MICROFILTRO ACTIVO PARA ESTÁNDAR DE COMUNICACIÓN VDSL2.

Microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2.

El microfiltro activo compuesto esencialmente por una parte activa que comprende un circuito inversor de signo compuesto por un amplificador operacional (13),

dos resistencias y la impedancia objeto de adaptación (12) y una parte pasiva que comprende condensadores, bobinas y resistencias. El microfiltro activo se dispone en un dispositivo autoinstalable que comprende un circuito de alimentación de la parte activa; y donde el objetivo es eliminar las reflexiones causadas por tramos de línea sin adaptar que interfieren en el correcto funcionamiento de la red en acceso a banda ancha sobre el estándar VDSL2.

Microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2.

Objeto de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un microfiltro activo para acceso a banda ancha sobre el estándar VDSL2 que suprima o mitiga el efecto creado por la falta de adaptación de las impedancias introducidas por los cables

o pares utilizados en la RTB para la transmisión de información, voz, etc., dentro de los equipamientos locales de usuario.

La invención es aplicable al campo de las telecomunicaciones, preferiblemente en aplicaciones de banda ancha por la red telefónica convencional o RTB, proporcionando un microfiltro activo compuesto esencialmente por una parte activa que comprende un circuito inversor de signo y una parte pasiva que comprende condensadores, bobinas y resistencias; y donde el objetivo es eliminar las reflexiones causadas por tramos de línea sin adaptar que interfieren en el correcto funcionamiento de la red.

Finalmente, la presente invención divulga un dispositivo autoinstalable, el cual comprende el novedoso microfiltro activo de la presente invención, que separa los Servicios Telefónicos Básicos de los servicios de Banda Ancha sobre tecnología de acceso VDSL2 y, al mismo tiempo, suprime, parcial o totalmente, el efecto negativo de reducción de tasa de transferencia que introducen las topologías (anillo, estrella, bus) de red telefónica dispuestas en los equipamientos locales de usuario dentro del rendimiento del estándar VDSL2. Dicho dispositivo autoinstalable comprende un circuito de alimentación que puede ser seleccionado entre un convertidor AC/DC, una batería recargable, una pila y una combinación de los elementos anteriores. Cuyos efectos conllevan:

• Una mejora en la tasa de transferencia, que hace posible nuevos servicios de banda ancha, los cuales demandan altas tasas de transferencia, y como resultado de ello, más servicios de valor añadido.

• Una extensión de la cobertura de los servicios de banda ancha, ampliando la base de clientes potenciales.

Estas mejoras se alcanzan manteniendo la característica de autoinstalable de los actuales microfiltros pasivos, y por lo tanto, la solución propuesta por la presente invención no significa un incremento en el coste del despliegue de los servicios de Banda Ancha.

Antecedentes de la invención

Están disponibles en el mercado actual varios dispositivos tales como divisores (“splitters”) o microfiltros para dividir la señal de baja frecuencia, la cual se corresponde con los servicios de la Red Telefónica Básica RTB, y la señal de alta frecuencia que corresponde con los servicios de banda ancha (“Broadband”) sobre estándares basado en líneas de abonado digital xDSL (“Digital Subscriber Line”) . La segunda opción, los microfiltros, también conocidos como filtros distribuidos en línea, es la solución más utilizada en el equipamiento local del usuario porque puede ser instalado directamente por el usuario final. Los divisores necesitan ser instalados por los empleados de la compañía de servicios telefónicos, cuyo despliegue es muy caro, siendo, por lo tanto, escasamente utilizados.

Los microfiltros actualmente utilizados son dispositivos pasivos, realizados por bobinas, resistencias y condensadores, y se disponen sólo en los conectores telefónicos donde el usuario final quiere conectar el terminal telefónico.

Los microfiltros anteriormente descritos tienen una impedancia de carga que, para frecuencias superiores a los 4 kHz (límite superior del espectro RTB) , hace que los microfiltros se comporten como una línea de transmisión con su final abierto.

Por lo tanto, tanto si el tramo de línea de transmisión tiene su extremo abierto como si dispone de un microfiltro, dicho tramo de línea de transmisión dispuesta en la parte del equipamiento local de usuario se comporta, visto desde los equipos de la Oficina Telefónica Central que proporcionan los servicios, como una resistencia en paralelo sin adaptar a frecuencias superiores a los 4 kHz si se cumple que el producto de su longitud por su fase (β (radianes/km) ) es un número entero e impar de veces π radianes, provocando el consiguiente descenso en la velocidad de transmisión.

El problema de adaptación de impedancias anteriormente descrito no es muy importante en tecnologías ADSL y ADSL2+ que trabajan a frecuencias máximas de 1.104 MHz y 2.208 MHz, respectivamente. En estas frecuencias es difícil que el producto de su longitud por su fase (β (radianes/km) ) sea un número entero e impar de veces π radianes. En cambio, este problema se hace muy importante a medida que la frecuencia va aumentando, como por ejemplo, para las frecuencias a las que trabaja la tecnología VDSL2 que puede llegar a alcanzar los 30 MHz.

No son conocidas soluciones al problema técnico que resuelve la presente invención de adaptar las impedancias que introducen los tramos de línea distribuidos por los diferentes recintos que componen los equipamientos de usuario

o edificios, que formando cualquier tipología de red, se conectan a la red telefónica principal distribuidora de servicios xDSL mediante un microfiltro activo dispuesto en un dispositivo autoinstalable.

Las soluciones más aproximadas encontradas en relación con el problema técnico que resuelve la presente invención son:

• La patente US6829336 B1, titulada “System and Method for Active Filtering in a Telecomunications Network”, describe un microfiltro activo alimentado por una fuente de alimentación de red. Si bien, esta patente divulga una mejora de los filtros paso baja mediante un filtro activo paso baja incluido en el microfiltro, esta patente no divulga ni sugiere el uso de microfiltros activos para la adaptación de impedancias.

• La patente US2009141183 A1, titulada “Active Splitter Device and Method Using Diplexed Front End”, divulga una solución para separar las señales de radio frecuencia transmitidas de las recibidas en sistemas de comunicación sin referirse a divisores xDSL.

• La patente US2008118058 A1, titulada “Splitter with Active Transient Suppression Circuit”, divulga un divisor activo y no un microfiltro, cuya función es filtrar los transitorios en las líneas telefónicas. Esta patente no divulga ni sugiere el uso de microfiltros activos para la adaptación de impedancias.

• La patente WO9940716 A2, titulada “Active Splitter”, divulga un divisor activo y no un microfiltro, usado para mejorar filtros paso baja.

• La patente EP1901540 A1, titulada “ADSL Splitter”, divulga un divisor pasivo y no un microfiltro activo.

• La patente EP1783996 A1, titulada “Advanced ADSL Splitter”, divulga un divisor pasivo en vez de un microfiltro activo como el de la presente invención.

• La patente US6868117 B1, titulada “Splitter and microfilter dongle for a single RJ11 DSL/analog combo modem”, divulga un dispositivo capaz de conmutar eléctricamente señales recibidas y trabajar indistintamente sobre el escenario de un divisor como en el entorno de un microfiltro.

Descripción de la invención

Para resolver los inconvenientes indicados anteriormente, esta invención consiste en un microfiltro activo compuesto por una parte activa que comprende básicamente un circuito inversor de signo, y por una parte pasiva que modela los parámetros característicos del tramo de línea a adaptar, de forma que mitiga o elimina las reflexiones debidas a dichos tramos de línea sin adaptar en acceso por banda ancha sobre tecnología VDSL2 (Ver y -High-Bit-Rate Digital Subscriber Line 2) . La presente invención se completa con un circuito de alimentación que proporciona la alimentación de los componentes activos.

Los equipamientos locales de usuario suelen estar divididos en N recintos, disponiendo cada uno de ellos de ramales o tramos de línea conectados a la línea telefónica principal. Las configuraciones de dichos tramos de línea

o ramales pueden ser en anillo, en estrella o en bus. Si bien la línea principal estará conectada al modem xDSL dispuesto en una cualquiera de los recintos del equipamiento local de usuario, en el resto podemos obtener otras distintas configuraciones...

1. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, que elimina las reflexiones de tramos de línea (6) sin adaptar, cuyos parámetros característicos son su impedancia Z0, su longitud L y su función de propagación γ, y que, conectados en un punto (9) a la línea telefónica principal (1) son adaptados; caracterizado porque comprende una parte activa (19) y una parte pasiva (18) , donde dicha parte activa (19) comprende un circuito inversor de signo (11) .

2. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte activa comprende un amplificador operacional (13) con una ganancia A, cuya salida (14) está conectada a su entrada no inversora (+) mediante una impedancia Z (12) cuyo signo es invertido, dicha salida (14) del amplificador operacional está también conectada a una línea de referencia de potencial (15) mediante una resistencia R1 en serie con una resistencia R2, existiendo además una conexión entre la entrada inversora (-) de dicho amplificador operacional

(13) y el punto de unión (16) de las resistencias R1 yR2, de tal forma que la impedancia total del circuito inversor de signo ZL depende de los valores de R1, R2, A y Z, siendo Z la impedancia del tramo de línea a adaptar, cuyo valor es Z=Z0/tanh (γ·L) .

3. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 2, caracterizado porque para valores absolutos de la ganancia A de al menos 10, la impedancia total del circuito inversor de signo ZL es:

4. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 2, caracterizado porque para valores absolutos de la ganancia A inferiores a 10, los valores de las resistencias R1 yR2 cumplen la siguiente relación:

y, la impedancia total del circuito inversor de signo (11) es:

5. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque la parte pasiva (18) comprende al menos un cuadripolo RLGC (17) que comprende una resistencia y una bobina en serie, y una resistencia y un condensador en paralelo con la parte activa (19) , los cuales modelan los parámetros característicos del tramo de línea a adaptar: impedancia característica Z0, longitud L y función de propagación γ, obteniendo el valor de la impedancia Z (12) del tramo de línea (6) a adaptar.

6. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 5, caracterizado porque la parte pasiva (18) comprende tantos cuadripolos RLGC (17) como múltiplos de la longitud L comprende el tramo de línea (6) a adaptar.

7. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque la parte activa (19) comprende dos condensadores (20) dispuestos en serie con el circuito inversor de signo, uno por cada entrada de dicho circuito inversor de signo (11) que eliminan las interferencias entre la alimentación procedente de la Oficina Telefónica Central (1) de los terminales telefónicos (8) y la alimentación del microfiltro activo (10) .

8. Un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 7, caracterizado porque la parte activa comprende un filtro pasivo LC (21) conectado a los condensadores (20) , compuesto por dos bobinas en serie con los condensadores (20) , y un condensador en paralelo, permitiendo la alimentación remota desde una Oficina Telefónica Central (1) de un terminal telefónico (8) .

9. Un dispositivo auntoinstalable para estándar VDSL2 caracterizado porque comprende un microfiltro activo para estándar de comunicación VDSL2 que elimina las reflexiones de tramos de línea (6) sin adaptar, cuyos parámetros característicos son su impedancia Z0, su longitudLysu función de propagación γ, y que, conectados en un punto (9)

a la línea telefónica principal (1) son adaptados; donde dicho microfiltro activo (10) comprende una parte activa (19) y una parte pasiva (18) , y donde dicha parte activa (19) comprende un circuito inversor de signo (11) .

10. Un dispositivo autoinstalable para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende un circuito de alimentación, un conector de entrada (26) y otro de salida (27) de línea telefónica que permiten la conexión de los terminales telefónicos (8) a la línea telefónica principal (4) mediante un conector de salida (24) dispuesto en un equipamiento local de usuario (2) .

11. Un dispositivo autoinstalable para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 9, caracterizado porque el circuito de alimentación comprende una opción seleccionada del grupo compuesto por un elemento de alimentación (32) , un convertidor de corriente alterna a corriente continua AC/DC, que toma su alimentación de una toma de red eléctrica convencional (23) , y una combinación de ambas; donde el elemento de alimentación está seleccionado entre una pila y una batería recargable al menos por el convertidor AC/DC.

12. Un dispositivo autoinstalable para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende una fuente de corriente alterna (28) de iguales características que la toma de red eléctrica convencional (23) de la que dicho dispositivo autoinstalable (25) toma su alimentación cuando el circuito de alimentación está compuesto por el convertidor de corriente alterna a corriente continua.

13. Un dispositivo autoinstalable para estándar de comunicación VDSL2, según la reivindicación 9, caracterizado porque se conecta a todos los tramos de línea (6) del equipamiento local de usuario (2) excepto al que conecta con un modem xDSL (3) para adaptar todas las impedancias introducidas por todos los tramos de línea (6) de dicho equipamiento local de usuario (2) .