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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Verbund nach Anspruch 12 sowie ein Netzwerk nach Anspruch 13.
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Heutzutage besteht ein hohes Bedürfnis, auf einfache und kostengünstige Weise einen Datenaustausch möglichst flächendeckend zu ermöglichen. Daher werden von verschiedenen Seiten, sei es Telefonprovidern, Restaurants und auch städtischen Einrichtungen als Wireless Access Point bezeichnete drahtlose Zugangspunkte oder Basisstationen zur Verfügung gestellt. Damit lässt sich allerdings der aktuelle Bedarf nicht in allen Fällen befriedigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, einen einfachen, weitreichenden Datenaustausch bereitzustellen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Beleuchtungseinheit vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist, also mindestens ein Leuchtmittel, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Kommunikationseinheit zur Realisierung eines Netzes umfasst. Die Beleuchtungseinheit ist als Straßen-, Industrie- und/oder Hausbeleuchtung oder dergleichen ausgebildet, wie sie in großer Zahl verwendet werden. Dies gilt insbesondere für Straßenleuchten, die besonders in bewohnten Gebieten flächendeckend eingesetzt werden. Auf diese Weise wird ein weiter geografischer Bereich zur Verfügung gestellt, in dem ein Netz zum einfachen Austausch von Daten bereitgestellt wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Kommunikationseinheit eine Funkeinrichtung zur Realisierung eines drahtlosen lokalen Netzes (WLAN) aufweist. Dieses Netz kann von privaten und geschäftlichen Nutzern dazu verwendet werden, Daten auszutauschen. Privatleute können über das Netz Zugang zu ihren Mail-Accounts und dergleichen erhalten, industrielle Nutzer können Informationen austauschen, sobald sie im Bereich eines derartigen WLANs sind.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Kommunikationseinheit eine Einrichtung zur Realisierung eines lokalen Netzes mittels Mikrowellen (WiMAX) aufweist. Diese Einrichtung kann anstelle der Funkeinrichtung zur Realisierung eines drahtlosen lokalen Netzes eingesetzt werden, oder aber vorzugsweise mit einer derartigen Funkeinrichtung kombiniert sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Kommunikationseinheit eine Einrichtung zur Realisierung eines drahtgebundenen Netzes (Power Local Area Network, Powerline) aufweist. Damit wird über eine derartige Beleuchtungseinheit ein Zugang zu dem drahtgebundenen Netz geschaffen, unabhängig davon, ob dies auf Kupferleitungen oder Glasfaserleitungen basiert ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit zeichnet sich durch eine Steuereinrichtung für das Leuchtmittel aus. Eine derartige Ausstattung ermöglicht es, das Leuchtmittel der Beleuchtungseinheit auf einfache Weise zum Beispiel abhängig von der Helligkeit und beispielsweise von anderen Daten, sei es Verkehrsaufkommen oder dergleichen, zu steuern, beispielsweise zu dimmen oder ein- und auszuschalten.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie über die Kommunikationseinheit mit dem Internet und/oder mit Satelliten für den Fernsehempfang oder GPS-Signale koppelbar ist, sodass über die Beleuchtungseinheit entsprechende Daten abrufbar sind.
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Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit, das sich dadurch auszeichnet, dass diese über die Kommunikationseinheit mit Häusern oder mit Haushalten koppelbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise Verbrauchsdaten betreffend Wasser, Strom, Gas und/oder Energie der Häuser zu erfassen und für eine Abrechnung der entsprechenden Provider zur Verfügung zu stellen, ohne dass ein Zugang zu dem entsprechenden Haus beziehungsweise Haushalt erforderlich wäre.
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Besonders bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit, das sich dadurch auszeichnet, dass diese über die Kommunikationseinheit mit Verkehrssteuereinrichtungen koppelbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, beispielsweise variable Schilder und/oder Lichtsteuereinheiten zur Regelung des Verkehrs auf einfache Weise zu beeinflussen, sei es in Abhängigkeit von der aktuellen Verkehrsbelastung oder sei es, um für Polizei, Krankenwagen und/oder Feuerwehr eine optimale Verkehrsführung bereitzustellen.
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Beleuchtungseinheit ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird außerdem ein Verbund nach Anspruch 12 vorgeschlagen, der eine Anzahl von Beleuchtungseinheiten der oben genannten Art aufweist. Auf diese Weise wird der einfache Zugang zu einem Datenaustausch geografisch erweitert. Beispielsweise können ganze Straßenzüge über Beleuchtungseinheiten der hier angesprochenen Art so ausgestattet werden, dass eine optimale Datenübertragung möglich ist.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe wird außerdem ein Netzwerk nach Anspruch 13 vorgeschlagen, welches eine Anzahl von Beleuchtungseinheiten der hier angesprochenen Art oder auch eine Anzahl von Verbunden mit mehreren Beleuchtungseinheiten umfasst. Derartige Netzwerke können sich über mehrere Straßenzüge erstrecken und auch eine Anzahl von Wohngebieten miteinander verbinden, sodass ein flächendeckender Datenaustausch möglich wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit,
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2 einen Verbund aus einer Anzahl von Beleuchtungseinheiten gemäß 1 und
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3 ein Netzwerk mit Beleuchtungseinheiten nach 1 beziehungsweise einem oder mehreren Verbunden nach 2.
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1 zeigt eine Beleuchtungseinheit 1 mit einem Leuchtmittel 3 und mit einer Kommunikationseinheit 5.
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Die Beleuchtungseinheit 1 ist lediglich schematisch dargestellt. Sie ist als Straßenleuchte, Industrieleuchte oder aber auch als Hausbeleuchtung oder dergleichen ausgestaltet. In 1 ist beispielhaft dargestellt, dass die Beleuchtungseinheit 1 einen Leuchtkopf 7 umfasst, der über ein Standrohr 9 mit dem Untergrund verbunden ist, wobei der Leuchtkopf 7 an dem dem Untergrund gegenüberliegenden Ende des hier geradlinig ausgebildeten Standrohrs 9 angeordnet ist. Sehr wohl denkbar ist es, den Leuchtkopf 7 auch hängend an einer entsprechenden Halterung, sei es an einem über einer Straße verlaufenden Draht oder aber an einem im oberen Bereich U-förmig nach unten gebogenen, als Stab oder Rohr ausgebildeten Halteelement anzubringen.
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Eine ähnlich ausgebildete Beleuchtungseinheit 1 kann auch zur Beleuchtung von Industriegeländen vorgesehen werden. Schließlich ist es auch möglich, eine Beleuchtungseinheit 1 mit einem Leuchtkopf 7 auf geeignete Weise an einem Haus zu befestigen.
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Das Leuchtmittel 3 ist hier lediglich schematisch angedeutet. Es kann als Glühlampe, Gas- und/oder Gasentladungslampe und/oder Halogen- und/oder Xenonlampe und/oder als LED-Leuchte ausgebildet sein.
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Die Kommunikationseinheit 5 kann auf vielfältige Weise ausgebildet werden. Vorzugsweise weist sie eine Funkeinrichtung zur Realisierung eines drahtlosen lokalen Netzes (WLAN) auf, über welches die Beleuchtungseinheit 1 mit anderen Beleuchtungseinheiten, mit Häusern oder Haushalten in der Umgebung der Beleuchtungseinheit 1 und/oder mit Verkehrssteuerungseinrichtungen koppelbar ist. Bevorzugt ist die Kommunikationseinheit 5 der Beleuchtungseinheit 1 darüber hinaus auch so ausgelegt, dass sie eine Einrichtung zur Realisierung eines lokalen Netzes mittels Mikrowellen (WiMAX) aufweist.
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Sehr wohl ist es überdies vorzugsweise möglich, die Kommunikationseinheit 5 so auszubilden, dass sie auch eine Einrichtung zur Verbindung mit dem Mobilfunknetz aufweist, wobei die Kommunikationseinheit 5 so ausgebildet ist, dass sie mit beliebigen Funkstandards in Verbindung treten kann. Über die Kommunikationseinheit 5 der Beleuchtungseinheit 1 ist es auf diese Weise möglich, unter anderem GSM-Daten zu empfangen und weiterzuleiten, mobile Telefone einzuloggen, Sprachpakete und Datenpakete weiterzuleiten, insbesondere auch über Voiceover IP, also für Internet-Protokoll-Telefonie. Dabei ist es hier und auch bei anderen, oben erwähnten Datenübertragungswegen möglich eine Verschlüsselung, auch virtuelle private Netzwerke (VPN) bereitzustellen.
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Schließlich ist die Kommunikationseinheit 5 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie auch eine Einrichtung zur Realisierung einer Bluetooth-ZigBee-Verbindung oder auch anderen Funkstandards aufweist.
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Schließlich ist die Beleuchtungseinheit 1 vorzugsweise mit einer Kommunikationseinheit 5 ausgestattet, die auch noch mit dem Internet und/oder mit Satelliten koppelbar ist, die TV-Signale, GPS-Signale oder dergleichen zur Verfügung stellen. Dabei kann die Kommunikationseinheit 5 vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass auch eine Übertragung von Daten ausgehend von der Kommunikationseinheit 5 zu Satelliten möglich ist. Gegebenenfalls ist zur Verbesserung des Datenempfangs und der Datenübertragung eine in 1 nicht dargestellte Antenne oder auch mehrere Antennen vorgesehen.
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Die in 1 dargestellte Beleuchtungseinheit 1 weist vorzugsweise außerdem eine Steuereinrichtung 11 auf, die einerseits auf geeignete Weise, beispielsweise über eine erste Leitung 13, mit der Kommunikationseinheit 5 und auf geeignete Weise, beispielsweise über eine zweite Leitung 15, mit dem Leuchtmittel 3 verbunden ist.
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Aus den Erläuterungen zu der in 1 dargestellten Beleuchtungseinheit 1 wird deutlich, dass diese sehr variabel einsetzbar ist, also nicht nur als Straßen- oder Industrieleuchte, sondern auch als Hausbeleuchtung. Außerdem ist die Kommunikationseinheit 5 der Beleuchtungseinheit 1 in einem sehr weiten Bereich variabel auslegbar, sodass verschiedene Datenverbindungen, sei es über WLAN, WiMAX, Bluetooth, ZigBee oder auch andere Kommunikationswege möglich ist. Die Beleuchtungseinheit 1 kann also sehr variabel eingesetzt werden, um einen Datenaustausch für verschiedenste Zwecke und Anwendungen zur Verfügung zu stellen.
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Durch die Steuereinrichtung 11 ist es möglich, das Leuchtmittel 3 anzusteuern, sei es in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit, von dem Verkehr, sei es auch Fußgängerverkehr, im Bereich der Beleuchtungseinheit 1. Um letztere Daten zu erfassen, nämlich Straßenverkehr oder Fußgängerhäufigkeit, können entsprechende Sensoren in dem Leuchtkopf 7 und/oder in der Halterung, hier also im Standrohr 9, vorgesehen werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Leuchtmittel 3 bei Bedarf zu dimmen oder dessen Leuchtkraft zu erhöhen beziehungsweise ein- oder auszuschalten. Grundsätzlich ist es darüber hinaus möglich, durch die Steuereinrichtung 11 auch das Leuchtfeld des Leuchtmittels 3 in Abhängigkeit von externen Gegebenheiten einzustellen und damit verschiedene Bereich in der Umgebung der Beleuchtungseinheit 1 bevorzugt mit Licht zu versorgen, beispielsweise an Bushaltestellen oder dergleichen, insbesondere sobald Personen in den Beleuchtungsbereich der Beleuchtungseinheit 1 gelangen.
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Ein entscheidender Gesichtspunkt bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der anhand von 1 erläuterten Beleuchtungseinheit 1 ist, dass durch die hier erläuterte Konfiguration der Kommunikationseinheit 5 eine Kombination aus Glasfaserleitungen mit Internetdaten, Stromkabeln, Powerline, Satellitenverbindungen und dergleichen einerseits mit einem Funkmodul andererseits zur Realisierung eines drahtlosen Netzes eine sehr weitgehende Datenversorgung möglich ist.
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Wesentlich ist, dass auch bestehende leuchtmittelaufweisende Beleuchtungseinrichtungen mit einer hier beschriebenen Kommunikationseinheit 5 nachgerüstet werden können.
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Eine Verbesserung der Datenübertragungsmöglichkeiten wird vorzugsweise dadurch gegeben, dass ein Verbund aus einer Anzahl von Beleuchtungseinheiten 1, wie sie anhand von 1 erläutert wurden, geschaffen wird. 2 zeigt einen derartigen Verbund V aus einer Anzahl von ≤ 2, hier beispielsweise aus vier Beleuchtungseinheiten 1/1, 1/2, 1/3 und 1/4, wobei die Beleuchtungseinheiten 1 identisch ausgebildet sein können, vorzugsweise derart, wie es anhand von 1 erläutert wurde. Möglich ist es aber auch, einen Verbund V aus Beleuchtungseinheiten zu schaffen, bei denen die einzelnen Beleuchtungseinheiten unterschiedlich ausgestaltet sind.
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Entscheidend ist, dass eine Datenübertragung gewährleistet ist, auch wenn der Verbund V eine oder mehrere Beleuchtungseinheiten umfasst, die beispielsweise eine Kommunikationseinheit 5 ohne WLAN beziehungsweise WiMAX oder keine Kommunikationseinheit 5 aufweisen. Die Datenübertragung einer Beleuchtungseinheit benachbarten Beleuchtungseinheit muss so ausgelegt werden, dass durch eine Beleuchtungseinheit ohne Kommunikationseinheit keine Lücke in der Datenübertragung verbleibt.
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Die Beleuchtungseinheiten 1/1 bis 1/4 weisen hier jeweils eine Kommunikationseinheit 5/1 bis 5/4 auf, die hier schematisch angedeutet und vorzugsweise in die Beleuchtungseinheiten integriert ist. Denkbar ist es, eine Kommunikationseinheit der hier angesprochenen Art in den Leuchtkopf 7 einer Beleuchtungseinheit zu integrieren, aber auch in das Standrohr oder eine sonstige Befestigung des Leuchtkopfs 7. Überdies kann die Kommunikationseinheit 5 auch in einem separaten, hier nicht dargestellten Gehäuse untergebracht werden, das an dem Leuchtkopf 7, am Standrohr 9 oder sonstwie an einer Beleuchtungseinheit angebracht wird.
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Die Anzahl von Beleuchtungseinheiten innerhalb eines Verbunds V kann auch höher sein, als dies in 2 dargestellt ist.
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Die in 2 dargestellten Beleuchtungseinheiten 1/1 bis 1/4 sind mit ein WLAN-Modul aufweisenden Kommunikationseinheiten 5/1 bis 5/4 ausgestattet, sodass sie untereinander von Lampe zu Lampe und übergreifend miteinander in Funkkontakt stehen. Die Kommunikationseinheiten 5/1 bis 5/4 können stattdessen oder insbesondere zusätzlich eine Einrichtung zur Realisierung eines drahtlosen mikrowellenbasierten Netzes (WiMAX) aufweisen.
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Die einzelnen Beleuchtungseinheiten 1/1 bis 1/4 stehen über Kabel 15/1 bis 15/4 mit einer Stromversorgung 17 in Verbindung. Diese kann über eine Leitung 19 mit Informationen, vorzugsweise verschlüsselt, beaufschlagt werden, um eine Powerline-Versorgung zur Verfügung zu stellen.
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Bei Realisierung einer Powerline sind die Kommunikationseinheiten 5/1 bis 5/4 der Beleuchtungseinheiten 1/1 bis 1/4 so ausgelegt, dass sie die über die Stromversorgung 17 bereitgestellten Daten, die über die Kabel 15/1 bis 15/4 zu den Kommunikationseinheiten 5/1 bis 5/4 und damit zu den Beleuchtungseinheiten 1/1 bis 1/4 gelangen, entschlüsseln können.
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Der in 2 dargestellte Verbund V der Beleuchtungseinheiten kann bei einer Realisierung gemäß 2 Daten über WLAN, WiMAX und über Powerline, also über die Stromversorgung 17, übertragen. Innerhalb eines Verbunds V gemäß 2 und eines Netzwerks N, wie es unten anhand von 3 erläutert wird, ist nicht nur eine optimale Telefonverbindung möglich, vielmehr ist auch eine sichere Versorgung mit TV-Signalen und dergleichen realisierbar.
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3 zeigt ein Netzwerk N mit einer Anzahl von Beleuchtungseinheiten 1. Ein Netzwerk der hier dargestellten Art kann auch eine Anzahl von mehreren Verbunden V umfassen, wie sie in 2 dargestellt sind.
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In einem Abstand zu zumindest einigen der Beleuchtungseinheiten 1 des Netzwerks N befinden sich Häuser H, die jeweils einen oder mehrere Haushalte einschließen.
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Das Netzwerk N zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl der Beleuchtungseinheiten 1 untereinander über WLAN und/oder WiMAX untereinander in Verbindung stehen. Durch Linien ist angedeutet, dass vorzugsweise alle Beleuchtungseinheiten 1 beziehungsweise deren hier nicht dargestellten Kommunikationseinheiten 5 jeweils mit jeder Beleuchtungseinheit 1 des Netzwerks N in Verbindung stehen. Außerdem sind vorzugsweise alle Beleuchtungseinheiten 1 untereinander durch eine Stromversorgung 17 miteinander verbunden, wobei die Stromversorgung 17 vorzugsweise als Powerline, wie anhand von 2 erläutert, ausgebildet ist.
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Bei einem bevorzugten Netzwerk N ist vorgesehen, dass die Beleuchtungseinheiten 1 sowohl durch WLAN als auch durch WiMAX einerseits und zusätzlich durch Powerline miteinander verbunden sind. Es ergibt sich dadurch ein redundantes Mesh-Netzwerk mit einer Dreifachabsicherung der Datenverbindung.
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Die Darstellung gemäß 3 zeigt auch, dass durch die Reichweite der eine WLAN und/oder WiMAX realisierenden Kommunikationseinheiten 5 der Beleuchtungseinheiten 1 sich eine nach außen über die Beleuchtungseinheiten 1 ergebende Reichweite ergibt, die durch einen Kreis K angedeutet ist. In 3 ist lediglich beispielhaft dargestellt, dass die Häuser H nicht innerhalb des Bereichs der Beleuchtungseinheiten 1 angeordnet sind, sondern vielmehr innerhalb des Kreises K. Selbstverständlich ist es aber möglich, dass auch Häuser H innerhalb des Bereichs der Beleuchtungseinheiten 1 angeordnet sind.
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Die Häuser H stehen auf geeignete Weise, vorzugsweise über WLAN und/oder WiMAX mit dem Funknetzwerk der Beleuchtungseinheiten 1, also über WLAN und/oder WiMAX, in Verbindung, sodass Verbrauchsdaten der Häuser H oder der dort gegebenen Haushalte betreffend Wasser, Strom, Gas und/oder Energie und dergleichen überall innerhalb des Netzwerkes N abrufbar sind. Es ist also nicht erforderlich, sich Zugang zu den Häusern H beziehungsweise Haushalten zu verschaffen, um beispielsweise Energieverbrauchsdaten abzufragen.
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Innerhalb des Netzwerkes N ist auch eine optimale Versorgung mit Daten des Internets oder von Satelliten, also beispielsweise TV-Daten, abrufbar und verfügbar. Innerhalb der durch den Kreis K angedeuteten Reichweite des Netzwerks N können auch Benutzer über das Netzwerk N auch Zugriff zum Internet erhalten und dort surfen.
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Wenn, wie vorzugsweise vorgesehen, die Kommunikationseinheiten 5 von mindestens einigen der Beleuchtungseinheiten 1 auch eine Verbindung zum Mobilfunknetzwerk herstellen, kann innerhalb des Netzwerks N mit einer hohen Qualität telefoniert werden, oder ein Datenaustausch über das Telefonnetz erfolgen.
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Dasselbe gilt natürlich auch für den Verbund V, wie er in 2 dargestellt ist.
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Sofern, wie vorzugsweise vorgesehen, Kommunikationseinheiten 5 mindestens einiger der Beleuchtungseinheiten 1 mit Verkehrssteuereinrichtungen gekoppelt sind, ist es innerhalb des Netzwerks N, wie auch innerhalb eines Verbunds V gemäß 2, möglich, Verkehrssteuereinheiten, beispielsweise Lichtanlagen, in Abhängigkeit von Bedarfsdaten wie Verkehrsdichte oder Sondernutzungsrechten, zu steuern.
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Aus den Erläuterungen zu 3 wird deutlich, dass nicht nur Beleuchtungseinheiten 1, sondern auch Verbunde V gemäß 2, aber auch mehrere Netzwerke N miteinander verbunden können. Die Verbindung zwischen Netzwerken N kann über eine Anzahl von zwischen den Netzwerken N angeordneten Beleuchtungseinheiten 1 gemäß 1 erfolgen, also über WLAN und/oder WiMAX, oder aber schließlich auch über eine Powerline-Verbindung zwischen zwei Netzwerken, die so weit auseinander liegen, dass deren Reichweite gemäß dem Kreis K in 3 so ausgelegt ist, dass sie nicht bis zum nächsten Netzwerk N reicht.
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Die Beleuchtungseinheiten 1 gemäß 1, ein Verbund V nach 2 und ein Netzwerk N nach 3, außerdem zusammengeschaltete Netzwerke N der hier angesprochenen Art zeichnen sich also dadurch aus, dass innerhalb der Reichweite einer Beleuchtungseinheit 1, eines Verbunds V und eines Netzwerks N Daten beliebiger Art leicht und sicher, auch verschlüsselt, austauschbar sind. Außerdem ist eine sichere Versorgung mit Daten von Satelliten, von über Kabel in einen Verbund V oder ein Netzwerk N eingespeiste Daten, beispielsweise TV-Daten, schließlich auch von Telefondaten möglich. Darüber hinaus können Versorgungsunternehmen für Wasser, Gas, Strom und Energie sehr leicht Daten einzelner Haushalte und Häuser H innerhalb der Reichweite einer Beleuchtungseinheit 1, eines Verbunds V und/oder eines Netzwerks N abfragen, ohne dass die einzelnen Haushalte beziehungsweise Häuser H besucht werden müssten.
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Es ergibt sich also eine sehr weitreichende und komfortable Datenversorgung für einen Bereich, dessen Größe durch die Reichweite einer einzelnen Beleuchtungseinheit 1, eines Verbunds V oder eines Netzwerks N gegeben ist.
