DE102019208986B4 - DEVICE AND NETWORK FOR WIRELESS OPTICAL COMMUNICATIONS - Google Patents

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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1149—Arrangements for indoor wireless networking of information

Abstract

Vorrichtung (10) mit einer Kommunikationseinrichtung (12), die Folgendes aufweist:eine Empfangseinrichtung (14); die ausgebildet ist, um ein erstes drahtloses, optisches Kommunikationssignal (16) durch ein freies Übertragungsmedium zu empfangen, um ein elektrisches Signal (18) basierend auf dem drahtlosen optischen Kommunikationssignal (16) zu erhalten;eine Verarbeitungseinrichtung (22), die ausgebildet ist, um das elektrische Signal (18) zu verarbeiten, um ein verarbeitetes elektrisches Signal (24) zu erhalten; undeine Sendeeinrichtung (26), die ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal (24) in ein zweites drahtloses optisches Kommunikationssignal (28) zu überführen, so dass das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) zumindest teilweise dem ersten drahtlosen optischen Kommunikationssignal (16) entspricht, und um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) durch ein freies Übertragungsmedium zu senden;wobei die Vorrichtung (10) als Laufkatze für ein Transportsystem gebildet ist.Apparatus (10) having communication means (12) comprising: receiving means (14); configured to receive a first wireless optical communication signal (16) through a free transmission medium to obtain an electrical signal (18) based on the wireless optical communication signal (16);a processing device (22) configured to process the electrical signal (18) to obtain a processed electrical signal (24); anda transmission device (26) which is designed to convert the processed electrical signal (24) into a second wireless optical communication signal (28), so that the second wireless optical communication signal (28) at least partially corresponds to the first wireless optical communication signal (16) and to transmit the second wireless optical communication signal (28) through a free transmission medium; wherein the device (10) is configured as a trolley for a transportation system.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur drahtlosen, optischen Kommunikation und auf ein Netzwerk zur drahtlosen, optischen Kommunikation. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Kommunikationssystem mit mehreren in Serie angeordneten, optischen drahtlosen Transceivern für lineare, dynamische Kommunikationsszenarien.The present invention relates to a wireless optical communication device and a wireless optical communication network. The present invention further relates to a communication system with multiple optical wireless transceivers arranged in series for linear, dynamic communication scenarios.

Die fortschreitende Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0 setzt eine zuverlässige Datenkommunikation zwischen Maschinen voraus. in der drahtlosen Datenübertragung findet man hauptsächlich RF-basierte (RF = radio frequency, Funkfrequenzen) Technologien. Der große Umfang der Vernetzung offenbart insbesondere die Probleme dieser Funknetzwerke: Elektromagnetische Interferenz zwischen verschiedenen Kommunikationskanälen oder andere Störer senken die Zuverlässigkeit. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung der Reichweite oder im Extremfall zum vollkommenen Erliegen der Datenübertragung. Dieses Problem zeigt sich insbesondere bei Laufkatzen an industriellen Krananlagen. Darüber hinaus sind Funk-basierte Technologien in aller Regel nicht echtzeitfähig, was in industriellen Kommunikationsprotokollen wie Profinet, EtherCat, ... allerdings obligatorisch ist.The advancing digitization as part of Industry 4.0 requires reliable data communication between machines. in wireless data transmission one mainly finds RF-based (RF = radio frequency) technologies. The large extent of networking reveals the problems of these wireless networks in particular: Electromagnetic interference between different communication channels or other disruptors reduce reliability. This leads to a significant reduction in the range or, in extreme cases, to the complete failure of data transmission. This problem is particularly evident in the case of trolleys on industrial crane systems. In addition, radio-based technologies are generally not real-time capable, which is obligatory in industrial communication protocols such as Profinet, EtherCat, ... however.

Aktuelle drahtlose Übertragungssysteme basieren auf stark regulierten Frequenzbändern. Da Funk-Antennen in der Regel omnidirektional abstrahlen und Funkwellen verschiedene Hindernisse passieren können oder an ihnen reflektiert werden, kommt es in der Praxis zur Überlagerung verschiedener Kommunikationskanäle. Mehrere Systeme im selben Einsatzbereich müssen sich deshalb die verfügbaren Frequenzbänder teilen. Sowohl die reale Datenrate als auch die mögliche Reichweite sind daher stark von der Umgebung abhängig und schränken deshalb die Zuverlässigkeit des Systems ein. Aktuelle RF-Technologien begegnen diesem Problem mit komplexen Modulationsverfahren wie z. B. dem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren OFDM (orthogonal frequency divisional multiplex). Die aufwendige Modulation, Demodulation und die lange Symboldauer führt allerdings zu einer Übertragungslatenz im ein- und zweistelligen Millisekundenbereich, welche nicht ausreichend gering für die Echtzeitanforderungen mancher Systeme ist.Current wireless transmission systems are based on heavily regulated frequency bands. Since radio antennas generally radiate omnidirectionally and radio waves can pass through various obstacles or be reflected by them, different communication channels overlap in practice. Several systems in the same area of application therefore have to share the available frequency bands. Both the real data rate and the possible range are therefore heavily dependent on the environment and therefore limit the reliability of the system. Current RF technologies counter this problem with complex modulation methods such as e.g. B. the orthogonal frequency division multiplex method OFDM (orthogonal frequency divisional multiplex). However, the complex modulation, demodulation and the long symbol duration lead to a transmission latency in the one to two-digit millisecond range, which is not sufficiently low for the real-time requirements of some systems.

US 9,838,119 B1 bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum automatischen Steuern eines optischen Datensignals von einem Transceiver einer Basisstation. US 9,838,119 B1 relates to a system and method for automatically controlling an optical data signal from a base station transceiver.

WO 2017/011649 A1 bezieht sich auf ein Polarisations-Grating, das mittels eines verstärkten Halbleiterschalter ersetzt wird. WO 2017/011649 A1 refers to a polarization grating that is replaced with a reinforced semiconductor switch.

„Comparison of Optical and Electrical based Amplify and-Forward Relay-Assisted FSO Links over Gamma-Gamma Channels“ ( Nor, N.A.M. et al in IEEE International Symposium on Communications Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP), Juli 2016 bezieht sich auf eine Relay-unterstützte oder multi-hop optische Kommunikation."Comparison of Optical and Electrical based Amplify and-Forward Relay-Assisted FSO Links over Gamma-Gamma Channels" ( Nor, NAM et al in IEEE International Symposium on Communications Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP), July 2016 refers to relay-assisted or multi-hop optical communication.

Wünschenswert wären Kommunikationsnetzwerke und Vorrichtungen zur drahtlosen Kommunikation, die eine hohe Bandbreite und/oder eine zuverlässige Kommunikation trotz veränderlicher Relativposition von Kommunikationspartnern über hohe Distanzen ermöglichen.It would be desirable to have communication networks and devices for wireless communication that enable a high bandwidth and/or reliable communication over long distances despite changing relative positions of communication partners.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk und eine hierin einsetzbare Vorrichtung zur drahtlosen, optischen Kommunikation zu schaffen, die eine zuverlässige Kommunikation über hohe Reichweiten ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to create a wireless, optical communication network and a device for wireless, optical communication that can be used therein, which enables reliable communication over long ranges.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims.

Die Erfinder haben erkannt, dass durch Konversion eines optischen Signals in ein elektrisches Signal zum Verarbeiten des elektrischen Signals und erneutem Erzeugen eines optischen Signals aus dem verarbeiteten elektrischen Signal sowohl eine Signalanpassung ausgeführt werden kann, als auch durch die erneute Generierung eine optische Leistung wieder erzeugt werden kann, so dass eine hohe Reichweite des Kommunikationslinks erreicht werden kann.The inventors have recognized that by converting an optical signal into an electrical signal for processing the electrical signal and generating an optical signal again from the processed electrical signal, both signal adaptation can be carried out and optical power can be generated again by the renewed generation can, so that a long range of the communication link can be achieved.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung eine Kommunikationseinrichtung, die eine Empfangseinrichtung, eine Verarbeitungseinrichtung und eine Sendeeinrichtung aufweist. Die Empfangseinrichtung ist ausgebildet, um ein erstes drahtloses, optisches Kommunikationssignal durch ein freies Übertragungsmedium zu empfangen, um ein elektrisches Signal aus dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal zu generieren. Die Verarbeitungseinrichtung ist ausgebildet, um das elektrische Signal zu verarbeiten, um ein verarbeitetes elektrisches Signal zu erhalten. Die Sendeeinrichtung ist ausgebildet, um das verarbeitete elektrische Signal in ein zweites drahtloses, optisches Kommunikationssignal zu überführen, so dass das zweite drahtlose, optische Kommunikationssignal zumindest teilweise dem ersten drahtlosen, optischen Kommunikationssignal entspricht, und um das zweite drahtlose, optische Kommunikationssignal durch ein freies Übertragungsmedium zu senden. Dies ermöglicht eine Aufbereitung und Verarbeitung des Signals und eine erneute Generierung des optischen Signals, um gegebenenfalls hohe Distanzen zu überbrücken. Die Vorrichtung ist als Laufkatze für ein Transportsystem gebildet.According to one embodiment, a device includes a communication device, which has a receiving device, a processing device and a transmitting device. The receiving device is designed to receive a first wireless, optical communication signal through a free transmission medium in order to generate an electrical signal from the wireless, optical communication signal. The processing device is designed to process the electrical signal in order to obtain a processed electrical signal. The transmission device is designed to convert the processed electrical signal into a second wireless, optical communication signal, so that the second wireless, optical communication signal at least partially corresponds to the first wireless, optical communication signal, and to transmit the second wireless, optical communication signal through a free transmission medium to send. This enables the signal to be prepared and processed and the optical signal to be generated again, if necessary over long distances to bridge. The device is designed as a trolley for a transport system.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk zumindest eine Vorrichtung und eine Basisstation, die für eine drahtlose, optische Kommunikation unter Verwendung des drahtlosen, optischen Signals eingerichtet ist. Die Vorrichtung ist mit einer Kommunikationseinrichtung gebildet und weist auf: eine Empfangseinrichtung; die ausgebildet ist, um ein erstes drahtloses, optisches Kommunikationssignal durch ein freies Übertragungsmedium zu empfangen, um ein elektrisches Signal basierend auf dem drahtlosen optischen Kommunikationssignal zu erhalten; eine Verarbeitungseinrichtung, die ausgebildet ist, um das elektrische Signal zu verarbeiten, um ein verarbeitetes elektrisches Signal zu erhalten; und eine Sendeeinrichtung, die ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal in ein zweites drahtloses optisches Kommunikationssignal zu überführen, so dass das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal zumindest teilweise dem ersten drahtlosen optischen Kommunikationssignal entspricht, und um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal durch ein freies Übertragungsmedium zu senden. Die Teilnehmervorrichtung ist bezogen auf die Basisstation beweglich angeordnet. Dies ermöglicht ein flexibles drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk mit hoher Reichweite.According to an embodiment, a wireless optical communication network includes at least one device and a base station configured for wireless optical communication using the wireless optical signal. The device is formed with communication means and includes: receiving means; configured to receive a first wireless optical communication signal through a free transmission medium to obtain an electrical signal based on the wireless optical communication signal; a processing device which is designed to process the electrical signal in order to obtain a processed electrical signal; and a transmission device that is designed to convert the processed electrical signal into a second wireless optical communication signal, so that the second wireless optical communication signal at least partially corresponds to the first wireless optical communication signal, and to transmit the second wireless optical communication signal through a free transmission medium send. The subscriber device is movably arranged in relation to the base station. This enables a flexible, long-range wireless optical communication network.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.Further advantageous configurations are defined in the dependent patent claims.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine Verstärkereinrichtung aufweist;
  • 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der die Verarbeitungseinrichtung ein Verstärkerelement aufweist, das ausgebildet ist, um ein elektrisches Signal basierend auf einer Signalkompression zu verstärken;
  • 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der eine Verarbeitungseinrichtung zur digitalen Datenverarbeitung ausgebildet ist;
  • 5 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der die Verarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um ein erstes Signal ohne durch digitale Datenverarbeitung verursachte Zeitverzögerung direkt weiterzuleiten und um ein digital verarbeitetes elektrisches Signal in einem späteren Zeitintervall zu senden;
  • 6 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die ausgebildet ist, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal entlang einer Richtung auszusenden aus der ein drahtloses optisches Kommunikationssignal empfangen wird;
  • 7 ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem eine Richtungsumlenkung von Strahlengängen zwischen einer Kommunikationsachse und Teilnehmervorrichtungen erfolgt;
  • 8 ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Kommunikationsachse umgelenkt wird;
  • 9 ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei den die Basisstation ausgebildet ist, um drahtlose, optische Signale entlang zumindest einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung auszusenden;
  • 10 ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die drahtlosen, optischen Kommunikationssignale entlang einer identischen Richtung parallel zueinander auszusenden;
  • 11 ein schematisches Blockschaltbild eines Teils eines drahtlosen, optischen Kommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Kommunikationsrichtungen der gleiche Sender und/oder der gleiche Empfänger zugeordnet ist;
  • 12 ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerks gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
  • 13 ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerks gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bei dem eine Ringkonfiguration implementiert ist.
Embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic block diagram of a device according to an embodiment;
  • 2 a schematic block diagram of a device according to an embodiment, which has an amplifier device;
  • 3 1 shows a schematic block diagram of a device according to an exemplary embodiment, in which the processing device has an amplifier element which is designed to amplify an electrical signal based on signal compression;
  • 4 a schematic block diagram of a device according to an embodiment, in which a processing device is designed for digital data processing;
  • 5 a schematic block diagram of a device according to an embodiment, in which the processing device is designed to forward a first signal directly without a time delay caused by digital data processing and to send a digitally processed electrical signal in a later time interval;
  • 6 a schematic block diagram of a device according to an embodiment, which is designed to emit the wireless, optical communication signal along a direction from which a wireless optical communication signal is received;
  • 7 a schematic block diagram of a wireless, optical communication network according to an embodiment, in which a direction deflection of beam paths between a communication axis and subscriber devices takes place;
  • 8th a schematic block diagram of a wireless, optical communication network according to an embodiment, in which the communication axis is deflected;
  • 9 a schematic block diagram of a wireless, optical communication network according to an embodiment, in which the base station is designed to emit wireless, optical signals along at least a first direction and a second direction;
  • 10 a schematic block diagram of a wireless, optical communication network according to an embodiment, wherein the base station is designed to emit the wireless, optical communication signals along an identical direction parallel to each other;
  • 11 a schematic block diagram of a part of a wireless, optical communication system according to an embodiment, in which two directions of communication of the same transmitter and / or the same receiver is assigned;
  • 12 a schematic block diagram of a wireless optical communication network according to a further embodiment;
  • 13 a schematic block diagram of a wireless optical communication network according to a further embodiment in which a ring configuration is implemented.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.Before exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings, it is pointed out that identical elements, objects and/or structures that have the same function or have the same effect are provided with the same reference symbols in the different figures, so that the different exemplary embodiments shown provided description of these elements is interchangeable or can be applied to each other.

Nachfolgende Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine drahtlose optische Signalübertragung oder Datenübertragung. Diese wird im Rahmen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele auch als Li-Fi (Light-Fidelity; Lichtübertragung) bezeichnet. Der Begriff Li-Fi bezieht sich dabei auf Begriffe IrDA (Infrared Data Association) oder OWC (Optical Wireless Communication; optische drahtlose Kommunikation). Das bedeutet, die Ausdrücke drahtlose optische Datenübertragung und Li-Fi werden synonym verwendet. Als optische drahtlose Datenübertragung wird hierbei verstanden, ein elektromagnetisches Signal durch ein freies Übertragungsmedium, beispielsweise Luft oder ein anderes Gas oder Fluid, zu übertragen. Hierfür können beispielsweise Wellenlängen im ultravioletten (UV) Bereich mit zumindest 350 nm und dem Infrarotbereich, beispielsweise höchstens 1550 nm verwendet werden, wobei auch andere Wellenlängen möglich sind, die sich von für Funkstandards benutzten Wellenlängen unterscheiden. Eine drahtlose optische Datenübertragung ist auch von einer drahtgebundenen optischen Datenübertragung zu unterscheiden, die beispielsweise mittels Lichtwellenleiter oder Lichtwellenleiterkabel erhalten wird.The following exemplary embodiments relate to wireless optical signal transmission or data transmission. Within the scope of the exemplary embodiments described herein, this is also referred to as Li-Fi (light fidelity; light transmission). The term Li-Fi refers to terms IrDA (Infrared Data Association) or OWC (Optical Wireless Communication; optical wireless communication). This means that the terms wireless optical data transmission and Li-Fi are used interchangeably. Optical wireless data transmission is understood here to mean transmitting an electromagnetic signal through a free transmission medium, for example air or another gas or fluid. For this purpose, for example, wavelengths in the ultraviolet (UV) range with at least 350 nm and the infrared range, for example at most 1550 nm, can be used, with other wavelengths being possible that differ from the wavelengths used for radio standards. Wireless optical data transmission is also to be distinguished from wired optical data transmission, which is obtained, for example, by means of optical fibers or optical fiber cables.

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Kommunikationseinrichtung 12. Die Kommunikationseinrichtung 12 umfasst eine Empfangseinrichtung 14, die ausgebildet ist, um ein drahtloses, optisches Kommunikationssignal 16 zu empfangen. Die Empfangseinrichtung 14 ist ausgebildet, um ein elektrisches Signal 18 basierend auf dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal zu erhalten. Die Empfangseinrichtung 14 kann beispielsweise einen Photodetektor, eine Photodiode, einen Fototransistor oder Ähnliches umfassen, der ausgebildet ist, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 zu empfangen und in das elektrische Signal 18 zu konvertieren. 1 shows a schematic block diagram of a device 10 according to an embodiment. The device 10 includes a communication device 12. The communication device 12 includes a receiving device 14 which is designed to receive a wireless, optical communication signal 16. The receiving device 14 is designed to receive an electrical signal 18 based on the wireless, optical communication signal. The receiving device 14 can include, for example, a photodetector, a photodiode, a phototransistor or the like, which is designed to receive the wireless, optical communication signal 16 and to convert it into the electrical signal 18 .

Die Kommunikationseinrichtung 12 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 22, die ausgebildet ist, um das elektrische Signal 18 zu verarbeiten, um ein verarbeitetes elektrisches Signal 24 zu erhalten. Die Verarbeitung kann eine Verstärkung und/oder Veränderung des Informationsgehalts des elektrischen Signals 18 umfassen, das elektrische Signal 24 basiert dabei jedoch immer noch, zumindest zum Teil auf dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 16. Das verarbeitete elektrische Signal 24 ist somit zu unterscheiden von einem Antwortsignal auf das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16, welches ebenfalls basierend auf dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 16 erstellt würde, jedoch einen beliebigen Informationsgehalt aufweisen und zurückgeleitet würde, während das optische Kommunikationssignal 28 der Weiterleitung des optischen Kommunikationssignals 16 dient.The communication device 12 includes a processing device 22 which is designed to process the electrical signal 18 in order to obtain a processed electrical signal 24 . The processing may include amplification and/or modification of the information content of the electrical signal 18, but the electrical signal 24 is still based, at least in part, on the wireless, optical communication signal 16. The processed electrical signal 24 is thus to be distinguished from a response signal to the wireless, optical communication signal 16, which would also be created based on the wireless, optical communication signal 16, but would have any information content and would be returned, while the optical communication signal 28 is used to forward the optical communication signal 16.

Die Kommunikationseinrichtung 12 umfasst eine Sendeeinrichtung 26, die ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal 24 in ein drahtloses, optisches Kommunikationssignal 28 zu überführen. Die Sendeeinrichtung 26 kann hierzu beispielsweise einen Emitter aufweisen, beispielsweise eine Leuchtdiode, eine Laserdiode, einen Laser oder dergleichen.The communication device 12 includes a transmission device 26 which is designed to convert the processed electrical signal 24 into a wireless, optical communication signal 28 . For this purpose, the transmission device 26 can, for example, have an emitter, for example a light-emitting diode, a laser diode, a laser or the like.

Basierend auf der durchgehenden, möglicherweise einer auf „verstärken und weiterleiten“ (amplify and forward) oder „decodieren und weiterleiten“ (decode and forward) ausgelegten Signalkette kann das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28 ganz oder teilweise dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 16 im Hinblick auf den Informationsgehalt entsprechen, selbst wenn sich zwischen dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 28 und dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 16 einzelne Signalparameter unterscheiden können, beispielsweise ein Wellenlängenbereich, eine Polarisation, eine Modulationsart, eine räumliche Form des Strahlbündels, eine Taktung oder dergleichen. Die Sendeeinrichtung 26 ist ausgebildet, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28 zu senden.Based on the end-to-end signal chain, possibly designed to “amplify and forward” or “decode and forward” (decode and forward), the wireless, optical communication signal 28 can completely or partially match the wireless, optical communication signal 16 with regard to correspond to the information content, even if individual signal parameters can differ between the wireless, optical communication signal 28 and the wireless, optical communication signal 16, for example a wavelength range, a polarization, a modulation type, a spatial shape of the beam, a clocking or the like. The transmission device 26 is designed to transmit the wireless, optical communication signal 28 .

2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 20 kann so ausgeführt sein, dass die Verarbeitungseinrichtung 22 eine Verstärkereinrichtung 31 umfasst, die ausgebildet ist, um das elektrische Signal 18 zu verstärken. Das bedeutet, das verarbeitete elektrische Signal 24 kann basierend auf einer Verstärkung des elektrischen Signals 18 erhalten werden. Die Verstärkereinrichtung 31, die bspw. ein Verstärkerelement 32 aufweist, etwa einen Transimpedanzverstärker oder einen Stromverstärker. Bspw. ist die Empfangseinrichtung mit einem Photodetektor ausgestattet, die aus dem optischen Signal einen elektrischen Strom erzeugen kann, weshalb hierzu ein Stromverstärker oder ein Transimpedanzverstärker eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung 20 kann ferner so ausgestaltet sein, dass die Sendeeinrichtung 26 einen Treiberschaltkreis 34 umfasst, der ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal 24 in ein Ansteuersignal 36 für einen optischen Emitter 38, beispielsweise eine Leuchtdiode, eine Laserdiode, einen Laser oder dergleichen zu überführen. Alternativ kann hier ein externer Modulator (z.B. Mach-Zehnder Modulator) vorgesehen sein, der die optische Intensität moduliert. 2 shows a schematic block diagram of a device 20 according to an embodiment. The device 20 can be designed such that the processing device 22 includes an amplifier device 31 which is designed to amplify the electrical signal 18 . That is, the processed electrical signal 24 may be obtained based on an amplification of the electrical signal 18 . The amplifier device 31, which has, for example, an amplifier element 32, such as a transimpedance amplifier or a current amplifier. For example, the receiving device is equipped with a photodetector that can generate an electric current from the optical signal, which is why a current amplifier or a transimpedance amplifier can be used for this purpose. The device 20 can also be configured in such a way that the transmission device 26 comprises a driver circuit 34 which is designed to convert the processed electrical signal 24 into a control signal 36 for an optical emitter 38, for example a light-emitting diode, a laser diode, a laser or the like convict. Alternatively, an external modulator (eg Mach-Zehnder modulator) can be provided here, which modulates the optical intensity.

Die Vorrichtung 20 kann ausgebildet sein, um das optische Kommunikationssignal 28 entsprechend dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 16 bereitzustellen, wobei dies ohne Einschränkungen unter Vornahme von Änderungen in einem Wellenlängenbereich oder Spektrum der Signale erfolgen kann. Das bedeutet, das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28 kann einer, bezogen auf die Signalamplitude, verstärkten Version des drahtlosen, optischen Kommunikationssignals 16 entsprechen.The device 20 can be configured to provide the optical communication signal 28 corresponding to the wireless optical communication signal 16, which can be done without restrictions by making changes in a wavelength range or spectrum of the signals. That is, the wireless optical communication signal 28 may correspond to an amplified version of the wireless optical communication signal 16 based on the signal amplitude.

Die Sendeeinrichtung 26 kann beispielsweise eine Optik zum Formen des drahtlosen, optischen Kommunikationssignals 28 umfassen, beispielsweise eine Sammellinse oder dergleichen. Dies ermöglicht die Kollimierung optischer Strahlen, was eine hohe Reichweite ermöglichen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Empfangseinrichtung 14 eine Optik aufweisen, etwa um das drahtlose optische Kommunikationssignal 16 auf den Detektor 14 zu fokussieren oder zu bündeln.The transmission device 26 can, for example, comprise optics for shaping the wireless, optical communication signal 28, for example a converging lens or the like. This allows optical beams to be collimated, which can enable long range. Alternatively or additionally, the receiving device 14 can have optics, for example in order to focus or bundle the wireless optical communication signal 16 onto the detector 14 .

In anderen Worten kann in der Ausführung gemäß 2 der Vorrichtung 20, die in einem Netzwerk auch als mobile Station betrieben werden kann, das Einfallen des Kommunikationssignals 16 zunächst mittels Photodetektor 14 (beispielsweise Photodiode, Fototransistor, der Ähnlichem) detektiert werden. Das Signal kann mittels Verstärker 32 (beispielsweise Transimpedanzverstärker) zunächst verstärkt und dann direkt in den Treiber 34 des Senders eingespeist werden. Dieser steuert dann einen Emitter 38 (Leuchtdiode, Laserdiode, Laser oder Ähnliches), so dass das Signal 24 in ein optisches Kommunikationssignal 28 konvertiert wird.In other words, according to the embodiment 2 of the device 20, which can also be operated as a mobile station in a network, the incidence of the communication signal 16 can first be detected by means of a photodetector 14 (for example a photodiode, phototransistor, or the like). The signal can first be amplified by means of an amplifier 32 (for example a transimpedance amplifier) and then fed directly into the driver 34 of the transmitter. This then controls an emitter 38 (light-emitting diode, laser diode, laser or the like) so that the signal 24 is converted into an optical communication signal 28 .

3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der die Verarbeitungseinrichtung 22 gegenüber der Vorrichtung 20 eine Verstärkereinrichtung 31' aufweist, die alternativ oder zusätzlich zu dem Verstärkerelement 32 ein Verstärkerelement 38 aufweist, das ausgebildet ist, um ein auf dem elektrischen Signal 24 basierendes Eingangssignal, das bedeutet, das elektrische Signal 24 oder beispielsweise eine durch das optionale Verstärkerelement 32 verstärkte Version hiervon, basierend auf einer Signalkompression zu verstärken, um das elektrische Signal 24 basierend hierauf zu erhalten. Das bedeutet, das Signal 18 kann bis in die Signalkompression verstärkt werden. Die Signalkompression ermöglicht es, die Signalform aufzubereiten, ohne hierfür eine digitale Signalverarbeitung mit dediziertem analog/digital Wandler vorsehen zu müssen. Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann somit ausgebildet sein, um das elektrische Signal 24 ohne digitale Datenverarbeitung zu verarbeiten oder aufzubereiten. 3 shows a schematic block diagram of a device 30 according to an exemplary embodiment, in which the processing device 22 has, compared to the device 20, an amplifier device 31' which, as an alternative or in addition to the amplifier element 32, has an amplifier element 38 which is designed to convert an electrical signal 24 based input signal, which means amplifying the electrical signal 24 or, for example, a version thereof amplified by the optional amplifier element 32, based on a signal compression in order to obtain the electrical signal 24 based thereon. This means that the signal 18 can be amplified up to the point of signal compression. The signal compression makes it possible to process the signal form without having to provide digital signal processing with a dedicated analog/digital converter. The processing device 22 can thus be designed to process or condition the electrical signal 24 without digital data processing.

In anderen Worten kann in der Ausführung der mobilen Stationen 30 das einfallende Kommunikationssignal 16 zunächst mittels Photodetektor 14 (beispielsweise Photodiode, Fototransistor oder Ähnlichem) detektiert werden. Das Signal kann mittels Verstärker 32 (beispielsweise Transimpedanzverstärker) zunächst verstärkt und im Anschluss ohne digitale Datenverarbeitung aufbereitet werden. Dies kann beispielsweise mittels elektrischem Verstärker 42 mit sehr hoher Verstärkung (beispielsweise Limiting-Verstärker, Komparator oder Ähnlichem) geschehen, indem das Signal in die Kompression getrieben wird. Das Signal kann durch das Verstärkerelement 32 in die Kompression getrieben werden, d. h. es wird geclippt. D. h. der Verstärker würde ein Signal erzeugen, dessen Amplitude deutlich größer als die Versorgungsspannungen sind, weshalb es abgeschnitten wird. D. h. die Verstärkung des Verstärkerelements 32 kann so groß sein, damit es zur Kompression/Clipping kommt. Handelt es sich bei dem Signal um ein analoges, schmalbandiges Signal, kann alternativ auch ein sehr linearer, elektrischer Verstärker verwendet werden, um so Verzerrungen zu vermeiden. Anschließend kann das Signal in dem Treiber 34 des Senders 26 eingespeist werden. Dieser steuert dann einen Emitter 38 (Leuchtdiode, Laserdiode, Laser, oder Ähnliches), so dass das Signal in ein optisches Kommunikationssignal 28 konvertiert wird.In other words, in the embodiment of the mobile stations 30, the incoming communication signal 16 can first be detected by means of a photodetector 14 (e.g. photodiode, phototransistor or the like). The signal can first be amplified by means of an amplifier 32 (for example a transimpedance amplifier) and then processed without digital data processing. This can be done, for example, by means of an electrical amplifier 42 with very high amplification (for example a limiting amplifier, comparator or the like), in that the signal is driven into compression. The signal can be driven into compression by the gain element 32, i. H. it is clipped. i.e. the amplifier would produce a signal whose amplitude is significantly larger than the supply voltages, which is why it is clipped. i.e. the gain of the gain element 32 can be so great that compression/clipping occurs. If the signal is an analogue, narrow-band signal, a very linear, electrical amplifier can alternatively be used in order to avoid distortions. The signal can then be fed into the driver 34 of the transmitter 26 . This then controls an emitter 38 (light-emitting diode, laser diode, laser, or the like) so that the signal is converted into an optical communication signal 28 .

4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der die Verarbeitungseinrichtung 22 ausgebildet ist, um eine digitale Datenverarbeitung des elektrischen Signals 18 auszuführen. Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann die Verstärkereinrichtung 31' oder alternativ die Verstärkereinrichtung 31 umfassen. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinrichtung 22 ausgebildet sein, um einen Dateninhalt des elektrischen Signals 18 zu verändern. Hierfür kann eine Signalverarbeitungseinrichtung 44 vorgesehen sein, die nach die Verstärkereinrichtung 31' geschaltet sein kann. Die Signalverarbeitungseinrichtung 44 kann einen oder mehrere Schaltkreise aufweisen. An einem Signaleingang kann ein Analog-Digital-Converter (ADC) vorgesehen sein, um eine digitale Version des elektrischen Signals 18 oder der verstärkten Version des Signals 18 zu erhalten. An einem Signalausgang kann ein Digital-Analog-Converter (DAC) vorgesehen sein, um wieder ein analoges Signals zu erhalten. Als digitale Verarbeitung kann beispielsweise eine Prüfung der Daten auf Fehler, eine Veränderung der Daten durch Variation, Hinzufügung oder Entfernung oder dergleichen erfolgen. Hierfür kann die Signalverarbeitungseinrichtung 44 beispielsweise einen Prozessor, einen Mikrocontroller, ein feldprogrammierbares Gatter Array (FPGA) oder einen applikationsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) aufweisen. 4 12 shows a schematic block diagram of a device 40 according to an exemplary embodiment, in which the processing device 22 is designed to carry out digital data processing of the electrical signal 18. The processing device 22 can include the amplifier device 31 ′ or alternatively the amplifier device 31 . In addition, the processing device 22 can be designed to change a data content of the electrical signal 18 . For this purpose, a signal processing device 44 can be provided, which can be connected after the amplifier device 31'. The signal processing device 44 can have one or more circuits. An analog-to-digital converter (ADC) can be provided at a signal input in order to obtain a digital version of the electrical signal 18 or the amplified version of the signal 18 . A digital-to-analog converter (DAC) can be provided at a signal output in order to obtain an analog signal again. Digital processing can include checking the data for errors, changing the data through variation, addition or removal, or the like. For this purpose, the signal processing device 44 can have, for example, a processor, a microcontroller, a field-programmable gate array (FPGA) or an application-specific integrated circuit (ASIC).

Durch die Signalverarbeitungseinrichtung 44 kann somit ein Informationsgehalt des drahtlosen, optischen Kommunikationssignals 16 verändert werden. Unverändert handelt es sich jedoch bei dem drahtlosen, optischen Kommunikationssignal 28 um eine möglicherweise modifizierte Version hiervon aber nicht um ein Antwortsignal. Denkbar ist es zum Beispiel, die hierin beschriebenen Vorrichtungen als sequenziell zueinander in einem Kommunikationsbus oder anderem optischen drahtlosen Kommunikationsnetzwerk einsetzbare Vorrichtungen einzusetzen, bei der das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 gegebenenfalls in manipulierter Art und Weise an nachfolgende Vorrichtungen in Form des Signals 28 weitergesendet wird.An information content of the wireless, optical communication signal 16 can thus be changed by the signal processing device 44 . However, the wireless optical communication signal 28 is still a possibly modified version thereof and is not a response signal. It is conceivable, for example, to use the devices described herein as devices that can be used sequentially with one another in a communication bus or other optical wireless communication network, in which the wireless, optical communication signal 16 is transmitted on to subsequent devices in the form of the signal 28, possibly in a manipulated manner.

In anderen Worten kann in der Ausführung der mobilen Station 40 das einfallende Kommunikationssignal 16 zunächst mittels Photodetektor 14 (beispielsweise Photodiode, Fototransistor oder Ähnlichem) detektiert werden. Das Signal wird mittels Verstärker 32 (beispielsweise Transimpedanzverstärker) verstärkt. Optional kann hier ebenfalls ein Verstärker 42 mit sehr hoher Verstärkung, wie er im Zusammenhang mit der 3 beschrieben ist, eingesetzt werden. Für die Vorrichtung 40 entscheidend ist jedoch der Einsatz einer digitalen Datenverarbeitung. Diese umfasst einen Schaltkreis 44, in dem das Signal über einen Eingang (mit ADC) eingespeist wird und an dem es an einem Ausgang mittels DAC ausgegeben wird. „Digitale Datenverarbeitung“ meint hierbei sowohl eine Prüfung der Daten auf Fehler, wie auch eine Veränderung der Daten (beispielsweise ist es möglich, dass die mobile Station Daten hinzufügt oder entfernt). Anschließend wird das Signal in den Treiber 34 des Senders eingespeist. Dieser steuert dann einen Emitter 38 (Leuchtdiode, Laserdiode, Laser, oder Ähnliches), so dass das Signal in ein optisches Kommunikationssignal 28 konvertiert wird.In other words, in the embodiment of the mobile station 40, the incoming communication signal 16 can first be detected by means of a photodetector 14 (e.g. photodiode, phototransistor or the like). The signal is amplified by means of an amplifier 32 (e.g. transimpedance amplifier). Optionally, an amplifier 42 with very high gain can also be used here, as is the case in connection with the 3 is described, are used. However, the use of digital data processing is decisive for the device 40 . This includes a switching circuit 44 in which the signal is fed in via an input (with ADC) and at which it is output at an output using a DAC. "Digital data processing" means both checking the data for errors and changing the data (for example, it is possible for the mobile station to add or remove data). The signal is then fed into the driver 34 of the transmitter. This then controls an emitter 38 (light-emitting diode, laser diode, laser, or the like) so that the signal is converted into an optical communication signal 28 .

5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 50 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Verarbeitungseinrichtung 22 ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal 24 basierend auf einer Weiterleitung des elektrischen Signals 18 an die Sendeeinrichtung 26 zu erhalten, d. h., das elektrische Signal 18 wird ggf. ohne weitere Verarbeitung verstärkt weitergeleitet. Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann ausgebildet sein, um das elektrische Signal 18 zusätzlich digital zu verarbeiten, wie es im Zusammenhang mit der 4 anhand der Signalverarbeitungseinrichtung 44 beschrieben ist. Durch die Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinrichtung 44 kann es zu Zeitverzögerungen kommen, die dazu führen, dass das verarbeitete elektrische Signal 24 der Vorrichtung 40 als zeitverzögert bezogen auf das elektrische Signal 18 betrachtet werden kann. 5 shows a schematic block diagram of a device 50 according to an embodiment, in which the processing device 22 is designed to receive the processed electrical signal 24 based on a forwarding of the electrical signal 18 to the transmitting device 26, ie the electrical signal 18 is possibly without further processing intensified. The processing device 22 can be designed to additionally process the electrical signal 18 digitally, as in connection with the 4 is described with reference to the signal processing device 44 . The signal processing in the signal processing device 44 can lead to time delays, which mean that the processed electrical signal 24 of the device 40 can be regarded as having a time delay in relation to the electrical signal 18 .

Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann eine Signalweiche 46 umfassen, die ausgebildet sein kann, um wechselweise ein verarbeitetes elektrisches Signal 24' und das von der Signalverarbeitungseinrichtung 44 empfangene verarbeitete elektrische Signal 24 an die Sendeeinrichtung 26 zu leiten oder dieser bereitzustellen. Sie Signalweiche 46 kann beispielsweise ein Schalter oder Addierer sein oder ein solches Element umfassen. Optional kann die Signalweiche 46 auch in der Empfangseinrichtung 26 integriert sein und/oder so implementiert sein, dass die Sendeeinrichtung 26 das möglicherweise unverzögerte Ausgangssignal der Verstärkereinrichtung 31' oder 31 empfängt, um dieses mit möglichst geringer Signalverzögerung weiterzuleiten. Zu einem späteren Zeitpunkt kann das weiterverarbeitete elektrische Signal 24 von der Signalverarbeitungseinrichtung 44 empfangen werden und dieses dann als neues, zusätzliches drahtloses, optisches Kommunikationssignal gesendet werden.The processing device 22 can include a signal splitter 46 which can be designed to alternately route a processed electrical signal 24 ′ and the processed electrical signal 24 received by the signal processing device 44 to the transmitting device 26 or to provide it. You signal splitter 46 can be a switch or adder, for example, or include such an element. Optionally, the signal splitter 46 can also be integrated in the receiving device 26 and/or implemented in such a way that the transmitting device 26 receives the possibly undelayed output signal of the amplifier device 31′ or 31 in order to forward it with the least possible signal delay. At a later point in time, the processed electrical signal 24 can be received by the signal processing device 44 and this can then be sent as a new, additional wireless, optical communication signal.

Dies ermöglicht die drastische Reduzierung von Signalverzögerungen, insbesondere von Signalanteilen, die für der Vorrichtung 50 folgenden Vorrichtungen vorgesehen sind. So kann eine Basisstation beispielsweise ausgebildet sein, um mehrere Vorrichtungen gleichzeitig anzusprechen. Die Vorrichtung 50 kann ausgebildet sein, um einen für sie bestimmten Anteil auszukoppeln und/oder zu verarbeiten, während das Signal parallel hierzu weitergeleitet wird, um eine Verzögerung für dahinterliegende Vorrichtungen gering zu halten. Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann ausgebildet sein, um das elektrische Signal digital zu verarbeiten, um ein zeitverzögertes verarbeitetes elektrisches Signal zeitverzögert bezogen auf das verarbeitete elektrische Signal 24 an dieselbe Einrichtung 22 weiterzuleiten. Ein Ausgangssignal 48 der Verstärkereinrichtung 31 kann somit von der Signalweiche 46 weitergeleitet werden, so dass das elektrisch verarbeitete Signal 24 dem Ausgangssignal 48 der Verstärkereinrichtung 31' entsprechen kann. Das zeitverzögerte elektrisch verarbeitete Signal 24' der Vorrichtung 50 kann dem verarbeiteten elektrischen Signal 24 der Vorrichtung 40 entsprechen. Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann ausgebildet sein, um eine Zeitverzögerung des zeitverzögerten elektrischen Signals 24' basierend auf einem Kommunikationsprotokoll einzustellen, das von der Vorrichtung 50 umgesetzt und/oder von einer Basisstation, mit welcher die Vorrichtung 50 kommuniziert, vorgegeben wird. Ein drahtloses, optisches Kommunikationssignal, das mit der Sendeeinrichtung 26 aus dem zeitverzögerten verarbeiteten elektrischen Signal 24' generiert wird, kann somit in einem späteren Zeitintervall gesendet werden, als das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein späteres Zeitintervall eines Zeit-Multiplex handeln.This enables signal delays to be drastically reduced, in particular signal components which are provided for devices following the device 50 . For example, a base station can be designed to address multiple devices simultaneously. The device 50 can be designed to decouple and/or process a portion intended for it, while the signal is forwarded in parallel thereto in order to keep a delay for devices behind it low. The processing device 22 can be designed to process the electrical signal digitally in order to forward a time-delayed processed electrical signal to the same device 22 with a time delay in relation to the processed electrical signal 24 . An output signal 48 of the amplifier device 31 can thus be passed on by the signal splitter 46, so that the electrically processed signal 24 can correspond to the output signal 48 of the amplifier device 31'. The time-delayed electrically processed signal 24 ′ of the device 50 may correspond to the processed electrical signal 24 of the device 40 . The processing device 22 can be designed to adjust a time delay of the time-delayed electrical signal 24' based on a communication protocol which is implemented by the device 50 and/or is specified by a base station with which the device 50 communicates. A wireless, optical communication signal, which is generated with the transmitting device 26 from the time-delayed, processed electrical signal 24', can thus be sent at a later time interval than the wireless, optical communication signal 28. For example, this can be a later time interval of a time -Trade multiplex.

Die Zeitverzögerung im Zusammenhang mit hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen kann drei Facetten oder Aspekte aufweisen:

  • (1) Durch das analoge Weiterleiten des Signals ergibt sich physikalisch eine Zeitverzögerung, die je nach Entfernung und Anzahl der Schlitten/Relays, die das Signal wiederaufbereiten und weiterleiten, bspw. im ns-Bereich liegen kann
  • (2) Die durch die digitaler Datenverarbeitung, etwa in der Signalverarbeitungseinrichtung 44, eingerichteten Verzögerungen. Hierzu gehören die analog-zu-digitalWandlung, die Verarbeitung und die digital-zu-analog-Wandlung. Diese Verzögerung kann wiederum aus der Auswertung ganzer Datenframes des drahtlosen optischen Kommunikationssignals 16 resultieren, weshalb die dadurch entstehende Zeitverzögerung länger als (1) sein kann und bspw. im hohen dreistelligen ns oder µs Bereich liegen kann. Die unter (1) und (2) genannten Zeitverzögerungen können im System berücksichtigt werden.
  • (3) Ein beispielhaft implementiertes Kommunikationsprotokoll zum Senden/Empfangen der drahtlosen optischen Kommunikationssignale 16 und/oder 28 kann auf TDMA (Time Division Multiple Access; Zeitmehrfachzugriff/Zeitmultiplex) basieren, d. h. jedem Kommunikationsteilnehmer ist ein Zeitintervall zugeordnet, in dem er Daten Senden darf. Die Zeitverzögerung bis zum nächsten Intervall resultiert also aus dem Protokoll Die unter (3) genannten Zeitverzögerungen können bspw. durch ein Frequenzmultiplex (FDMA; Frequency Division Multiple Access) reduziert oder vermieden werden. Bspw. können mehrere Vorrichtungen (Laufkatzen) gleichzeitig senden, senden aber bspw. im Basisband auf unterschiedlichen Frequenzen (bspw. Laufkatze 1: 10-12 MHz, Laufkatze 2: 12... 14 MHz usw.) oder verwenden andere Trägerwellenlängen (bspw. 400nm, 500nm, 600nm, 700nm, 850nm, 940nm, ...) wobei Frequenzbandbreiten beliebig sein können. Im Falle von TDMA kann das Signal 28 bspw. in einem darauffolgenden Zeitschlitz gesendet werden.
The time delay associated with embodiments described herein may have three facets or aspects:
  • (1) The analog forwarding of the signal physically results in a time delay which, depending on the distance and the number of carriages/relays that process and forward the signal, can be in the ns range, for example
  • (2) The delays introduced by digital data processing, such as in the signal processor 44. This includes analog-to-digital conversion, processing, and digital-to-analog conversion. This delay can in turn result from the evaluation of entire data frames of the wireless optical communication signal 16, which is why the resulting time delay can be longer than (1) and can be, for example, in the high three-digit ns or μs range. The time delays mentioned under (1) and (2) can be taken into account in the system.
  • (3) A communication protocol implemented by way of example for sending/receiving the wireless optical communication signals 16 and/or 28 can be based on TDMA (Time Division Multiple Access; time division multiple access/time division multiplex), ie each communication participant is assigned a time interval in which he may send data. The time delay until the next interval therefore results from the protocol. The time delays mentioned under (3) can be reduced or avoided, for example, by frequency division multiplexing (FDMA; Frequency Division Multiple Access). E.g. several devices (trolleys) can transmit at the same time, but transmit e.g. in baseband on different frequencies (e.g. trolley 1: 10-12 MHz, trolley 2: 12...14 MHz etc.) or use other carrier wavelengths (e.g. 400nm, 500nm, 600nm, 700nm, 850nm, 940nm, ...) whereby frequency bandwidths can be arbitrary. In the case of TDMA, for example, the signal 28 can be sent in a subsequent time slot.

Die Verarbeitungseinrichtung 22 kann ausgebildet sein, um ein erstes Signal ohne durch digitale Datenverarbeitung verursachte Zeitverzögerung direkt weiterzuleiten und um ein digital verarbeitetes elektrisches Signal in einem anderen Zeitintervall zu senden.The processing device 22 can be designed to forward a first signal directly without a time delay caused by digital data processing and to send a digitally processed electrical signal in a different time interval.

Die Vorrichtungen 10, 20, 30, 40 und/oder 50 können jeweils eine Senke für das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 bilden. Gleichzeitig können sie eine Signalquelle für das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28 bilden.The devices 10, 20, 30, 40 and/or 50 can each form a sink for the wireless, optical communication signal 16. At the same time, they can form a signal source for the wireless, optical communication signal 28 .

Während die Vorrichtungen 20 und 30 als Amplify and Forward-Vorrichtungen gebildet sein können, können die Vorrichtungen 40 und/oder 50 als Decode and Forward-Vorrichtungen gebildet sein.While devices 20 and 30 may be configured as amplify and forward devices, devices 40 and/or 50 may be configured as decode and forward devices.

Die drahtlosen, optischen Kommunikationssignale 16 können bei hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen entlang zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs von ± 10°, ± 5° oder ± 1° parallel oder entgegengesetzt zueinander ausgerichteter Richtungen empfangen und/oder gesendet werden. Das bedeutet, eine Richtung, aus der das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 an der jeweiligen Vorrichtung eintrifft, kann innerhalb des Toleranzbereichs derjenigen Richtung entsprechen, in welche das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28 ausgesendet wird.In the exemplary embodiments described herein, the wireless, optical communication signals 16 can be received and/or transmitted along directions aligned parallel or opposite to one another at least within a tolerance range of ±10°, ±5° or ±1°. That is, a direction from which the wireless, optical communication signal 16 arrives at the respective device can correspond, within the tolerance range, to the direction in which the wireless, optical communication signal 28 is transmitted.

Eine vollständige Laufkatze umfasst deshalb bspw. die Vorrichtung 50 wie dargestellt jedoch ohne die Signalweiche 46 und das zeitverzögerte elektrische Signal 24' für den Weg Basisstation zur Laufkatzen; sowie den dargestellten Komponenten der Vorrichtung 50, um die Kommunikation für den Rückweg zu implementieren. Dieser Rückweg kann beide Verbindungen zur Signalverarbeitungseinrichtung 44 aufweisen. Da das Signal entweder von einer vorherigen Laufkatze zur Basisstation weitergeleitet werden muss oder die Laufkatze erkennt, dass es gerade ihr eigener Zeitschlitz ist, in welchem sie zum Senden berechtigt ist und sie deshalb selber Daten sendet. Anders ausgedrückt kann ein erster Weg, bspw. ein Hinweg als reine Signalverteilung verstanden werden, der so ausgelegt ist, dass jede Vorrichtung des Netzwerks mit dem drahtlosen optischen Signal 16 versorgt wird, welches individuelle und einer Vorrichtung zugeordnete Informationen oder einer Gruppe von Vorrichtungen oder allen Vorrichtungen (Broadcast) zugeordnete Informationen aufweisen kann. Der Rücktransport von Informationen zur Basisstation kann über eine Ringkonfiguration oder über einen Rückkanal erfolgen, der basierend auf der Signalweiche 46 und dem zeitverzögerten verarbeiteten Signal 24' eine Sammlung von Signalen der Vorrichtungen entlang der zweiten Richtung, etwa dem Rückweg ermöglicht. Hierfür kann ein eigener Rückkanal vorgesehen sein.A complete trolley therefore comprises, for example, the device 50 as shown but without the signal switch 46 and the time-delayed electrical signal 24' for the route from the base station to the trolley; and the illustrated components of apparatus 50 to implement communication for the return path. This return path can have both connections to the signal processing device 44 . Since the signal either has to be forwarded from a previous trolley to the base station or the trolley recognizes that it is in its own time slot in which it is authorized to transmit and is therefore transmitting data itself. In other words, a first way, e.g Devices (broadcast) may have associated information. Information can be transported back to the base station via a ring configuration or via a return channel which, based on the signal splitter 46 and the time-delayed processed signal 24', enables signals from the devices to be collected along the second direction, such as the return path. A separate return channel can be provided for this purpose.

In anderen Worten kann die Ausführung der mobilen Station 50 der Ausführung der mobilen Station 40 ähneln. Zumindest teilweise entscheiden kann hier der Einsatz einer zusätzlichen Komponente 46 sein. Das detektierte Signal wird nach der Verstärkung direkt in den Schaltkreis 44 eingespeist und zusätzlich über die Komponente 46 direkt an den Treiber 34 des Senders gesendet werden. Das Element 46 kann beispielsweise als Addierer oder Schalter ausgeführt sein. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass das detektierte Signal besonders schnell zum Sender gelangt und zur nächsten Station gesendet werden kann. Auf diese Weise erhalten zunächst alle mobilen Stationen die Daten und können diese parallel in den jeweiligen Schaltkreisen 44 verarbeiten, sofern vorhanden.In other words, the mobile station 50 implementation may be similar to the mobile station 40 implementation. The use of an additional component 46 can be at least partially decisive here. After amplification, the detected signal is fed directly into the circuit 44 and is additionally sent directly to the driver 34 of the transmitter via the component 46 . The Ele ment 46 can be implemented, for example, as an adder or switch. This configuration enables the detected signal to reach the transmitter particularly quickly and be sent to the next station. In this way, all mobile stations first receive the data and can process them in parallel in the respective circuits 44, if any.

In weiter anderen Worten zeigen die 2 bis 5 mehrere mögliche Ausführungen der mobilen Stationen, die das Weiterleiten des Signals an die nächste mobile Station ermöglicht. Die Varianten sind für eine unidirektionale Ausführung beschrieben, analog wird ein zweiter Kanal für die inverse Richtung implementiert, indem eine weitere Kommunikationseinrichtung angeordnet wird. Ein optischer, drahtloser Sender kann dabei zumindest einen Emitter (Leuchtdiode, Laserdiode, Laser) und einen Treiber und optional eine Optik aufweisen. Der Treiber kann eine Schaltung sein, die den Strom durch den Emitter variiert, mit dem Ziel, die Strahlungsintensität zu modulieren. Der Treiber kann auch ein externer Modulator (beispielsweise elektrooptischer Modulator wie Mach-Zehner-Modulator, Akustooptischer Modulator, Elektro-Absorption-Modulator, Polarisations-Modulator, Flüssigkristall-Lichtmodulator, oder Ähnliches) sein, der die emittierte Strahlungsintensität variiert. In diesem Fall ist die Strahlungsintensität des Emitters selber konstant. Die Optik (beispielsweise Linse) lenkt die emittierte Strahlung in das Sichtfeld, das heißt, in Richtung der Achse 58/58' aus 7, wobei die Strahlung nicht vollständig parallel zur Achse 58/58' sein muss, sondern auch kleine Winkel von ± 5°, ± 2° oder ± 1°, mit ihr einschließen kann. Der optische, drahtlose Empfänger kann zumindest einen Photodetektor (z. B. Photodiode, Fototransistor, ...) aufweisen. Die Verarbeitungseinrichtung kann einen elektrischen Verstärker aufweisen, der alternativ auch dem optischen, drahtlosen Empfänger zugeordnet werden kann. Darüber hinaus kann der optisch drahtlose Empfänger eine Empfangsoptik aufweisen, die die einfallende Strahlung auf den Photodetektor fokussiert.In other words, the 2 until 5 several possible implementations of the mobile stations, which allows the signal to be forwarded to the next mobile station. The variants are described for a unidirectional design; a second channel for the inverse direction is implemented analogously by arranging a further communication device. An optical, wireless transmitter can have at least one emitter (light emitting diode, laser diode, laser) and a driver and optionally an optical system. The driver can be a circuit that varies the current through the emitter with the aim of modulating the intensity of the radiation. The driver can also be an external modulator (e.g. electro-optical modulator such as a Mach-Zehnder modulator, acousto-optical modulator, electro-absorption modulator, polarization modulator, liquid crystal light modulator, or the like) that varies the emitted radiation intensity. In this case, the radiation intensity of the emitter itself is constant. The optics (e.g., lens) direct the emitted radiation into the field of view, that is, in the direction of axis 58/58' 7 , whereby the radiation does not have to be completely parallel to the axis 58/58', but can also enclose small angles of ±5°, ±2° or ±1° with it. The optical, wireless receiver can have at least one photodetector (e.g. photodiode, phototransistor, ...). The processing device can have an electrical amplifier, which can alternatively also be assigned to the optical, wireless receiver. In addition, the optically wireless receiver can have receiving optics that focus the incident radiation onto the photodetector.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Abänderung der Vorrichtung 50 vor dem Hintergrund, dass das Signal bei einer unidirektionalen Kommunikation und mit einer Basisstation als Quelle bspw. nur zu denjenigen Laufkatzen gesendet wird, die sich der aktuellen Laufkatze/Vorrichtung anschließen. Es kann jedoch ein Bedarf bestehen, Informationen von der Vorrichtung in die andere Richtung, also zur Basisstation zu übertragen, d. h. für eine solche bidirektionale Kommunikation könnte eine weitere Kommunikationseinrichtung vorgesehen sein, um in eine zweite Richtung zu senden, was zwar eine hohe Flexibilität und ggf. zwei individuelle Kommunikationskanäle ermöglicht, aber einen gewissen hardwaretechnischen Aufwand mit sich bringt. In diesem Fall können beide Kommunikationseinrichtungen bspw. von derselben oder einer kombinierten Signalverarbeitungseinrichtung 44 gesteuert werden.A further embodiment relates to a modification of the device 50 in view of the fact that in unidirectional communication and with a base station as the source, for example, the signal is only sent to those trolleys which are attached to the current trolley/device. However, there may be a need to transmit information from the device in the other direction, i.e. to the base station, i. H. A further communication device could be provided for such a bidirectional communication in order to transmit in a second direction, which admittedly allows a high degree of flexibility and possibly two individual communication channels, but entails a certain hardware complexity. In this case, both communication devices can be controlled, for example, by the same or a combined signal processing device 44 .

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind anhand einer unidirektionalen Kommunikation erläutert, die beispielsweise eine ringförmige Kommunikation ermöglicht. Weitere Ausführungsbeispiele sehen vor, dass eine Vorrichtung zumindest eine weitere Kommunikationseinrichtung aufweist, die für eine Kommunikation in eine weitere, möglicherweise entgegengesetzte Richtung ermöglicht, so dass eine bidirektionale Kommunikation ermöglicht ist. Die bidirektionale Kommunikation kann unter Verwendung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche, unterschiedlicher Zeitintervalle und/oder unterschiedlicher räumlicher Abschnitte erfolgen.The exemplary embodiments described above are explained using unidirectional communication, which enables ring-shaped communication, for example. Further exemplary embodiments provide that a device has at least one further communication device, which enables communication in a further, possibly opposite direction, so that bidirectional communication is possible. The bidirectional communication can take place using different wavelength ranges, different time intervals and/or different spatial sections.

Ausführungsbeispiele schaffen Vorrichtungen, die ähnlich aufgebaut sind, wie die Vorrichtung 50, jedoch ohne die direkte Weiterleitung des verarbeiteten elektrischen Signals 24. Bspw. im Zusammenhang mit einer ringförmigen Kommunikation können zwei Varianten implementiert werden:

  • (1) Die Laufkatzen fahren tatsächlich auf einer Art Kreisbahn und die letzte Laufkatze kommuniziert dann mit der Basisstation. Durch die vielen Kurven wir das System aber möglicherweise technisch anspruchsvoll zu realisieren;
  • (2) Alle Geräte können nur in eine Richtung kommunizieren. Am Ende der Strecke gibt es einen Empfänger, der das Signal detektiert und über eine drahtgebundene Verbindung zur Basisstation leitet, wie 13 veranschaulicht.
Exemplary embodiments create devices that are constructed similarly to the device 50, but without the direct forwarding of the processed electrical signal 24. For example, in connection with a ring communication, two variants can be implemented:
  • (1) The trolleys actually run on a kind of circular path and the last trolley then communicates with the base station. Due to the many curves, however, the system may be technically demanding to implement;
  • (2) All devices can only communicate in one direction. At the end of the link there is a receiver that detects the signal and forwards it to the base station via a wired connection, like 13 illustrated.

Hierin beschriebene Vorrichtungen können beispielsweise mobile Vorrichtungen sein, die für ein Transportsystem eingerichtet sind. Beispielsweise kann es sich hierbei um Laufkatzen handeln. Die Vorrichtungen können beispielsweise für Kransysteme, Fertigungsstrecken und/oder andere Einrichtungen zur Umladung von Transportgütern eingerichtet sein.Devices described herein may be, for example, mobile devices configured for a transport system. For example, this can be trolleys. The devices can be set up, for example, for crane systems, production lines and/or other devices for reloading transport goods.

6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 60 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die ausgebildet ist, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28 entlang einer Richtung 52 auszusenden, die entgegengesetzt oder antiparallel zu einer Richtung 54 angeordnet ist, aus der das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 empfangen wird. Die Richtungen 52 und 54 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des zuvor erwähnten Toleranzbereichs antiparallel, während sie in den 1 bis 5 in etwa parallel zueinander sein können. 6 shows a schematic block diagram of a device 60 according to an embodiment, which is designed to emit the wireless, optical communication signal 28 along a direction 52, which is arranged opposite or anti-parallel to a direction 54, from which the wireless, optical communication signal 16 is received. According to this embodiment, the directions 52 and 54 are antiparallel within the aforementioned tolerance range, while they are in the 1 until 5 can be approximately parallel to each other.

Die Weiterleitung zu dahinterliegenden Vorrichtungen kann mittels Strahlumlenkung drahtloser optischer Kommunikationssignale außerhalb der Vorrichtung erfolgen.Forwarding to downstream devices can be done by means of beam deflection of wireless optical communication signals outside the device.

7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks 70 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerk 70 weist eine Basisstation 56 auf, die ausgebildet ist, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 entlang einer Kommunikationsachse 58 auszusenden. Hierbei kann das drahtlose, optische Kommunikationssignal 16 einen räumlichen Bereich belegen oder ausleuchten. Das drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerk 70 umfasst zumindest eine, beispielsweise zwei oder mehr, drei oder mehr, fünf oder mehr oder eine höhere Anzahl von Teilnehmervorrichtungen, die beispielsweise ähnlich der Vorrichtung 60 aus 6 gebildet sind, jedoch mittels einer weiteren Kommunikationseinrichtung für eine bidirektionale Kommunikation ausgelegt sind. 7 FIG. 7 shows a schematic block diagram of a wireless, optical communication network 70 according to an embodiment. The wireless, optical communication network 70 has a base station 56 which is designed to emit the wireless, optical communication signal 16 along a communication axis 58 . Here, the wireless, optical communication signal 16 can occupy or illuminate a spatial area. The wireless, optical communication network 70 comprises at least one, for example two or more, three or more, five or more or a higher number of subscriber devices, which are similar to the device 60, for example 6 are formed, but are designed by means of a further communication device for bidirectional communication.

Eine Richtungsumlenkung zwischen den Richtungen 52 und 54 und einem Verlauf der Kommunikationsachse 58 kann mittels strahlumlenkender Elemente 621 bis 623 erfolgen, beispielsweise reflektive Oberflächen umfassen, etwa Spiegel oder dergleichen. Es können auch Prismen oder dergleichen verwendet werden, wobei es bevorzugt ist, dass die Strahlumlenkung vollständig erfolgt, das bedeutet, ein Transmissionsgrad ist bevorzugt < 5%, < 2% oder < 1%. Die Richtungsumlenkung kann dabei passiv erfolgen, das bedeutet, ohne erneute Signalaufbereitung.A direction deflection between the directions 52 and 54 and a course of the communication axis 58 can take place by means of beam-deflecting elements 62 1 to 62 3 , for example comprising reflective surfaces, such as mirrors or the like. Prisms or the like can also be used, it being preferred for the beam to be deflected completely, which means that the transmittance is preferably <5%, <2% or <1%. The direction deflection can take place passively, i.e. without renewed signal processing.

Die Anzahl der Teilnehmervorrichtungen 60'1 bis 60'3 ist beliebig, insbesondere können bezogen auf das drahtlose, optische Signal 16 beinahe beliebige Reichweiten implementiert werden, da in den jeweiligen Teilnehmervorrichtungen eine Zwischenverstärkung stattfindet.The number of user devices 60′ 1 to 60′ 3 is arbitrary; in particular, almost any range can be implemented in relation to the wireless, optical signal 16 since intermediate amplification takes place in the respective user devices.

Wird anstelle der Vorrichtung 60 oder der für eine bidirektionale Kommunikation eingerichteten modifizierten Version beispielsweise die Vorrichtung 10, 20, 30, 40 und/oder 50 eingesetzt, so kann auch die Anordnung der strahlumlenkenden Elemente verzichtet werden und/oder es kann ein Verlauf der optischen Achse 58 angepasst werden.If, for example, the device 10, 20, 30, 40 and/or 50 is used instead of the device 60 or the modified version set up for bidirectional communication, the arrangement of the beam-deflecting elements can also be dispensed with and/or the optical axis can be routed 58 to be adjusted.

In anderen Worten ist das Kommunikationssystem 70 so ausgestaltet, dass sich die mobilen Stationen 601 bis 603 nicht auf der Achse 58 befinden müssen, sie können auch daneben platziert sein. In diesem Fall können strahlumlenkende Elemente 62 dafür sorgen, dass das optische Signal von der Achse 58 zur mobilen Station 60 ausgelenkt wird. Diese Auslenkung kann beispielsweise auf Reflexion, Totalreflexion, Brechung oder Beugung basieren.In other words, the communication system 70 is designed in such a way that the mobile stations 60 1 to 60 3 do not have to be on the axis 58, they can also be placed next to it. In this case, beam-deflecting elements 62 can ensure that the optical signal is deflected from axis 58 to mobile station 60 . This deflection can be based, for example, on reflection, total reflection, refraction or diffraction.

Ein optisches Signal, welches von der Basisstation 56 zur mobilen Station 623 gesendet werden soll, kann von dem Element 601 reflektiert werden und sich als optisches Signal in Richtung der mobilen Station 60'1 bewegen. Diese sendet das Signal weiter in Form des drahtlosen, optischen Kommunikationssignals 281, welches als Eingangssignal 162 für die dahinterliegende Teilnehmervorrichtung dient. Die Teilnehmervorrichtung 60'1 sendet das Signal weiter in Richtung Achse 52. Das optische Element 621 reflektiert den Strahl, so dass sich das von der Vorrichtung 60'1 ausgesendete Signal nun in Richtung des folgenden optischen Elements 622 ausbreitet. Das Element 622 wiederum lenkt das optische Signal anschließend auf die mobile optische Station 60'2. Die optischen Elemente 621, ..., 62m bewegen sich im gleichen Maße entlang der Achse 58 wie beispielsweise die Vorrichtungen 60'1 bis 60'3, sofern diese beweglich eingerichtet sind. Beispielsweise können die Teilnehmervorrichtungen parallel zu der Achse 58 und/oder parallel zu den Richtungen 52 und/oder 54 beweglich angeordnet sein. Wenn optische Elemente 62i verwendet werden, können alle optischen Sender und/oder Empfänger der mobilen Stationen auf ein und derselben Seite angeordnet werden, wobei die Seite bezogen auf den Verlauf der Achse 58 bezogen ist. Es ist hierbei denkbar, dass sich nicht alle mobilen Stationen 62i entlang einer Achse parallel zur Achse 58 befinden, sondern rund um die Achse 58 angeordnet sind.An optical signal to be sent from the base station 56 to the mobile station 62 3 can be reflected by the element 60 1 and travel towards the mobile station 60' 1 as an optical signal. This sends the signal further in the form of the wireless, optical communication signal 28 1 , which serves as an input signal 16 2 for the subscriber device lying behind it. The subscriber device 60' 1 further transmits the signal in the direction of axis 52. The optical element 62 1 reflects the beam, so that the signal emitted by the device 60' 1 now propagates in the direction of the following optical element 62 2 . The element 62 2 in turn then directs the optical signal to the mobile optical station 60' 2 . The optical elements 62 1 , . For example, the subscriber devices can be movably arranged parallel to the axis 58 and/or parallel to the directions 52 and/or 54 . If optical elements 62 i are used, all the optical transmitters and/or receivers of the mobile stations can be arranged on one and the same side, the side being related to the course of the axis 58. It is conceivable here that not all of the mobile stations 62 i are located along an axis parallel to the axis 58 but rather are arranged around the axis 58 .

Drahtlose, optische Kommunikationssignale 16'i bzw. 28'i bezeichnen dabei zur Basisstation 56 gerichtete rücklaufende Signale der bidirektionalen Kommunikation.Wireless, optical communication signals 16′ i and 28′ i designate returning signals of the bidirectional communication directed to the base station 56 .

8 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks 80 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerk 80 umfasst beispielsweise zwei oder mehr drahtlose, optische Teilnehmervorrichtungen 10'1 und 10'2, die gegenüber der Vorrichtung 10 durch eine zusätzliche Kommunikationseinrichtung für eine bidirektionale Kommunikation eingerichtet sind. Obwohl hierin beschriebene drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerke stets unter Verwendung gleichartig gebildeter Teilnehmervorrichtungen beschrieben sind, können die Teilnehmervorrichtungen auch unterschiedlich zueinander gebildet sein, beispielsweise, indem manche Teilnehmervorrichtungen mit einer Strahlumlenkung kombiniert sind und/oder eine unterschiedliche Signalverarbeitung erfolgt. 8th 8 shows a schematic block diagram of a wireless, optical communication network 80 according to an embodiment. The wireless, optical communication network 80 comprises, for example, two or more wireless, optical subscriber devices 10' 1 and 10' 2 which are set up for bidirectional communication with respect to the device 10 by means of an additional communication device. Although wireless, optical communication networks described herein are always described using identically formed user devices, the user devices can also be formed differently from one another, for example by some user devices being combined with beam deflection and/or different signal processing taking place.

Die Teilnehmervorrichtung 10'1 kann bezogen auf das optische Kommunikationssignal 161 zwischen der Basisstation und der Teilnehmervorrichtung 10'2 angeordnet sein. Die Teilnehmervorrichtung 10'2 kann ausgebildet sein, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal 162 von der Teilnehmervorrichtung 10'1 zu empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann die Teilnehmervorrichtung 10'1 ausgebildet sein, um das drahtlose, optische Kommunikationssignal 28'1 von der Teilnehmervorrichtung 10'2 zu empfangen.The subscriber device 10' 1 can be related to the optical communication signal 16 1 between the base station and the subscriber device device 10 ' 2 be arranged. The subscriber device 10' 2 can be configured to receive the wireless, optical communication signal 16 2 from the subscriber device 10' 1 . Alternatively or additionally, the subscriber device 10' 1 can be designed to receive the wireless, optical communication signal 28' 1 from the subscriber device 10' 2 .

Ähnlich wie in dem drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerk 70 können auch hier die Basisstation und/oder die Teilnehmervorrichtungen mit einer relativen Beweglichkeit zueinander ausgestattet sein. Obwohl sich diese Ausführungen darauf beziehen, dass die Basisstation 56 beispielhaft ortsfest für die Relativbewegung angeordnet ist und die Teilnehmervorrichtungen beweglich angeordnet sind, schließt dies eine Bewegung der Basisstation 56 nicht aus.Similar to the wireless, optical communication network 70, the base station and/or the subscriber devices can be provided with a relative mobility to one another. Although these explanations refer to the fact that the base station 56 is, for example, arranged stationary for the relative movement and the subscriber devices are arranged movably, this does not rule out a movement of the base station 56 .

Das drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerk 80 kann ein Umlenkelement 64 aufweisen, das ausgebildet ist, um einen Verlauf der Kommunikationsachse 58 bezogen auf eine Richtung im Raum zu verändern, was durch die Kommunikationsachse 58' angedeutet ist. Das Umlenkelement 64 kann beispielsweise ein Reflektor, ein brechendes Prisma oder Ähnliches aufweisen, um eine Richtungsänderung des linearen Kommunikationskanals zu ermöglichen. Die mobilen Stationen können dabei ebenfalls auf einer Kurve bzw. entsprechend der Umlenkung bewegt werden.The wireless, optical communication network 80 can have a deflection element 64 which is designed to change a course of the communication axis 58 in relation to a direction in space, which is indicated by the communication axis 58′. The deflection element 64 can comprise, for example, a reflector, a refracting prism or the like in order to enable a change in direction of the linear communication channel. The mobile stations can also be moved on a curve or according to the deflection.

Die Kommunikationsachsen 58/58' können insofern auch als eine zusammenhängende veränderliche Achse verstanden werden. Eine Bewegung der Teilnehmer entlang einer entsprechenden Bewegungsachse kann entlang der Achse 58/58' erfolgen oder innerhalb der Achse 58/58'. Die Bewegungsachse kann, wie in 8 dargestellt, mehrere Bereiche 661, 662 und/oder 663 sowie weitere Bereiche aufweisen, die jeweils gerade oder gekrümmt sein können. Während gemäß der 8 die Bewegungsachse im Wesentlichen vollständig parallel zu der optischen Achse 58/58' sein kann, kann die Bewegungsachse 66, wie im Zusammenhang mit der 7 beschrieben, auch geneigt hierzu sein, beispielsweise senkrecht. Beide Bewegungen können dabei beliebig miteinander kombiniert werden, da durch geeignete Strahlumlenkung sichergestellt werden kann, dass stets eine drahtlose, optische Kommunikationsverbindung hergestellt werden kann.In this respect, the communication axes 58/58' can also be understood as a coherent variable axis. Movement of the participants along a corresponding axis of movement can be along the axis 58/58' or within the axis 58/58'. The motion axis can, as in 8th shown, have a plurality of areas 66 1 , 66 2 and/or 66 3 and other areas, which can each be straight or curved. While according to the 8th the axis of motion may be substantially fully parallel to the optical axis 58/58', the axis of motion 66, as discussed in connection with FIG 7 described, also be inclined to this, for example perpendicular. Both movements can be combined with one another as desired, since suitable beam deflection can ensure that a wireless, optical communication connection can always be established.

In anderen Worten kann die Kommunikationsachse 58 mittels eines Umlenkelements 64 (beispielsweise Reflektor, brechendes Prisma, oder Ähnliches) auf eine andere zweite Kommunikationsachse 58' umgelenkt werden. Dabei lenkt das Umlenkelement die einfallenden Strahlen auf die jeweiligen Empfänger 101 bzw. 102. Die mobilen Stationen können dabei ebenfalls eine Kurve fahren. Das Umlenkelement kann dabei so entworfen werden, dass während der gesamten Kurvenfahrt, etwa in dem Abstand 662, die Verbindung zu dem benachbarten mobilen Station nicht abreißt. Die Umlenkvorrichtung kann insofern eine komplexe Struktur sein, anders als in 8 dargestellt. Das Umlenkelement kann dabei so ausgestaltet werden, dass eine Datenübertragung auch an jedem Punkt entlang der Kurve ermöglicht wird. Hierzu kann bspw. ein Spiegel uneben, d. h., nicht plan sein, etwa gekrümmt. Alternativ oder zusätzlich kann dessen Oberfläche eine Freiform sein.In other words, the communication axis 58 can be deflected to another second communication axis 58′ by means of a deflection element 64 (for example a reflector, refracting prism or the like). The deflection element deflects the incident beams onto the respective receivers 10 1 and 10 2 . The mobile stations can also drive a curve. The deflection element can be designed in such a way that the connection to the adjacent mobile station does not break off during the entire curve travel, for example at the distance 66 2 . The deflection device can be a complex structure in this respect, unlike in 8th shown. The deflection element can be configured in such a way that data can also be transmitted at any point along the curve. For this purpose, for example, a mirror can be uneven, ie not flat, for example curved. Alternatively or additionally, its surface can be a free form.

9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks 90, bei dem die Basisstation 56 ausgebildet ist, um drahtlose, optische Signale 16a und 16b entlang zumindest einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung auszusenden. Beispielsweise können die entsprechenden Richtungen antiparallel zueinander verlaufen, das heißt, entgegengesetzt zueinander. Es können jedoch auch beliebige andere Winkel zueinander eingestellt werden. Teilnehmervorrichtungen, beispielsweise Vorrichtungen 101 und 102 und/oder beliebige andere hierin beschriebene Vorrichtungen, können entlang der beiden Richtungen angeordnet sein. Die beiden drahtlosen, optischen Kommunikationssignale 16a und 16b, die entlang unterschiedlicher Richtungen ausgesendet werden, können dabei einen übereinstimmenden oder voneinander verschiedenen Informationsgehalt aufweisen. 9 shows a schematic block diagram of a wireless, optical communication network 90, in which the base station 56 is designed to emit wireless, optical signals 16a and 16b along at least a first direction and a second direction. For example, the respective directions may be anti-parallel to each other, that is, opposite to each other. However, any other angle to one another can also be set. Subscriber devices, such as devices 10 1 and 10 2 and/or any other devices described herein, may be arranged along the two directions. The two wireless, optical communication signals 16a and 16b, which are emitted along different directions, can have the same or different information content.

Basierend auf einer Ausgestaltung der Basisstation 56 können die entgegengesetzt zueinander verlaufenden Kommunikationsachsen 581 und 582 jedoch bezogen aufeinander eine Fortsetzung der jeweils anderen Achse darstellen. Alternativ können sie auch versetzt und/oder geneigt zueinander sein.However, based on an embodiment of the base station 56, the communication axes 58 1 and 58 2 running opposite to one another can represent a continuation of the respective other axis in relation to one another. Alternatively, they can also be offset and/or inclined to one another.

10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen, optischen Kommunikationsnetzwerks 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das ähnlich aufgebaut sein kann wie das drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerk 90, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die drahtlosen, optischen Kommunikationssignale 16a und 16b entlang einer identischen Richtung parallel zueinander auszusenden, wobei ein strahlumlenkendes Element 68, das gleich oder ähnlich gebildet sein kann, wie die strahlumlenkenden Elemente 62 und/oder 64, angeordnet sein kann, um die drahtlosen, optischen Signale zwischen dieser Richtung und den Kommunikationsachsen 581 und 582 umzulenken. Ebenso kann das strahlumlenkende Element 68 ausgebildet sein, um die entsprechenden Rücklaufsignale 28'an und 28'bn umzulenken. 10 shows a schematic block diagram of a wireless, optical communication network 100 according to an embodiment, which can be constructed similarly to the wireless, optical communication network 90, wherein the base station is designed to emit the wireless, optical communication signals 16a and 16b along an identical direction parallel to one another, wherein a beam redirecting element 68, which may be formed the same or similar to beam redirecting elements 62 and/or 64, may be arranged to redirect the wireless optical signals between that direction and the communication axes 58 1 and 58 2 . Likewise, the beam-deflecting element 68 can be designed to deflect the corresponding return signals 28'a n and 28'b n .

In anderen Worten ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Basisstation an einem Ende der Kommunikationsstrecke angeordnet ist, sie kann auch zwischen den beiden Enden angeordnet sein, was in den 9 und 10 beispielhaft illustriert ist. Gemäß 9 besitzt die Basisstation für eine bidirektionale Kommunikation zwei Sender und zwei Empfänger, so dass sie in beide Richtungen entlang der Achse 58 bzw. 58' mit den mobilen Vorrichtungen 10'1, 10'2, ... kommunizieren kann. Für eine unidirektionale Kommunikation befindet sich auf der einen Seite ein Sender und auf der anderen Seite ein Empfänger. Wie es für das drahtlose, optische Kommunikationssystem aus 10 dargestellt ist, kann alternativ dazu ein weiteres optisches Element 68 vorgesehen sein, welches das Signal von der Achse 58/58' hin zur Basisstation 56 ablenkt. Die Ablenkung kann dabei auf Reflexion, Totalreflexion, Brechung oder Beugung basieren. Eine bidirektionale Kommunikation kann in dieser Ausführung mit nur einem Sender und einem Empfänger realisiert werden, wie es in 11 dargestellt ist.In other words, it is not absolutely necessary for the base station to be arranged at one end of the communication link; it can also be arranged between the two ends, which is indicated in the 9 and 10 is illustrated as an example. According to 9 For example, the base station has two transmitters and two receivers for bi-directional communication so that it can communicate with mobile devices 10' 1 , 10' 2 , . . . in both directions along axis 58 and 58', respectively. For unidirectional communication, there is a transmitter on one side and a receiver on the other. How it looks for the wireless, optical communication system 10 is shown, a further optical element 68 can alternatively be provided, which deflects the signal from the axis 58/58' towards the base station 56. The deflection can be based on reflection, total reflection, refraction or diffraction. In this version, bidirectional communication can be implemented with just one transmitter and one receiver, as shown in 11 is shown.

11 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Teils eines drahtlosen, optischen Kommunikationssystems 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beiden Kommunikationsrichtungen 58/58' kann dort der gleiche Sender 72 und/oder der gleiche Empfänger 74 zugeordnet sein. Alternativ kann die Basisstation 56 auch, wie für die 9 und 10 beschrieben, zwei Empfänger und/oder zwei Sender aufweisen. In diesem Fall ist ein Sender und ein Empfänger jeweils einer Richtung entlang der Achse 58/58' zugeordnet und der andere Sender der anderen der beiden Richtungen. 11 11 shows a schematic block diagram of a portion of a wireless optical communication system 110 according to an embodiment. The same transmitter 72 and/or the same receiver 74 can be assigned to both directions of communication 58/58'. Alternatively, the base station 56, as for the 9 and 10 described, have two receivers and / or two transmitters. In this case, one transmitter and one receiver are each associated with one direction along axis 58/58' and the other transmitter with the other of the two directions.

Analog zum Kommunikationssystem 70 können sich hier auch optische Elemente 62 und/oder 64 entlang der Achse 58/58' befinden, so dass sich die eigentlichen mobilen Stationen, Teilnehmervorrichtungen neben der Achse befinden können. Alternativ oder zusätzlich kann, möglicherweise gleichzeitig, die Basisstation auch nur mit Empfängern oder nur mit Sendern ausgestattet sein. In dieser Konfiguration empfängt bzw. sendet sie also nur Daten/drahtlose, optische Signale. Für den Fall, dass nur Daten empfangen werden, kann beispielsweise die Basisstation so ausgestaltet sein, Sensordaten oder dergleichen von der mobilen Station zu erhalten. Für den Fall, dass beispielsweise nur Daten gesendet werden, kann eine Konfiguration so ausgestaltet sein, dass sie der mobilen Station Befehle zusendet.Analogously to the communication system 70, optical elements 62 and/or 64 can also be located here along the axis 58/58', so that the actual mobile stations, user devices, can be located next to the axis. Alternatively or additionally, possibly simultaneously, the base station can also be equipped with only receivers or only with transmitters. In this configuration, it only receives or transmits data/wireless optical signals. In the event that only data is received, the base station can, for example, be designed in such a way that it receives sensor data or the like from the mobile station. In the event that only data is sent, for example, a configuration can be designed in such a way that it sends commands to the mobile station.

In noch anderen Worten bedient sich die im Rahmen der Ausführungsbeispiele definierte Kommunikationslösung für ein lineares Kommunikationsszenario der drahtlosen, optischen Kommunikation (OEC; hier auch: Light-Fidelity, Li-Fi). Entlang einer Achse befinden sich mehrere Kommunikationsteilnehmer, die das Signal zum nächsten Teilnehmer weiterleiten. Optional können die Daten vor dem Weiterleiten noch verarbeitet werden. Im Gegensatz zur Glasfaser-Kommunikation wird keine Glasfaser genutzt. Es wird ein räumlich definierter Kommunikationskanal durch ein Medium (Luft, Wasser, ...) geformt, so dass sich verschiedene Systeme im gleichen Ort nicht gegenseitig stören, da sich die Kanäle nicht überlagern. Erreichbare Datenraten können sich dabei von wenigen Bit/s bis hin zu mehreren 10 Gbit/s erstrecken, wobei auch höhere Datenraten möglich sind. Ein nennenswerter Vorteil in diesem Konzept liegt in der Tatsache, dass Mehrwegeausbreitung im Wesentlichen durch ein eine wohldefinierte Strahlführung vermieden wird. Würde die Basisstation beispielsweise mehrere Sender entlang der linearen Achse verteilt haben, müsste diese synchronisiert werden, was praktisch die maximale Datenrate einschränkt. Dieses Problem kann mit den hier vorgestellten Ansätzen ganz oder teilweise vermieden werden. Im Vergleich zu einem auf Strahlteilern basierten Ansatz ermöglicht dieser Ansatz eine höhere Reichweite, da das Signal bei jedem Teilnehmer erneut aufbereitet wird. Im Vergleich zu Datenlichtschranken ermöglicht das vorgestellte Konzept nicht nur die Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern, sondern die Kommunikation von einer Basisstation zu beliebig vielen mobilen Teilnehmern, die im Zusammenhang mit hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen auch als Laufkatzen bezeichnet werden können.In other words, the communication solution defined within the scope of the exemplary embodiments uses wireless, optical communication (OEC; here also: light-fidelity, Li-Fi) for a linear communication scenario. There are several communication participants along an axis, which forward the signal to the next participant. Optionally, the data can be processed before forwarding. In contrast to fiber optic communication, no fiber optics are used. A spatially defined communication channel is formed through a medium (air, water, ...) so that different systems in the same place do not interfere with each other because the channels do not overlap. Data rates that can be achieved can range from a few bit/s to several 10 Gbit/s, with higher data rates also being possible. A notable advantage of this concept lies in the fact that multipath propagation is essentially avoided by a well-defined beam guidance. For example, if the base station had several transmitters distributed along the linear axis, they would have to be synchronized, which practically limits the maximum data rate. This problem can be completely or partially avoided with the approaches presented here. Compared to an approach based on beam splitters, this approach enables a longer range, since the signal is processed again at each participant. In comparison to data light barriers, the concept presented not only enables communication between two participants, but also communication from a base station to any number of mobile participants, which can also be referred to as trolleys in connection with the exemplary embodiments described herein.

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf drahtlose, optische Kommunikationsnetzwerke, die auf einer sogenannten Daisy-Chain-Konfiguration (Daisy Chain = Gänseblümchen) basieren. Das bedeutet, zwischen zwei benachbarten Kommunikationsteilnehmern erfolgt eine bezogen auf das drahtlose, optische Kommunikationssignal Ende-zu-Ende-Verbindung. Eine Weiterleitung des drahtlosen optischen Kommunikationssignals erfolgt durch erneute Erstellung desselben und erneute Aussendung desselben.Exemplary embodiments relate to wireless optical communication networks based on a so-called daisy chain configuration. This means that between two neighboring communication participants there is an end-to-end connection based on the wireless, optical communication signal. The wireless optical communication signal is forwarded by creating it again and sending it out again.

12 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerks 120, bei dem für eine bidirektionale Kommunikation modifizierte Teilnehmervorrichtungen 10'1 bis 10'n entlang der Achse 58 angeordnet sind. In anderen Worten zeigt 12 ein lineares Kommunikationsszenario bestehend aus einer Verkettung von mehreren optischen, drahtlosen Transceivern. 12 stellt dabei eine einfache Realisierung eines linearen Kommunikationsszenarios basierend auf mehreren, verketteten Li-Fi-Transceivern dar. Die Geräte formen dabei eine „Daisy-Chain“. Am Anfang einer Achse 58 befindet sich eine Basisstation 56. Entlang der Achse 58 befinden sich mehrere, möglicherweise mobile, optische drahtlose Transceiver 10'1 bis 10'n. Empfängt ein Transceiver ein optisches Signal, so leitet dieser dieses an den benachbarten Transceiver weiter. Unter „optischem Signal“ wird hierbei eine elektromagnetische Welle im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich verstanden. Soll beispielsweise eine Information von der Basisstation 56 zur Station 10'n übertragen werden, so sendet die Basisstation diese Information in Form eines optischen Signals 161 zur mobilen Station 10', oder einer anderen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die mobile Station 10'1 detektiert das Signal und sendet es anschließend zur Station 10'2 in Form des Signals 281, welches als Signal 162 für die nachfolgende Station dient. Die Station 10'2 detektiert das Signal ebenfalls und sendet es anschließend zu einer nachfolgenden Station. Das Signal wird nun so lange weitergeleitet, bis es die Station 10'n erreicht. Allgemein kann die Übertragung auch in die entgegengesetzte Richtung möglich sein, was alternativ oder zusätzlich implementierbar ist. Soll beispielsweise ein Datum von der mobilen Station 10'n zur Basisstation 56 gesendet werden, so wird dies zunächst zur nächsten mobilen Station in Form des Signals 28'1 gesendet. Die nächste mobile Station detektiert das Signal und sendet es in Form eines entsprechenden Signals 28 zur nächstgelegenen Station. Das Signal wird so lange weitergeleitet, bis es in Form von Signal 28'n-1 die Vorrichtung 10'1 erreicht und von dort in Form des Signals 28'n die Basisstation 56 erreicht. Die Kommunikation kann unidirektional oder bidirektional stattfinden. Unidirektional bedeutet: nur von Basisstation zu den mobilen Stationen oder nur von den mobilen Stationen zur Basisstation. In diesem Fall gibt es also nur in eine Richtung verlaufende Signale. Bidirektional bedeutet von der Basisstation zu den mobilen Stationen und zurück. Das bedeutet, dass Signale entlang zwei Richtungen gesendet werden können. 12 12 shows a schematic block diagram of a wireless optical communication network 120 in which subscriber devices 10' 1 to 10' n modified for bi-directional communication are arranged along axis 58. FIG. In other words shows 12 a linear communication scenario consisting of a chain of multiple optical wireless transceivers. 12 represents a simple implementation of a linear communication scenario based on several linked Li-Fi transceivers. The devices form a "daisy chain". At the beginning of an axis 58 is a base station 56. Along the axis 58 are several, possibly mobile, optical wireless transceivers 10' 1 to 10' n . If a transceiver receives an optical signal, it forwards it to the neighboring one transceiver on. In this context, “optical signal” means an electromagnetic wave in the ultraviolet, visible or infrared spectral range. If, for example, information is to be transmitted from the base station 56 to the station 10' n , the base station sends this information in the form of an optical signal 16 1 to the mobile station 10', or another device according to one embodiment. The mobile station 10' 1 detects the signal and then transmits it to the station 10' 2 in the form of the signal 28 1 which serves as the signal 16 2 for the following station. The station 10' 2 also detects the signal and then transmits it to a subsequent station. The signal is now forwarded until it reaches station 10'n . In general, transmission can also be possible in the opposite direction, which can be implemented as an alternative or in addition. For example, if a piece of data is to be sent from the mobile station 10' n to the base station 56, this is first sent to the next mobile station in the form of the signal 28' 1 . The nearest mobile station detects the signal and transmits it in the form of a corresponding signal 28 to the nearest station. The signal is forwarded until it reaches the device 10' 1 in the form of signal 28' n-1 and from there it reaches the base station 56 in the form of signal 28' n . Communication can be unidirectional or bidirectional. Unidirectional means: only from the base station to the mobile stations or only from the mobile stations to the base station. In this case, there are only signals going in one direction. Bi-directional means from the base station to the mobile stations and back. This means that signals can be sent in two directions.

13 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerks 130, das beispielhaft die Basisstation 56 und mehrere ggf. mobile Vorrichtungen 101 bis 10n (Laufkatzen) umfasst. Die mobilen Vorrichtungen können optisch seriell hintereinander geschaltet sein, so dass ein drahtloses optisches Kommunikationssignal (Ausgangssignal) einer vorangehenden Vorrichtung ein drahtloses optisches Kommunikationssignal (Eingangssignal) einer nachfolgenden Vorrichtung darstellt und so bspw. eine Daisy-Chain Konfiguration implementiert wird, die beispielhaft unidirektional gebildet ist und die Basisstation als Quelle nutzt. Die Anordnung der (Teilnehmer-)Vorrichtungen kann entlang einer Strecke oder eines Bereichs erfolgen, der auch als drahtloser optischer Datenpfad bezeichnet werden kann und denjenigen Bereich bezeichnen kann, in welchem das drahtlose optische Signal 16 oder weitergeleitete Versionen hiervon empfangen werden kann. 13 FIG. 1 shows a schematic block diagram of a wireless optical communication network 130, which includes, by way of example, the base station 56 and a plurality of possibly mobile devices 10 1 to 10 n (trolleys). The mobile devices can be optically connected in series, so that a wireless optical communication signal (output signal) of a preceding device represents a wireless optical communication signal (input signal) of a following device, and a daisy-chain configuration is implemented, for example, which is formed unidirectionally by way of example and uses the base station as a source. The placement of the (subscriber's) devices may be along a path or area, which may also be referred to as a wireless optical data path, and may refer to the area in which the wireless optical signal 16 or relayed versions thereof can be received.

Beispielhaft senden die Vorrichtungen 10i mit i = 1, ..., n in lediglich eine räumliche Richtung. Die Basisstation 56 kann ein erstes Ende zumindest eines Kommunikationsabschnitts oder eines Kommunikationsbereichs bzw. eines drahtlosen optischen Datenpfades bilden. Die Basisstation kann mehrere solcher Kommunikationsbereiche unterhalten oder mit drahtlosen optischen Kommunikationssignalen versorgen, wie es bspw. für die Kommunikationsnetzwerke 90, 100 oder 110 beschrieben ist, indem die Basisstation eine drahtlose optische Kommunikation entlang mehrerer Richtungen aufbaut. Es können auch mehrere Basisstationen angeordnet sein. An einem gegenüberliegende Ende (in Bezug auf die Basisstation 56) des Netzwerkes oder des Kommunikationsabschnitts kann ein drahtloser optischer Empfänger 91 angeordnet sein, der ausgebildet ist, um das drahtlose optische Kommunikationssignal 28n der in der Reihe zuletzt angeordneten Vorrichtung 10n zu empfangen. Der Empfänger kann somit das weitergeleitete, optische Signal empfangen. Der Empfänger kann ausgebildet sein, um ein Datensignal, das auf einem empfangenen drahtlosen optischen Datensignal, bspw. das drahtlose optische Datensignal 28n der letzten Laufkatze entlang der Kette von Vorrichtungen, basieret, kabelgebunden an die Basisstation zu übermitteln. Es kann hierzu bspw. ein Glasfaserkabel zum Leiten drahtgebundener optischen Signale oder ein Kabel zum Leiten elektrischer Signale verwendet werden. Der Empfänger 91 kann ausgebildet sein, um das Signal nun über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanal 90, etwa ein Kabel, zur Basisstation 56 weiterzuleiten. Der Empfänger der Basisstation 56 kann bspw. ein drahtgebundener Empfänger sein.By way of example, the devices 10 transmit i with i=1,...,n in only one spatial direction. The base station 56 may form a first end of at least one communication leg or range or a wireless optical data path. The base station can maintain multiple such communication domains or provide wireless optical communication signals, such as described for communication networks 90, 100, or 110, by the base station establishing wireless optical communication along multiple directions. Several base stations can also be arranged. At an opposite end (relative to the base station 56) of the network or communication link there may be a wireless optical receiver 91 configured to receive the wireless optical communication signal 28 n of the device 10 n located last in the queue. The receiver can thus receive the relayed optical signal. The receiver may be configured to wire a data signal based on a received wireless optical data signal, e.g. the wireless optical data signal 28 n of the last trolley along the chain of devices, to the base station. For this purpose, for example, a fiber optic cable can be used for conducting wired optical signals or a cable for conducting electrical signals. The receiver 91 can be designed to forward the signal to the base station 56 via a wired or wireless communication channel 90, such as a cable. The receiver of the base station 56 can be a wired receiver, for example.

Alle Laufkatzen 10i können von der Basisstation 56 Daten empfangen, aber auch Daten zur Basisstation 56 senden, indem der Empfänger 91 diese an die Basisstation 56 übermittelt. Es handelt sich also auch um eine bidirektionale Kommunikation oder eine Ringkonfiguration. Die Kommunikation kann bspw. im Halb-Duplex Modus ausgeführt werden. Die Vorrichtungen 10i können einzeln, gruppenweise oder netzwerkglobal sowohl im Netzwerk 130 als auch in anderen Netzwerken als Vorrichtungen 10', 20, 30, 40, 50 oder 40 ausgeführt werden. Insbesondere mit ansteigender Anzahl an Laufkatzen kann hier der Hardwareaufwand erheblich reduziert werden, da Vorrichtungen 40 bzw. 50 nur einmal für eine bi-direktionale Kommunikation benötigt wird. Das bedeutet, es kann jeweils ein eigenes Signal an die Basisstation übermittelt werden und/oder empfangen werden. Eine doppelte Ausführung für beide Kommunikationswege kann entfallen, was einfache Vorrichtungen ermöglicht.All trolleys 10 i can receive data from the base station 56, but can also send data to the base station 56 by the receiver 91 transmitting this to the base station 56. So it is also a bidirectional communication or a ring configuration. The communication can, for example, be carried out in half-duplex mode. The devices 10 i can be implemented as devices 10', 20, 30, 40, 50 or 40 individually, in groups or network-globally both in the network 130 and in other networks. In particular, with an increasing number of trolleys, the outlay on hardware can be significantly reduced since devices 40 or 50 are only required once for bi-directional communication. This means that a separate signal can be transmitted to the base station and/or received. A duplicate design for both communication paths can be omitted, which allows for simple devices.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine zur 13 invertierte Konfiguration, bei der die Basisstation eine Datensenke und die Einrichtung 91 als Sender/Quelle des drahtlosen optischen Kommunikationssignals 167 eingerichtet ist.Another embodiment relates to a for 13 inverted configuration, in which the base station is a data sink and the device 91 is set up as a transmitter/source of the wireless optical communication signal 167 .

Obwohl hierin beschriebene Kommunikationsnetzwerke mit einer Anzahl von einer Basisstation beschrieben sind, können alternativ auch eine andere, höhere Anzahl von Basisstationen vorgesehen sein, die bspw. untereinander unter Verwendung desselben oder eines anderen Kommunikationskanals, der drahtgebunden oder drahtlos sein kann, kommunizieren und/oder synchronisiert sein können.Although communication networks described herein are described as having a number of one base station, alternatively a different, higher number of base stations can be provided which, for example, communicate and/or synchronize with one another using the same or another communication channel, which can be wired or wireless could be.

Obwohl die Vorrichtungen im Zusammenhang mit hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen so beschrieben wurden, dass sie als Relay dienen, können eine oder mehrere Vorrichtungen auch ausgebildet sein, um für sich genommen Signale zu erzeugen oder erstellen und diese mittels anderer Vorrichtungen an die Basisstation zu übermitteln.Although the devices have been described in connection with exemplary embodiments described herein as serving as a relay, one or more devices can also be configured to generate or create signals on their own and to transmit these to the base station by means of other devices.

Eine hierin beschriebene Basisstation kann für eine unidirektionale Kommunikation aus einem oder mehreren Sendern oder einem oder mehreren Empfängern gebildet sein. Für eine bidirektionale Kommunikation kann die Basisstation einen oder mehrere Sender und einen oder mehrere Empfänger aufweisen. Wie bereits angedeutet, ist es nicht erforderlich, dass die Basisstation fest in ihrer Position ist. Es ist möglich, dass auch sie sich entlang der Achse 58, die in einer Richtung senkrecht hierzu auch beweglich sein kann, bewegen kann. Die Basisstation 56 kann sich dadurch auszeichnen, dass sie das erste bzw. das letzte Kommunikationselement ist, das das entsprechende Signal detektiert oder sendet, auch wenn sie mittig der Achse 58/58' angeordnet ist, da sie beispielsweise eine Informationsquelle oder Informationssenke bereitstellen kann. Des Weiteren ist es der Basisstation möglich mit allen mobilen Stationen zu kommunizieren. Die mobilen Stationen/Vorrichtungen/Teilnehmervorrichtungen können dabei so ausgeführt sein, dass sie für eine unidirektionale Kommunikation einen Sender auf der einen Seite und einen Empfänger auf einer anderen oder derselben Seite aufweist. Sender und Empfänger schauen beispielsweise entlang der Achse 58/58' aber beispielsweise in unterschiedliche Richtungen. Dabei ist nur Senden/Weiterleiten zur Basisstation oder Empfangen/Weiterleiten zu einer anderen mobilen Station möglich. Für eine bidirektionale Kommunikation kann die Vorrichtung zwei oder mehr Sender oder zwei oder mehr Empfänger aufweisen. Ein Sender oder ein Empfänger schauen dabei entlang einer Richtung und ein anderer Sender und ein anderer Empfänger entlang einer anderen, möglicherweise entgegengesetzten Richtung entlang der Achse 58/58', bzw. sind dahin gehend orientiert.A base station as described herein may be formed from one or more transmitters or one or more receivers for unidirectional communication. For bi-directional communication, the base station can have one or more transmitters and one or more receivers. As already indicated, it is not necessary for the base station to be fixed in position. It is possible that it too can move along axis 58, which can also be movable in a direction perpendicular thereto. The base station 56 can be characterized in that it is the first or the last communication element that detects or transmits the corresponding signal, even if it is arranged in the middle of the axis 58/58', since it can provide an information source or information sink, for example. Furthermore, it is possible for the base station to communicate with all mobile stations. The mobile stations/devices/user devices can be designed in such a way that they have a transmitter on one side and a receiver on the other or the same side for unidirectional communication. The transmitter and receiver look, for example, along the axis 58/58' but, for example, in different directions. It is only possible to send/forward to the base station or receive/forward to another mobile station. For bi-directional communication, the device can have two or more transmitters or two or more receivers. One transmitter or one receiver will be looking or oriented along one direction and another transmitter and receiver will be looking or oriented along another, possibly opposite, direction along axis 58/58'.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is understood that modifications and variations to the arrangements and details described herein will occur to those skilled in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

Claims (26)

Vorrichtung (10) mit einer Kommunikationseinrichtung (12), die Folgendes aufweist: eine Empfangseinrichtung (14); die ausgebildet ist, um ein erstes drahtloses, optisches Kommunikationssignal (16) durch ein freies Übertragungsmedium zu empfangen, um ein elektrisches Signal (18) basierend auf dem drahtlosen optischen Kommunikationssignal (16) zu erhalten; eine Verarbeitungseinrichtung (22), die ausgebildet ist, um das elektrische Signal (18) zu verarbeiten, um ein verarbeitetes elektrisches Signal (24) zu erhalten; und eine Sendeeinrichtung (26), die ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal (24) in ein zweites drahtloses optisches Kommunikationssignal (28) zu überführen, so dass das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) zumindest teilweise dem ersten drahtlosen optischen Kommunikationssignal (16) entspricht, und um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) durch ein freies Übertragungsmedium zu senden; wobei die Vorrichtung (10) als Laufkatze für ein Transportsystem gebildet ist.Device (10) with a communication device (12) comprising: a receiving device (14); configured to receive a first wireless optical communication signal (16) through a free transmission medium to obtain an electrical signal (18) based on the wireless optical communication signal (16); a processing device (22) which is designed to process the electrical signal (18) in order to obtain a processed electrical signal (24); and a transmission device (26) which is designed to convert the processed electrical signal (24) into a second wireless optical communication signal (28), so that the second wireless optical communication signal (28) at least partially corresponds to the first wireless optical communication signal (16) corresponds to, and to transmit the second wireless optical communication signal (28) through an open transmission medium; wherein the device (10) is designed as a trolley for a transport system. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, bei der die Verarbeitungseinrichtung (22) eine Verstärkereinrichtung (31) aufweist, die ausgebildet ist, um das elektrische Signal (18) zu verstärken.Device (10) according to claim 1 , wherein the processing device (22) has an amplifier device (31) which is designed to amplify the electrical signal (18). Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Verstärkereinrichtung (31) ein Verstärkerelement (32) aufweist, das ausgebildet ist, um ein auf dem elektrischen (18) Signal basierendes Eingangssignal bis in eine Signalkompression zu verstärken bei der es geclippt wird.Device (10) according to claim 1 or 2 , In which the amplifier device (31) comprises an amplifier element (32) which is designed to a to amplify the input signal based on the electrical (18) signal up to a signal compression in which it is clipped. Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Verarbeitungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um das elektrische Signal (18) ohne digitale Datenverarbeitung zu verarbeiten.Device (10) according to one of the preceding claims, in which the processing device (22) is designed to process the electrical signal (18) without digital data processing. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Verarbeitungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um eine digitale Datenverarbeitung (44) des elektrischen Signals (18) auszuführen.Device (10) according to one of Claims 1 until 3 , in which the processing device (22) is designed to carry out digital data processing (44) of the electrical signal (18). Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, bei der die Verarbeitungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um einen Dateninhalt des elektrischen Signals (18) zu verändern.Device (10) according to claim 5 , in which the processing device (22) is designed to change a data content of the electrical signal (18). Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der die Verarbeitungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal (24) basierend auf einer Weiterleitung des elektrischen Signals (18) an die Sendeeinrichtung (26) zu erhalten; wobei die Verarbeitungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um das elektrische Signal (18) digital zu verarbeiten; und um ein zeitverzögertes, verarbeitetes elektrisches Signal (24) zeitverzögert bezogen auf das verarbeitete elektrische Signal (24) an die Sendeeinrichtung (26) weiterzuleiten.Device (10) according to claim 5 or 6 , in which the processing device (22) is designed to receive the processed electrical signal (24) based on a forwarding of the electrical signal (18) to the transmitting device (26); wherein the processing device (22) is designed to process the electrical signal (18) digitally; and for forwarding a time-delayed, processed electrical signal (24) to the transmitting device (26) with a time delay in relation to the processed electrical signal (24). Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, bei der die Verarbeitungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um eine Zeitverzögerung des zeitverzögerten elektrischen Signals basierend auf einem Kommunikationsprotokoll einzustellen, so dass ein drittes drahtloses optisches Signal basierend auf der Zeitverzögerung in einem späteren Zeitintervall gesendet wird als das zweite drahtlose optische Signal.Device (10) according to claim 7 , wherein the processing device (22) is adapted to adjust a time delay of the time-delayed electrical signal based on a communication protocol, so that a third wireless optical signal based on the time delay is sent at a later time interval than the second wireless optical signal. Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Kommunikationseinrichtung (12) eine erste Kommunikationseinrichtung ist, wobei die Vorrichtung (10) eine zweite Kommunikationseinrichtung für eine bidirektionale Kommunikation aufweist.Device (10) according to one of the preceding claims, in which the communication device (12) is a first communication device, the device (10) having a second communication device for bi-directional communication. Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Sendeeinrichtung (26) einen optischen Emitter umfasst (38), der ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal (24) in das zweite drahtlose optische Signal (28) zu überführen.Device (10) according to one of the preceding claims, in which the transmission device (26) comprises an optical emitter (38) which is adapted to convert the processed electrical signal (24) into the second wireless optical signal (28). Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Sendeeinrichtung (26) eine Optik zum Formen des zweiten drahtlosen optischen Kommunikationssignals (28) umfasst.Apparatus (10) according to any one of the preceding claims, wherein the transmitting means (26) comprises optics for shaping the second wireless optical communication signal (28). Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um eine Senke für das erste drahtlose optische Kommunikationssignal (16) zu bilden, und um eine Quelle für das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) (28) zu bilden.Apparatus (10) according to any one of the preceding claims, arranged to sink the first wireless optical communication signal (16) and to source the second wireless optical communication signal (28) (28). Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um das erste drahtlose, optische Kommunikationssignal (16) entlang einer ersten Richtung (581) zu empfangen und um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) entlang einer zweiten Richtung (582) zu senden, wobei die erste Richtung (581) und die zweite Richtung (582) entlang eines Toleranzbereichs von 10° parallel zu einander sind.Device (10) according to one of the preceding claims, which is configured to receive the first wireless optical communication signal (16) along a first direction (58 1 ) and to receive the second wireless optical communication signal (28) along a second direction (58 2 ) with the first direction (58 1 ) and the second direction (58 2 ) being parallel to each other along a tolerance range of 10°. Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Empfangseinrichtung (14) einen optischen Detektor aufweist, der ausgebildet ist, um das erste drahtlose optische Kommunikationssignal (16) in das elektrische Signal (18) zu überführen.Device (10) according to one of the preceding claims, in which the receiving device (14) has an optical detector which is designed to convert the first wireless optical communication signal (16) into the electrical signal (18). Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Empfangseinrichtung (14) eine Optik zur optischen Konzentration des ersten drahtlosen optischen Kommunikationssignals (16) umfasst.Apparatus (10) according to any one of the preceding claims, wherein the receiving means (14) comprises optics for optically concentrating the first wireless optical communication signal (16). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk, das Folgendes aufweist: zumindest eine Teilnehmervorrichtung (101), die als Vorrichtung (10) mit einer Kommunikationseinrichtung (12) gebildet ist, und die Folgendes aufweist: eine Empfangseinrichtung (14); die ausgebildet ist, um ein erstes drahtloses, optisches Kommunikationssignal (16) durch ein freies Übertragungsmedium zu empfangen, um ein elektrisches Signal (18) basierend auf dem drahtlosen optischen Kommunikationssignal (16) zu erhalten; eine Verarbeitungseinrichtung (22), die ausgebildet ist, um das elektrische Signal (18) zu verarbeiten, um ein verarbeitetes elektrisches Signal (24) zu erhalten; und eine Sendeeinrichtung (26), die ausgebildet ist, um das verarbeitete elektrische Signal (24) in ein zweites drahtloses optisches Kommunikationssignal (28) zu überführen, so dass das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) zumindest teilweise dem ersten drahtlosen optischen Kommunikationssignal (16) entspricht, und um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) durch ein freies Übertragungsmedium zu senden; wobei das drahtlose optische Kommunikationsnetzwerk eine Basisstation (56) umfasst, die für eine drahtlose, optische Kommunikation unter Verwendung des ersten drahtlosen optischen Kommunikationssignals (16) eingerichtet ist; wobei die Teilnehmervorrichtung (101) bezogen auf die Basisstation (56) beweglich angeordnet ist.A wireless optical communications network, comprising: at least one subscriber device (10 1 ) formed as a device (10) having communication means (12), and comprising: receiving means (14); configured to receive a first wireless optical communication signal (16) through a free transmission medium to obtain an electrical signal (18) based on the wireless optical communication signal (16); a processing device (22) which is designed to process the electrical signal (18) in order to obtain a processed electrical signal (24); and a transmission device (26) which is designed to convert the processed electrical signal (24) into a second wireless optical communication signal (28), so that the second wireless optical communication signal (28) at least partially corresponds to the first wireless optical communication signal (16 ) and to transmit the second wireless optical communication signal (28) through an open transmission medium; wherein the wireless optical communication network comprises a base station (56) arranged for wireless optical communication using the first wireless optical communication signal (16); wherein the subscriber device (10 1 ) is movably arranged in relation to the base station (56). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 16, bei der die Teilnehmervorrichtung (101) eine erste Teilnehmervorrichtung ist, wobei das drahtlose optische Kommunikationsnetzwerk zumindest eine zweite Teilnehmervorrichtung (102) aufweist, die gemäß der ersten Teilnehmervorrichtung gebildet ist, wobei bezogen auf das optische Signal die erste Teilnehmervorrichtung (101) zwischen der Basisstation (56) und der zweiten Teilnehmervorrichtung (102) angeordnet ist; wobei die zweite Teilnehmervorrichtung (102) ausgebildet ist, um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28) von der ersten Teilnehmervorrichtung (101) zu empfangen; oder wobei die erste Teilnehmervorrichtung (101) ausgebildet ist, um das zweite drahtlose optische Kommunikationssignal (28') von der zweiten Teilnehmervorrichtung (102) zu empfangen.Wireless optical communication network according to Claim 16 , wherein the subscriber device (10 1 ) is a first subscriber device, wherein the wireless optical communication network comprises at least a second subscriber device (10 2 ) formed in accordance with the first subscriber device, wherein in relation to the optical signal the first subscriber device (10 1 ) located between the base station (56) and the second subscriber device (10 2 ); wherein the second subscriber device (10 2 ) is adapted to receive the second wireless optical communication signal (28) from the first subscriber device (101); or wherein the first subscriber device (10 1 ) is adapted to receive the second wireless optical communication signal (28') from the second subscriber device (10 2 ). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 16 oder 17, bei der die Teilnehmervorrichtung (101) entlang einer Bewegungsachse (66) beweglich relativ zu der Basisstation (56) angeordnet ist.Wireless optical communication network according to Claim 16 or 17 , wherein the subscriber device (10 1 ) is arranged to be movable along a movement axis (66) relative to the base station (56). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 18, bei der die Basisstation (56) ausgebildet ist, um das erste drahtlose optische Signal entlang einer optische Achse (58) auszusenden; wobei die Bewegungsachse (66) parallel oder geneigt zu der optischen Achse (58) ist.Wireless optical communication network according to Claim 18 wherein the base station (56) is configured to emit the first wireless optical signal along an optical axis (58); wherein the axis of motion (66) is parallel or inclined to the optical axis (58). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, das ein strahlumlenkendes Element (68) aufweist, das ausgebildet ist, um drahtlose, optische Signale zwischen der Basisstation (56) und der Teilnehmervorrichtung (101) umzulenken.Wireless optical communication network according to any one of Claims 16 until 19 Having a beam-deflecting element (68) which is adapted to redirect wireless optical signals between the base station (56) and the subscriber device (10 1 ). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, mit einer Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen (101, 102, ..., 10n).Wireless optical communication network according to any one of Claims 16 until 20 , with a plurality of subscriber devices (10 1 , 10 2 , ..., 10 n ). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 21, bei dem die Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen (101, 102, ..., 10n) für eine bidirektionale Kommunikation eingerichtet ist.Wireless optical communication network according to Claim 21 , in which the plurality of subscriber devices (10 1 , 10 2 , ..., 10 n ) are set up for bidirectional communication. Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 21, bei dem die Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen (101, 102, ..., 10n) für eine unidirektionale Kommunikation eingerichtet ist und wobei die Teilnehmervorrichtungen (101, 102, ..., 10n) seriell hintereinander geschaltet sind, um das erste drahtlose optische Kommunikationssignal (16) entlang eines drahtlosen optischen Datenpfades seriell weiterzuleiten (161, 162, ..., 16n).Wireless optical communication network according to Claim 21 , in which the plurality of subscriber devices (10 1 , 10 2 , ..., 10 n ) is set up for unidirectional communication and wherein the subscriber devices (10 1 , 10 2 , ..., 10 n ) are connected in series, to serially forward (161, 162, ..., 16n) the first wireless optical communication signal (16) along a wireless optical data path. Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 23, bei dem die Basisstation (56) ein einem ersten Ende des drahtlosen optischen Datenpfades angeordnet ist und an einem gegenüberliegenden zweiten Ende ein Empfänger (91) angeordnet ist, der ausgebildet ist, um ein auf einem empfangenen drahtlosen optischen Kommunikationssignal (28n) basierendes Datensignal kabelgebunden an die Basisstation (56) zu übermitteln.Wireless optical communication network according to Claim 23 , in which the base station (56) is arranged at a first end of the wireless optical data path and at an opposite second end a receiver (91) is arranged, which is designed to receive a received wireless optical communication signal (28 n ) based data signal to transmit wired to the base station (56). Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die Basisstation (56) ausgebildet ist, um drahtlose optische Signale entlang zumindest einer ersten Richtung (581) und einer zweiten Richtung (582) auszusenden, wobei die Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen (101, 102) entlang der ersten und zweiten Richtung (581, 582) angeordnet ist.Wireless optical communication network according to any one of Claims 21 until 24 , wherein the base station (56) is adapted to emit wireless optical signals along at least a first direction (58 1 ) and a second direction (58 2 ), wherein the plurality of subscriber devices (10 1 , 10 2 ) along the first and second direction (58 1 , 58 2 ) is arranged. Drahtloses optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 16 bis 25, bei der eine ganz oder teilweise passive Richtungsumlenkung (62; 64; 68) drahtloser optischer Kommunikationssignale (16; 28) eingerichtet ist.Wireless optical communication network according to any one of Claims 16 until 25 , in which a completely or partially passive directional deflection (62; 64; 68) of wireless optical communication signals (16; 28) is set up.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113872692B (en) * 2021-09-30 2023-12-08 中国科学院半导体研究所 Terminal equipment, forwarding equipment and method and device for constructing optical communication network

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001033747A1 (en) 1999-11-01 2001-05-10 Lake Technology Limited Optical data network
US6323980B1 (en) 1998-03-05 2001-11-27 Air Fiber, Inc. Hybrid picocell communication system
US7424225B1 (en) 2003-11-17 2008-09-09 Bbn Technologies Corp. Systems and methods for implementing contention-based optical channel access
US20120288282A1 (en) 2011-05-12 2012-11-15 Vaeaenaenen Mikko Fully photonic wireless broadband base station
US20140155093A1 (en) 2012-12-03 2014-06-05 Google Inc. Method for Ensuring Data Localization on an Ad Hoc Moving Data Network
WO2017011649A1 (en) 2015-07-14 2017-01-19 Interdigital Patent Holdings, Inc. Free-space optical networks with mechanically or non-mechanically steered and dynamically expanded laser beams
WO2017125747A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Qatar Foundation For Education, Science And Community Development A relay-assisted visible light communication system
WO2017153900A1 (en) 2016-03-07 2017-09-14 8 Rivers Capital, Llc Modular, wireless optical antenna
EP2873166B1 (en) 2012-07-12 2017-10-18 X Development LLC Geo-fencing
US20170317750A1 (en) 2012-01-09 2017-11-02 Attochron, Llc USPL-FSO Lasercom Point-to-Point and Point-to-Multipoint Optical Wireless Communication
US9838119B1 (en) 2015-01-29 2017-12-05 Google Llc Automatically steered optical wireless communication for mobile devices
US20180172915A1 (en) 2014-02-25 2018-06-21 X Development Llc Free-space optical communication dual-fiber ferrule

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4727600A (en) * 1985-02-15 1988-02-23 Emik Avakian Infrared data communication system
KR100324797B1 (en) * 2000-03-27 2002-02-20 이재승 Wavelength-division-multiplexed free-space optical communication systems
US6501582B2 (en) * 2001-02-22 2002-12-31 Digital Atlantic, Inc. Cascaded line-of sight free-space communications system
FR2915039B1 (en) * 2007-04-10 2010-08-13 Thales Sa OPTICAL DATA TRANSMISSION DEVICE COMPRISING A SOURCE EMITTING A LASER BEAM
US8818196B2 (en) * 2009-12-21 2014-08-26 The Invention Science Fund I, Llc Data center with free-space optical communications

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323980B1 (en) 1998-03-05 2001-11-27 Air Fiber, Inc. Hybrid picocell communication system
WO2001033747A1 (en) 1999-11-01 2001-05-10 Lake Technology Limited Optical data network
US7424225B1 (en) 2003-11-17 2008-09-09 Bbn Technologies Corp. Systems and methods for implementing contention-based optical channel access
US20120288282A1 (en) 2011-05-12 2012-11-15 Vaeaenaenen Mikko Fully photonic wireless broadband base station
US20140105606A1 (en) 2011-05-12 2014-04-17 Mikko Vaananen Fully photonic wireless broadband base station
US20170317750A1 (en) 2012-01-09 2017-11-02 Attochron, Llc USPL-FSO Lasercom Point-to-Point and Point-to-Multipoint Optical Wireless Communication
EP2873166B1 (en) 2012-07-12 2017-10-18 X Development LLC Geo-fencing
US20140155093A1 (en) 2012-12-03 2014-06-05 Google Inc. Method for Ensuring Data Localization on an Ad Hoc Moving Data Network
US20180172915A1 (en) 2014-02-25 2018-06-21 X Development Llc Free-space optical communication dual-fiber ferrule
US9838119B1 (en) 2015-01-29 2017-12-05 Google Llc Automatically steered optical wireless communication for mobile devices
WO2017011649A1 (en) 2015-07-14 2017-01-19 Interdigital Patent Holdings, Inc. Free-space optical networks with mechanically or non-mechanically steered and dynamically expanded laser beams
WO2017125747A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Qatar Foundation For Education, Science And Community Development A relay-assisted visible light communication system
WO2017153900A1 (en) 2016-03-07 2017-09-14 8 Rivers Capital, Llc Modular, wireless optical antenna

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ali, R.N. et al.; Optical Repeater for free-space laser communication System. In: Journal of Kerbala University,Vol.7 No.2, Scientific, 2009.
Jeong, M.-C. et al.; 8 10-Gb/s Terrestrial Optical Free-Space Transmission Over 3.4 km Using an Optical Repeater. In: IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 15, NO. 1, pp. 171-172, JANUARY 2003.
Kalighi, M.A. etal.; Survey on Free Space Optical Communication: A Communication Theory Perspective. In: IEEE COMMUNICATION SURVEYS & TUTORIALS, VOL. 16, NO. 4, pp. 2231-2258, FOURTH QUARTER 2014.
Kazemlou, S. et al.; All-Optical Multihop Free-Space Optical Communication Systems. In: IEEE JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 29, NO. 18, pp. 2663-2669, SEPTEMBER 15, 2011.
Nor, N.A.M. et al in IEEE International Symposium on Communications Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP), Juli 2016
Nor, N.A.M. et al.; Comparison of Optical and Electrical based Amplifyand-Forward Relay-Assisted FSO Links over Gamma-Gamma Channels. In: IEEE International Symposium on Communication Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP), July 2016.
Safari, M. et al.; Relay-Assisted Free-Space Optical Communication. In: IEEE Conference on Signals, Systems and Computers, pp. 1891-1895, November 2007.

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