connecté à ce terminal.

Avantageusement, il est en outre prévu, comme circuit d'entrée/sortie pour ce même terminal, un modulateur/démodulateur apte à réaliser, sur cette porteuse de fréquence élevée, une modulation/démodulation d'amplitude linéaire représentative des données, et dont la profondeur de modulation est préférentiellement sensiblement de 100 %.

De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple nonlimitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 1 est un dessin de principe de ce dispositif de raccordement; Figure 2 montre un exemple pratique d'implantation rapide de ce même dispositif de raccordement; Figure 3 est un schéma synoptique d'une installation d'émission/réception par câbles de données numériques utilisant plusieurs dispositifs de raccordement conformes à l'invention;; Figures 4A à 4C sont des courbes représentatives respectivement du signal à fréquence porteuse modulé par une donnée numérique tel qu'utilisé dans l'installation selon Figure 3, de ce même signal après détection, et de la donnée numérique reçue et reconstituée; et Figures 5A et 5B sont respectivement un schéma synoptique d'un modulateur et d'un démodulateur tels qu'ils sont utilisés, en liaison avec un des terminaux, dans l'installation selon Figure 3.

En se reportant à la figure 1, on a désigné par la référence 1 un câble coaxial constituant un réseau informatique de transport de données numériques à débit élevé, par exemple de l'ordre de 20 Mbits/sec, et par la référence 2 un des terminaux qui doit être raccordé sur ce câble. Ces données numériques sont véhiculées par un signal porteur dont la fréquence est élevée, par exemple de l'ordre de 80 à 100 MHz pour le débit de 20 Mbits/sec considéré.

Le câble de réseau 1 comprend classiquement une âme métallique 3, un isolant 4, une tresse de masse 5 entourée d'une gaine isolante (non représentée), le signal à haute-fréquence modulé étant appliqué ou reçu entre l'ame centrale 3 et la tresse 5.

Les trois éléments 3,4,5 constituent en fait un condensateur, et l'invention consiste, pour réaliser la connexion du câble 1 avec un autre câble coaxial 6 de faible longueur relié au terminal, à créer un couplage capacitif entre ce condensateur 3,4,5 et un autre condensateur 7 apte à permettre un tel couplage.

Dans cet exemple d'exécution, ce dernier condensateur 7 est constitué d'une plaquette de verreépoxy 8 dont les deux grandes faces 9 et 10 sont métallisées. Les dimensions de cette plaquette 8 sont de par exemple 4 cm de longueur, 5mm de largeur, et 1,5mm en épaisseur, et elle est positionnée à une distance d du câble 1 qui définit un espace d'air pouvant être de l'ordre de un à dix millimètres.

Les faces métallisées 9 et 10 sont respectivement électriquement connectées à la gaine et à l'âme du câble coaxial 6 précité, à son extrémité opposée à celle qui est connectée au terminal 2. Entre ces deux bornes 9,10 du condensateur 7 est par ailleurs très avantageusement branchée une résistance d'adaptation 11, dont la valeur est par exemple de l'ordre de 50 ohms.

Les deux armatures 3,5 du condensateur que constitue le câble 1 étant totalement isolées de celles 10,9 du condensateur 7, il se crée entre ces deux condensateurs un couplage capacitif dû au fait qu'il existe des lignes de forces du champ électrique du condensateur 7 qui rencontrent l'armature extérieure 5 du condensateur 1.

L'énergie électrique alternative est donc, si du moins sa fréquence (fréquence porteuse) est suffisamment élevée, transmise entre le câble 1 et la plaquette 7, ou vice-versa, avec certes une atténuation importante qu'il convient donc de compenser par l'utilisation d'amplificateurs à grand gain.

Un exemple pratique d'implantation mécanique de ce connecteur à couplage capacitif est représenté très schématiquement en Figure 2.

Le câble de réseau informatique 1 est classiquement câché dans une plinthe plastique 12, fixée au mur 13, de sorte que ce câble 1 court pratiquement tout-autour de la pièce.

La plaquette de raccordement précitée 7 est collée comme représenté sur un premier élément d'une fermeture rapide dite "à velours et crochets" 15, dont le second élément 16 vient se fixer, au moyen d'une pastille autocollante 17, contre la face externe visible de la plinthe 12, au niveau de l'endroit du câble 1 où l'on désire raccorder le terminal connecté à l'autre extémité du câble 6.

la connexion s'effectue ainsi sans intervenir sur le câble 1, et elle est très aisément déplaçable par l'utilisation d'un autre élément 16, que l'on collera pareillement à un autre endroit de la plinthe dans laquelle passe le câble 1. Bien entendu, de nombreux autres types de fixation de le plaquette 7 sur la plinthe 12 sont envisageables.

A noter que, pour des fréquences porteuses et des débits de l'ordre de ceux précités, le câble 6 de liaison au terminal peut avoir une longueur de l'ordre de 2 à 2,50 mètres.

Un exemple pratique d'installation utilisant le dispositif de raccordement selon l'invention est représenté en Figure 3.

Dans cet exemple, il s'agit d'une transmission du type "haîf-duplex", c'est à dire n'acceptant qu'une seule transmission à la fois sur le réseau, avec détection de collisions. Chaque terminal accède donc au réseau chacun à son tour, et est par ailleurs apte à détecter les éventuelles collisions de messages sur ce réseau. Le protocole de transmission est par exemple de type "Ethernet" (marque déposée).

En différents points du câble de réseau 1 sont, conformément à l'invention, prévus des coupleurs capacitifs 7A,7B,7C semblables au coupleur 7 selon Figure 1, reliés chacun à un câble coaxial 6A,6B,6C semblable au câble 6 précité et donc chacun d'une longueur de l'ordre de 2 à 2,5 mètres.

Ces câbles 6A,6B,6C sont chacun connectés à un modulateur/démodulateur respectif 18A,18B,18C dont un exemple de réalisation sera décrit ci-après.

Chaque modulateur/démodulateur 18A, 18B, 18C est associé à un terminal respectif 2A,2B,2C auquel il est relié par deux liaisons d'émission/réception de données, respectivement 19A-20A, 19B-20B, et 19C-20C, ainsi que par une liaison de détection de collision, respectivement 21A, 21B, et 21C.

Pour être opérationnel, le dispositif de raccordement de l'invention doit fonctionner à fréquence porteuse élevée, ce qui est par exemple le cas pour la porteuse de 80 à 100 Mégahertz utilisée dans l'exemple précité de transmission numérique à débit élevé de par exemple 20 Mbits/sec. Cette condition n'est cependant en pratique pas suffisante, car les données numériques sont normalement constituées d'une suite de "1" et de "0" qui correspondent à deux niveaux de tension respectifs, avec passage brusque d'un niveau à l'autre à chaque changement d'état. Les signaux se caractérisent donc par une suite de fronts de montée et de descente très brusques, qui correspondent à des changements d'état quasi-instantanés.

Ces brusques changements d'état rendraient le fonctionnement de l'installation pratiquement impossible avec l'utilisation de coupleurs capacitifs selon l'invention, en raison des sur-oscillations inhérentes à ces brusques sauts d'amplitude.

Les inventeurs ont néanmoins trouvé qu'il était possible de faire fonctionner de façon très satisfaisante une installation comportant un ou plusieurs dispositifs de raccordement selon l'invention, sous condition de réaliser, sur la porteuse, une modulation d'amplitude linéaire par les données, de profondeur de modulation préférentiellement égale à 100 %.

Un exemple de modulation d'amplitude linéaire, de profondeur 100 %, par une donnée numérique, émise ou reçue, est représenté sous forme d'une courbe Amplitude (A) / temps (t) sur la figure 4A. L'onde porteuse F est alors modulée par un signal binaire dont la bande a été filtrée. Il n'y a ainsi pas de sauts brusques d'amplitude, ce qui permet à une installation selon par exemple Figure 3 de fonctionner sans difficultés.

Si la figure 4A représente la donnée reçue et appliquée, via par exemple le coupleur 7A et le câble 6A, au modulateur/démodulateur 18A, les figures 4B et 4C représentent les phases successives de récupération du signal qui correspond effectivement à cette donnée numérique : en figure 4B est représentée cette donnée démodulée, après détection par redressement doublealternance par exemple, et en Figure 4C est représentée la donnée finalement reçue et reconstituée à partir du signal selon Figure 4B après application à ce dernier d'un seuil de déclenchement S.

La modulation linéaire utilisée est de profondeur préférentielle 100 % afin de donner le maximum d'efficacité au système. Une profondeur de modulation inférieure à 100 % n'est pas exclue, pourvu que la modulation soit linéaire, mais est de moindre efficacité.

A titre indicatif, les figures SA et 5B donnent le schéma synoptique respectivement d'un modulateur 18MOD et d'un démodulateur 18DEM qui peuvent être utilisés en connexion avec un terminal 2.

Selon Figure 5A, les données émises sur une sortie 19 du terminal 2 sont appliquées à un circuit classique 23 de mise en forme, qui constitue l'interface avec le modulateur. La donnée est alors appliquée à un filtre passe-bas 24 dont le but est, en limitant la bandepassante du spectre émis, de permettre de réaliser une modulation linéaire d'amplitude. Cette modulation linéaire est alors réalisée dans un mélangeur 25 qui reçoit à la fois le signal modulant filtré en sortie du filtre 24 et la fréquence porteuse F en provenance d'un
Oscillateur Local 26. Le signal modulé (voir la forme de ce signal en figure 4A) est alors appliqué au câble 6 via un dispositif d'adaptation et d'amplification 27, et finalement au câble de réseau 1 par l'intermédiaire de la plaquette 7 de couplage capacitif selon l'invention.

Il est par ailleurs prévu, en sortie du dispositif de mise en forme 23, une liaison 28 vers le dispositif de détection de collision qui, en raison du protocole utilisé ici, équipe le modulateur/démodulateur.

Selon Figure 5B, les données reçues sur le câble de réseau 1 sont captées par la plaquette 7 de l'invention pour être transmises, via le câble 6 et un circuit d'adaptation 29, à un amplificateur à grand gain 30 dont la sortie est appliquée à un détecteur 31 afin d'obtenir, sur une donnée reçue, le signal selon Figure 4B grâce à un redressement double-alternance.

Ce signal redressé est alors appliqué à un circuit à seuil 32 de mise en forme des données qui reconstitue, selon Figure 4C, la donnée à flancs raides qui est finalement reçue en 20 par le terminal de traitement 2.

Par ailleurs, la donnée reçue est appliquée, par exemple en sortie de l'amplificateur 30, à un circuit classique 33 de détection de collision qui reçoit également les données émises par le biais de la liaison 28 précitée (voir Figure 5A). Le signal de collision sur le fil 21 est alors appliqué, pour traitement correspondant au protocole utilisé, au terminal 2.

Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, mais est au contraire suceptible d'être mise en oeuvre sous de nombreuses autres formes équivalentes. C'est ainsi par exemple que ledit couplage capacitif peut être réalisé en faisant en faisant cheminer parallèlement , sur une longueur de quelques dizaines de centimètres et avec un écartement relatif inférieur à un centimètre environ, le câble coaxial 1 du réseau de transmission et le câble de liaison précité 6 fermé sur la résistance 11.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de raccordement d'au moins un terminal (2) sur un câble coaxial de réseau (1) faisant partie d'une installation de transmission de données par fréquence porteuse (F) relativement élevée, de l'ordre de un à plusieurs dizaines de Mégahertz pour fixer les idées, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (7) pour réaliser un couplage capacitif sans contact entre ce câble coaxial de réseau (1) et un autre câble de liaison (6) de faible longueur, lui-même connecté à ce terminal (2).

2 - Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens de couplage capacitif (7) comportent une plaquette isolante (8) dont les grandes faces (9,10) sont conductrices et qui est associée à des moyens (15) de fixation rapide de cette plaquette à proximité immédiate (d) d'un endroit choisi de ce câble (1).

3 - Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce couplage capacitif est obtenu en faisant cheminer parallèlement l'un à l'autre, sur une longueur et avec un écartement relatif déterminés, ledit câble coaxial de réseau (1) et ledit câble de liaison (6).

4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que cette longueur est de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, et cet écartement relatif inférieur à un centimètre environ.

5 - Dispositif de raccordement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est connecté à un circuit d'entrée/sortie de ce terminal (2) qui comporte un modulateur/démodulateur (18MOD,18DEM) apte à réaliser, sur cette porteuse (F) de fréquence élevée, une modulation/démodulation d'amplitude linéaire représentative des données.

5 - Dispositif de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette modulation/démodulation d'amplitude linéaire est de profondeur sensiblement égale à 100 %