FR2855680A1 - Low pass filter for use in telephone exchange, has resistors, capacitors and inductors and is arranged on telephone line to simultaneously circulate signals corresponding to narrow band services and wide band services - Google Patents
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Abstract
Description
Filtre passe bas pour filtrage de signaux ADSL sur des lignesLow pass filter for filtering ADSL signals on lines
téléphoniques modélisées par une impédance complexe telephones modeled by a complex impedance
La présente invention a pour objet un dispositif de filtrage passe-bas 5 intervenant dans le découplage des voies ADSL. Elle est destinée à être incorporée dans un dispositif séparateur de signaux voix-données pour une transmission sur des voies ADSL. Elle propose une réalisation particulière de filtres, particulièrement adaptée à certaines caractéristiques imposées par les normes choisies par différents pays et modélisant l'impédance des lignes 10 téléphoniques par une impédance complexe. The present invention relates to a low-pass filtering device 5 involved in the decoupling of ADSL channels. It is intended to be incorporated into a device for separating voice-data signals for transmission over ADSL channels. It proposes a particular embodiment of filters, particularly adapted to certain characteristics imposed by the standards chosen by different countries and modeling the impedance of the telephone lines by a complex impedance.
Le dispositif de filtrage selon l'invention est essentiellement destiné à être utilisé dans des centraux téléphoniques, qui sont des points de répartition et de regroupement des communications téléphoniques et des données transmises selon la technologie ADSL. The filtering device according to the invention is essentially intended for use in telephone exchanges, which are distribution and grouping points for telephone communications and data transmitted using ADSL technology.
Le domaine de l'invention est, d'une façon générale, celui de la technologie dite ADSL (pour Asymmetric Digital Subscriber Line, en anglais, pour ligne d'abonné numérique à débit asymétrique). Cette technologie est essentiellement mise en oeuvre sur des boucles locales des réseaux de téléphonie existant, la boucle locale étant constituée par les intermédiaires 20 du réseau entre un central téléphonique et un poste d'abonné. Un des objectifs essentiels de cette technologie est de rendre possible, sur les boucles locales des anciens réseaux de téléphonie, la transmission simultanée de différents types de signaux: d'une part, les signaux relatifs aux conversations téléphoniques habituelles entre deux abonnés, ces 25 premiers signaux comprenant des signaux relatifs à la voix et des signaux de signalisation, et d'autre part, des signaux relatifs à des données, typiquement des informations échangées entre un abonné et un site accessible via le réseau Internet. The field of the invention is, in general, that of the so-called ADSL technology (for Asymmetric Digital Subscriber Line, in English, for digital subscriber line with asymmetric speed). This technology is essentially implemented on local loops of existing telephone networks, the local loop being constituted by the intermediaries of the network between a telephone exchange and a subscriber station. One of the essential objectives of this technology is to make possible, on the local loops of old telephone networks, the simultaneous transmission of different types of signals: on the one hand, the signals relating to the usual telephone conversations between two subscribers, these first 25 signals comprising voice-related signals and signaling signals, and secondly, data-related signals, typically information exchanged between a subscriber and a site accessible via the Internet.
Pour des transmissions selon cette technologie, on utilise donc la 30 paire de fils de cuivre qui arrive chez l'abonné, et qui constitue depuis longtemps la ligne téléphonique, ou boucle d'abonné, à laquelle sont raccordés les différents combinés téléphoniques de l'utilisateur des réseaux analogiques traditionnels dits POTS (pour Plain Old Transmission System système ancien de télécommunications) ou des réseaux numériques 35 traditionnels dits ISDN (ou RNIS - réseau numérique à intégration de services). Cette paire de fils de cuivre est le plus souvent torsadée et comporte une gaine isolante en polyéthylène. For transmissions according to this technology, therefore, the pair of copper wires which arrives at the subscriber and which has long been the telephone line, or subscriber loop, to which the various telephone handsets of the user of traditional analog networks known as POTS (for Plain Old Transmission System old telecommunications system) or traditional digital networks 35 called ISDN (or ISDN - digital network with integration of services). This pair of copper wires is most often twisted and has an insulating polyethylene sheath.
Sur cette paire de fils de cuivre, on transmet donc à la fois: - en bande de base, des signaux analogiques non modulés 5 correspondant aux réseaux POTS, ou des signaux numériques correspondant aux réseaux ISDN. Les signaux analogiques en bande de base sont de fréquence typiquement 0 à 4 kHz, ou 0 à 16 KHz si on tient compte des signaux de signalisation. Les signaux numériques en bande de base sont dans des fréquences de 0 à 94 KHz. En pratique, la bande de 10 base est destinée à une transmission en mode circuit; - en bande haute fréquence, d'autres signaux, numériques et modulés, qui correspondent par exemple aux informations échangées avec le réseau Internet. La bande haute s'étale du dessus de la bande de base téléphonique jusqu'à 1 MHz environ. En pratique la bande haute fréquence 15 s'étale de 32 KHz à 1,1MHz si la paire de fils de cuivre sert en bande de base pour une transmission analogique POTS, et de 138 KHz à 1,1 MHz si elle sert pour une transmission numérique. Elle est normalement destinée à une transmission permanente, en mode paquets principalement, c'est à dire qu'une communication permanente est établie entre l'abonné et le central 20 téléphonique. On est ainsi dispensé des opérations classiques intervenant lors d'une connexion avec accès par ligne commutée, qui est une méthode de connexion temporaire à un réseau informatique consistant à utiliser un modem, un logiciel de connexion et le réseau téléphonique commuté comme moyen de mise en communication de son propre ordinateur et d'un autre 25 ordinateur du réseau. On this pair of copper wires, therefore, both: - in baseband, unmodulated analog signals 5 corresponding to POTS networks, or digital signals corresponding to ISDN networks are transmitted. Analog baseband signals typically have a frequency of 0 to 4 kHz, or 0 to 16 kHz if signal signals are taken into account. The digital baseband signals are in frequencies from 0 to 94 KHz. In practice, the baseband is intended for circuit mode transmission; - in high frequency band, other signals, digital and modulated, which correspond for example to information exchanged with the Internet. The high band is spread over the telephone base band up to around 1 MHz. In practice, the high frequency band 15 ranges from 32 KHz to 1.1 MHz if the pair of copper wires is used as baseband for an analog POTS transmission, and from 138 KHz to 1.1 MHz if it is used for a transmission. digital. It is normally intended for permanent transmission, mainly in packet mode, that is to say that permanent communication is established between the subscriber and the central office. We are thus exempt from the conventional operations intervening during a connection with dial-up access, which is a method of temporary connection to a computer network which consists in using a modem, connection software and the switched telephone network as a means of setting up. communication from his own computer and from another computer on the network.
Bien que la bande de base puisse être utilisée, notamment avec des modems de préférence numériques, pour transmettre des données, et que la bande haute fréquence puisse servir à assurer des communications phoniques dans le cadre de communications dites communications 30 téléphoniques sur Internet, on considérera, de façon schématique, et dans un souci de simplification des explications, que la bande de base est utilisée pour la transmission d'un premier type de signaux, essentiellement des paroles, correspondant à des communications phoniques, et que la bande haute fréquence sert pour la transmission d'un deuxième type de signaux, 35 essentiellement des données, relatives notamment à la consultation de sites Internet. Although the baseband can be used, in particular with preferably digital modems, to transmit data, and the high frequency band can be used for ensuring phonic communications within the framework of communications called telephone communications over the Internet, it will be considered , schematically, and for the sake of simplification of the explanations, that the base band is used for the transmission of a first type of signals, essentially speech, corresponding to phonic communications, and that the high frequency band is used for the transmission of a second type of signal, essentially data, relating in particular to the consultation of Internet sites.
La bande de base n'est capable que d'un faible débit (actuellement 56 Kbits/s pour les modems analogiques et 64 Kbits/s pour les modems numériques) alors que la bande haute fréquence est susceptible de présenter un haut débit (pouvant avoisiner 10 Mbits/s). The baseband is only capable of low speed (currently 56 kbps for analog modems and 64 kbps for digital modems) while the high frequency band is likely to have high speed (possibly around 10 Mbits / s).
La figure 1 illustre l'exploitation de la bande de fréquence en distribution ADSL. L'axe des ordonnées 100 échelonne la puissance des signaux émis, et l'axe des abscisses 101 donne l'échelle des fréquences. Figure 1 illustrates the operation of the frequency band in ADSL distribution. The ordinate axis 100 scales the power of the signals transmitted, and the abscissa axis 101 gives the frequency scale.
Les puissances émises sont représentées de façon équirépartie dans un but 10 de simplification. On retrouve le spectre vocal 102 s'étendant de 0 à 4 kHz, et le spectre 103 utilisé pour la transmission de données selon la technologie ADSL, ce dernier s'étendant d'environ 30 kHz à 1,1 MHz. Le spectre 103 est divisé en deux parties principales: une première bande de fréquence 104 correspondant au spectre utilisé pour les données montantes (de l'abonné 15 vers le central) et une deuxième bande de fréquence 105 correspondant au spectre utilisé pour les données descendantes (du central vers l'abonné). La deuxième bande de fréquence 105 est plus large que la première bande de fréquence 104 car les données montantes, qui correspondent le plus souvent à des requêtes émises par un abonné, sont le plus souvent moins 20 nombreuses que les données descendantes, qui peuvent correspondre au téléchargement de gros fichiers, des images par exemple. The powers emitted are represented equally between them for the purpose of simplification. We find the voice spectrum 102 extending from 0 to 4 kHz, and the spectrum 103 used for data transmission according to ADSL technology, the latter extending from approximately 30 kHz to 1.1 MHz. The spectrum 103 is divided into two main parts: a first frequency band 104 corresponding to the spectrum used for the uplink data (from subscriber 15 to the central office) and a second frequency band 105 corresponding to the spectrum used for the downlink data ( from the exchange to the subscriber). The second frequency band 105 is wider than the first frequency band 104 because the uplink data, which most often correspond to requests sent by a subscriber, are most often less numerous than the downlink data, which can correspond to the downloading large files, for example images.
L'utilisation d'une ligne dite ADSL nécessite donc de séparer la bande de base, basse fréquence, de la bande haute fréquence. La figure 2 illustre schématiquement ces séparations au niveau d'une boucle locale de 25 communication. Sur cette figure, on a représenté une ligne téléphonique usuelle 200, ou boucle d'abonné, composée de deux fils en cuivre, qui assure la liaison entre un abonné 201, qui dispose d'une installation privative, et un central téléphonique 202. The use of a so-called ADSL line therefore requires separating the base band, low frequency, from the high frequency band. FIG. 2 schematically illustrates these separations at the level of a local communication loop. In this figure, a usual telephone line 200, or subscriber loop, is shown, composed of two copper wires, which provides the link between a subscriber 201, which has a private installation, and a telephone exchange 202.
Le central téléphonique 202 assure la connexion à un réseau de 30 téléphonie classique 203, appelé POTS, et à un réseau de type Internet 204. The telephone exchange 202 provides the connection to a conventional telephone network 203, called POTS, and to an Internet type network 204.
Afin de dissocier les signaux destinés au réseau téléphonique 203 et au réseau Internet 204, un premier dispositif 205 séparateur de signaux voixdonnées, également appelé filtre à aiguillage ou splitter, est utilisé. D'une façon générale, un splitter est un dispositif électronique associé à un modem 35 ADSL qui permet de séparer les signaux de la voix des signaux de données et de les acheminer sur deux voies différentes. Le splitter 205 sera désigné par la suite comme splitter central. Les données destinées au - ou provenant du - réseau Internet 204 transitent par un multiplexeur d'accès DSL 206, appelé DSLAM (pour Digital Subscriber Line Access Multiplexer en anglais), qui est relié au splitter central 205. In order to dissociate the signals intended for the telephone network 203 and the Internet network 204, a first device 205 for separating voice data signals, also called a switch filter or splitter, is used. Generally speaking, a splitter is an electronic device associated with an ADSL modem which makes it possible to separate the voice signals from the data signals and to route them on two different channels. Splitter 205 will be designated subsequently as the central splitter. Data intended for - or coming from - the Internet network 204 passes through a DSL access multiplexer 206, called DSLAM (for Digital Subscriber Line Access Multiplexer in English), which is connected to the central splitter 205.
Du côté de l'abonné 201, on trouve également un splitter 207 relié à la ligne téléphonique 200. Le splitter 207 est appelé splitter maître. Le splitter maître 207 a pour fonction de séparer, côté abonné, les signaux de données, qui sont orientés vers un ordinateur personnel 208 associé à un 10 modem ADSL, et les signaux de voix, qui sont orientés vers des combinés téléphoniques classiques 209. Chaque téléphone 209 connecté à la même ligne 200 doit être protégé par un filtre passe-bas contenu dans le splitter 207. La compacité de ces filtres les a consacrés sous l'appellation microfiltres. On the subscriber's side 201, there is also a splitter 207 connected to the telephone line 200. The splitter 207 is called the master splitter. The master splitter 207 has the function of separating, on the subscriber side, the data signals, which are directed to a personal computer 208 associated with an ADSL modem, and the voice signals, which are directed to conventional telephone handsets 209. Each telephone 209 connected to the same line 200 must be protected by a low-pass filter contained in the splitter 207. The compactness of these filters has made them known as microfilters.
En théorie, du côté central téléphonique 202, on trouve également dans le splitter central 205 un filtre haute fréquence, qui laisse passer uniquement les signaux ADSL. Dans la pratique, le filtre basse fréquence et le filtre haute fréquence du splitter 205 sont séparés et distincts. Le filtre haute fréquence, c'est à dire le filtre qui laisse passer les signaux de 20 données et uniquement ceux-là, est disposé, c6té central téléphonique dans le DSLAM 206. Le filtre basse fréquence est, pour sa part, intégré dans le splitter 205. Habituellement, les filtres passe-bas qui font l'objet de l'invention sont regroupés sur des cartes électroniques, typiquement par groupe de 24 filtres. Chaque filtre basse fréquence sert à empêcher que des signaux 25 phoniques transmis au réseau téléphonique 203 ne soient perturbés par des signaux de données. L'objet de l'invention est la réalisation d'un tel filtre correspondant au respect des contraintes de normes particulières. In theory, on the telephone exchange side 202, there is also in the central splitter 205 a high frequency filter, which allows only ADSL signals to pass. In practice, the low frequency filter and the high frequency filter of the splitter 205 are separate and distinct. The high-frequency filter, that is to say the filter which lets the data signals pass and only these, is arranged, next to the telephone exchange in the DSLAM 206. The low-frequency filter is, for its part, integrated in the splitter 205. Usually, the low-pass filters which are the subject of the invention are grouped together on electronic cards, typically by group of 24 filters. Each low frequency filter serves to prevent phonic signals transmitted to the telephone network 203 from being disturbed by data signals. The object of the invention is the production of such a filter corresponding to compliance with the constraints of particular standards.
L'installation des filtres, et notamment des filtres passe-bas, doit satisfaire à plusieurs contraintes dictées par différentes normes: - le respect de valeurs d'impédances d'entrée et de sortie imposées. The installation of filters, and in particular low-pass filters, must meet several constraints dictated by different standards: - compliance with imposed input and output impedance values.
Afin que la puissance transmise par la ligne téléphonique le soit avec le meilleur rendement possible, les lignes téléphoniques doivent être caractérisées, en entrée et en sortie, par une impédance ayant une valeur aussi proche que possible de l'impédance complexe caractéristique de la 35 ligne téléphonique. L'introduction de filtres sur la ligne téléphonique doit respecter ce principe. On appelle Zc une telle impédance caractéristique. In order for the power transmitted by the telephone line to be transmitted with the best possible efficiency, the telephone lines must be characterized, at input and output, by an impedance having a value as close as possible to the complex impedance characteristic of the line telephone. The introduction of filters on the telephone line must respect this principle. We call Zc such a characteristic impedance.
Dans la pratique Zc est une valeur imposée par une norme, la norme en question pouvant être différente d'un pays à l'autre. On trouve ainsi notamment l'impédance européenne harmonisée, I'impédance anglaise, 5 l'impédance allemande, et deux impédances américaines dites à 600 ohms et 900 ohms respectivement. Les différences entre ces impédances dépendent notamment du diamètre des fils de cuivre utilisés, de l'isolant et du pas des torsades. In practice Zc is a value imposed by a standard, the standard in question may be different from one country to another. We thus find in particular the harmonized European impedance, the English impedance, the German impedance, and two American impedances said to be 600 ohms and 900 ohms respectively. The differences between these impedances depend in particular on the diameter of the copper wires used, the insulation and the pitch of the twists.
Typiquement, une impédance caractéristique complexe peut être 10 modélisée sous la forme représenté à la figure 3, sur laquelle une première résistance R10 est disposée en série avec une deuxième résistance R20, elle-même montée en parallèle avec un condensateur C. L'impédance équivalente à ce montage est Zc=R10+R20*(1-jR20Cw)/(1+(R20Cw) 2), o w représente la pulsation d'un signal circulant sur la ligne téléphonique. Lors 15 de l'insertion d'un splitter sur la ligne téléphonique, il convient de s'assurer que les impédances d'entrée et de sortie du splitter sont suffisamment proches de l'impédance caractéristique de ligne. On assure ainsi une meilleure transmission et on minimise chez l'abonné le phénomène d'écho local. Typically, a complex characteristic impedance can be modeled in the form shown in FIG. 3, on which a first resistor R10 is arranged in series with a second resistor R20, itself mounted in parallel with a capacitor C. The equivalent impedance at this assembly is Zc = R10 + R20 * (1-jR20Cw) / (1+ (R20Cw) 2), ow represents the pulsation of a signal circulating on the telephone line. When inserting a splitter on the telephone line, it should be ensured that the input and output impedances of the splitter are sufficiently close to the characteristic line impedance. This ensures better transmission and minimizes the local echo phenomenon in the subscriber.
- le facteur dit d'affaiblissement d'insertion, ou ILF (pour Insertion Loss Factor en anglais), qui mesure un affaiblissement de puissance d'une voie de transmission lorsqu'il s'y trouve des montages en pont, des filtres, des égaliseurs ou d'autres montages. Dans le cas présent, ce facteur mesure la perte de transmission occasionnée dans le circuit par la mise en place d'un 25 filtre, entre une situation o le filtre n'est pas présent et une situation o il est mis en place; selon la plupart des normes en vigueur, cette perte doit être inférieure à 1 dB à 1 kHz. La distorsion d'atténuation devant être, en valeur absolue, inférieure à 1 dB par rapport à l'atténuation constatée à 1 kHz. - the so-called insertion loss factor, or ILF (for Insertion Loss Factor in English), which measures a power loss in a transmission channel when there are bridges, filters, equalizers or other fixtures. In the present case, this factor measures the transmission loss caused in the circuit by the installation of a filter, between a situation where the filter is not present and a situation where it is installed; according to most standards in force, this loss must be less than 1 dB at 1 kHz. The attenuation distortion must be, in absolute value, less than 1 dB compared to the attenuation observed at 1 kHz.
- le facteur dit d'affaiblissement de réflexion, ou RLF (pour Return 30 Loss en anglais), qui est une mesure liée à la puissance de signal réfléchi par rapport à la puissance de signal transmissible. Il s'exprime par la formule suivante: RLF=20 log 10 abs(((Zin(w)+Zc(w)) / ((Zin(w)Zc(w))), o Zin(w) mesure l'impédance d'entrée du dispositif dont on veut mesurer le 35 RLF, et o Zc(w) est l'impédance d'une charge de référence. On voit clairement que le Return Loss correspond à une mesure d'adaptation d'impédance. Lorsque l'adaptation est parfaite (Zin(w)=Zc(w)) , le Return Loss tend vers l'infini. - the so-called reflection weakening factor, or RLF (for Return 30 Loss in English), which is a measurement linked to the reflected signal power compared to the transmissible signal power. It is expressed by the following formula: RLF = 20 log 10 abs (((Zin (w) + Zc (w)) / ((Zin (w) Zc (w))), where Zin (w) measures the input impedance of the device whose RLF 35 is to be measured, and o Zc (w) is the impedance of a reference load. We can clearly see that the Return Loss corresponds to an adaptation measure of impedance. the adaptation is perfect (Zin (w) = Zc (w)), the Return Loss tends towards infinity.
- le facteur dit d'atténuation en bande ADSL, qui détermine une perte 5 de puissance à faire subir aux signaux dont la fréquence appartient aux fréquences ADSL; - le facteur dit de distorsion d'insertion (insertion distortion en anglais), qui impose un variation maximale du facteur d'affaiblissement d'insertion. the so-called ADSL band attenuation factor, which determines a loss of power to be subjected to the signals whose frequency belongs to the ADSL frequencies; - the so-called insertion distortion factor, which imposes a maximum variation of the insertion weakening factor.
Pour tenter de satisfaire à toutes ces contraintes, il a été imaginé 10 différents types de filtres basse fréquence. Une des solutions préférées de l'état de la technique est l'utilisation de filtres elliptiques, également appelés filtres de Cauer, connues de l'homme du métier. Ces filtres ne sont cependant pas adaptés à des lignes dont la modélisation de l'impédance caractéristique est complexe. To try to satisfy all these constraints, 10 different types of low frequency filters have been devised. One of the preferred solutions of the prior art is the use of elliptical filters, also called Cauer filters, known to those skilled in the art. These filters are however not suitable for lines whose modeling of the characteristic impedance is complex.
Un des objets essentiels de l'invention est de proposer un filtre passebas qui répond notamment aux critères de la norme Européenne harmonisée et aux critères de la norme utilisée en Grande-Bretagne. Ces critères sont notamment relatifs aux différentes contraintes qui viennent d'être exposés. Ainsi, le filtre passe-bas selon l'invention, disposé côté 20 central téléphonique, doit satisfaire les conditions suivantes: - facteur d'affaiblissement d'insertion inférieur à 1,1 décibel, pour une fréquence de 1000 Hz; - facteur de distorsion d'insertion du facteur d'affaiblissement des signaux de 1,1 décibel pour la norme Européenne harmonisée et de 1,2 25 décibel pour la norme britannique, pour les signaux compris entre 200 Hz et 4000 Hz; - facteur d'atténuation en bande ADSL: - pour la norme Européenne harmonisée, supérieur à 49,5 décibels pour les signaux dont les fréquences sont comprises entre 32 30 kHz et 80 kHz, et supérieur à 55 décibels pour les signaux dont les fréquences sont comprises entre 80 kHz et 600 kHz; - pour la norme britannique, supérieur à 38 décibels pour les signaux dont les fréquences sont comprises entre 32 kHz et 80 kHz, et supérieur à 50 décibels pour les signaux dont les fréquences sont 35 comprises entre 80 kHz et 1,1 MHz; - facteur d'affaiblissement de réflexion: - pour la norme britannique, * supérieur à 14 décibels pour les signaux dont sont comprises ente 300 Hz et 500 Hz; À supérieur à 18 décibels pour les signaux dont sont comprises ente 500 Hz et 2 kHz; supérieur à 14 décibels pour les signaux dont sont comprises ente 2kHz et 3,4 kHz. One of the essential objects of the invention is to provide a low-pass filter which in particular meets the criteria of the harmonized European standard and the criteria of the standard used in Great Britain. These criteria relate in particular to the various constraints which have just been exposed. Thus, the low-pass filter according to the invention, disposed on the telephone exchange side, must satisfy the following conditions: - insertion loss factor of less than 1.1 decibel, for a frequency of 1000 Hz; - distortion factor of insertion of the signal weakening factor of 1.1 decibel for the harmonized European standard and 1.2 25 decibel for the British standard, for signals between 200 Hz and 4000 Hz; - ADSL band attenuation factor: - for the harmonized European standard, greater than 49.5 decibels for signals whose frequencies are between 32 30 kHz and 80 kHz, and greater than 55 decibels for signals whose frequencies are between 80 kHz and 600 kHz; - for the British standard, greater than 38 decibels for signals whose frequencies are between 32 kHz and 80 kHz, and greater than 50 decibels for signals whose frequencies are between 80 kHz and 1.1 MHz; - reflection weakening factor: - for the British standard, * greater than 14 decibels for signals of which between 300 Hz and 500 Hz are included; At greater than 18 decibels for signals including 500 Hz and 2 kHz; greater than 14 decibels for signals including 2kHz and 3.4 kHz.
- pour la norme Européenne harmonisée, 10. supérieur à 12 décibels pour les signaux dont sont comprises ente 300 Hz et 3400 Hz; * supérieur à 8 décibels pour les signaux dont sont comprises ente 3400 Hz et 4 kHz. - for the harmonized European standard, 10. greater than 12 decibels for signals including 300 Hz and 3400 Hz; * greater than 8 decibels for signals including 3400 Hz and 4 kHz.
les fréquences les fréquences les fréquences les fréquences les fréquences Le filtre passe-bas selon l'invention permet d'obtenir des résultats en 15 fonctionnement qui satisfont à ces différentes contraintes. A cet effet, le filtre passe bas propose une architecture particulière de filtres qui fait notamment intervenir un ensemble de résistances permettant d'introduire des pertes supplémentaires pour les signaux filtrés, ceci essentiellement afin de respecter la contrainte liée au facteur d'affaiblissement de réflexion. En 20 outre, dans l'invention, on propose différents jeux de valeurs des différents composants intervenant dans le filtre, chaque jeu de valeurs étant plus particulièrement adapté à une utilisation avec une norme spécifique. the frequencies the frequencies the frequencies the frequencies the frequencies The low-pass filter according to the invention makes it possible to obtain results in operation which satisfy these various constraints. To this end, the low-pass filter proposes a particular architecture of filters which notably involves a set of resistors making it possible to introduce additional losses for the filtered signals, this essentially in order to respect the constraint linked to the reflection weakening factor. Furthermore, in the invention, different sets of values of the different components involved in the filter are proposed, each set of values being more particularly suitable for use with a specific standard.
L'invention concerne donc essentiellement un dispositif de filtrage passebas disposé du côté central téléphonique sur une ligne téléphonique 25 composée d'une première ligne de transmission et d'une deuxième ligne de transmission, susceptible de faire circuler simultanément, entre un central téléphonique et un abonné équipé d'au moins un téléphone, des premiers signaux correspondant à des services bande étroite analogique et/ou numérique, et des seconds signaux correspondant à des services large 30 bande caractérisé en ce que le dispositif de filtrage comporte: - sur la première ligne de transmission, une première inductance en série avec un premier ensemble de composants, un deuxième ensemble de composants et un troisième ensemble de composants; le premier ensemble de composants étant constitué d'une troisième inductance et d'une première 35 résistance en parallèle avec ladite troisième inductance; le deuxième ensemble de composants étant constitué d'une cinquième inductance et d'une troisième résistance en parallèle avec ladite cinquième inductance; le troisième ensemble de composants étant constitué d'une septième inductance, d'une cinquième résistance et d'une troisième capacité, la 5 septième inductance, la cinquième résistance et la troisième capacité étant montées en parallèle; - sur la deuxième ligne de transmission, une deuxième inductance en série avec un quatrième ensemble de composants, un cinquième ensemble de composants et un sixième ensemble de composants; le quatrième 10 ensemble de composants étant constitué d'une quatrième inductance et d'une deuxième résistance en parallèle avec ladite quatrième inductance; le cinquième ensemble de composants étant constitué d'une sixième inductance et d'une quatrième résistance en parallèle avec ladite sixième inductance; le sixième ensemble de composants étant constitué d'une 15 huitième inductance, d'une sixième résistance et d'une quatrième capacité, la huitième inductance, la sixième résistance et la quatrième capacité étant montées en parallèle; - une deuxième capacité reliant la première ligne de transmission et la deuxième ligne de transmission au niveau de points de connexion situés, sur 20 chaque ligne de transmission, à une sortie du filtre du côté du central téléphonique. The invention therefore essentially relates to a low-pass filtering device arranged on the telephone exchange side on a telephone line 25 composed of a first transmission line and a second transmission line, capable of circulating simultaneously, between a telephone exchange and a subscriber equipped with at least one telephone, first signals corresponding to analog and / or digital narrowband services, and second signals corresponding to broadband services characterized in that the filtering device comprises: - on the first line transmission, a first inductor in series with a first set of components, a second set of components and a third set of components; the first set of components consisting of a third inductor and a first resistor in parallel with said third inductor; the second set of components consisting of a fifth inductor and a third resistor in parallel with said fifth inductor; the third set of components consisting of a seventh inductor, a fifth resistor and a third capacitor, the seventh inductor, the fifth resistor and the third capacitor being connected in parallel; - on the second transmission line, a second inductor in series with a fourth set of components, a fifth set of components and a sixth set of components; the fourth set of components consisting of a fourth inductor and a second resistor in parallel with said fourth inductor; the fifth set of components consisting of a sixth inductor and a fourth resistor in parallel with said sixth inductor; the sixth set of components consisting of an eighth inductor, a sixth resistor and a fourth capacitor, the eighth inductor, the sixth resistor and the fourth capacitor being connected in parallel; a second capacity connecting the first transmission line and the second transmission line at connection points located, on each transmission line, at an output of the filter on the side of the telephone exchange.
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement 25 limitatif de l'invention. Les figures montrent: - à la figure 1, déjà décrite, une représentation de l'exploitation de la bande de fréquence en distribution ADSL; - à la figure 2, déjà décrite, une illustration du principe de la séparation des signaux basse fréquence et haute fréquence sur une ligne ADSL; - à la figure 3, déjà décrite, une modélisation d'une impédance caractéristique complexe d'une ligne téléphonique; - à la figure 4, une illustration d'un premier exemple de dispositif de filtrage passe-bas selon l'invention; - à la figure 5, une illustration d'un deuxième exemple de dispositif de 35 filtrage passe-bas selon l'invention. The invention and its different applications will be better understood on reading the description which follows and on examining the accompanying figures. These are presented for information only and in no way limit the invention. The figures show: - in Figure 1, already described, a representation of the operation of the frequency band in ADSL distribution; - in Figure 2, already described, an illustration of the principle of the separation of low frequency and high frequency signals on an ADSL line; - in Figure 3, already described, a modeling of a complex characteristic impedance of a telephone line; - in Figure 4, an illustration of a first example of a low-pass filtering device according to the invention; - In Figure 5, an illustration of a second example of a low-pass filtering device according to the invention.
La figure 4 représente la structure générale d'un dispositif de filtrage passe-bas 400 de l'invention. Comme il l'a déjà été dit, le filtre représenté est destiné à être placé du côté central téléphonique. Sur cette figure, une ligne téléphonique classique L est composée d'une première ligne de 5 transmission 401, appelée brin A ou ligne TIP, et d'une deuxième ligne de transmission 402, appelée brin B ou ligne RING. La description de la figure représentant la structure du filtre s'effectue de gauche à droite, c'est à dire en partant, pour chaque ligne de transmission, du côté ligne, aboutissant à l'abonné, vers le côté POTS auquel on accède au niveau du central 10 téléphonique. FIG. 4 represents the general structure of a low-pass filtering device 400 of the invention. As already mentioned, the filter shown is intended to be placed on the telephone exchange side. In this figure, a conventional telephone line L is composed of a first transmission line 401, called strand A or TIP line, and a second transmission line 402, called strand B or RING line. The description of the figure representing the structure of the filter is carried out from left to right, that is to say starting from, for each transmission line, from the line side, leading to the subscriber, towards the POTS side which is accessed telephone exchange level 10.
Sur la première ligne de transmission 401 et sur la deuxième ligne de transmission 402, on dispose respectivement une première inductance L1 et une deuxième inductance L2. Les inductances L1 et L2 sont des inductances dites de mode commun. Ces inductances sont destinées à 15 supprimer des parasites de mode commun. Eventuellement, elles peuvent ne pas être implémentées si l'opérateur qui déploie les filtres considère que ces parasites ne sont pas gênants. Une succession de trois étages de filtrage est ensuite disposé sur la ligne téléphonique L, chaque étage de filtrage étant composé de deux ensembles symétriques de composants 20 disposées respectivement sur la première ligne de transmission 401 et sur la deuxième ligne de transmission 402. On the first transmission line 401 and on the second transmission line 402, there is respectively a first inductor L1 and a second inductor L2. The inductors L1 and L2 are so-called common mode inductors. These inductors are intended to suppress common mode parasites. Optionally, they may not be implemented if the operator deploying the filters considers that these parasites are not annoying. A succession of three filtering stages is then arranged on the telephone line L, each filtering stage being composed of two symmetrical sets of components 20 disposed respectively on the first transmission line 401 and on the second transmission line 402.
Ainsi, sur la première ligne de transmission 401, on dispose, en série avec la première inductance L1, un premier ensemble de composants 1, un deuxième ensemble de composants 2 et un troisième ensemble de 25 composants 3; le premier ensemble de composants 1 est constitué d'une troisième inductance L3 et d'une première résistance R1 en parallèle avec ladite troisième inductance L3; le deuxième ensemble de composants 2 est constitué d'une cinquième inductance L5 et d'une troisième résistance R3 en parallèle avec ladite cinquième inductance L5; le troisième ensemble de 30 composants 3 est constitué d'une septième inductance L7, d'une cinquième résistance R5 et d'une troisième capacité C3, la septième inductance L7, la cinquième résistance R5 et la troisième capacité C3 étant montées en parallèle. Thus, on the first transmission line 401, there is, in series with the first inductor L1, a first set of components 1, a second set of components 2 and a third set of 25 components 3; the first set of components 1 consists of a third inductor L3 and a first resistor R1 in parallel with said third inductor L3; the second set of components 2 consists of a fifth inductor L5 and a third resistor R3 in parallel with said fifth inductor L5; the third set of 30 components 3 consists of a seventh inductor L7, a fifth resistor R5 and a third capacitor C3, the seventh inductor L7, the fifth resistor R5 and the third capacitor C3 being connected in parallel.
Sur la deuxième ligne de transmission 402, on dispose, en série avec 35 la deuxième inductance L2, un quatrième ensemble de composants 4, un cinquième ensemble de composants 5 et un sixième ensemble de composants 6; le quatrième ensemble de composants 4 est constitué d'une quatrième inductance L4 et d'une deuxième résistance R2 en parallèle avec ladite quatrième inductance L4; le cinquième ensemble de composants 5 5 est constitué d'une sixième inductance L6 et d'une quatrième résistance R4 en parallèle avec ladite sixième inductance L6; le sixième ensemble de composants est constitué d'une huitième inductance L8, d'une sixième résistance R6 et d'une quatrième capacité C4, la huitième inductance L8, la sixième résistance R6 et la quatrième capacité C4 étant montées en 10 parallèle. On the second transmission line 402, there is, in series with the second inductor L2, a fourth set of components 4, a fifth set of components 5 and a sixth set of components 6; the fourth set of components 4 consists of a fourth inductor L4 and a second resistor R2 in parallel with said fourth inductor L4; the fifth set of components 5 5 consists of a sixth inductor L6 and a fourth resistor R4 in parallel with said sixth inductor L6; the sixth set of components consists of an eighth inductor L8, a sixth resistor R6 and a fourth capacitor C4, the eighth inductor L8, the sixth resistor R6 and the fourth capacitor C4 being connected in parallel.
Une deuxième capacité C2 relie la première ligne de transmission 401 et la deuxième ligne de transmission 402 au niveau d'un premier point de connexion P1 et d'un deuxième point de connexion P2, situés à une sortie du filtre du côté du central téléphonique 202, respectivement sur la première 15 ligne de transmission 401 et sur la deuxième ligne de transmission 402. A second capacitor C2 connects the first transmission line 401 and the second transmission line 402 at a first connection point P1 and a second connection point P2, located at an output of the filter on the side of the telephone exchange 202 , respectively on the first transmission line 401 and on the second transmission line 402.
Le premier ensemble de composants 1 et le quatrième ensemble de composants 4 constituent un étage dit étage d'inductance de tête. Le deuxième ensemble de composants 2 et le cinquième ensemble de composants 5 constituent un étage dit étage correcteur. Le troisième 20 ensemble de composants 3 et le sixième ensemble de composants 6 constituent un étage dit étage résonnant. The first set of components 1 and the fourth set of components 4 constitute a stage called the head inductance stage. The second set of components 2 and the fifth set of components 5 constitute a stage called the correction stage. The third set of components 3 and the sixth set of components 6 constitute a stage called the resonant stage.
La structure du filtre qui vient d'être décrite constitue l'architecture essentielle du filtre selon l'invention. Une telle structure permet d'obtenir un filtre respectant les différentes contraintes qui ont été précédemment 25 détaillées. En particulier, pour respecter des normes différentes telles que la norme Européenne harmonisée, ou une autre norme choisie par le Royaume-Uni, un filtre unique de structure identique à celle qui vient d'être décrite peut être utilisé, seules les valeurs des composants devant être adaptées. Cette structure est complétée par la présence d'une première 30 capacité C1 dont la position varie en fonction de la norme considérée. The structure of the filter which has just been described constitutes the essential architecture of the filter according to the invention. Such a structure makes it possible to obtain a filter respecting the various constraints which have been previously detailed. In particular, to comply with different standards such as the harmonized European standard, or another standard chosen by the United Kingdom, a single filter with a structure identical to that which has just been described can be used, only the values of the components before be adapted. This structure is completed by the presence of a first capacitor C1, the position of which varies according to the standard considered.
Ainsi, pour la norme Européenne harmonisée, comme illustré à la figure 4, la première capacité C1 relie la première ligne de transmission 401, au niveau d'un troisième point de connexion P3 situé entre le premier ensemble de composants 1 et le deuxième ensemble de composants 2, et la 35 deuxième ligne de transmission 402, au niveau d'un quatrième point de connexion P4 situé entre le quatrième ensemble de composants 4 et le cinquième ensemble de composants 5. Thus, for the harmonized European standard, as illustrated in FIG. 4, the first capacity C1 connects the first transmission line 401, at a third connection point P3 located between the first set of components 1 and the second set of components 2, and the second transmission line 402, at a fourth connection point P4 located between the fourth set of components 4 and the fifth set of components 5.
Pour la norme adoptée en Grande-Bretagne, comme illustré à la figure 5, la première capacité Cl relie la première ligne de transmission 401, 5 au niveau d'un cinquième point de connexion P5 situé entre le deuxième ensemble de composants 2 et le troisième ensemble de composants 3, et la deuxième ligne de transmission 402, au niveau d'un sixième point de connexion P6 situé entre le cinquième ensemble de composants 5 et le sixième ensemble de composants 6. For the standard adopted in Great Britain, as illustrated in FIG. 5, the first capacitance Cl connects the first transmission line 401, 5 at a fifth connection point P5 located between the second set of components 2 and the third set of components 3, and the second transmission line 402, at a sixth connection point P6 located between the fifth set of components 5 and the sixth set of components 6.
Par ailleurs, les jeux de valeurs des différents composants mentionnés sont différents en fonction de la norme considérée. Furthermore, the sets of values of the various components mentioned are different depending on the standard considered.
Ainsi, dans le cas de la norme Européenne harmonisée, o l'impédance caractéristique correspond, en référence à la figure 3, à une résistance R10 de 270 ohms en série avec une résistance R20 de 750 ohms 15 elle-même en parallèle avec une capacité C de 150 nanofarads, les valeurs des différents composants du filtre passe bas selon l'invention sont les suivantes: - pour la première inductance L1 et la deuxième inductance L2, 4,7 mH, avec une tolérance de 10 %, quand la première inductance L1 et la 20 deuxième inductance L2 sont couplées; - pour la troisième inductance L3 et la quatrième inductance L4, 2,35 mH avec une tolérance de 10 %; - pour la cinquième inductance L5 et la sixième inductance L6, 9,0 mH avec une tolérance de 10 %; - pour la septième inductance L7 et la huitième inductance L8, 1,95 mH avec une tolérance de 10 %; - pour la première résistance R1 et pour la deuxième résistance R2, 2,2 kilo-ohms avec une tolérance de 10 %; - pour la troisième résistance R3 et pour la quatrième résistance R4, 30 100 ohms avec une tolérance de 10 %; - pour la cinquième résistance R5 et pour la sixième résistance R6 3,9 kilo-ohms avec une tolérance de 10 %; - pour la première capacité Cl, 27 nanoFarads avec une tolérance de 10%; - pour la deuxième capacité C2, 33 nanoFarads avec une tolérance de 10%; - pour la troisième capacité C3 et pour la quatrième capacité C4, 5,6 nanoFarads avec une tolérance de 10 %. Thus, in the case of the harmonized European standard, where the characteristic impedance corresponds, with reference to FIG. 3, to a resistance R10 of 270 ohms in series with a resistance R20 of 750 ohms 15 itself in parallel with a capacitance C of 150 nanofarads, the values of the various components of the low pass filter according to the invention are as follows: - for the first inductor L1 and the second inductor L2, 4.7 mH, with a tolerance of 10%, when the first inductor L1 and the second inductor L2 are coupled; - for the third inductor L3 and the fourth inductor L4, 2.35 mH with a tolerance of 10%; - for the fifth inductor L5 and the sixth inductor L6, 9.0 mH with a tolerance of 10%; - for the seventh inductor L7 and the eighth inductor L8, 1.95 mH with a tolerance of 10%; - for the first resistor R1 and for the second resistor R2, 2.2 kilo-ohms with a tolerance of 10%; - for the third resistor R3 and for the fourth resistor R4, 30,100 ohms with a tolerance of 10%; - for the fifth resistor R5 and for the sixth resistor R6 3.9 kilo-ohms with a tolerance of 10%; - for the first capacity Cl, 27 nanoFarads with a tolerance of 10%; - for the second capacity C2, 33 nanoFarads with a tolerance of 10%; - for the third capacity C3 and for the fourth capacity C4, 5.6 nanoFarads with a tolerance of 10%.
Dans le cas de la norme choisie en Grande-Bretagne, o l'impédance 5 caractéristique correspond, en référence à la figure 3, à une résistance R10 de 320 ohms en série avec une résistance R20 de 1050 ohms elle-même en parallèle avec une capacité C de 230 nanofarads les valeurs des différents composants du filtre passe bas selon l'invention sont les suivants: - pour la première inductance L1 et la deuxième inductance L2, 9,0 10 mH, avec une tolérance de 10 %; - pour la troisième inductance L3 et la quatrième inductance L4, 1,25 mH avec une tolérance de 10 %; - pour la cinquième inductance L5 et la sixième inductance L6, 9,0 mH avec une tolérance de 10 %; - pour la septième inductance L7 et la huitième inductance L8, 1,25 mH avec une tolérance de 10 %; - pour la première résistance R1 et pour la deuxième résistance R2, 2,2 kilo-ohms avec une tolérance de 10 %; - pour la troisième résistance R3 et pour la quatrième résistance R4, 20 91 ohms avec une tolérance de 10 %; - pour la cinquième résistance R5 et pour la sixième résistance R6 2,2 kilo-ohms avec une tolérance de 10 %; - pour la première capacité Cl, 27 nanoFarads avec une tolérance de 10%; - pour la deuxième capacité C2, 20 nanoFarads avec une tolérance de 10%; - pour la troisième capacité C3 et pour la quatrième capacité C4, 8,2 nanoFarads avec une tolérance de 10 %. In the case of the standard chosen in Great Britain, where the characteristic impedance 5 corresponds, with reference to FIG. 3, to a resistor R10 of 320 ohms in series with a resistor R20 of 1050 ohms itself in parallel with a capacity C of 230 nanofarads the values of the various components of the low pass filter according to the invention are as follows: - for the first inductance L1 and the second inductance L2, 9.0 10 mH, with a tolerance of 10%; - for the third inductor L3 and the fourth inductor L4, 1.25 mH with a tolerance of 10%; - for the fifth inductor L5 and the sixth inductor L6, 9.0 mH with a tolerance of 10%; - for the seventh inductor L7 and the eighth inductor L8, 1.25 mH with a tolerance of 10%; - for the first resistor R1 and for the second resistor R2, 2.2 kilo-ohms with a tolerance of 10%; - for the third resistor R3 and for the fourth resistor R4, 20 91 ohms with a tolerance of 10%; - for the fifth resistor R5 and for the sixth resistor R6 2.2 kilo-ohms with a tolerance of 10%; - for the first capacity Cl, 27 nanoFarads with a tolerance of 10%; - for the second capacity C2, 20 nanoFarads with a tolerance of 10%; - for the third capacity C3 and for the fourth capacity C4, 8.2 nanoFarads with a tolerance of 10%.
Les exemples illustrés sont représentés avec un couplage entre les 30 inductances L3 et L4, L5 et L6, L7 et L8. Dans d'autres exemples de réalisation du filtre selon l'invention, ces différentes inductances pourraient être montées de façon non couplées. The examples illustrated are shown with a coupling between the inductors L3 and L4, L5 and L6, L7 and L8. In other exemplary embodiments of the filter according to the invention, these different inductors could be mounted in an uncoupled manner.
Le filtre passe-bas selon l'invention permet donc de s'adapter à différentes normes, qui caractérisent de manière différente l'impédance 35 caractéristique de la ligne téléphonique. De nombreux tests concluants ont2855680 13 été menés avec les différentes valeurs exactes qui viennent d'être données. The low-pass filter according to the invention therefore makes it possible to adapt to different standards, which characterize the characteristic impedance of the telephone line in different ways. Numerous conclusive tests have been carried out with the different exact values which have just been given.
Claims (6)
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|---|---|---|---|
| FR0350174A FR2855680A1 (en) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | Low pass filter for use in telephone exchange, has resistors, capacitors and inductors and is arranged on telephone line to simultaneously circulate signals corresponding to narrow band services and wide band services |
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| FR0350174A FR2855680A1 (en) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | Low pass filter for use in telephone exchange, has resistors, capacitors and inductors and is arranged on telephone line to simultaneously circulate signals corresponding to narrow band services and wide band services |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2855680A1 true FR2855680A1 (en) | 2004-12-03 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR0350174A Withdrawn FR2855680A1 (en) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | Low pass filter for use in telephone exchange, has resistors, capacitors and inductors and is arranged on telephone line to simultaneously circulate signals corresponding to narrow band services and wide band services |
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|---|---|
| FR (1) | FR2855680A1 (en) |
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-
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- 2003-05-26 FR FR0350174A patent/FR2855680A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140131 |