CH709355A1 - Metodo e impianti per connessioni mediante raggi luminosi. - Google Patents

Abstract

Le onde radio attualmente presentano fronti in cui non possono essere utilizzate, mentre le comunicazioni via luce non in fibra presentano alcuni limiti tecnici. Attraverso la presente invenzione viene potenziata la capacità di effettuare telecomunicazioni con mezzi alternativi ad esempio alle onde radio. L’invenzione vede tecniche di comunicazione via luce che riducono notevolmente i limiti dovuti ad esempio alla natura fisica dei raggi luminosi. Tale metodo di agevolazione delle comunicazioni ottiche viene illustrato con esempi di applicazione a un impianto per telefonia mobile (B) a un sistema di delocalizzazione (T) di segnali attraverso la luce. I segnali luminosi nella presente invenzione sono captabili con dispositivi a installazione fissa oppure con dispositivi portatili quali ad esempio celle fotovoltaiche e idonei apparecchi per telefonia mobile. L’utilizzo della presente invenzione permette inoltre di evitare alcune circostanze di elevato consumo energetico degli apparecchi portatili grazie alla loro non entrata in trasmissione anche in comunicazioni di tipo bidirezionale.

Description

Settore tecnico:

[0001] Elettronica e telecomunicazioni.

Stato della tecnica

[0001] Attualmente una notevole quantità di dispositivi fissi o portatili necessitano di un collegamento mono o bidirezionale senza fili per poter adempiere al lavoro per cui sono stati ideati. Ad esempio, un dispositivo per la telefonia mobile durante una conversazione telefonica riceve i segnali via radio dalla rete e attraverso lo stesso mezzo ritrasmette dei segnali di risposta. Il collegamento del dispositivo è garantito da interazioni bidirezionali a radiofrequenza basati su sistemi per trasmissione e ricezione di segnali. Tali sistemi necessitano di essere opportunamente alimentati e lo stadio di trasmissione solitamente rappresenta nelle telecomunicazioni uno degli elementi di maggior assorbimento energetico. Questo dispendio energetico è un fattore rilevante per l’autonomia dei dispositivi portatili.

[0002] Allo stato attuale è anche noto che l’utilizzo delle onde radio può risultare critico in contesti dove generano disturbi ad apparati, interferenze e in luoghi dov’è rischioso diffondere onde radio o introdurre generatori di radiofrequenza. Se si cerca tra metodi di telecomunicazione alternativi si trovano quelli basati su comunicazioni ottiche. Questi sistemi presentano alte prestazioni se utilizzati per collegamenti attraverso fibre ottiche mentre efficienza inferiore si riscontra nel caso in cui la luce venga diffusa nell’ambiente. Uno dei maggiori limiti è la ridotta stabilità del collegamento dovuta alla natura stessa dei raggi luminosi. Questi raggi infatti non sono in grado di attraversare la maggior parte dei materiali e superare molti degli ostacoli normalmente presenti. Tutto ciò rende la luce debolmente idonea ad essere utilizzata in sostituzione delle onde radio ad esempio nel campo delle comunicazioni telefoniche mobili e nel campo della diffusione molto de localizzata di segnali.

Presentazione dell’invenzione

[0003] La presente invenzione è rappresentata da metodo e impianti per instaurare collegamenti sfruttanti la luce in modo migliorativo rispetto alla stato attuale della tecnica. L’invenzione viene illustrata facendo riferimento ad un esempio di impianto per telefonia mobile in area domestica e ad un esempio di delocalizzazione di segnali non telefonici. Nel primo esempio i segnali provengono dalla rete telefonica e sono poi indirizzati all’impianto al fine di permettere l’utilizzo di dispositivi mobili nella zona interessata. L’invenzione si presta anche all’installazione di dispositivi fissi che sfruttano la luce dell’impianto. I segnali audio associabili al dispositivo mobile vengono raccolti dall’impianto, esternamente al dispositivo mobile. Questo consente di avere circostanze in cui non è necessaria la trasmissione della voce dal dispositivo mobile. L’applicazione dell’invenzione consente di avere risparmio energetico e la possibilità di semplificazione degli apparati. II dispositivo mobile riceve i segnali dall’impianto attraverso raggi luminosi diffusi nell’ambiente ed è in grado di inviare dei comandi all’impianto. L’impianto e il dispositivo mobile possono lavorare con fonti di luce rese idonee allo scopo attraverso qualunque tecnica. L’invenzione qui presentata funziona sia nel caso di apparecchi dotati di questa sola modalità di trasmissione, sia nel caso di apparecchi o impianti in cui si voglia mantenere una funzionalità ibrida, ad esempio non abbandonando le precedenti tecnologie. Il secondo esempio fa riferimento a esempi di delocalizzazione dei segnali sfruttando la luce e il sussidio di una rete. La rete permette, interfacciata a una o più sorgenti luminose, di risolvere ad esempio problemi di delocalizzazione e diffusione di segnali trasportati via luce prelevati medesimo input. L’invenzione, presentata attraverso questi esempi di esecuzione, permette inoltre il potenziamento delle telecomunicazioni in aree tecniche o ad alto rischio dove potrebbe essere tecnicamente interferente o pericolosa la presenza di radiofrequenza e l’introduzione di sorgenti di onde radio.

Esecuzione dell’invenzione

[0004] In funzione delle prestazioni che si vogliono ottenere dall’invenzione si afferma che:

[0005] possono essere utilizzati o introdotti raggi di luce sia nel caso in cui essi provengano da fonti artificiali sia nel caso di fonti naturali.

[0006] Sono utilizzabili raggi luminosi che seguono cammini ottici e percorsi di ogni tipologia.

[0007] Sono utilizzabili raggi luminosi che subiscono riflessioni o rifrazioni. Sono ugualmente idonei raggi luminosi che hanno attraversato o interagito con fibre ottiche, filtri, reticoli, molecole, atomi e particelle.

[0008] Sono utilizzabili raggi luminosi appartenenti sia allo spettro del visibile che alle frequenze non percepibili dall’occhio umano

[0009] Sono utilizzabili raggi luminosi di una o più sorgenti diverse.

[0010] Sono utilizzabili le proprietà dei raggi luminosi modulati analogicamente o digitalmente.

[0011] Sono utilizzabili raggi luminosi trasportanti uno o più segnali provenienti da una o più fonti. <tb>La fig. 1<SEP>illustra un esempio di forma di esecuzione dell’invenzione: un impianto per telefonia in area domestica. <tb>La fig. 2<SEP>fa riferimento ad un esempio di esecuzione dell’invenzione caratterizzato da delocalizzazione via luce di segnali non telefonici.

[0012] La luce per i collegamenti ottici degli esempi proviene da fonti LED che trasmettono analogicamente.

[0013] La luce trattata negli esempi viene diffusa nell’ambiente direttamente dalle sorgenti luminose.

Impianto per telefonia domestica

[0014] L’impianto per telefonia domestica senza fili rappresentato in fig. 1 lavora utilizzando fonti luminose «L» e la linea telefonica «X» in arrivo all’unità abitativa. Secondo l’invenzione la linea telefonica può arrivare sia via cavi elettrici o ottici, sia attraverso sistemi wireless. La linea telefonica in questo caso arriva via fili conduttori elettronici. La linea «X» è diretta ad una comune centralina che rende disponibile i contatti di input, output e commutazione. Tale centralina è installata nel blocco «T», che ha anche il controllo della modulazione delle fonti luminose «L» dell’impianto. Il segnale di input viene raccolto da uno o più microfoni «Z». I microfoni «Z» raccolgono l’audio «A» dell’ambiente al fine di inviarlo alla linea telefonica. II sistema microfonico è attivabile nel momento in cui viene avviato un collegamento telefonico. L’attivazione del sistema microfonico può avvenire in funzione della posizione del dispositivo portatile «B» che si intende usare. Questo invia dei segnali all’impianto il quale attiva il sistema microfonico dell’area dov’è presente il dispositivo. Un esempio di realizzazione di tale sistema di selezione di aree audio si ha installando in ogni ambiente un fotosensore «Y» che capta i segnali di un led presente sul dispositivo portatile. Il led irradia dei segnali luminosi allo scopo di telecomandare l’attivazione del microfono «Z» presente in tale ambiente. Per microfono si intende qualunque sistema atto a captare segnali sonori e ad introdurli nell’impianto. L’area domestica in esame è dotata di un sistema d’illuminazione per ambienti composto dalle fonti luminose «L». Secondo la presente invenzione l’impianto d’illuminazione viene interfacciato in parte o totalmente con l’impianto telefonico. L’illuminazione ambientale «L» dell’esempio viene realizzata attraverso dei led. Questi led hanno a monte un sistema che preleva i segnali audio dalla centralina telefonica installata in «T» e li utilizza al fine di ottenere una modulazione sulla tensione o sulla corrente con cui vengono alimentati. Tale sistema di modulazione è realizzabile sulla base dello schema del transistore che alimenta i led e alla base del quale arrivano i segnali audio che modificano i parametri di alimentazione dei led. Tali led trasmettono emettendo analogicamente il segnale telefonico in arrivo dalla rete. Questo segnale viene captato dal dispositivo portatile «B» che è in grado di demodulare i segnali luminosi grazie ad esempio all’utilizzo di fototransistor. »C» rappresenta un dispositivo di telefonia fisso con capacità di captazione luminosa. La diffusione del segnale della rete attraverso le luci «L», può essere attivata separatamente nei vari ambienti ad esempio attraverso un sistema analogo a quello illustrato per l’attivazione locale dei microfoni. Il dispositivo mobile «B» pilota l’impianto per inviare chiamate. Al momento dell’arrivo di una chiamata il dispositivo ne riceve informazione attraverso segnali emessi dalla luce «l» in questa circostanza. La risposta alla chiamata o l’invio di segnali atti a stabilire il collegamento telefonico avviene tramite la capacità di telecomando del dispositivo mobile o tramite una introducibile base. Le capacità di telecomando sono realizzabili attraverso le tecniche infrarosse o visibili utilizzate stato attuale in molti dei dispositivi per controllo di apparati domestici. Secondo la presente invenzione il sistema circostante ai dispositivi fissi o mobili è abilitato anche alla raccolta di input di diverso genere provenienti dall’ambiente oppure da dispositivi sfruttanti altri settori tecnici. Esempio di diverso input proveniente dall’ambiente è la raccolta di immagini mentre input di differenti apparati possono essere quelli di schede a lettura per induzione.

DeIocalizzazione luminosa di segnali non telefonici

[0015] Alla base dell’esempio rappresentato nel disegno 2 , abbiamo l’utilizzo di una rete «L» di distribuzione di segnali interfacciata con dei punti che denominiamo punti luce «C». L’uso della parola punto non denota nell’invenzione la necessaria presenza di fonti di luce puntiformi. Tali punti emettono luce utilizzabile per il trasporto di segnali. La funzione di rete di distribuzione «L» può anche essere esplicata da apparati locali collegati a ripetitori, sistemi di copertura wireless, fonti di segnale da irradiare via luce. Ogni punto luce è interfacciabile a più segnali da de localizzare e viceversa ogni segnale da de localizzare è interfacciabile a più punti luce. Nella presente trattazione viene per «L» utilizzata la rete dati più diffusa sul globo. Le funzionalità di questa rete vengono gestite e sfruttate attraverso i disponibili sistemi informatici, indicati con «A», in grado di stabilire collegamenti con determinati ambienti della rete. L’ambiente della rete utilizzato in questo esempio è una pagina destinata al prelievo di segnali audio che un apparato mette in rete in tempo reale. I dispositivi informatici come «A» sono in grado di arrivare in questo luogo e prelevare tale segnale. II segnale è prelevato da «A» viene poi inviato a più punti luce «C» attraverso la linea «X». Secondo il presente metodo è ugualmente possibile realizzare sistemi e impianti in cui ogni punto «C» è collegato ad una linea di alimentazione comune o separata già modulata in altri stadi o ubicazioni. L’invenzione prevede anche la possibilità di interfacciamento di ogni punto luce ad un diverso dispositivo informatico «A» collegato con la rete «L». Il punti luce dell’esempio sono in grado di utilizzarle il segnale di «X» per modulare raggi luminosi e la diffusione della luce modulata avviene dai sistemi di illuminazione irradianti da sei vetrine. La metodologia di trasmissione via luce nell’ambiente in questo caso è analogica basata sull’uso del segnale audio per modulare i flussi di corrente alimentanti sorgenti di luce. Le fonti di luce irradiano, come vettore, il segnale audio nell’ambiente. Secondo la presente invenzione ogni punto luce «C» può diffondere il suo segnale via luce a breve o a lunga distanza. Per ottenere buone prestazioni a lunga distanza il presente metodo prevede l’installazione dei punti luce modulabili in rilievo rispetto ai dispositivi captatoti fissi o mobili. La trasmissione da aree in rilievo consente anche di effettuare, con l’introduzione di parabole o sistemi lente, trasmissioni dirette a zone mirate senza correre il rischio di interferenze con altre fonti. La captazione dei segnali dalla luce viene effettuata mediante dispositivi «Y» dotati della sola forma di ricezione luminosa o mediante dispositivi ibridi in cui tale capacità di captazione è integrata in apparecchi con differenti funzioni o metodologie di comunicazione come ad esempio in dispositivi per la telefonia mobile a radiofrequenza. La captazione può essere effettuata anche con dispositivi che convertono l’energia luminosa in energia elettrica quali ad esempio celle fotovoltaiche. Ogni punto luce può essere equipaggiato con sistemi analogici o digitali di acquisizione di dati diretti alla rete come microfoni o lettori per identificare oggetti.

Claims (13)

1. Metodo di delocalizzazione di segnali di una o più sorgenti caratterizzato dalla modulazione di sorgenti luminose analogiche interfacciate ad una o più reti.

2. Metodo di delocalizzazione di segnali caratterizzato dall’utilizzo di sorgenti luminose modulate con segnali presenti sul territorio.

3. Metodo di captazione di segnali luminosi diffusi nell’ambiente provenienti da una o più reti caratterizzato dall’utilizzo di dispositivi captanti abilitati alla telefonia.

4. Metodo di captazione di segnali luminosi analogici provenienti da una o più fonti caratterizzato dall’utilizzo di parti fotosensibili integrate in dispositivi abilitati alla telefonia mobile.

5. Metodo di captazione di segnali luminosi provenienti da una o più reti caratterizzato dall’utilizzo di dispositivi in grado di convertire la radiazione luminosa in corrente elettrica.

6. Metodo di captazione di segnali luminosi provenienti da una o più reti caratterizzato dall’utilizzo di celle fotovoltaiche.

7. Metodo di telecomunicazione caratterizzato da rete interfacciata a trasmettitori di luce captati da sistemi fotovoltaici.

8. Metodo di collegamento telefonico caratterizzato da interfacciamento tra uno o più impianti di illuminazione e rete telefonica.

9. Metodo di collegamento telefonico basato su uno o più dispositivi captatori di luce e sistema di raccolta dei segnali audio situato nell’area circostante ai dispositivi.

10. Metodo di telecomunicazione caratterizzato da dispositivo mobile abilitato a captare luce e sistema per la raccolta di input circostante ad esso.

11. Metodo di telecomunicazione caratterizzato da rete interfacciata a trasmettitori luminosi su frequenze visibili posti in rilievo rispetto ai ricevitori.

12. Area caratterizzata da presenza di fonte luminosa modulata e lettore per identificare oggetti interfacciato ad una o più reti.

13. Impianto di telecomunicazione caratterizzato da sorgente di luce modulata irradiante in corrispondenza di vetrina.