DE102014221350A1 - Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem Schleifleiternetzwerk - Google Patents

Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem Schleifleiternetzwerk Download PDF

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    • H04B3/56Circuits for coupling, blocking, or by-passing of signals

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem Schleifleiternetzwerk, umfassend ein erstes Kommunikationssegment (10), ein zweites Kommunikationssegment (20) sowie ein zwischen dem ersten (10) und dem zweiten (20) Kommunikationssegment angeordnetes Zwischensegment (30). Um die Auswirkungen des Übersprechens fremder Teilnehmer (40) auf die Kommunikation zu minimieren, wird vorgeschlagen, das erste Kommunikationssegment (10) und das zweite Kommunikationssegment (20) über mindestens je ein Dämpfungsglied (1, 2, 3, 4) mit dem Zwischensegment (30) zu verbinden, wobei die Dämpfungsglieder (1, 2, 3, 4) zur Entkopplung der Kommunikationssegmente (10, 20) vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem Schleifleiternetzwerk, umfassend ein erstes Kommunikationssegment, ein zweites Kommunikationssegment sowie ein zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationssegment angeordnetes Zwischensegment.
  • Die Erfindung betrifft desweiteren ein Verfahren zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten mit mindestens einer derartigen Anordnung.
  • Eine derartige Anordnung kommt in Anlagen mit einer Vielzahl beweglicher Anlagenteile zum Einsatz. Eine solche Anlage kann beispielsweise eine Automobilfertigungsstraße sein, in der eine Vielzahl an Fahrzeugen und/oder Fahrzeugteilen über eine Elektrohängebahn (EHB), welche über ein drahtgebundenes Kommunikationssystem verfügt, den Fertigungsprozess durchläuft. Die Kommunikation kann beispielsweise mittels Powerline-Technik stattfinden. Dabei können über eine Kommunikationsschnittstelle beispielsweise Informationen über die individuelle Montagehöhe des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugteils, abhängig vom jeweiligen Monteur, und der notwendige Abstand der Fahrzeuge bzw. Fahrzeugteile untereinander übertragen werden. Die sich in der EHB befindlichen Fahrzeuge oder Fahrzeugteile werden im weiteren Teilnehmer genannt. Um die Powerline-Technik zur Automatisierung der oben beschriebenen ausgedehnten Anlagen verwenden zu können, ist es erforderlich, die Anlage in mehrere Kommunikationssegmente zu unterteilen, zwischen denen die Teilnehmer wechseln können. An dem Kommunikationssegment ist eine Vorrichtung zur Kommunikation mit dem jeweiligen Teilnehmer angeschlossen, wobei die Vorrichtung zur Kommunikation auch Kommunikationsmaster genannt wird, da sie im vorliegenden Fall der Initiator der Kommunikation ist.
  • Der Teilnehmer fungiert dann als Slave. Die Kommunikationssegmente sind der Bereich, in dem zusammengehörende Teilnehmer mit einem Kommunikationsmaster kommunizieren können oder der Bereich in dem ein Kommunikationsmaster empfangen werden kann. Die Teilnehmer kommunizieren mit dem Kommunikationsmaster über Telegramme. Erhält ein Teilnehmer vom Kommunikationsmaster Informationen über die Kommunikationsschnittstelle so handelt es sich um einen Medienzugriff. Um zu vermeiden, dass mobile Teilnehmer gleichzeitig in mehreren Segmenten sichtbar sind und dort Bandbreite in Anspruch nehmen, ist es erforderlich, die Segmente so zu begrenzen, dass möglichst scharfe Segmentgrenzen entstehen, beziehungsweise die Bereiche, in denen Teilnehmer zu mehreren Kommunikationsgruppen gehören oder mehrere Master empfangen können, möglichst klein zu halten.
  • Wenn ein Teilnehmer gleichzeitig in mehreren Segmenten sichtbar ist so ist dieser zusätzlich in mindestens einem fremden Segment sichtbar. Die Auswirkungen der Sichtbarkeit einzelner Teilnehmer in fremden Segmenten sind:
    • – Reduzierung der Bandbreite durch ein schlechtes Signal-Rausch Verhältnis, da Telegramme eines Teilnehmers im fremden Segment vom Kommunikationsmaster als Rauschen interpretiert werden.
    • – Reduzierung der Anzahl möglicher Medienzugriffe, wenn Telegramme eines Teilnehmers in einem fremden Segment als Telegramme, nicht als Rauschen, identifiziert werden können.
    • – Behinderung der Ausbuchung eines Teilnehmers, da der Teilnehmer mit einem Kommunikationsmaster aus einem fremden Segment kommuniziert.
  • Diese Effekte werden durch ein Übersprechen eines Teilnehmers in ein fremdes Segment verursacht.
  • In der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung mit dem amtlichen Anmeldeaktenzeichen DE 13183910.2 wird eine Anordnung vorgeschlagen, die es ermöglicht, Bereiche auf Stromschienen gegeneinander abzugrenzen, auf denen Versorgungsspannungen im Bereich der Netzfrequenz verfügbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Auswirkungen des Übersprechens fremder Teilnehmer auf die Kommunikation minimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das erste Kommunikationssegment und das zweite Kommunikationssegment über mindestens je ein Dämpfungsglied mit dem Zwischensegment verbunden sind, wobei die Dämpfungsglieder zur Entkopplung der Kommunikationssegmente vorgesehen sind. Die Dämpfungsglieder werden für diese Anwendung auch Segmentkoppler genannt.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass sich das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für die kommunikationsberechtigten Teilnehmer in einem Kommunikationssegment verbessert, da sich das Übersprechen durch die Dämpfungsglieder stark reduziert. Außerdem erhöht sich durch den Wegfall potentiell falsch zugeordneter Telegramme aus fremden Segmenten die Zahl der möglichen kommunikationsberechtigten Medienzugriffe. Des Weiteren verringert sich die Zahl der falsch zugeordneten Teilnehmer, welche mit einem Kommunikationsmaster aus einem fremden Segment kommunizieren.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen das erste und zweite Kommunikationssegment je einen ersten Leiter und je einen zweiten Leiter auf, während das Zwischensegment einen ersten Zwischensegmentleiter und einen zweiten Zwischensegmentleiter aufweist. Zwischen dem ersten Kommunikationssegment und dem Zwischensegment ist eine die Leiter und die Zwischensegmentleiter isolierende erste Grenzline und zwischen dem Zwischensegment und dem zweiten Kommunikationssegment ist eine die Zwischensegmentleiter und die Leiter isolierende zweite Grenzline angeordnet, wobei die erste und zweite Grenzline als jeweils ein Schrägschnitt durch eine parallele Leitungsführung der Leiter und der Zwischenleiter angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist die Anordnung der Zwischensegmentleiter im Bezug auf eine Symmetrielinie der parallelen Schienenführung in Form eines Parallelogramms ausgeführt. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass sich der Bereich in dem sich beide Anschlüsse des Teilnehmers im Zwischensegment befinden, der Teilnehmer also weder dem ersten noch dem zweiten Kommunikationssegment eindeutig zugeordnet ist, deutlich verkleinert.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Dämpfungsglieder identische Werte auf. Die Dämpfungsglieder können beispielsweise je 10 dB Dämpfung aufweisen, was einer Isolation von 40 dB zwischen den Kommunikationssegmenten entspricht. Höhere Dämpfungen können in der Realität nicht erreicht werden, da Signale auch ohne Segmentkoppler bereits mit Dämpfungen um 40 dB bis 50 dB überkoppeln. Die Verwendung identischer Dämpfungswerte hat den Vorteil, dass sich die Anordnung in beide Richtungen gleich verhält, was die Steuerung der Kommunikation, beispielsweise der Sendeleistung, vereinfacht.
  • In besonders vorteilhafter Weise sind in Serie zu den Dämpfungsgliedern Filter geschaltet, wobei die Filter des ersten Kommunikationssegments bei den Kommunikationsfrequenzen des ersten Kommunikationsmasters eine minimale Dämpfung aufweisen und bei den Kommunikationsfrequenzen des zweiten Kommunikationsmasters eine maximale Dämpfung aufweisen, die Filter des zweiten Kommunikationssegments bei den Kommunikationsfrequenzen des ersten Kommunikationsmasters eine maximale Dämpfung aufweisen und bei den Kommunikationsfrequenzen des zweiten Kommunikationsmasters eine minimale Dämpfung aufweisen und die Filter für ein Frequenzmultiplex-Verfahren vorgesehen sind. Ein Frequenzmultiplex-Verfahren ist ein nachrichtentechnisches Verfahren bei dem mehrere Signale simultan über ein Medium, beispielsweise eine Leitung, auf mehreren Frequenzen übertragen werden. Bei dieser Ausführung kommunizieren der Kommunikationsmaster des ersten und des zweiten Kommunikationssegments auf unterschiedlichen Frequenzen. Dies ist besonders vorteilhaft, weil die Teilnehmer so über die Frequenz eindeutig einem Kommunikationssegment zugeordnet sind und sich das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für die kommunikationsberechtigten Teilnehmer durch die Filterung zusätzlich verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden Dioden parallel zu den Dämpfungsgliedern angeordnet, welche für eine gleichzeitig zur Kommunikation stattfindende Übertragung einer Versorgungsspannung vorgesehen sind. Die Übertragung der Versorgungsspannung kann beispielsweise auf der Netzfrequenz von 50 Hz erfolgen, die Kommunikation kann beispielsweise über Powerline im Frequenzband von 2–68 MHz stattfinden. Dies hat den Vorteil, dass man sich durch die Übertragung der Versorgungsspannung und Information auf unterschiedlichen Frequenzbändern zusätzliche Verkabelung spart, was zu einer besseren Kostenposition führt.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind die Dioden derart beschaltet, dass die ersten Leiter mit den Anoden einer Diode verbunden sind, wobei die zugehörigen Kathoden am ersten Zwischensegmentleiter angeschlossen sind und die zweiten Leiter mit den Kathoden einer Diode verbunden sind, wobei die zugehörigen Kathoden am zweiten Zwischensegmentleiter angeschlossen sind. Die Dioden verhalten sich in diesem Fall wie eine Richtungsleitung, welche für den Strom in eine Richtung durchlässig ist und in die andere Richtung sperrt. Diese Anordnung ermöglicht eine Versorgung des Teilnehmers während er die Anordnung durchfährt ohne dass dabei ein Kurzschluss auftritt.
  • In besonders vorteilhafter Weise sind je ein Hochpassfilter mit je einem Dämpfungsglied und je ein Tiefpassfilter mit je einer Diode in Serie geschaltet, wobei die Filter zur Trennung der Netzfrequenz und der Kommunikationsfrequenz vorgesehen sind. Die Tiefpassfilter können beispielsweise für die Netzfrequenz von 50 Hz transparent sein während sie beispielsweise bei den Frequenzen für die Powerline-Kommunikation, welche im Frequenzbereich zwischen 2 MHz und 68 MHz liegen, sperren. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Spannungsversorgung die Kommunikation nicht stört und umgekehrt.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kombination aus Hoch- und Tiefpassfiltern als Diplexer ausgeführt. Der Diplexer wird auch Diplexfilter genannt und weist einen Pfad für die untere Frequenzen, beispielsweise 50 Hz, und einen Pfad für die höheren Frequenzen, beispielsweise 2–68 MHz, auf, wobei er für diese Frequenzen durchlässig ist und die jeweils anderen Frequenzen sperrt. Ein Diplexfilter ist an dieser Stelle vorteilhaft, da er in seiner Realisierung kompakter und platzsparender als zwei einzelne Filter ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist in der Kombination aus Hoch- und Tiefpassfiltern mindestens ein Filtertyp als ein weiterer Filtertyp ausgeführt. Ein Filtertyp beschreibt das Selektionsverhalten eines Filters. Beispielsweise können die Hochpassfilter und/oder die Tiefpassfilter als Bandpassfilter ausgestaltet sein. Vorteile dieser Anordnung sind ein besseres SNR und eine geringere Anfälligkeit vor externen Störungsquellen, beispielsweise elektrischen Maschinen, welche Störsignale erzeugen können. Diese Störsignale können breitbandig sein, das heißt einen sehr großen Frequenzbereich umfassen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die ersten und zweiten Leiter des jeweiligen Kommunikationssegments sowie des Zwischensegments erfindungsgemäß für eine differentielle Übertragung des Kommunikationssignals vorgesehen. Eine differentielle Signalübertragung kann auch symmetrische Signalübertragung genannt werden. Dabei erfolgt die Übertragung mit Hilfe zweier Leitungen, der ersten Leitung und der zweiten Leitung, welche mit identischen jedoch komplementären Kommunikationssignalen gespeist werden. Ein Vorteil der differentiellen Signalübertragung ist, dass diese im Vergleich zur unsymmetrischen Signalübertragung weniger Störanfällig ist. Außerdem wird bei der differentiellen Signalübertragung kein Bezugspotential, beispielsweise eine geschirmte Leitung, benötigt, was die mechanische Realisierung der Leitungsführung erleichtert und die Komplexität verbessert.
  • Diese Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten mittels mindestens einer oben beschriebenen Anordnung gelöst.
  • In einer vorteilhaften Ausführung erhöht der Teilnehmer seinen Signalpegel und/oder seine Empfindlichkeit sobald er sich in einem Zwischensegment befindet. Dies hat den Vorteil, dass sich die Kommunikation an den durch die Dämpfungsglieder veränderten Dynamikbereich anpasst und sich somit das SNR beim Sender und beim Empfänger während der Kommunikation im Zwischensegment erhöht.
  • In besonders vorteilhafter Weise wird der Signalpegel und/oder die Empfindlichkeit derart erhöht werden, dass sie die Dämpfung der Dämpfungsglieder kompensieren. Dies hat den Vorteil, dass während der Kommunikation im Zwischensegment derselbe Dynamikbereich vorliegt wie in einem der Kommunikationssegmente.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verringern die Teilnehmer, welche sich in einem Kommunikationssegment befinden, in dem sie nicht kommunizieren sollen, ihre Empfindlichkeit. Dies hat den Vorteil, dass sich das SNR für die kommunikationsberechtigten Teilnehmer erhöht, da für sie die Signale der nicht kommunikationsberechtigten Teilnehmer als Rauschen erscheinen. Außerdem erhöht sich durch die Verringerung der Empfindlichkeit der in diesem Segment nicht kommunikationsberechtigten Teilnehmer die Zahl der möglichen kommunikationsberechtigten Medienzugriffe. Schließlich verringert sich durch die Verringerung der Sensitivität die Zahl der in diesem Segment falsch zugeordneten Teilnehmer.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem sich längserstreckenden Schleifleiternetzwerk mit Hilfe von Dämpfungsgliedern,
  • 2 die Anordnung aus 1 ohne Dämpfungsglieder mit einem schematischen Überblick über die Versorgungsbereiche,
  • 3 eine schematische Darstellung der Kommunikation eines Teilnehmers mit dem ersten Kommunikationsmaster, welcher sich im zweiten Versorgungsbereich befindet,
  • 4 eine schematische Darstellung der Kommunikation eines Teilnehmers mit dem ersten Kommunikationsmaster, welcher sich komplett im Zwischensegment befindet,
  • 5 eine schematische Darstellung der Kommunikation eines Teilnehmers mit dem zweiten Kommunikationsmaster, welcher sich im vierten Versorgungsbereich befindet und
  • 6 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem sich längserstreckenden Schleifleiternetzwerk mit Hilfe von Dämpfungsgliedern, wobei zusätzlich eine Versorgung des Teilnehmers mit Strom durchgeführt wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten 10, 20 in einem sich längserstreckenden Schleifleiternetzwerk mit Hilfe von Dämpfungsgliedern 1, 2, 3, 4. Das erste und zweite Kommunikationssegment 10, 20 weisen je einen ersten Leiter 11, 21 und je einen zweiten Leiter 12, 22 auf. Das Zwischensegment 30 weist einen ersten Zwischensegmentleiter 31 und einen zweiten Zwischensegmentleiter 32 auf. Zwischen dem ersten Kommunikationssegment 10 und dem Zwischensegment 30 befindet sich eine die Leiter 11, 12 des ersten Kommunikationssegments 10 und die Zwischensegmentleiter 31, 32 isolierende erste Grenzline G1. Zwischen dem Zwischensegment 30 und dem zweiten Kommunikationssegment 20 ist eine die Zwischensegmentleiter 31, 32 und die Leiter 21, 22 des zweiten Kommunikationssegments 20 isolierende zweite Grenzline (G2) angeordnet. Die erste und zweite Grenzline G1, G2 sind jeweils als ein Schrägschnitt durch eine parallele Leitungsführung der Leiter 11, 12, 21, 22 und der Zwischenleiter 31, 32 angeordnet. Der Teilnehmer 40, beispielsweise zumindest ein Teil eines Transportfahrzeuges, weist einen ersten Schleifkontakt 41, welcher jeweils mit einem ersten Leiter in Verbindung steht und einen zweiten Schleifkontakt 42, welcher jeweils mit einem zweiten Leiter des jeweiligen Segmentes in Verbindung steht, auf.
  • Der Teilnehmer 40 fährt in Fahrtrichtung F vom ersten Kommunikationssegment über das Zwischensegment 30 zum zweiten Kommunikationssegment 20. Der linke Kommunikationsmaster M1 ist mit den beiden Leitern 11, 12 des ersten Kommunikationssegments 10, der rechte Kommunikationsmaster M2 ist mit den beiden Leitern 21, 22 des zweiten Kommunikationssegments 20 verbunden. Beide Kommunikationsmaster M1, M2 senden und empfangen differentielle Kommunikationssignale über symmetrische Leiterpaare 11, 12; 21, 22; 31, 32.
  • Die Dämpfungsglieder 1, 2, 3, 4 verbinden jeweils die ersten Leiter 11, 21 des ersten und zweiten Kommunikationssegments 10, 20 mit dem ersten Leiter 31 des Zwischensegments 30 und die zweiten Leiter 12, 22 des ersten und zweiten Kommunikationssegments 10, 20 mit dem zweiten Leiter 32 des Zwischensegments 30. Demnach ist der Dämpfungswert in dB für das Kommunikationssignal vom ersten bzw. zweiten Kommunikationssegment 10, 20 zum Zwischensegment 30 etwa halb so groß wie vom ersten Kommunikationssegment 10 zum zweiten Kommunikationssegment 20. Beispielsweise ist eine definierte Dämpfung von 40 dB zwischen den beiden Kommunikationssegmenten 10, 20 vorteilhaft. Höhere Dämpfungen können in der Praxis nicht erreicht werden, da die Signale auch ohne Dämpfungsglieder 1, 2, 3, 4 bereits mit Dämpfungswerten zwischen 40 und 50 dB überkoppeln. Die Dämpfung zwischen einem der Kommunikationssegmente 10, 20 und dem Zwischensegment 30 beträgt demnach ungefähr 20 dB.
  • 2 zeigt die Anordnung aus 1 ohne Dämpfungsglieder 1, 2, 3, 4 mit einem schematischen Überblick über die Versorgungsbereiche B1, B2, B3 B4. Durch die schräg geschnittenen Leiter 11, 12; 21, 22; 31, 32 an der ersten Grenzlinie G1 und auch an der zweiten Grenzlinie G2 ergeben sich ein erster Versorgungsbereich B1, ein zweiter Versorgungsbereich B2, ein dritter Versorgungsbereich B3, ein vierter Versorgungsbereich B4 und anschließend ein fünfter Versorgungsbereich B5. Im ersten Versorgungsbereich B1 befinden sich beide Schleifkontakte 41, 42 auf den Leitern 11, 12 des ersten Kommunikationssegments 10. Im zweiten Versorgungsbereich B2 befindet sich der erste Schleifkontakt 41 des Teilnehmers 40 noch auf dem ersten Leiter 11 des ersten Kommunikationssegments 10, während der zweite Schleifkontakt 42 mit dem zweiten Leiter 32 des Zwischensegments 30 kontaktiert ist. Im dritten Versorgungsbereich B3 befinden sich beide Schleifkontakte 41, 42 auf den Leitern 31, 32 des Zwischensegments 30. Im vierten Versorgungsbereich B4 befindet sich der erste Schleifkontakt 41 des Teilnehmers 40 noch auf dem ersten Leiter 31 des Zwischensegments 30, während der zweite Schleifkontakt 42 mit dem zweiten Leiter 32 des Zwischensegments 30 kontaktiert ist. Im fünften Versorgungsbereich B5 befinden sich beide Schleifkontakte 41, 42 auf den Leitern 21, 22 des zweiten Kommunikationssegments 20.
  • In 2 befindet sich der Teilnehmer 40 exemplarisch im ersten Kommunikationsbereich B1, da sein erster Schleifkontakt 41 mit dem ersten Leiter 11 des ersten Kommunikationssegments 10 und der zweite Schleifkontakt 42 mit dem zweiten Leiter 12 des ersten Kommunikationssegments 10 verbunden ist. Die Kommunikation des Teilnehmers 40 erfolgt über den ersten Kommunikationsmaster M1, wobei die differentiellen Kommunikationssignale symmetrisch über den ersten und zweiten Leiter 11, 12 des ersten Kommunikationssegments 10 laufen.
  • In 3 befindet sich der Teilnehmer 40 bei einem Überfahren der ersten Grenzlinie G1 im zweiten Kommunikationsbereich B2, da sich ein Schleifkontakt 42 des Teilnehmers 40 bereits im Zwischensegment 30 befindet. Die Kommunikation erfolgt über den ersten Kommunikationsmaster M1, wobei das erste Signal über den ersten Leiter 11 des ersten Kommunikationssegments 10 zum erster Schleifkontakt 41 läuft, während das zweite komplementäre Signal vom zweiten Leiter 12 des ersten Kommunikationssegments 10 über das dritte Dämpfungsglied 3 und den zweiten Leiter 32 des Zwischensegments 30 läuft. Das erste Signal des differentiellen Kommunikationssignals des zweiten Kommunikationsmasters M2 hingegen kann nur über das erste und das zweite Dämpfungsglied 1, 2 zum ersten Schleifkontakt 41 des Teilnehmers 40 laufen und das zweite komplementäre Signal des differentiellen Kommunikationssignals des zweiten Kommunikationsmasters M2 läuft über das vierte Dämpfungsglied 4 zum zweiten Schleifkontakt 41 des Teilnehmers 40. Daher wird das differentielle Kommunikationssignal des zweiten Kommunikationsmasters M2 wesentlich stärker gedämpft als das differentielle Kommunikationssignal des ersten Kommunikationsmasters M1 weswegen das Kommunikationssignal des ersten Kommunikationsmasters M1 vom Teilnehmer 40 verarbeitet und das des zweiten Kommunikationsmasters M2 als Rauschen interpretiert wird.
  • In 4 befindet sich der Teilnehmer 40 mit beiden Schleifkontakten 41, 42 im Zwischensegment. Das erste Signal des differentiellen Kommunikationssignals des ersten Kommunikationsmasters M1 verläuft vom ersten Leiter 11 des ersten Kommunikationssegments 10 über das erste Dämpfungsglied 1 und den ersten Leiter 31 des Zwischensegments 30 zum erster Schleifkontakt 41, während das zweite komplementäre Signal vom zweiten Leiter 12 des ersten Kommunikationssegments 10 über das dritte Dämpfungsglied 3 und den zweiten Leiter 32 des Zwischensegments 30 zum zweiten Schleifkontakt 42 läuft. Aufgrund der Punktsymmetrie der Anordnung verläuft das differentielle Kommunikationssignal des zweiten Kommunikationsmasters M2 analog über die das zweite und vierte Dämpfungsglied 2, 4 und wird genauso stark gedämpft wie das Kommunikationssignal des ersten Kommunikationsmasters M1. Entsprechend kann der Teilnehmer 40 im Zwischensegment 30 mit Hilfe der Dämpfungsglieder 1, 2, 3, 4 keinem der Kommunikationsmasters M1, M2 eindeutig zugeordnet werden. Durch den Schrägschnitt wird jedoch der Versorgungsbereich B3 sehr klein gehalten. Eine Möglichkeit das Problem der nicht eindeutigen Zuordnung zu lösen, ist beispielsweise ein Frequenzmultiplex-Verfahren zu verwenden.
  • In 5 befindet sich der Teilnehmer 40 bei einem Überfahren der zweiten Grenzlinie G2 im vierten Kommunikationsbereich B4, da sich ein Schleifkontakt 42 des Teilnehmers 40 bereits im zweiten Kommunikationssegment 20 befindet. Die Kommunikation erfolgt aufgrund der Punktsymmetrie der Anordnung analog zu 3 über den zweiten Kommunikationsmaster M2, wobei das Kommunikationssignal des ersten Kommunikationsmasters M1 vom Teilnehmer 40 als Rauschen interpretiert wird.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten 10, 20 in einem sich längserstreckenden Schleifleiternetzwerk mit Hilfe von Dämpfungsgliedern 1, 2, 3, 4, wobei zusätzlich eine Versorgung des Teilnehmers 40 mit Strom durchgeführt wird. Die Versorgung des Teilnehmers 40 mit Strom erfolgt mit einem Leistungssignal. Die Trennung der Signale für die Kommunikation, welche beispielsweise über Powerline im Frequenzband von 2–68 MHz stattfindet, von den Leistungssignalen für die Spannungsversorgung des Teilnehmers 40, welche beispielsweise über die Netzfrequenz von 50 Hz laufen, findet über eine Kombination aus Hochpassfiltern HP1, HP2, HP3, HP4 und Tiefpassfiltern TP1, TP2, TP3, TP4 statt, wobei die Kommunikationssignale über Hochpassfiltern HP1, HP2, HP3, HP4 und die Leistungssignale über ein Tiefpassfilter TP1, TP2, TP3, TP4 verlaufen. Um beim Fahren des Teilnehmers 40 in Fahrtrichtung F in jeder Position Kurzschlüsse der Leistungssignale zu vermeiden, werden Leiter 11, 12; 21, 22; 31, 32 der Kommunikationssegmente 10, 20 und das Zwischensegment 30 mit Hilfe von Dioden D1, D2, D3, D4 miteinander verbunden, wobei sich die Dioden D1, D2, D3, D4 in diesem Fall wie Richtungsleitungen verhalten, welche für das Leistungssignal in eine Richtung durchlässig sind und in die andere Richtung sperren. Alternativ können andere Bauelemente verwendet werden, welche dieselbe Eigenschaft aufweisen. Die Dioden sind derart beschaltet, dass die ersten Leiter 11, 21 der Kommunikationssegmente 10, 20 mit den Anoden je einer Diode D1, D2 verbunden sind, wobei die zugehörigen Kathoden am ersten Zwischensegmentleiter 31 angeschlossen sind, und die zweiten Leiter 12, 22 der Kommunikationssegmente 10, 20 mit den Kathoden je einer Diode D3, D4 verbunden sind, wobei die zugehörigen Kathoden am zweiten Zwischensegmentleiter 32 angeschlossen sind.
  • Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem Schleifleiternetzwerk, umfassend ein erstes Kommunikationssegment 10, ein zweites Kommunikationssegment 20 sowie ein zwischen dem ersten 10 und dem zweiten 20 Kommunikationssegment angeordnetes Zwischensegment 30. Um die Auswirkungen des Übersprechens fremder Teilnehmer 40 auf die Kommunikation zu minimieren, wird vorgeschlagen, das erste Kommunikationssegment 10 und das zweite Kommunikationssegment 20 über mindestens je ein Dämpfungsglied 1, 2, 3, 4 mit dem Zwischensegment 30 zu verbinden, wobei die Dämpfungsglieder 1, 2, 3, 4 zur Entkopplung der Kommunikationssegmente 10, 20 vorgesehen sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 13183910 [0007]

Claims (18)

  1. Anordnung zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten in einem Schleifleiternetzwerk, umfassend ein erstes Kommunikationssegment (10), ein zweites Kommunikationssegment (20) sowie ein zwischen dem ersten (10) und dem zweiten (20) Kommunikationssegment angeordnetes Zwischensegment (30), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kommunikationssegment (10) und das zweite Kommunikationssegment (20) über mindestens je ein Dämpfungsglied (1, 2, 3, 4) mit dem Zwischensegment (30) verbunden sind, wobei die Dämpfungsglieder (1, 2, 3, 4) zur Entkopplung der Kommunikationssegmente (10, 20) vorgesehen sind.
  2. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kommunikationssegment (10, 20) je einen ersten Leiter (11, 21) und je einen zweiten Leiter (12, 22) aufweisen und das Zwischensegment (30) einen ersten Zwischensegmentleiter (31) und einen zweiten Zwischensegmentleiter (32) aufweist, wobei zwischen dem ersten Kommunikationssegment (10) und dem Zwischensegment (30) eine die Leiter (11, 12) und die Zwischensegmentleiter (31, 32) isolierende erste Grenzline (G1) und zwischen dem Zwischensegment (30) und dem zweiten Kommunikationssegment (20) eine die Zwischensegmentleiter (31, 32) und die Leiter (21, 22) isolierende zweite Grenzline (G2) angeordnet ist, wobei die erste und zweite Grenzline (G1, G2) als jeweils ein Schrägschnitt durch eine parallele Leitungsführung der Leiter (11, 12, 21, 22) und der Zwischenleiter (31, 32) angeordnet sind.
  3. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten und zweiten Kommunikationssegment (10, 20) je eine Vorrichtung zur Kommunikation (M1, M2) angeschlossen sind, welche zur Kommunikation mit zumindest einem Teilnehmer (40) vorgesehen sind.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Kommunikation (M1, M2) als Kommunikationsmaster und ein Teilnehmer (40) als Slave ausgeführt sind.
  5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsglieder (1, 2, 3, 4) im Wesentlichen identische Dämpfungswerte aufweisen.
  6. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu den Dämpfungsgliedern (1, 2, 3, 4) Filter (HP1, HP2, HP3, HP4) geschaltet sind, wobei – die Filter (HP1, HP3) des ersten Kommunikationssegments (10) bei den Kommunikationsfrequenzen des ersten Kommunikationsmasters (M1) eine minimale Dämpfung aufweisen und bei den Kommunikationsfrequenzen des zweiten Kommunikationsmasters (M2) eine maximale Dämpfung aufweisen, – die Filter (HP2, HP4) des zweiten Kommunikationssegments (20) bei den Kommunikationsfrequenzen des ersten Kommunikationsmasters (M1) eine maximale Dämpfung aufweisen und bei den Kommunikationsfrequenzen des zweiten Kommunikationsmasters (M2) eine minimale Dämpfung aufweisen und – die Filter (HP1, HP2, HP3, HP4) für ein Frequenzmultiplex-Verfahren vorgesehen sind.
  7. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Dämpfungsgliedern (1, 2, 3, 4) Dioden (D1, D2, D3, D4) geschaltet sind, welche für eine gleichzeitige Übertragung einer Versorgungsspannung vorgesehen sind.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dioden derart beschaltet sind, dass die ersten Leiter (11, 21) der Kommunikationssegmente (10, 20) mit den Anoden je einer Diode (D1, D2) verbunden sind, wobei die zugehörigen Kathoden am ersten Zwischensegmentleiter (31) angeschlossen sind, und die zweiten Leiter (12, 22) der Kommunikationssegmente (10, 20) mit den Kathoden je einer Diode (D3, D4) verbunden sind, wobei die zugehörigen Kathoden am zweiten Zwischensegmentleiter (32) angeschlossen sind.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Hochpassfilter (HP1, HP2, HP3, HP4) mit je einem Dämpfungsglied und je ein Tiefpassfilter (TP1, TP2, TP3, TP4) mit je einer Diode in Serie geschaltet sind, wobei der Tiefpassfilter zur Trennung der Netzfrequenz und der Hochpassfilter zur Trennung der Kommunikationsfrequenz vorgesehen sind.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination aus Hoch- und Tiefpassfiltern als Diplexer ausgeführt ist.
  11. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kombination aus Hoch- und Tiefpassfiltern mindestens ein Filtertyp als ein weiterer Filtertyp ausgeführt ist.
  12. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Leiter (11, 12; 21, 22) des jeweiligen Kommunikationssegments (10, 20) sowie des Zwischensegments (30) für eine differentielle Übertragung des Kommunikationssignals vorgesehen sind.
  13. Verfahren zur Entkopplung von Kommunikationssegmenten mittels mindestens einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1–12.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilnehmer (40) seinen Signalpegel und/oder seine Empfindlichkeit erhöht sobald er sich in einem Zwischensegment (30) befindet.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalpegel und/oder die Empfindlichkeit derart erhöht werden, dass sie die Dämpfung der Dämpfungsglieder (1, 2, 3, 4) kompensieren.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13–15, dadurch gekennzeichnet, dass Teilnehmer (40), welche sich in einem Kommunikationssegment (10, 20) befinden, in dem sie nicht kommunizieren sollen, ihre Empfindlichkeit verringern.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13–16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Frequenzmultiplex-Verfahren verwendet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsfrequenzen eines ersten Kommunikationsmasters (M1) durch das Hochpassfilter (HP1, HP3) des ersten Kommunikationssegments (10) minimal und durch das Hochpassfilter (HP2, HP4) des zweiten Kommunikationssegments (20) maximal gedämpft werden und die Kommunikationsfrequenzen eines zweiten Kommunikationsmasters (M2) durch das Hochpassfilter (HP2, HP4) des zweiten Kommunikationssegments (10) minimal und durch das Hochpassfilter (HP1, HP3) des ersten Kommunikationssegments (20) maximal gedämpft werden.
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