ITAN20100015A1 - Filtro telefonico simmetrico per sistemi xdsl - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione

Avente per titolo:

“Filtro telefonico simmetrico per sistemi xDSL" Background dell’invenzione

• Campo di applicazione dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale ad un sistema di comunicazione, ed in particolare, a tutte quelle applicazioni xDSL che, coinvolgendo un terminale di tipo telefonico (POTS), necessitano di un filtro di tipo passa-basso (microfiltro o POTS-splitter) in grado di fornire un isolamento dalle componenti di frequenza utilizzate dal collegamento xDSL rispetto ai segnali fonici inviati al dispositivo stesso.

• Stato dell’arte

In questi ultimi anni i sistemi di telecomunicazioni si sono evoluti dal tradizionale sistema telefonico (POTS), verso sistemi di connessione ad alta velocità quali tutte le tecnologie xDSL.

Tali tecnologie coesistono come noto con la già esistente rete telefonica commutata, con i suoi segnali di controllo, e con tutte le altre informazioni trasmesse nella banda di frequenze dedicata a questo tipo di servizio, che va, come noto, dalla DC a circa 4 kHz.

Queste nuovi sistemi di comunicazione ad alta velocità, che condividono la stessa linea telefonica, quali ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line, VDSL (Very High speed Digital Subscriber Line), o più in generale xDSL, forniscono oggi le connessioni ai servizi più disparati quali VOIP (Voice over Internet Protocol), Internet, VOD (Video on Demand) o, come più in generale definiti, servizi TRIPLE PLAY (Voce, Dati, Video).

Come noto tali tecnologie sfruttano la banda di frequenze che va da circa 30 kHz e si estende, nel suo estremo superiore, fino ad una frequenza massima definita per ogni sistema di trasmissione dalle varie normative internazionali (ETSI, ITU, ecc).

Dalla FIG. 1 si può osservare l’allocazione dello spettro dei segnali POTS 1 ed xDSL 2.

In modo più specifico tale diagramma riporta sull’asse Y la potenza (Pot.) associata a tali tipi di segnali e sull’asse X la frequenza (freq.) di tali segnali.

Come noto la banda dei segnali POTS 1 si estende dalla DC ad approssimativamente 4 kHz (senza considerare il segnale relativo alla tassazione), mentre la banda dei segnali xDSL 2 generalmente si estende da circa 30 kHz ad un estremo superiore di frequenza 3 che dipende, come già detto, dalla particolare tecnologia di trasmissione usata nel collegamento. Una banda di “guardia” o di separazione 4 è stata inserita per fornire un margine di separazione tra i segnali, facilitare la fisica realizzabilità dei filtri necessari alla separazione dei

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segnali e diminuire il cross-talk tra la banda POTS 1 e la banda xDSL 2.

Proprio per questa netta suddivisione della banda di frequenze impiegate, entrambi i segnali inviati verso la terminazione di utente possono condividere la stessa linea telefonica.

La tipologia d’impianto normalizzata quindi che si utilizza nella pratica e che verrà richiamata nella descrizione seguente, fa riferimento allo schema riportato in FIG. 2.

Per quanto sopra detto, in base alla distribuzione in frequenza dei segnali determinata dalle normative, viene inserito, ad ogni estremo del sistema di comunicazione un filtro, che espleta la suddivisione in frequenza dei segnali coinvolti, denominato POTS-splitter 11.

Il POTS-splitter 11 è quindi un circuito costituito da due filtri; un filtro passa-basso ed uno passa-alto, che separano efficacemente i segnali presenti in linea.

Normalmente il filtro passa-alto e direttamente inserito nel transceiver xDSL, mentre il passa-basso (denominato normalmente POTS-filter) e fornito come un’unità separata del sistema ed opera facendo passare verso le terminazioni i segnali ad esse destinati, mentre rigetta le componenti ad alta frequenza del segnale xDSL.

Presso la centrale telefonica, oltre alle funzioni descritte, allo stesso tempo il POTS-splitter 11 fornisce anche il filtraggio e la protezione necessari ad eliminare il rumore ad alta frequenza

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che spesso è associato ai segnali provenienti dall’interfaccia di centrale POTS (commutazioni, segnali impulsivi, ecc.).

Convenzionalmente quindi, nei sistemi di telecomunicazioni odierni, nell’interfaccia di utente, sul lato centrale, viene inserito un filtro che ha lo scopo di proteggere i circuiti dell’interfaccia POTS dalle componenti in alta frequenza del circuito xDSL e al tempo stesso di impedire che i segnali disturbanti sopra menzionati possano raggiungere il rilegamento di utente o di essere di disturbo al transceiver xDSL presente su questo lato del collegamento.

A questo scopo per ottenere frequenze di taglio maggiori di 4 kHz ed attenuazioni secondo normativa maggiori di 55 dB al di sopra dei 32 kHz (nuove norme 200 KHz), si ricorre allo sviluppo di circuiti filtranti ad elevato ordine che risultano abbastanza complessi e costosi (basti pensare che tale caratteristica di attenuazione debba essere garantita fino a 30 MHz nel caso VDSL2).

Tale descrizione riassume lo “stato dell’arte” di un sistema di telecomunicazioni basato su tecnologie miste xDSL e POTS sullo stesso portante fisico.

La stessa FIG. 2 riporta un esempio di questa tipologia d’impianto, dove si sono posti in evidenza, oltre all’apparato xDSL d’utente C.P.E. 10 i vari POTS-filter 5,6,7,8 necessari al buon funzionamento di tutti i dispositivi telefonici classici.

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Anche in questo caso, tramite l’apparato xDSL C.P.E. 10, vengono offerti tutti i servizi sopra menzionati.

Ultimamente, sfruttando a pieno la tecnologia xDSL, si sono affermati dispositivi di comunicazione denominati IAD (Integrated Access Devices), i quali permettono di convogliare tutte le tipologie di servizio (video, dati e voce) sulla medesima tecnologia.

Il servizio relativo alla comunicazione telefonica quindi viene fornito tramite lo stesso collegamento xDSL in tecnica totalmente digitale.

Il notevole vantaggio che hanno gli operatori che impiegano tale tecnica è che non necessitano più della connessione alla centrale telefonica per i servizi POTS (come si può notare dalla FIG. 3): il cavo di utente è quindi direttamente connesso alla sola interfaccia xDSL proprietaria senza la necessità della terminazione POTS sul lato centrale (manca completamente la centrale POTS).

Tali dispositivi IAD, posti in casa di utente, riproducono opportunamente l’interfaccia di centrale telefonica consentendo così di poter utilizzare tutti i dispositivi classici di comunicazione adatti a tale tipo di collegamento (modem, fax, videotelefoni, dispositivi a tecnologia Dect, cordless, ecc).

Come si può notare dalla FIG. 3, tutti gli apparati debbono comunque essere connessi alle porte denominate FXS dello IAD per poter funzionare correttamente. L’impianto d’utente resta in tale caso inutilizzato e non si ha la possibilità di

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impiegarlo, come in FIG. 2, con tutti gli apparati connessi alle loro destinazioni sulle varie prese telefoniche distribuite dell’impianto.

Una nuova tipologia di impianto che alcuni operatori di telecomunicazioni stanno impiegando efficacemente al fine di poter risolvere le problematiche sopra menzionate e di non intervenire sull’impianto di utente, ha fatto sorgere la richiesta di un sistema all’interno dello IAD in grado di trasferire tutti i segnali di una classica interfaccia telefonica verso l’impianto stesso come riportato in FIG. 4.

Questa tipologia d’impianto, infatti, connette sostanzialmente l’interfaccia POTS locale denominata FXS (con tutti i dispositivi POTS classici che su questa operano) con l’interfaccia xDSL, sostanzialmente utilizzando, senza interventi, la connessione di impianto standardizzato presente presso la terminazione di utente (vedi FIG. 4).

La novità ed il pregio di tale tipologia di impianto è nella completa istallazione dei dispositivi di rete da parte dell’utente stesso (auto-istallazione) senza la necessità di intervento di personale tecnico specializzato.

Tuttavia tale situazione impiantistica, come si può notare dalla FIG. 4, realizza il collegamento elettrico tramite il dispositivo POTS-splitter interno allo IAD, della linea di telecomunicazioni 9 con l’uscita FXS dell’apparato IAD, che

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riproduce localmente la interfaccia POTS necessaria al pilotaggio di tutti i dispositivi telefonici d’utente.

Tutte le situazioni riportate comunque mettono in evidenza che, sebbene le condizioni impiantistiche nel tempo siano mutate, risulta comunque ancora necessario isolare ogni apparato telefonico presente nell’impianto con un apposito filtro passa-basso.

Tale filtro, nel tempo, ha comunque mantenuto la sua caratterizzazione di avere un collegamento verso l’impianto ove è presente il segnale xDSL tipicamente realizzato con un apposito cavetto terminato con un plug tipo RJ11 ed una presa posizionata sul suo contenitore sempre dello stesso tipo.

Nel caso di POTS-splitter, inoltre, è sempre presente un’altra presa RJ11 che rappresenta il collegamento per il modem xDSL d’utente.

Questi dispositivi, come si può osservare, costituiscono degli oggetti di discrete dimensioni poiché debbono alloggiare le connessioni (prese RJ11) per i cavi sopra descritti oltre che i componenti costituenti il filtro stesso.

Nelle normali applicazioni, all’interno delle abitazioni, negli uffici ecc, rappresentano spesso un intralcio alla disposizione dei cablaggi dietro il mobilio, in corrispondenza delle prese telefoniche, dietro le scrivanie o gli armadi d’ufficio ecc.

Le loro connessioni realizzate con prese e plug RJ11, sono spesso fonti di falsi contatti, disturbi e rumori sul collegamento, che si evidenziano spesso sotto forma di errori nella connessione xDSL per arrivare addirittura alla caduta del link in casi di basso rapporto segnale rumore.

La natura prettamente monodirezionale del filtro poi, implica la correttezza dei collegamenti da effettuarsi sui dispositivi quali il modem xDSL, l’impianto d’utente ed i dispositivi telefonici.

Un’altra problematica che è stata affrontata da ultimo dagli enti normativi è stata quella caratterizzazione dell’impiego in parallelo di questi dispositivi.

Come si può notare dalle figure precedenti, in tutte le situazioni d’impianto, effettivamente, questi filtri si vengono a trovare praticamente in parallelo nell’impianto, anche quando solo un terminale sta effettuando una comunicazione.

In questo caso solo uno di questi (quello impegnato nella comunicazione in atto) risulta terminato sulle impedenze di riferimento mentre gli altri si trovano, con la loro impedenza, in parallelo al precedente.

In genere questi dispositivi, in tali condizioni, presentano un’impedenza capacitiva in bassa frequenza, determinando come minimo un’attenuazione aggiuntiva sul segnale fonico specialmente alle frequenze più elevate, senza considerare inoltre anche il disadattamento di impedenza introdotto.

Si è visto che questa situazione determina, in genere, una scarsa intelligibilità della conversazione per un’attenuazione del contenuto di alte frequenze, una fonte di eco remota, una difficoltà di allineamento dei terminali digitali impiegati su interfacce POTS (fax, POS, ecc).

Per limitare tali effetti, si è introdotta quindi, una nuova normativa che riguarda, in particolare, la caratterizzazione di tali dispositivi disposti in parallelo.

Le richieste risultano più stringenti, e, ad esempio, per ciò che riguarda l’attenuazione di inserzione (insertion loss), l’attenuazione di riflessione (return loss) i limiti imposti vengono verificati in concomitanza di un numero variabile di tali dispositivi in parallelo che va da 1 a 4.

Anche queste nuove necessità normative sono state considerate e fatte oggetto di un’innovazione introdotta nella progettazione del nuovo filtro.

L’insieme delle problematiche sin qui evidenziate, ha condotto all’elaborazione di un nuovo dispositivo filtrante in grado di risolverle radicalmente.

Quindi, riassumendo, il filtro così concepito, non presenta più un ingresso ed un’uscita rigorosamente identificati, ma, viceversa, una sua qualunque terminazione può essere collegata indifferentemente al dispositivo telefonico o alla presa ove sia presente il segnale xDSL dell’impianto d’utente, realizzando comunque la funzione di filtro passa-basso richiesta: è inutile dire, inoltre, che le caratteristiche di attenuazione in frequenza, attenuazione di riflessione, ecc. risultano rispettate, secondo quanto richiesto dalle Norme di riferimento per tali dispositivi, a prescindere dalla connessione delle sue porte.

In conclusione, il dispositivo filtrante di seguito descritto, messo a punto, ed oggetto dell’invenzione, trova la sua completa applicazione in tutta la casistica relativa all’odierno stato dell’arte sopra riportata, risolvendo efficacemente le problematiche evidenziate nel rispetto delle normative stesse.

Descrizione dell’invenzione

L’invenzione sarà descritta facendo riferimento alle figure allegate, che riportano tra l’altro, anche alcune realizzazioni prototipali sia della versione POTS-filter che POTS-splitter.

Prima di analizzare il nuovo filtro, prendiamo in considerazione una tipica realizzazione di un filtro per applicazioni xDSL.

Al fine della presente descrizione, non è importante la tipologia (attivo, passivo, statico, dinamico, ecc) del filtro analizzato, quanto evidenziare la natura prettamente asimmetrica delle realizzazioni sinora presentate.

Quindi, nella parte superiore di FIG. 5, si è riportato, per semplicità, il classico schema applicativo di un filtro xDSL passivo.

Come si può notare l’intera struttura filtrante si può dividere essenzialmente in 4 parti principali, che sono state evidenziate in blocchi nella parte sottostante della stessa figura:

• Protezioni

<• Filtro H.F.>

• Filtro B.F.

• Filtro di modo comune

Si può notare facilmente come i vari blocchi espletino delle funzioni essenziali al funzionamento del dispositivo, nel rispetto dell’assegnazione delle porte di collegamento dello stesso alla rete di telecomunicazioni da un lato (terminali in_a_xDSL, in_b_xDSL) e al terminale telefonico dall’altro (terminali TEL_a, TEL_b).

Ad esempio, si nota subito che le protezioni sono poste solo sulla porta di collegamento alla rete, visto che solo su tale interfaccia sono presenti tali sollecitazioni elettriche.

Quindi la natura essenzialmente asimmetrica del dispositivo lo rende utilizzabile solo nel rispetto delle connessioni dello stesso alle varie interfacce.

Il filtro di seguito descritto, invece, si può annoverare sicuramente nella categoria di quelli cosiddetti ”Simmetrici”, vista la caratteristica di attenuazione indipendente dalla connessione delle sue porte.

Il filtro così concepito quindi non presenta più un ingresso ed un’uscita rigorosamente identificati, ma, viceversa, una sua qualunque terminazione può essere collegata indifferentemente al dispositivo telefonico o alla presa ove sia presente il segnale xDSL dell’impianto d’utente, realizzando comunque la funzione di filtro passa-basso richiesta.

La particolarità della simmetria di tale dispositivo ha fatto evolvere anche la forma meccanica con cui è stato realizzato. Dalle figure riportate (FIG. 8 e FIG. 9) si può notare, infatti, che il contenitore del dispositivo presenta alle estremità, in modo simmetrico, i due guida-cavi che adattano la forma dello stesso alle dimensioni dei cavi di connessione.

Non risulta importante la forma del contenitore: parallelepipedo, cilindro, ecc., quanto il raggiungimento dell’obiettivo di una realizzazione semplice nella forma e contenuta di dimensioni, che lo rendono adatto all’impiego anche in ambienti angusti (retro-spessore di mobilio, armadi, scrivanie, …, ecc.).

Anche la lunghezza dei cavi di collegamento non è vincolante e può quindi essere scelta in base all’applicazione pratica.

Nell’ingegnerizzazione del dispositivo si può scegliere di posizionare il corpo filtrante [CF] più vicino ad una delle sue terminazioni [ad esempio T1] rispetto all’altra [T2], al fine di poterlo utilizzare più efficacemente nelle applicazioni pratiche. Infatti, con due diverse lunghezze di cavo di connessione risulterà molto più semplice, per esempio, posizionarlo più vicino alla presa telefonica a muro e lasciare l’estremo più lungo di cavo verso l’apparato telefonico o viceversa porlo vicino all’apparato poiché non vi è sufficiente spazio vicino alla presa telefonica.

Come sopra menzionato, la caratteristica fondamentale del circuito studiato e rivendicata quale innovazione coperta dal presente brevetto è quella della simmetria del filtro stesso che viene evidenziata anche dallo schema a blocchi riportato in FIG. 6.

Nel circuito a blocchi riportato si evidenziano le seguenti parti:

• Un pre-filtro BK1 passa basso con adattatore di<impedenza in H.F..>

• Una sezione filtrante BK2 a cui è demandato il compito di equalizzazione ed adattamento di impedenza in banda<passante B.F. e filtraggio di modo comune.>

• Un altro pre-filtro BK3 passa basso con adattatore di impedenza in H.F., identico al blocco BK1, che espleta in<modo simmetrico le medesime funzioni.>

• Le protezioni contro le scariche elettriche provenienti dalla rete di telecomunicazioni ove tale dispositivo sarà connesso, poste sulle connessioni esterne, ad entrambi i lati del filtro.

Pre-filtro passa basso BK1 e BK3

Alcune implementazioni di filtri xDSL sinora realizzati, spesso, nel loro funzionamento, determinano una variazione di impedenza nella banda xDSL: tali circuiti, infatti, quando cambia lo stato di funzionamento del terminale a cui sono connessi (es. impegno, svincolo, selezione, ecc.), possono presentare, in tale banda, un notevole cambiamento di impedenza.

Tali variazioni di impedenza sono spesso la causa, soprattutto in presenza di un basso margine di rumore sul collegamento xDSL, di una scarsa qualità del collegamento o addirittura di una caduta del link stesso con conseguente riallineamento del transceiver xDSL.

Questa situazione non è di norma tollerata dagli operatori, che debbono garantire una certa qualità dei servizi forniti (per es. una trasmissione IPTV non può essere interrotta dalla caduta del link xDSL quando si agisce sul terminale telefonico per fare una telefonata o rispondere ad una chiamata).

Sostanzialmente, per risolvere tale problematica si è pensato di introdurre una struttura filtrante di tipo passa-basso opportunamente progettata allo scopo.

Facendo riferimento alla FIG. 6 si può pensare ad un tipico filtro passa-basso impiegato in tali applicazioni (riportato in alto nella figura stessa), diviso in due parti ben distinte: una rappresenta la classica configurazione filtrante passa-basso ed un’altra la rete di equalizzazione ed adattamento d’impedenza ad alta frequenza (H.F.).

Ai blocchi filtranti BK1 e BK3, quindi, viene ora demandato anche il compito (progettandoli opportunamente) di presentare un’impedenza costante ed elevata soprattutto alle alte frequenze utilizzate per il collegamento xDSL, anche, e soprattutto in funzione del comportamento del blocco filtrante BK2.

Infatti, come avremo modo di vedere il blocco BK2, al variare dello stato di funzionamento del terminale telefonico ad esso collegato (impegno, svincolo, selezione, ecc.), determina una diversa impedenza vista dai blocchi BK1 o BK3, proprio al fine di ottenere un filtro che, nel complesso, sia anche migliore rispetto alle richieste espresse nelle norme di riferimento per l’impiego di filtri in parallelo.

Il circuito risultante, quindi, in virtù dell’innovazione introdotta, lascia pressoché invariata (soprattutto nella banda interessata dal segnale xDSL) l’impedenza del suo circuito di ingresso al variare del suo stato di funzionamento: cioè non si hanno apprezzabili variazioni di impedenza sui terminali di ingresso dello stesso (che resta comunque elevata nella banda xDSL rispetto a quella dell’interfaccia xDSL del tranceiver che è stabilita per norma al valore di 100 Ohm).

Ciò fa si che il terminale xDSL, una volta effettuato il corretto allineamento con il DSLAM, attraverso l’equalizzazione dell’intero collegamento, non risenta più delle variazioni dello stato di funzionamento degli eventuali filtri presenti sullo stesso.

La progettazione dei due blocchi, inoltre, deve tenere conto che tali circuiti, vista la simmetria del dispositivo, possono essere collegati indifferentemente alle terminazioni xDSL da un lato e telefoniche dall’altro con enormi differenze di valore d’impedenza che di banda di frequenze coinvolta.

Blocco filtrante BK2

Alla sezione filtrante BK2 è demandato il compito di equalizzazione ed adattamento di impedenza in banda passante, nonché quello di “separatore di blocchi” al variare dello stato di funzionamento del terminale telefonico. Con tale premessa andiamo ad esaminare il funzionamento del circuito in dettaglio.

Dal circuito a blocchi riportato in FIG. 6 si nota come la sezione sia disposta all’interno dei due blocchi filtranti BK1 e BK3.

Tale disposizione deriva sempre dalla struttura essenzialmente simmetrica del dispositivo.

Questa sezione si può pensare costituita da quattro distinte parti (vedi FIG. 7): una di equalizzazione ed adattamento d’impedenza a bassa frequenza (banda fonica), un’altra atta ad aumentare l’isolamento ad alta frequenza tra i terminali del dispositivo stesso, una terza che si comporta come “commutatore automatico d’impedenza ” ed infine una quartultima di filtraggio ai disturbi di modo comune.

<Si evidenziano le seguenti parti:>

• Una rete passa-banda accoppiata per equalizzazione ed adattamento (C5, C6, R2, R3, TX2) che opera nella<banda passante del filtro (200 Hz - 4 KHz.)>

• Una sezione filtrante con andamento risonante parallelo alle frequenze più elevate della banda xDSL (C2, C3, TX1).

• Un “commutatore automatico d’impedenza” rappresentato dai circuiti a diodi shottky Dx, Dz, R, R.• Una sezione di filtraggio di modo comune (TX3)

Diamo ora una spiegazione del funzionamento del blocco BK2. E’ facile comprendere la presenza del gruppo di equalizzazione ed adattamento in banda (C5, C6, R2, R3, TX2): tale gruppo, opportunamente dimensionato, riesce a dare una risposta in frequenza con una leggera pre-enfasi alle alte frequenze della banda fonica, al fine di compensare le invitabili perdite di inserzione dell’impianto d’utente in tale banda.

Il gruppo C2, C3, TX1 determina invece, tramite una risonanza parallelo, un notch in trasmissione a circa 32 KHz facendo anche discendere velocemente la risposta in frequenza tra 16 KHz e 32 KHz al fine di rispettare le curve di “insertion-loss” richieste dalle norme.

Il cosiddetto “commutatore automatico di impedenza” è sostanzialmente un circuito a diodi, posti tra loro in contropolarità, al fine di essere indipendente, nel suo funzionamento, dal verso con cui la corrente circola nel filtro.

In sostanza il circuito a diodi si comporta, per il segnale fonico, come seguito descritto.

Quando nello stesso non circola corrente continua il commutatore è come un “interruttore aperto” che, presentando ai suoi capi un’alta impedenza serie, in definitiva spezza il filtro in 2 parti.

Quando invece, viene attraversato da una corrente continua si comporta, in questo caso, come un “interruttore chiuso” con una bassissima impedenza serie collegando, di fatto, le due parti del filtro.

Il primo caso che è tipico di quando il terminale telefonico su cui risulta connesso non impegna la linea, o il filtro stesso è rimasto appeso all’impianto d’utente, senza alcun terminale collegato ad esso.

La separazione dei due blocchi così operata, fa in modo che, un qualunque filtro così costruito, ogni volta che risulti connesso alla linea telefonica ove sia presente anche il segnale xDSL, presenti un’impedenza in banda fonica, molto più elevata rispetto ad un normale filtro xDSL tradizionale.

L’alta impedenza in banda fonica si ottiene, di conseguenza, separando i due blocchi BK1 e BK3 e quindi le due capacità trasversali Cx, Cx che sono sostanzialmente quelle che pesano di più nella caratterizzazione ad andamento capacitivo in questa banda.

Ricordiamo, come abbaiamo visto in precedenza, che l’andamento capacitivo dei filtri è il maggior responsabile dell’alta attenuazione di inserzione nella parte alta delle frequenze della banda fonica.

Nel secondo caso, con il passaggio di una componente continua nel circuito filtrante, il circuito a diodi presenta una bassa impedenza al segnale di fonia, determinando, di fatto, il ripristino dell’intera struttura filtrante che questa volta sarà terminata correttamente sulle sue impedenze di riferimento.

Allo scopo sono stati scelti opportunamente dei diodi shottky che hanno il pregio di avere una bassissima caduta di potenziale in polarizzazione diretta.

Per il transito del segnale FSK richiesto dalle Norme per la trasmissione dati in On-Hook (associato ad esempio alla trasmissione del CLI (colling line identifier), si è inserita, in parallelo ad ogni coppia di diodi, una resistenza di opportuno valore: si è persa, in tal modo una parte di disaccoppiamento tra le due parti di circuito, ma allo stesso tempo si è rispettata la norma suddetta.

Tali resistenze, inoltre, linearizzano il comportamento dei diodi posti loro in parallelo, determinando un buon andamento del circuito anche per le prove di distorsione armonica.

Protezioni

Verso le connessioni esterne, su entrambi i lati del filtro, sono poi presenti le necessarie protezioni contro le scariche elettriche provenienti dalla rete di telecomunicazioni ove tale dispositivo è connesso.

Particolare cura nella progettazione dell’intero dispositivo deve essere posta nella scelta di queste protezioni in funzione delle caratteristiche costruttive del medesimo.

Tali dispositivi di protezione (tipicamente scaricatori a gas viste le frequenze in gioco), debbono essere scelti in modo “coordinato”.

Infatti, bisogna fare in modo che sia sempre quello direttamente connesso alla linea di telecomunicazione ad intervenire per primo per bloccare la scarica e non quello posto dalla parte opposta del filtro, pena la distruzione del dispositivo medesimo.

Questa è una delle ragioni per cui si è voluto deliberatamente indicare soltanto la schematizzazione a blocchi funzionali per la descrizione del dispositivo.

In FIG. 8 si è riportato uno schema a blocchi funzionali di tipo passivo per la realizzazione del dispositivo POTS-splitter, in cui, volutamente come per il POTS-filter, non si sono riportati i valori dei componenti per lasciare al progettista la scelta del valore più appropriato alla propria applicazione.

E’ noto, infatti, che le caratteristiche di interfaccia per le terminazioni telefoniche imposte dalle normative (impedenze di riferimento, return loss, bilanciamento, frequenze e livelli per la segnalazione e controllo, ecc), cambiano da paese a paese e quindi vi è la necessità di adeguare il progetto, di volta in volta a tali richieste.

Ciò non pregiudica la copertura del presente brevetto, che, anzi, si considera esteso a tutte quelle realizzazioni che in qualunque modo richiamino a quanto sopra detto.

Questo vale anche dal punto di vista della realizzazione meccanica che, come risulta evidente dalla FIG. 11, rappresenta un’innovazione rispetto a quelle finora utilizzate su altre realizzazioni o studi di analoghi filtri xDSL: anche questa è una prerogativa di unicità della soluzione che sarà richiamata tra le rivendicazioni.

Tutto quanto detto si estende facilmente anche alle realizzazioni cosiddette POTS-splitter (vedi FIG. 10), che non sono altro che lo stesso filtro passa-basso con una doppia terminazione [T1], [T3] dal lato terminazione xDSL (in questo caso realizzata tramite cavo di collegamento).

Una realizzazione pratica del dispositivo POTS-splitter in questione è riportata in FIG. 12, in cui da un lato del dispositivo escono i due conduttori [C1], [C3] connessi alla stessa porta xDSL del filtro stesso.

Mentre in questo caso non si può più parlare di simmetria dal punto di vista elettrico e funzionale, resta comunque coperta dal presente brevetto l’innovazione legata alla soluzione di integrazione sul cavo di collegamento del dispositivo in qualunque modo questa venga realizzata.

Tale variante non deve essere interpretata come una realizzazione limitata al suo campo di applicazione né a una realizzazione al di fuori della copertura del brevetto relativo all’invenzione in oggetto che, invece, si considera esteso a coprire tutte le alternative, modificazioni ed applicazioni che si intendono incluse nello spirito e nello scopo dell’invenzione stessa come definito attraverso le rivendicazioni.

RIFERIMENTI:

ETSI 300 659 -1, ETSI 300659 -2,

ITUT G.992.3, ITUT G.993.2, ITUT G.992.5, ITUT G.992.1, ETSI TR 101728, ETSI TR 101953,

ETSI TS 102971, ETSI TBR 021

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI: 1. Un sistema filtrante o micro-filtro per interfacce di linea telefonica di qualunque tipo (passivo, attivo, statico pseudostatico o dinamico, ecc.) che sia identificabile come simmetrico dal punto di vista elettrico, meccanico e funzionale.
2. 2. Un sistema filtrante o micro-filtro per interfacce di linea telefonica, come riportato in 1, la cui realizzazione meccanica si presenti con un corpo filtrante [CF] che costituisce il contenitore del filtro stesso, da cui partono due cavi [C1], [C2] (vedi FIG. 9 e FIG. 11), collegati meccanicamente al corpo filtrante stesso.
3. 3. Un sistema filtrante o micro-filtro per interfacce di linea telefonica, come riportato in 1 e in 2, con un corpo filtrante [CF] costituito da un contenitore al cui interno è inserito il filtro stesso, di qualunque materiale e di qualunque forma, atta al collegamento dei cavi di connessione con le relative terminazioni [T1], [T2] (plug o prese), realizzato anche tramite stampaggio o fusione di materiale plastico che ne può costituire l’involucro del dispositivo (vedi FIG. 11).
4. 4. Un sistema filtrante o micro-filtro per interfacce di linea telefonica, come riportato in 1, 2 e in 3, i cui cavi di collegamento [C1], [C2] che risultano collegati al corpo filtrante [CF] siano: a) connessi tramite opportuni guida-cavo [G1], [G2] fusi o separati dal corpo filtrante stesso o, in assenza di essi, connessi direttamente ad esso. b) collegati con un qualunque connettore richiesto per la connessione di una qualunque terminazione telefonica (telefono, fax, telefono cordless, terminale POS, terminazione FXO o FXS, ecc.) da un lato (tipicamente RJ11) e ad una presa telefonica dall’altro (tipicamente una connessione RJ11 o, RJ45, “tripolare”, ecc). c) di qualunque lunghezza a prescindere dalla loro tipologia costruttiva (es. schermati, twistati, paralleli, ecc.).
5. 5. Un sistema filtrante o POTS-splitter per interfacce di linea telefonica di qualunque tipo (passivo, attivo, statico pseudostatico o dinamico, ecc.) che, pur non avendo le caratteristiche riportate in 1, si presenti, dal punto di vista meccanico come riportato nei punti 2,3 e 4, con tre cavi di connessione [C1], [C2] e [C3] ed in cui possano essere anche presenti i relativi guida-cavi [G1], [G2] e [G3] come riportato dalle FIG. 10 e FIG. 12 allegate.
6. 6. Un sistema filtrante o micro-filtro o POTS-splitter per interfacce di linea telefonica, che, nella realizzazione passiva presente, sia rispondente alle rivendicazioni riportate nei punti 1, 2, 3, 4 e 5, ed in cui: a) i pre-filtri BK1 e BK3 siano costituiti da un certo numero di celle filtranti disposte in serie tra loro sui due rami del filtro: [L1]-[L2] ed [L3]-[C9], [L4]-[C10] ed [L5]-[L6], connesse all’ingresso del sistema filtrante e terminate tramite l’induttore accoppiato [TX1] da una capacità [CX] posta trasversalmente ai rami suddetti. I valori dei componenti impiegati sono calcolati in modo tale che i pre-filtri BK1 e BK3 sono in grado di presentare un’elevata impedenza, rispetto alla ZDSL, nel campo di frequenze da 32 KHz fino a 30 MHz. b) la sezione filtrante BK2, parte integrante del filtro e posta tra le sezioni BK1 e BK3, sia costituita come segue: - due induttori su nucleo di ferrite [L19]-[L20], posti sui due rami del filtro, collegati direttamente ai terminali della capacità [CX] del blocco BK1, da un lato e alla cella filtrante [C2]-[C3]-[TX1] dall’altro; - una cella filtrante [C2]-[C3]-[TX1] collegata, da un lato, ai due induttori [L19]-[L20] e, dall’altro, alla cella filtrante costituita dall’induttore accoppiato [TX2] e dai due gruppi in parallelo [R2]-[C5], [R3]-[C6] posti rispettivamente sui due rami del filtro; - una cella filtrante [C2]-[C5]-[TX1]-[R3]-[C6] collegata, da un lato, alla cella filtrante [C2]-[C3]-[TX1] e, dall’altro, al gruppo parallelo [D2]-[D3]-[R4] su un ramo ed al gruppo parallelo [D4]-[D5]-[R5] dall’altro; - un gruppo parallelo [D2]-[D3]-[R4] su un ramo ed un ulteriore gruppo parallelo [D4]-[D5]-[R5] dall’altro ramo, rispettivamente connessi verso la cella filtrante [C2]-[C5]-[TX1]-[R3]-[C6], ed alla capacità [CX] del blocco BK3; - il gruppo parallelo [D2]-[D3]-[R4] su un ramo ed il gruppo parallelo [D4]-[D5]-[R5] dall’altro possano anche non essere presenti.
7. 7. Un sistema filtrante o micro-filtro o POTS-splitter per interfacce di linea telefonica, inteso nel suo funzionamento e costituito come riportato 1, 2, 3, 4 e in 5, in cui: - l’energia necessaria al funzionamento dell’intero sistema/circuito sia derivata dalla stessa linea di comunicazione ove tale sistema/circuito risulta collegato o da un qualunque altro sistema ad accumulo di energia (batterie con sistema di ricarica e non, condensatori “ultracap”, ecc.) in esso contenuto.