FR3091436A1

FR3091436A1 - Système de transmission de données à très haut débit

Info

Publication number: FR3091436A1
Application number: FR1874196A
Authority: FR
Inventors: Laurent Fournier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: FR3091436B1

Abstract

L’invention concerne un système (100) de transmission de données comprenant un premier ensemble (3) de transmission de données et un second ensemble (5) de transmission de données comprenant des moyens (31, 37, 51, 510) pour établir entre eux des transmissions de données sans-fil à travers une paroi (1), le système comprenant des équipements complémentaires de transmission de données (31, 37, 51, 510) pour établir entre eux et à travers la paroi (1) des transmissions de données sans-fil, des interfaces (34, 56) d’alimentation en énergie comprenant des moyens de couplage par induction électromagnétique et des moyens (35, 36, 58, 59) de positionnement prédéterminé des ensembles (3, 5) de part et d’autre de la paroi. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Titre de l'invention : Système de transmission de données à très haut débit

[0001] L’invention concerne le domaine des transmissions de données à très haut débit et plus particulièrement le domaine des équipements clients raccordables à une infrastructure à très-haut débit d’un opérateur de télécommunications.

[0002] On connaît déjà dans l'état de la technique des équipements de type terminaux prévus pour être localisés chez un utilisateur et conçus pour être connectés à une ou plusieurs infrastructures d’opérateurs de télécommunications à très haut débit, tel que le modem à très haut débit référencé B2368 de la société Huawei, par exemple. Ce modem est alimenté par une liaison filaire de type Ethernet et est installé dans une antenne multidirectionnelle prévue pour une utilisation extérieure. Cette technologie large bande, notamment destinée à un usage domestique, s’est rapidement développée sur le marché de la téléphonie mobile ces dernières années. Ce type de système est parfois appelé « WTTx » (sigle anglais pour « Wireless to the x » et qui signifie « sans fil jusqu’à x ».

[0003] Une telle solution utilise en particulier les technologies 4G et 5G pour la connexion de type téléphonie mobile et un équipement sur site client (souvent appelé CPE, sigle anglais de « Customer Premises Equipement » et qui signifie « équipement des locaux du client ») pour résoudre le problème dit « du dernier kilomètre » et fournir une expérience de haut débit à domicile presque équivalente à celle de la fibre optique.

[0004] Ce type d’équipement est conçu pour se raccorder à un routeur prévu pour être utilisé en intérieur, dans un logement d’habitation ou un espace professionnel, tel qu’un bureau. L’ensemble permet ainsi de réaliser des opérations de transmission de données à très haut débit, par voie montante et par voie descendante, à travers des équipements utilisés à l’intérieur d’un local, via une connexion sans-fil extérieure au local et depuis et jusqu’à des équipements personnels comme des smartphones, des ordinateurs ou des décodeurs de contenus audiovisuels, à titre d’exemples. Ce type d’infrastructure présente des inconvénients, notamment inhérents à l’installation et à l’interconnexion des différents éléments qui composent le système décrit. Les équipements existants et qui permettent des transmissions à des débits de plusieurs dizaines de Mbps requièrent d’être installés avec précision et nécessitent par exemple une fixation sur un mât, un pointage manuel d’une antenne, des opérations de perçage nécessaires à des passages de fils (d’alimentation et de transfert de données) entre un équipement intérieur et un équipement extérieur.

[0005] L'invention a notamment pour but de simplifier l’installation d’un équipement extérieur de transmission à très haut-débit tout en maintenant un niveau de per2 formance sensiblement égal à celui que présentent les équipements actuels.

[0006] A cet effet l’invention a pour objet un système de transmission de données comprenant un premier ensemble et un second ensemble destinés à être disposés respectivement de part et d’autre d’une paroi, les ensembles comprenant chacun :

[0007] - un équipement de transmission de données pour établir, à travers la paroi, des transmissions de données sans-fil, de façon complémentaire avec un autre équipement de transmission de données sans-fil,

[0008] - une interface (34, 56) d’alimentation en énergie comprenant des moyens de couplage par induction électromagnétique,

[0009] - des moyens (35, 36, 58, 59) de positionnement prédéterminé et de fixation des ensembles entre eux de part et d’autre de la paroi.

[0010] Ainsi le système peut être installé et fixé rapidement sur une paroi séparant l’intérieur et l’extérieur d’un local ou d’un logement, sans requérir d’opération de perçage à travers la paroi pour opérer une transmission d’énergie d’un côté à l’autre de la paroi, tel qu’un passage de câble vers l’extérieur par exemple, et être alimenté par une source d’alimentation en énergie unique disposée à l’intérieur du local ou du logement, tout en permettant un débit de transmission de données proche de celui d’une installation domestique à base de fibre optique.

[0011] Un autre avantage est que le démontage d’un tel système est aussi aisé que le montage et permet à un utilisateur de l’utiliser à plusieurs endroits successivement, par exemple entre plusieurs logements d’habitation ou encore alternativement pour une habitation et pour un local à usage professionnel. Il est en outre possible de démonter le système très rapidement pour le mettre à l’abris en cas d’absence prolongée.

[0012] Enfin, l’assemblage du système ne requiert pas une fixation sur un mât ou un pointage manuel d’une antenne, tel que pour l’assemblage des systèmes selon l’art antérieur.

[0013] Le système peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :

[0014] - les premier et second ensembles sont chacun configurés pour opérer entre eux des transmissions à un débit moyen supérieur à 350 Mbit/s. Il est ainsi garanti que la liaison de transmission entre le premier et le second ensemble ne constitue pas un goulot d’étranglement, en termes de débit de transmission, lorsque ces deux ensembles permettent d’établir un pont de connexion entre deux équipements distants respectivement connectés, l’un au premier ensemble de transmission, et l’autre au second ensemble de transmission précités du système.

[0015] - les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation comprennent chacun au moins un aimant porté par le premier ensemble, coopérant par attraction avec un autre aimant porté par le second ensemble, de façon à positionner et fixer les deux ensembles sur la paroi par serrage de la paroi entre ces ensembles. Avantageusement, cela permet un positionnement précis, dans des positions relatives prédéfinies des premier et second ensembles et la fixation sur la paroi des ensembles ne requiert pas de colle, de perçage, ni aucun système d’attache strictement mécanique. Il est en outre possible de désassembler aisément et rapidement le système de transmission sans risque de dégradation et sans opération particulière de démontage. Ceci est particulièrement avantageux lorsque la paroi comprend un ou plusieurs vitrages.

[0016] - le premier ensemble de transmissions de données comprend une interface de transmission de données sans-fil vers et depuis un premier équipement distant et le second ensemble de transmission de données comprend une interface de transmission de données sans-fil vers et depuis un second équipement distant. Le système permet ainsi d’établir une chaîne de transmission de bout en bout entre deux équipements distants, tels qu’une borne d’un réseau de télécommunication extérieure à un local d’une part, et un dispositif domestique comprenant des moyens de transmission de données, lequel dispositif est situé à l’intérieur du local, d’autre part, par exemple un ordinateur portable, une tablette, un décodeur de télévision, ces exemples n’étant pas limitatifs.

[0017] - l’interface de transmission de données sans-fil du premier ensemble est configurée pour opérer des transmissions de données selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles définis selon un standard de télécommunications pour la téléphonie mobile dit « 4G » ou l’une quelconque de ses évolutions. Ainsi, le système de transmission de données permet avantageusement de bénéficier des conditions de débits ascendant et descendant d’un réseau de télécommunications de type 4G ou 5G.

[0018] - l’interface de transmission de données sans-fil du second ensemble est configurée pour opérer des transmissions de données sans-fil selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles définis par un standard dit « WiLi » et selon une norme 802.11 a/b/g/n/ac ou l’une quelconque de ses évolutions. Ainsi, le système de transmission de données permet avantageusement de connecter n’importe quel dispositif comprenant une interface sans-fil de type WiLi au réseau de télécommunication de type 4G ou 5G précité.

[0019] - l’interface de transmission de données sans-fil du second ensemble est configurée pour opérer des transmissions de données sans-fil selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles définis par un standard dit « MuLTEfire» ou l’une quelconque de ses évolutions.

[0020] - au moins un des ensembles de transmission de données comprend un répéteur radio.

Avantageusement, il est possible de garantir de bonnes performances de transmission à travers la paroi sur laquelle est située le système de transmissions de données lorsque le système opère comme une passerelle entre deux équipements distants (une borne 4G de quartier et un ordinateur portable domestique, équipé d’une interface WiFi, par exemple).

[0021] - au moins un des ensembles de transmission de données comprend un serveur dynamique de distribution d’adresse IP (de type DHCP, de l’anglais « Dynamic Host Configuration Protocol » et qui signifie « configuration dynamique des hôtes »). Avantageusement, il est ainsi possible de connecter très facilement un dispositif possédant une interface de communication de type LAN (de l’anglais « Local Area Network » et qui signifie « réseau local ») sans requérir de configuration complexe, et de bénéficier alors de façon simple du système de transmission de données opérant comme une passerelle entre le réseau distant (par exemple un réseau de télécommunications de type 4G) et un réseau local de type domestique, interne à un local ou à un domicile (par exemple un réseau local sans-fil WiFi).

[0022] L’invention a également pour objet un ensemble de transmission de données configuré pour opérer une transmission de données sans-fil depuis et vers au moins un autre ensemble, comprenant :

[0023] - au moins un aimant adapté à un positionnement prédéterminé et à une fixation de l’ensemble de transmission sur une surface lorsqu’il est combiné avec un autre aimant ou une portion de surface métallique,

[0024] - une interface d’alimentation en énergie configurée pour être couplée par couplage magnétique à une interface d’alimentation (par exemple une source) en énergie distante.

[0025] Les termes « positionnement prédéterminé » sont à interpréter ici comme un positionnement prédéfini, découlant de la coopération des moyens de positionnement propres à chacun des ensembles, de sorte à optimiser les performances des transmissions de données entre les deux ensembles, ainsi qu’à optimiser les performances en consommation d’énergie des ensembles, tout en ne requérant pas de perçage à travers la paroi séparant les deux ensembles pour l’alimentation de l’ensemble positionné côté extérieur, les deux ensembles opérant conjointement, par exemple comme une passerelle d’accès à un réseau d’un opérateur de télécommunications ayant une borne de connexion disposée du côté de la paroi 1 dit côté extérieur et un dispositif connecté « utilisateur » disposé du côté de la paroi 1 dit côté intérieur.

Brève description des figures

[0026] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : [fig.l] la figure 1 est une représentation schématique d’un système de transmission de données selon un mode particulier et non limitatif de l’invention ;

[fig.2] la figure 2 est une représentation schématique d’une variante du système de transmission de données déjà représenté sur la figure 1.

Description détaillée

[0027] Le système 100 de transmission de données sans-fil représenté sur la figure 1 est configuré pour opérer des transmissions de données sans fil entre deux espaces délimités par une paroi de séparation L Un premier ensemble 3 de transmission de données sans-fil, représenté à gauche de la paroi 1 sur la figure 1, équipe un espace dit « espace extérieur » et un second ensemble 5 de transmission de données sans fil, représenté à droite de la paroi sur la figure 1, équipe un espace dit « espace intérieur ».

[0028] Les termes « espace intérieur » et « espace extérieur » doivent être interprétés ici comme un espace intérieur à un volume et un espace extérieur à ce même volume, tel que, à titre d’exemple, l’intérieur et l’extérieur d’un local, d’un bâtiment d’habitation ou d’une pièce d’habitation, ou encore d’un véhicule. La paroi 1 est par exemple une fenêtre séparant l’intérieur et l’extérieur d’un logement, ou d’un local professionnel ou encore une cloison de plâtre, de briques ou de bois séparant deux locaux ou deux pièces d’habitation, ou une vitre de véhicule, toujours à titre d’exemples.

[0029] Le premier ensemble 3 de communication comprend un module de transmission de données 31 relié à un système antennaire 32. Le module de transmission de données 31 est alimenté en énergie par un conducteur 33 de connexion connecté à une interface d’alimentation en énergie 34. L’interface d’alimentation en énergie 34 comprend au moins une bobine adaptée à une conversion d’un champ électromagnétique en un courant induit dans le conducteur 33 de connexion. Le premier ensemble 3 de transmission comprend un premier moyen 35 et un second moyen 36 de positionnement prédéterminé et de fixation sur une surface de la paroi 1 située dans l’espace extérieur. Le module de transmission 31 du premier ensemble 3 comprend en outre un second système antennaire 37 adapté à la mise en œuvre de transmissions de données sans fil sur des distances courtes. Les termes « distances courtes » sont à interpréter ici comme représentant des distances comprises entre quelques millimètres et quelques centimètres, par exemple de 1 à 5 centimètres.

[0030] Le système antennaire 37 est configuré pour des transmissions de données à travers la paroi 1, en émission et en réception.

[0031] Le module de transmission de données 31 permet de communiquer, au travers du système antennaire 32 à un équipement distant 7 connecté à un réseau de télécommunications, par exemple mis à disposition par un opérateur ou plusieurs opérateurs de télécommunications. L’équipement distant 7 comprend un système antennaire 71. Le module de transmission de données 31 communique avec l’équipement distant 7 au travers d’un canal de transmission 2 représenté en trait interrompu sur la figure 1. Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le module de transmission 31 et l’équipement distant 7 communiquent entre eux selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles définis selon le standard de télécommunications pour la téléphonie mobile, dit « 4G », mettant en œuvre la norme LTE-Advanced (de l’anglais « Long Term Evolution Advanced » et qui signifie « évolution à long terme, améliorée »), ou l’une quelconque de ses évolutions, telle que le standard dit « 5G ». Selon des variantes, le module de transmission 31 et l’équipement distant 7 communiquent selon des protocoles de transmissions plus anciens, tels que ceux communément appelés « GSM », « EDGE », « GPRS », ou « 3G », ou l’une quelconque de leurs variantes, à titre d’exemples non-limitatifs. Selon le mode de réalisation préféré, le module de transmissions de données 31 est configuré pour opérer des transmissions de données à un débit allant jusqu’à plusieurs centaines de Mbits/s (par exemple 350 Mbit/s) dans le sens descendant, c’est-à-dire à partir de l’équipement distant 7 vers le module de transmission 31 de l’ensemble 3 de transmission de données, et un débit allant jusqu’à environ 150 Mbit/s dans le sens montant, c’est-à-dire à partir du module de transmission 31 de l’ensemble 3 vers l’équipement distant 7. Les bandes de fréquences utilisées sont des bandes de fréquences hertziennes pouvant varier de 1,4 MHz à 200 MHz dans une plage de fréquences allant de 450 MHz à 4,2 GHz, pour une configuration selon les standards « 4G » ou « 5G » et en fonction des territoires de mise en œuvre.

[0032] Le système antennaire 32 joue un rôle important dans la performance de la liaison radio entre l’ensemble 3 et le réseau auquel il se connecte par le biais de l’équipement distant 7 et du système antennaire 71 de ce dernier. Les caractéristiques du système antennaire 32 (fréquences d’opération, polarisation, diagramme de rayonnement, inclinaison, rendement) sont contrôlées par le module de transmissions de données 31. A cet effet, ainsi que pour le contrôle complet du module de transmissions de données 31, ce dernier comprend une unité de contrôle, non représentée sur les figures. L’unité de contrôle du module 31 comprend classiquement un ou plusieurs microcontrôleurs, de la mémoire non volatile de type « flash », de la mémoire volatile de travail (communément appelée « RAM » de l’anglais « Random Access Memory » et qui signifie « mémoire à accès aléatoire »), un ou plusieurs circuits d’horloge, un circuit de remise-à-zéro, des ports d’entrées-sorties, des entrées d’interruption, une interface de régulation et de supervision d’alimentation, éventuellement des convertisseurs, et plus largement l’ensemble des éléments classiquement utilisés dans un cœur à microprocesseur d’un système électronique intégré ou embarqué. Ces éléments n’étant pas décrits ici plus encore car ils sont bien connus de l’homme du métier et ne participent pas à la compréhension de l’invention.

[0033] La connexion entre le système antennaire 32 et le module de transmission de données 31 est réalisée physiquement par un ou plusieurs câbles coaxiaux.

[0034] Le module de transmission 31 comprend un accumulateur d’énergie (batterie) rechargeable, non représenté sur la figure 1, alimenté, en même temps que les différents éléments qui y sont reliés, à partir de l’interface d’alimentation en énergie 34, via le lien de connexion 33. L’interface d’alimentation en énergie 34 est alimentée quant à elle par un système de charge sans-fil, à travers la paroi 1. Un module de gestion « intelligente » de charge sans fil 38 est connecté au lien de connexion 33 par un lien 330 et opère un contrôle de la charge, conjointement avec un module équivalent compris dans l’ensemble 5.

[0035] Le second ensemble 5 de communication comprend un module de transmission de données 51 relié à un système antennaire 52. Le module de transmission 51 est alimenté en énergie par un conducteur 53 de connexion alimenté depuis une entrée d’alimentation 54 au travers d’un module d’alimentation 55. Le module d’alimentation en énergie 55 alimente une seconde interface d’alimentation 56 par l’intermédiaire d’un conducteur 57 de connexion. L’interface d’alimentation en énergie 56 alimente l’interface d’alimentation en énergie 34, à travers la paroi 1, par induction électromagnétique (soit par couplage électromagnétique des deux interfaces 34 et 57).

[0036] Le système de charge sans-fil de la batterie intégrée au module 31, à partir du module d’alimentation en énergie 55 est un système de charge dit « intelligent » qui coopère avec le module de gestion de charge sans fil 38 de l’ensemble 3. La charge de la batterie est interrompue quand la batterie est complètement chargée, et est activée quand la charge de la batterie est mesurée en deçà d’un seuil de charge prédéterminé.

[0037] Les modules de gestion « intelligente » de la charge sans fil, respectivement implémentés dans les ensembles 3 et 5 de communication, coopèrent en échangeant des informations utiles à la gestion de la charge et en utilisant un protocole d’échange de données via une liaison WiLi entre les modules de transmission 31 et 51. Les liaisons 330 et 53 respectivement entre les modules de gestion de charge 38 et de transmission 51 sont de type filaire, selon des formats sériels, par exemple de type UART, SPI, I2C ou Ethernet. Selon des variantes, ces connexions peuvent être de type sans-fil basé sur une connexion WiLi. Un mode de communication sur la base d’un lien Ethernet pour cette interface présente l’avantage de réduire les latences de transmission entre l’émetteur et le récepteur d’un message d’information.

[0038] La seconde interface d’alimentation 56 comprend au moins une bobine adaptée à une conversion d’un courant électrique présent dans le conducteur 57 de connexion en un champ électromagnétique orienté et contrôlé en amplitude.

[0039] Le second ensemble 5 de transmission comprend un premier moyen 58 et un second moyen 59 de positionnement prédéterminé et de fixation sur une surface de la paroi 1 située dans l’espace intérieur, c’est-à-dire du côté opposé de la paroi par rapport au premier ensemble 3 de transmission.

[0040] Le module de transmission 51 du second ensemble 5 comprend en outre un second système antennaire 510 adapté à la mise en œuvre de transmissions de données sans fil sur des distances courtes, de façon similaire au module 31 opérant via son système antennaire 37.

[0041] Le système antennaire 510 est donc configuré, tout comme le système antennaire 37 de l’ensemble de communication 3, pour établir des transmissions de données sans-fil, à travers la paroi 1, en émission et en réception.

[0042] Le module de transmissions 51 de l’ensemble 5 comprend, de façon similaire à ce qui est implémenté pour le module 31 de l’ensemble 3, une unité de contrôle qui comprend classiquement un ou plusieurs microcontrôleurs, de la mémoire non-volatile de type « flash », de la mémoire volatile de travail, un ou plusieurs circuits d’horloge, un circuit de remise-à-zéro, des ports d’entrées-sorties, des entrées d’interruption, une interface de régulation et de supervision d’alimentation, éventuellement des convertisseurs, et plus largement l’ensemble des éléments classiquement utilisés dans un cœur à microprocesseur d’un système électronique intégré ou embarqué. Ces éléments n’étant, là non plus, pas décrits plus encore car ils sont bien connus de l’homme du métier et ne participent pas à la compréhension de l’invention.

[0043] L’ensemble des fonctions des systèmes 3 et 5 nécessitant des configurations multiples ou modifiables dynamiquement est contrôlé par l’exécution de routines logicielles embarquées, exécutées respectivement sous contrôle des unités de contrôles des modules 31 et 51 de transmissions de données. Les codes exécutables correspondants sont stockés en mémoire non-volatile et peuvent être mis à jour par téléchargement, par un réseau de télécommunications auquel le système est connecté ou par toute autre interface de connexion disponibles (par exemple, bluetooth, USB, RFID, etc.).

[0044] Le module de transmission de données 51 permet de communiquer, au travers du système antennaire 52 à au moins un équipement distant 9 connecté à un réseau local, par exemple un réseau domestique. L’équipement distant 9 comprend un système antennaire 91. Le module de transmission de données 51 communique avec l’équipement distant 9 au travers d’un canal de transmission 400 représenté en trait interrompu sur la figure 1. Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le module de transmission 51 et l’équipement distant 9 communiquent selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles dit « WiFi » (de l’anglais « Wireless Fidelity »), par exemple selon la norme 802.11 a/b/g/n/ac, régis par des normes du groupe IEEE80211 (ISO/CEI 8802-11) ou l’une quelconque de leurs évolutions. Selon une ou plusieurs variantes, la communication entre le module de transmission de données 51 et l’équipement distant 9 peut-être filaire, par exemple basée sur un lien de type Ethernet sur paire torsadée ou sur fibre optique. Selon une variante du mode de réa lisation, le module de transmission 51 et l’équipement distant 9 communiquent selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles dit « MuLTEfire® » ou l’une quelconque de ses évolutions.

[0045] L’équipement distant 9 est par exemple un ordinateur portable mobile, un ordinateur fixe, un smartphone (téléphone intelligent), une tablette, une montre intelligente connectée, un casque interactif, un décodeur-enregistreur de télévision, ces exemples étant non-limitatifs. Un tel équipement peut ainsi bénéficier du réseau d’un opérateur de télécommunications sans avoir à réaliser d’installation complexe ou fastidieuse, et bénéficier avec de bonnes performances par exemple de services comme la télévision sur IP (encore appelée communément « IPTV », sigle de « IP Télévision » et qui signifie « télévision supportée par un protocole internet ») ou la téléphonie sur IP (encore appelée communément « VOIP », de l’anglais (« Voice over IP » et qui signifie « Voix portée par un protocole internet »), après une installation rapide et aisée du système sur une paroi telle qu’une fenêtre d’habitation. Avantageusement les performances des transmissions de données ainsi opérées sont équivalentes à celles mises à disposition à travers un réseau à base de fibre optique.

[0046] Le système antennaire 52 de l’ensemble 5 joue un rôle important pour les performances des transmissions de données entre l’ensemble 5 et l’équipement 9 auquel il est connecté. Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, les caractéristiques du système antennaire 52 sont définis lors de sa fabrication par des techniques connues du type LDS (sigle anglais de « Laser Direct Structuring » et qui signifie « structuration directe par laser »). Cette technologie permet de produire des antennes 3D hautement performantes et offre une grande flexibilité de conception.

[0047] Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le module de transmission 31 de l’ensemble 3 comprend en outre un module de routage IP (de l’anglais « Internet Protocol ») et l’ensemble 5 comprend un répéteur radio configuré pour optimiser les transmissions de données entre le module de transmission 31 connecté, par exemple « en 4G » à l’équipement distant 7 et le module de transmission 51 qui lui est connecté par le biais des systèmes antennaires 37 et 510. Le répéteur radio est constitué du module de transmission de données 51 couplé au système antennaire 510 et opère comme un dispositif « client » du module de transmission 31 via les systèmes antennaires 37 et 510. De façon symétrique, le module de transmission de données 51 couplé au système antennaire 510 opère comme un répéteur radio vers le module de transmission de données 31 par le biais des systèmes antennaires 510 et 37.

[0048] Selon une variante du mode de réalisation l’ensemble de communication 5 est configuré en mode point d’accès à un réseau local encore communément appelé « AP » du sigle anglais « Access Point » et qui signifie « point d’accès ». Il est ainsi possible de disposer de la fonction de routage local (DHCP) au niveau de l’ensemble de com10 munication 5.

[0049] Selon le mode préféré de l’invention le répéteur radio du module de transmission 51 est un répéteur WiFi, par exemple un répéteur WiFi configuré pour fonctionner selon un ensemble de caractéristiques et de protocoles définis par le standard IEEE 802.1 lac (wave 1 ou wave 2) ou encore le standard IEEE802.11ax.

[0050] La présence d’un module de routage IP permet avantageusement de connecter simultanément au module de transmission 51 une pluralité de dispositifs similaires au dispositif 9, de sorte que chacun de ces dispositifs puisse bénéficier de la connexion extérieure et profiter des services d’un ou plusieurs opérateurs de télécommunications, via l’équipement extérieur distant 7 et son système antennaire 71. Les différents équipements connectés se partagent alors la bande passante disponible à partir de l’équipement extérieur 7.

[0051] Le module de routage IP du module de transmission 31 est contrôlé par l’unité de contrôle du module de transmissions 31. Il utilise des moyens de démodulation des trames de données entrantes de l’ensemble des communication 3 (du module de transmission 31) et d’analyse des trames de données (notamment des en-têtes de trames comprenant des informations utiles au routage), ainsi que des moyens d’orientation des trames destinées à un dispositif 9 connecté. Le module de routage IP comprend tous les éléments utiles à l’implémentation des fonctions d’un équipement de type routeur classique pour un réseau LAN.

[0052] Le logiciel embarqué dans le module 31, utile à l’implémentation des fonctions de routage de trames peut être mis à jour via un réseau de communication disponible à partir de l’équipement distant 7, via un équipement connecté par le biais du système antennaire 32 ou encore à travers tout type d’interface de communication comprise dans le module 51 (USB, port série, RFID, à titre d’exemples).

[0053] Les performances des transmissions de données à travers la paroi 1 dépendent de l’épaisseur de la paroi et de la permittivité électrique du ou des matériaux utilisés pour la fabrication de la paroi.

[0054] Avantageusement, la présence du répéteur radio (par exemple WiFi 802.1 lac ou 802.1 lax) de l’ensemble 5 garantit une bonne qualité des transmissions établies vers et depuis l’équipement distant 9, et ce malgré l’atténuation du signal radioélectrique entre les deux ensembles 3 et 5, induite par la présence de la paroi 1.

[0055] S’agissant des moyens de positionnement et de fixation des ensembles sur la paroi 1, une coopération des moyens de positionnement prédéterminé 35 et 58, et celle des moyens de positionnement prédéterminé 36 et 59 permet avantageusement de positionner précisément, et de fixer ensuite les ensembles 3 et 5, sur des surfaces respectivement situées de part et d’autre de la paroi 1 de séparation des espaces extérieur et intérieur.

[0056] Les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation peuvent être distincts.

[0057] Ainsi, par exemple, les moyens de positionnement prédéterminés peuvent être des formes ou des repères aménagés dans des boîtiers comprenant respectivement les ensembles 3 et 5, et les moyens de fixation peuvent être des films électrostatiques repositionnables ou des surfaces collantes, lorsque la paroi est une surface vitrée translucide. Il est ainsi possible de procéder à l’installation du système 100 en disposant précisément les boîtiers l’un par rapport à l’autre par alignement de repères visuels ou par correspondances de formes établies visuellement avant de fixer les boîtiers par pression de surfaces électrostatiques ou encollées disposées sur chacun des boîtiers en regard de la paroi 1.

[0058] Selon un autre exemple, les moyens de positionnement prédéterminé peuvent être des trous ou des tunnels réalisés dans des boîtiers comprenant les ensemble 3 et 5 et dont l’alignement réalisé visuellement permet à la fois un bon positionnement relatif des systèmes antennaire 37 et 510 des ensembles 3 et 5 et un bon positionnement relatif des interfaces d’alimentation en énergie 34 et 56 des ensembles 3 et 5.

[0059] Selon des variantes, les moyens de fixation peuvent être des systèmes de pointes, de vis, de clous ou de ventouses, à titre d’exemples.

[0060] En résumé, les moyens de positionnement prédéterminé permettent d’établir un positionnement relatif précis des éléments de transmissions 31, 37, 51 et 510 des ensembles 3 et 5 ainsi qu’un positionnement relatif précis des interfaces d’alimentation en énergie 34 et 56 de ces mêmes ensembles. Les moyens de fixations permettent quant à eux une fixation sur la paroi après établissement d’un positionnement relatif précis et satisfaisant des éléments, de nature à en optimiser le fonctionnement.

[0061] La fixation des deux ensembles 3 et 5, réalisée à l’aide des moyens de positionnement 35 et 58 d’une part et 36 et 59 d’autre part, coopérant entre eux par paires, permet donc de positionner selon un positionnement prédéterminé la première interface d’alimentation en énergie 34 et la seconde interface d’alimentation en énergie 56 l’une par rapport à l’autre.

[0062] Les deux interfaces 34 et 56 opèrent alors l’une en face de l’autre, par couplage électromagnétique, selon un positionnement prédéterminé par les positions respectives des moyens de positionnement, tout en étant respectivement situées de part et d’autre de la paroi 1 de séparation des espaces extérieur et intérieur. Avantageusement un positionnement précis accroît le rendement énergétique du couplage électromagnétique et donc la consommation en énergie de l’ensemble 3 et par conséquent celle du système de transmission 100.

[0063] Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation 35, 36, 58 et 59 sont des aimants. Les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation sont ainsi astucieusement réunis.

[0064] Avantageusement, les aimants sont enrobés d’un isolant magnétique. Cette configuration permet d’éviter la présence de champs magnétiques latéraux indésirables au voisinage des aimants et de s’affranchir ainsi de tout risque de perturbation des transmissions de données mises en œuvre dans le système 100.

[0065] Préférentiellement les aimants sont de type néodyme et de forme cylindrique, de sorte à créer des champs magnétiques contrôlés dans des espaces respectivement proches de chacun des aimants.

[0066] L’utilisation d’aimants polarisés et disposés pour s’attirer deux à deux (35 et 58 d’une part, 36 et 59 d’autre part) permet avantageusement d’opérer une fixation des équipements 3 et 5 par serrage contre les surfaces de la paroi 1 tout en réalisant un positionnement précis des équipements 3 et 5 l’un par rapport à l’autre, et l’un en regard de l’autre. Ainsi les transmissions de données sont améliorées.

[0067] L’homme du métier saura choisir les aimants en fonction des critères d’écartement des ensembles 3 et 5 (c’est-à-dire principalement de l’épaisseur de la paroi 1), du poids des équipements comprenant les ensembles 3 et 5, des matériaux magnétiques utilisés et des directions souhaitées des lignes des champs magnétiques, notamment.

[0068] Il est par exemple possible d’utiliser des aimants de type supermagnete (marque déposée) S-10-20-N composé d’un alliage de néodyme, de fer et de bore (NdFeB) pour le positionnement et le maintien d’équipements configurés pour opérer conjointement une passerelle réseaux de type « 4G-WiFi » par assemblage sur une fenêtre.

[0069] Ces aimants, de forme cylindrique, d’un diamètre de 10 mm et d’une hauteur de 20 mm présentent un sens de magnétisation axial (parallèle à leur hauteur) et une force d’adhérence de 4,4 kg pour un poids de 12 g par unité.

[0070] Les interfaces d’alimentation en énergie 34 et 56 comprenant chacune une ou plusieurs bobines, opérant conjointement une transmission d’énergie entre le module d’alimentation en énergie 55 et le module de transmission de données 31, dès lors que le connecteur d’entrée 541 de l’équipement 5 est relié à une source d’énergie compatible avec la consommation de l’ensemble des éléments et modules des équipements 3 et 5, et lorsque le système de charge intelligent mis en œuvre le requiert.

[0071] Il est ainsi possible d’alimenter en énergie l’ensemble 3 situé du côté extérieur de la paroi, sens requérir pour cela d’opération de perçage pour le passage d’un câble, à partir d’une source d’énergie située quant à elle du côté intérieur de la paroi 1. Ceci est particulièrement avantageux lorsque la paroi est un vitrage, par exemple un vitrage d’une fenêtre d’habitation.

[0072] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le connecteur d’entrée 541 est relié à un chargeur externe délivrant une tension continue de plusieurs volts, communément appelé « DC-pack » (de l’anglais et qui signifie « module d’alimentation à courant continu »), pour l’alimentation en énergie de la totalité du système de transmission 100.

[0073] Selon des variantes, le système de transmission 100 peut comprendre une alimentation à découpage intégrée permettant une connexion directe à une alimentation domestique par branchement sur une prise secteur d’un logement d’habitation ou d’un local à usage professionnel, par exemple.

[0074] Le courant induit dans la ou les bobines de l’interface d’alimentation en énergie 56 génère un champ électromagnétique dans lequel est située l’interface d’alimentation en énergie 34 lorsque les équipements 3 et 5 sont disposés de part et d’autre de la paroi 1, et en regard l’un de l’autre. Dans ces conditions, le champ magnétique généré par l’interface 56 de l’équipement 5 situé du côté intérieur à la paroi 1 induit un courant dans la ou les bobines de l’interface d’alimentation en énergie 34 de l’ensemble 3 situé du côté extérieur à la paroi 1. Le courant total issu de l’interface 34 est fourni à la batterie puis conséquemment aux éléments à alimenter en énergie dans l’équipement de communication 3. La ou les bobines de chacune des interfaces d’alimentation en énergie 56 et 34 ont des caractéristiques définies (nombre de spires, diamètre des spires, forme) pour générer un champ électromagnétique suffisamment conséquent pour obtenir un rendement énergétique répondant au besoin en courant de l’équipement de communication 3, notamment eu égard aux caractéristiques propres à la paroi 1 (matériaux utilisés, permittivité et épaisseur notamment). Le système de charge sans-fil est similaire à celui déjà utilisé pour la charge sans-fil d’équipements ou outils électroniques de petites tailles et utilise classiquement des standards comme Qi ou PMA qui utilisent un support de transmission côté émetteur qui reçoit un appareil mobile pour une recharge de batterie par induction électromagnétique.

[0075] Selon le mode préféré de réalisation de l’invention, la fréquence de résonnance est utilisée entre les bobines de couplage électromagnétique des interfaces 34 et 56, de sorte à optimiser la performance de la transmission d’énergie. Les bobines ont un diamètre intérieur d’environ 30 millimètres et d’un diamètre extérieur de l’ordre de 60 millimètres.

[0076] Avantageusement, les bobines des interfaces d’alimentation en énergie 34 et 56 sont enserrées chacune dans un capuchon de ferrite présentant une forme de noyau cylindrique en son centre, ce qui permet de mieux canaliser le champ magnétique créé par l’interface de d’alimentation en énergie 56.

[0077] Ce type de technologie permet une transmission d’énergie avec un rendement pouvant aller jusqu’à 90% sur des courtes distances, le plus souvent de quelques millimètres mais pouvant également fonctionner sur des distances de plusieurs centimètres avec un rendement moindre. Ainsi la distance d2 (voir figure 1) séparant la ou les bobines de l’interface d’alimentation en énergie 34 de l’ensemble 3 et la ou les bobines de l’interface d’alimentation en énergie 56 de l’ensemble 5 est comprise entre 1 mm et 5 cm.

[0078] En d’autres termes, le système 100 de transmissions de données sans fil à travers la paroi 1 comprend le premier ensemble 3 de communication disposé à l’extérieur d’un volume, et le second ensemble 5 de communication disposé à l’intérieur de ce même volume. Les deux ensembles 3 et 5 du système sont destinés à être disposés respectivement de part et d’autre de la paroi 1 à une distance dl d’écartement, et à opérer conjointement comme une passerelle de transmission de données entre les espaces intérieur et extérieur.

[0079] L’ensemble 3 comprend l’équipement de transmission basé sur le module de transmission 31 et le système antennaire 37, apte à établir des transmissions de données sans-fil, à travers la paroi 1, avec l’équipement de transmission de l’ensemble 5, basé sur le module de transmission 51 et le système antennaire 510. Ces équipements opèrent de manière complémentaire l’un avec l’autre, c’est-à-dire que l’un peut être configuré en émetteur et l’autre en récepteur pour une transmission de données dans un sens, et vice-versa pour une transmission de données dans l’autre sens.

[0080] L’ensemble 3 comprend également l’interface 34 d’alimentation, laquelle comprend des moyens de couplage par induction électromagnétique avec l’interface d’alimentation 56 de l’ensemble 5. L’ensemble 3, situé à l’extérieur d’un local est donc alimenté en énergie par une liaison sans-fil par l’ensemble 5, idéalement depuis une source d’énergie unique située à l’intérieur d’un local.

[0081] L’ensemble 3 comprend de plus les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation 35 et 36, qui, en combinaison avec les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation 58 et 59 de l’ensemble 5, permettent un positionnement prédéterminé des ensembles 3 et 5 entre eux, de part et d’autre de la paroi 1 et une fixation de ceux-ci sur des surfaces opposées de la paroi 1 (surface extérieure et surface intérieure).

[0082] Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, l’ensemble 3 et les moyens de positionnement et de fixation 35 et 36 sont rassemblés dans un même premier boîtier aux fins de constituer un équipement unique dit équipement extérieur, communément appelé « ODU » (de l’acronyme anglais de « Outdoor Unit » et qui signifie « unité extérieure »).

[0083] Toujours selon le mode de réalisation préféré de l’invention, l’ensemble 5 et les moyens de positionnement et de fixation 58 et 59 sont rassemblés dans un même second boîtier aux fins de constituer un équipement unique dit équipement intérieur, communément appelé « IDU » (de l’acronyme anglais de « Indoor Unit » et qui signifie « unité intérieure »).

[0084] Selon des variantes, les interfaces d’alimentations en énergie 34 et 56 peuvent être implémentées dans des boîtiers distincts de ceux comprenant respectivement les modules de transmissions de données 31 et 51.

[0085] Chacun des boîtiers comprenant les interfaces d’alimentation en énergie 34 et 56 comprend dans ce cas au moins un moyen de positionnement prédéterminé et de maintien pour son positionnement et son maintien sur la paroi 1 en face d’un autre boîtier comprenant des moyens complémentaires d’alimentation en énergie ainsi que les moyens complémentaires de positionnement prédéterminé et de fixation sur la paroi 1.

[0086] Il en est de même pour des boîtiers comprenant alors respectivement les modules de transmissions de données 31 et 51.

[0087] Le cas échéant, les connexions en énergie entre des boîtiers disposés d’un même côté de la paroi se font par connexions filaires détachables ou non détachables, ou encore par connexions par soudage.

[0088] La figure 2 représente une variante du système 100 de transmission de données pour laquelle les éléments de l’ensemble 3 sont répartis dans deux boîtiers distincts et les éléments de l’ensemble 5 sont répartis dans deux autres boîtiers distincts. Selon cette variante le module de transmission de données 31, ses systèmes antennaires 32 et 37, ainsi que l’élément 35 de positionnement prédéterminé et de fixation sont embarqués dans un même premier boîtier positionné du côté extérieur de la paroi 1. De l’autre côté de la paroi 1, soit du côté intérieur, le module de transmission 51, ses systèmes antennaires 52 et 510 ainsi que l’élément 58 de positionnement et de fixation sont également embarqués dans un même second boîtier, en regard du premier boîtier positionné à l’extérieur. Les éléments de positionnement prédéterminé et de fixation 35 et 58 sont disposés dans les boîtiers pour coopérer de part et d’autre de la paroi de sorte à positionner de façon prédéterminée les systèmes antennaires 37 et 510 pour optimiser les performances des transmissions entre les deux ensembles 3 et 5. En outre, les éléments de positionnement prédéterminé et de fixation 35 et 58 coopèrent à la fixation des deux boîtiers de part et d’autre de la paroi 1. Avantageusement, lorsque ces éléments sont des aimants, les opérations de positionnement prédéterminé et de fixation sont réalisées de chaque côté de la paroi par un même et seul type d’éléments, à savoir un aimant ou plusieurs aimants.

[0089] Par ailleurs, toujours selon cette variante du mode de réalisation, l’interface d’alimentation en énergie 34 et les moyens 36 de positionnement prédéterminé et de fixation 36 sont réunis dans un même troisième boîtier du côté extérieur de la paroi 1 et l’interface d’alimentation en énergie 56 et les moyens de positionnement prédéterminé et de fixation 59 sont réunis dans un même quatrième boîtier du côté intérieur de la paroi 1. Selon cette configuration, un lien d’alimentation par câble 33 relie les premier et troisième boîtier précités et le quatrième boîtier, situé côté intérieur comprenant la ou les bobines d’alimentation de l’ensemble 3 situé côté extérieur est alimenté par un équipement 8 de type DC-Pack connecté à une prise d’alimentation électrique de type prise secteur (une prise secteur murale, par exemple). Le quatrième boîtier est relié au DC-Pack par un cordon d’alimentation 57. Des modules de contrôle de la charge sansfil peuvent être directement et respectivement intégrés aux troisième et quatrième boîtiers précités, le cas échéant, et se substituer aux modules de gestion précédemment décrits (décrits selon le mode de réalisation préféré illustré sur la figure 1). Peu importe en réalité où sont physiquement situés les modules de gestion de la charge sans-fil dans chacun des sous-systèmes intérieur et extérieur du système 100 de transmission de données, dès lors qu’il existe un contrôle de la charge par coopération de modules disposés respectivement côté intérieur et côté extérieur.

[0090] Avantageusement, et quel que soit le mode de réalisation décrit ci-avant, la disposition des aimants pour tout ou partie des boîtiers est définie par la fabrication des équipements, ce qui confère le caractère prédéterminé du positionnement relatif des boîtiers positionnés par paire(s) de part et d’autre de la paroi. Selon une variante du mode d’assemblage, les aimants sont positionnés dans des logements prédéterminés des boîtiers, préalablement à l’installation de l’ensemble du système 100, pour optimiser le nombre d’aimants utilisés et/ou définir la force maximale de fixation. Les aimants doivent alors être positionnés dans des logements en bonne correspondance entre les ensembles 3 et 5 pour conférer un bon positionnement prédéterminé des boîtiers à positionner et assurer une fixation par coopération des aimants de part et d’autre de la paroi 1.

[0091] L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation et sa variante présentés ci-avant et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. En termes d’application, il est notamment possible d’utiliser le système 100 de transmissions de données pour la connexion à des services de diffusion de télévision numérique terrestre (communément appelés « TNT »), de radio numérique terrestre (communément appelés « RNT »), ou de radio-diffusion de programmes radiophoniques via les ondes hertziennes (communément appelés « DAB+ »), par exemple. Cela permet avantageusement, et en fonction de la nature du système antennaire 32, de s’affranchir d’une antenne de toit, par exemple.

[0092] Le système 100 de transmission de données peut en outre être utilisé pour la transmission de données en correspondance d’une fourniture de services d’informations environnementales dans des contextes d’utilisation dans une « ville intelligente ». Ainsi, le système 100 peut permettre de se connecter à des bornes de connexion pour accéder à des informations sur la pollution en général, ou la pollution par ondes radio, par ondes sonores, par composants carbonés, composants gazeux, en particulier ou encore pour l’échange d’informations représentatives de températures ou de pression, de vent ou tout autre paramètre reflétant des conditions climatiques ou météorologies. L’équipement 9 peut, par exemple, comprendre un ou plusieurs capteurs à cet effet.

[0093] Un autre exemple d’utilisation est l’établissement d’une connexion sans-fil entre une ou plusieurs caméras disposées en extérieur et un dispositif de visualisation et/ou d’enregistrement disposé à l’intérieur d’une habitation ou d’un local.

[0094] Tous ces exemples n’étant bien évidemment pas exhaustifs.

[0095] L’invention concerne plus généralement tout système de transmission de données comprenant deux ensembles destinés à être assemblés et utilisés respectivement de part et d’autre d’une paroi et dans lequel chacun des ensembles comprend :

[0096] - un équipement de transmission de données pour établir, à travers cette paroi des transmissions de données sans-fil, de façon complémentaire avec un autre équipement positionné de l’autre côté de la paroi, dans l’ensemble complémentaire, une interface d’alimentation en énergie comprenant des moyens de couplage par induction électromagnétique, ainsi que des moyens de positionnement prédéterminé et de fixation des ensembles entre eux de part et d’autre de la paroi.

Claims

Revendications [Revendication 1] Système (100) de transmission de données à travers une paroi (1) comprenant un premier ensemble (3) et un second ensemble (5) destinés à être disposés respectivement de part et d’autre de la paroi, le système (100) étant caractérisé en ce que les ensembles (3, 5) comprennent chacun : - un équipement de transmission de données (31, 37, 51, 510) pour établir, à travers la paroi (1), des transmissions de données sans-fil, de façon complémentaire avec un autre équipement (31, 37, 51, 510), - une interface (34, 56) d’alimentation en énergie comprenant des moyens de couplage par induction électromagnétique, - des moyens (35, 36, 58, 59) de positionnement prédéterminé et de fixation des ensembles entre eux de part et d’autre de la paroi. [Revendication 2] Système (100) de transmission de données selon la revendication précédente, les premier et second ensembles (3, 5) étant chacun configurés pour opérer entre eux des transmissions à un débit moyen supérieur à 350 Mbit/s dans le sens descendant. [Revendication 3] Système (100) de transmission de données selon l’une quelconque des revendications précédentes, les moyens de positionnement prédéterminé (35, 36, 58, 59) comprenant chacun au moins un aimant porté par le premier ensemble coopérant par attraction avec un autre aimant porté par le second ensemble de façon à fixer les ensembles sur la paroi par serrage de la paroi entre ces ensembles. [Revendication 4] Système (100) de transmission de données selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier ensemble (3) comprenant une interface de transmission de données sans-fil (31, 32) vers et depuis un premier équipement distant (7), et le second ensemble (5) comprenant une interface de transmission de données sans-fil (51, 52) vers et depuis un second équipement distant (9). [Revendication 5] Système (100) de transmission de données selon la revendication 4, l’interface de transmission de données sans-fil (31, 32) du premier ensemble (3) étant configurée pour opérer des transmissions de données selon le standard de télécommunications pour la téléphonie mobile dit « 4G » ou le standard de télécommunications pour la téléphonie mobile dit « 5G ». [Revendication 6] Système (100) de transmission de données selon la revendication 4, l’interface de transmission de données sans-fil (51, 52) du second

ensemble (5) étant configurée pour opérer des transmissions de données sans-fil selon une norme IEEE 802.11 a/b/g/n/ac ou IEEE802.11ax. [Revendication 7] Système (100) de transmission de données selon la revendication 4, l’interface de transmission de données sans-fil (51, 52) du second ensemble (5) étant configurée pour opérer des transmissions de données sans-fil selon un standard dit « MuLTEfire». [Revendication 8] Système (100) de transmission de données selon l’une quelconque des revendications précédentes, au moins un ensemble (3, 5) de transmission de données comprenant un répéteur radio ou un point d’accès AP à un réseau local. [Revendication 9] Système (100) de transmission de données selon l’une quelconque des revendications précédentes, au moins un ensemble (3, 5) de transmission de données comprenant un serveur dynamique de distribution d’adresse IP. [Revendication 10] Ensemble (3) de transmission de données configuré pour opérer une transmission de données sans-fil depuis et vers au moins un autre ensemble de transmission de données, caractérisé en ce qu’il comprend : - au moins un aimant adapté à un positionnement prédéterminé et une fixation de l’ensemble (3) sur une surface lorsqu’il est combiné avec un autre aimant ou une portion de surface métallique, - une interface d’alimentation en énergie (34) configurée pour être couplée par couplage magnétique à une interface d’alimentation en énergie (56) distante.

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