DE10303477A1 - Integriertes Licht- und Kommunikationssystem sowie Verfahren zur Nutzung desselben - Google Patents

Integriertes Licht- und Kommunikationssystem sowie Verfahren zur Nutzung desselben

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Abstract

Aktuelle Installationstechnik basiert auf Bussystemen und sternförmigen Verkabelungssystemen mit dem Ziel, eine flexible Nutzung zu erreichen. Der Aufwand bezogen auf Investitionskosten und Resourcenverwendung hierbei ist beträchtlich. Die Erfindung des integrierten Licht- und Kommunikationssystems beschreibt Komponenten und Verfahren, die eine hohe Nutzerflexibilität gewährleistet und dabei eine resourcenschonende, flexible und bedarfsgerechte Nutzung ermöglicht. Das System weicht hierbei von standardisierten Verfahren der Installationstechnik ab und gebraucht stattdessen daten- und informationstechnische Prinzipien.

Description

    1. Einleitung
  • In der heutigen Gebäudetechnik ist eine technische Spezialisierung zur Optimierung der Bau- und Renovierungsgeschwindigkeit Standard. In der letzten Zeit die Ansätze einer integrierten Betrachtungsweise zu, um Auswüchse der spezialisierten Optimierung einzuschränken, auf der Suche nach einem Optimum für ein nicht lineares Gesamtsystem, welches Investitionen im Rahmen eines Baus oder einer Sanierung sowie den Betrieb des Gebäudes als Gesamtheit betrachtet. Heutige Ansätze führen zu Lösungen, die Verkabelungssysteme vereinheitlicht und damit eine Mehrfachnutzung des selben Kabeltyps für mehrere Funktionen erlaubt. Um den verschiedenen Strukturen der Anlagen gerecht zu werden, wird daher eine zunehmend sternförmige Verkabelung gewählt, welche es an einem Sternpunkt ermöglicht die verschiedenen Funktionen und Anwendungen durch Rangiert bereitzustellen. Dieses System ist Standard für die Datentechnik und wird zunehmend auch in der Energieversorgung angewandt. Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist in die Menge der benötigten Kabel und einhergehend die Menge der verwandten Ressourcen. Finanziell ist dies möglich, auf Grund der ständig fallenden Verlegepreise für Kabelsysteme, die damit teilweise den Verkabelungsmehraufwand abdecken. Verbleibende Mehrkosten werden mit der zusätzlichen Flexibilität begründet.
  • Die Erfindung beschreibt eine System welches die heute geforderte flexible Nutzung ermöglicht und dabei den Verkabelungsaufwand erheblich minimiert. Das System besteht aus aktiven Geräten, einer Verkabelungskonzeption sowie Verfahren zum Betrieb der aktiven Geräte.
    • 2. Stand der Technik 2.1. Beleuchtungstechnik
  • Als Stand der Technik wird in den heutigen Gebäuden die Beleuchtungstechnik getrennt von der Kommunikations- und Datentechnik betrachtet. Zum einen, da außer der Tatsache, das ein Nutzen der Kommunikationstechnik beeinträchtigt ist, wenn die Beleuchtungstechnik unzureichend ist, und der Tatsache, dass beide elektrische Systeme die elektrische Energieversorgung benötigen, um betrieben zu werden, kein ursächlicher Zusammenhang zwischen diesen Bereichen besteht. In der letzten Zeit hat sich jedoch auf einer weiteren Ebene ein Zusammenhang gebildet, der in der Steuerung und Regelung der Beleuchtungsanlage begründet ist. Hierfür sind unterschiedliche Datenbussysteme im Einsatz.
  • In modernen Gebäuden ist die Installation der Beleuchtung so aufgebaut, dass ein Nutzungswandel oder ein Umzug im Gebäude schnell und günstig stattfinden kann. Dies bedeutet, dass planerisch von einer sich dynamisch ändernden Nutung ausgegangen werden muss. Als Folge davon wird eine beinahe sternförmige Verkabelung der Energieversorgung der Beleuchtung bis in kleinste Nutzungseinheiten realisiert. Die Beleuchtung ist hierbei zentral und dezentral vor Ort schaltbar. Die Schalter und Leuchten sind an einen Datenbus angehängt, der Konzentratoren in Elektroverteilern verwendet und in der Regel an einer zentralen Stelle verwaltet wird. Zusätzlich werden noch zahlreiche Fühler in die Nutzungseinheit verkabelt, um die Nutzung festzustellen, die Beleuchtungsstärke zu regeln oder andere physikalische Größen messtechnisch zu erfassen. Diese Regelungs- und Steueranforderungen führen zu einer zusätzlichen sternförmigen Busverkabelung.
    • 2.2. Datentechnik
  • Die datentechnische Verkabelung in Gebäuden unterliegt denselben Voraussetzungen. Um zukünftig flexibel auf Nutzungsänderungen reagieren zu können, werden Nutzungseinheiten definiert, die maximal bestückt werden. Eine häufig verwendete Nutzungseinheit ist der Arbeitsplatz. Daher werden zurzeit Gebäude mit einer strukturierten Verkabelung ausgerüstet, die sternförmig mehrere Datendosen je Arbeitsplatz versorgt. Die Verkabelung und Datendosen sind einheitlich für Telephonie und Datennetz nutzbar. Diese Kabel werden in einem Datenraum auf Patchfeldern aufgelegt. Dies ermöglicht ein Patchen, das heißt Umrangieren eines Datenanschlusses mittels Verbindungskabel, für den Fall, dass ein Mitarbeiter umzieht oder einem Mitarbeiter ein neuer oder weiterer Telefonanschluß zugewiesen werden soll. Es wird zwischen einer Primär-, Sekundär- und Tertiärverkabelung unterschieden. Die Tertiärverkabelung ist die Verkabelung zwischen einem Verteiler und zugehörigen Arbeitsplätzen in definierten Bereichen, auch häufig als Arbeitsplatzverkabelung bezeichnet. Die Primärverkabelung entspricht im Gebäude meist der vertikalen Verkabelung zwischen Geschossen. Sie verbindet die Etagenverteiler und werden in der Regel als Glasfaserstrecken ausgeführt. Die Sekundärverkabelung wird genutzt um mehrere Etagenverteiler miteinander zu verbinden. Die Verkabelung erfolgt über alle Schichten sternförmig und hierarchisch. Ursprünglich war die strukturierte Verkabelung mit ausschließlich passiven Elementen ausgestattet, um den administrativen Aufwand und die Ausfallwahrscheinlichkeit aktiver Elemente zu reduzieren und um Investitionskosten zu verringern. Mit dem zunehmender Preisverfall für aktive Komponenten, einhergehend mit Fernwertbarkeit und dem Vorteil eines erhöhten und gesicherten Datendurchsatzes, werden zunehmend aktive Komponenten auch in nun aktiven Etagenverteilern, also im Bereich der Sekundär und Tertiärverkabelung eingesetzt. Dies ist ein Indiz für die zunehmende Dezentralisierung der Daten- und Verkabelungsarchitektur.
  • Als Folge hiervon werden höhere Ansprüche an die Datenverteilerräume in Bezug auf elektrische Versorgung und der elektromagnetischern Verträglichkeit gestellt. Häufig sind unterbrechungsfreie Stromversorgungen vorzusehen und die Räume elektromagnetisch abzuschirmen. Dies wird um so wichtiger, je mehr z. B. Internet basierte Telefonsysteme zum Einsatz kommen, die nicht mehr über das Datennetz mit Energie versorgt werden; aber eine Hohe erfahrene Verfügbarkeit voraussetzen.
  • Aus der Erfahrung der Sanierung vieler Bürogebäude ist bekannt, dass vor allem die Datentechnik eine hohe Nachinstallationswahrscheinlichkeit hat. Kabelwege zwischen den Räumen sollten daher frei zugänglich sein. Die Verkabelungsanforderungen ziehen damit erhöhte brandschutztechnische Anforderungen nach sich.
    • 2.3. Energietechnik
  • Die Flexibilisierung der Nutzung und der Raumaufteilung führen ähnlich der Datenverkabelung auch in der Energietechnik z. B. für Steckdosen zu einer annähernd sternförmigen Verkabelung. Dies hat zur Folge, dass der Verkabelungsaufwand in der Energietechnik ähnlich stark wächst wie in der Schwachstromtechnik. Daher sind auch hier Forderungen nach offenen und nachträglich leicht installierbaren Kabelsystemen üblich.
    • 2.4. Folgen aus der bisherigen Verkabelungstechnik
  • Die Ausfächerung der Daten- und Energiekabel ziehen Induktionsschleifen auf, die zu Schäden an datentechnischen Geräten auf Grund von Überspannungen z. B. bei Blitzeinschlag führen können. Bei normalem Betrieb können durch Oberwellen und Impulse durch Schaltvorgänge in der Energieversorgung Störungen im Datennetz hervorgerufen werden. Dies wird durch Einstrahlung von Funksystemen noch verstärkt. Folglich werden Schutzgeräte vorgesehen und spezielle Netzformen gefordert, die zu finanziellen Mehraufwendungen in der Investitionsphase und im Betrieb führen.
  • Ferner wachsen die Anforderungen an Brandschutz, welche zu zusätzlichen Kosten und Platzaufwendungen führen.
  • Der Raumbedarf wächst durch die Standardgrößen und Standardbelegungen von Verteilern und Verlegesystemen überproportional und schränken zu dem Bauherr und Architekt in seiner Gestaltungsfreiheit ein.
  • Das Verhältnis von Nutzfläche zu verbleibender Bürofläche wird damit zunehmend ungünstiger was Ausdruck in der Zunahme des Bauvolumens findet und die Baukosten erhöht.
    • 2.5. Ansätze zur Lösung des Verkabelungsproblems 2.5.1. Funktechnik
  • Es gibt derzeit zahlreiche Ansätze für die einzelnen Techniken die Flexibilität zu erhöhen unter anderem mit dem Ziel die Verkabelung zu reduzieren.
  • In der Daten- und Kommunikationstechnik wird durch die Fortschritte in der Funkübertragungstechnik eine erhebliche Einsparung der Kabelmengen erwartet. Jedoch sind diese in der Bandbreite begrenzt und haben in der jeweiligen Entwicklungsstufe immer eine um Größenordnungen kleinere Bandbreite als Kabel basierte Systeme.
    • 2.5.2. Gebäudeleittechnik in der Installationstechnik
  • In der Installationstechnik werden für Teilsysteme zunehmend Bussysteme entwickelt, welche für jedes Teilsystem die Flexibilität erhöht und Verkabelungsaufwand einspart im Vergleich zu älteren Systemen. Jedoch ist der Verkabelungsaufwand per Summe über die Systeme größer als früher. Dies resultiert aus der parallelen Installation der Systeme. Eine Harmonisierung der Verkabelung der verschiedenen Systeme ist auf Grund ihrer unterschiedlichen Architekturen nicht vorhanden.
  • Insbesondere bei der Beleuchtung gibt es Überlegungen, spezielle informationstechnische Anwendungen in die Beleuchtungstechnik zu integrieren.
  • Neben zahlreichen Steuer- und Regelbussen für Beleuchtungsanlagen und Installationstechnik sind vor allem zwei Entwicklungen augenscheinlich. Die erste ist die Digitalisierung der Steuerung und Regelung in der Gebäudetechnik, die zweite ist die Verwendung des Internetprotokolls zu Steuerungszwecken.
  • Ein Beispiel hierzu ist das Digital Addressable Lighting Interface (DALI). Zur flexiblen Lichtsteuerung in einem Raum oder in kleineren Gebäudeteilen wird mit DALI eine digitale Schnittstelle für elektronische Vorschaltgeräte (EVG) zum Betrieb von Entladungslampen definiert. Grundlage ist ein Anhang zur Internationalen Norm IEC 929.
  • Mit DALI wird ein selbständiges System beschreiben, das Licht mit allen Komponenten in einem Raum steuert und zusätzlich die Möglichkeit eröffnet, Informationen mit einem übergeordneten Gebäudemanagementsystems mittels Gateway auszutauschen. Damit sind zentrale Schaltfunktionen oder Abfragen, zum Beispiel über Lampenausfälle möglich.
  • Auf der Build IT Messe (2001) in Berlin wurde in eindrucksvoller Weise deutlich, dass die Entwickler sich der Bedeutung für die Interoperabilität verschiedener Systeme mittels des Internets bewusst sind. Jedoch beschränkt sich dies auf die Kommunikation zwischen Systemen ohne die Architektur der vorhandenen Systeme grundlegend zu ändern oder auf die Collaboration, das heißt der Zusammenarbeit am Bau kooperierender Firmen.
  • Die Kommunikation zwischen den Systemen soll durch offene Protokolle und Architekturen ermöglicht werden, die derzeit in verschiedenen Bereichen miteinander konkurrieren. Eine Interoperabilität ist meist auf Gateway- oder Managementebene gegeben. Auf der physikalischen Ebene der Kommunikation sind Kabelsysteme und Busprotokolle häufig inkompatibel zueinander.
  • Beispiele aus der Gebäudeautomation sind BAC-net (= Building Automation and Control Networks), LON (= Local Operating Network), EIB (= Europäischer Installations-Bus), Profibus. Jedes dieser Systeme für sich bietet Funktionen um die Kommunikation der Teilgewerke der technischen Gebäudeausrüstung zu ermöglichen. Dies ist notwendig da beispielsweise die Klimaanlage die aktuelle Belegung des Gebäudes aus der Zutrittskontrolle, die Energiekostensituation aus dem Energiemanagement und die Verfügbarkeit der Medien Warmwasser und Kaltwasser kennen sollte, um die gewünschten Raumkonditionen effizient sicherstellen zu können. Diese Schnittstellen erweitern sich ständig, da zunehmend auch die Gebäudestruktur selbst Funktionen übernimmt, die früher den klassischen Gewerken Heizung, Lüftung und Klima zugeordnet waren. Beispielsweise sind hier die thermische Aktivierung des Baukörpers zur Kühlung und Heizung sowie die intelligente Fassade mit kontrollierter Lüftungsfunktion zu benennen.
  • Damit sind auf den unterschiedlichen Ebenen der Gebäudeautomation verschiedenartige Kommunikationsaufgaben notwendig, für die historisch speziell angepasste Automatisierungssysteme entwickelt und kontinuierlich gewerkeüberschreitend erweitert wurden. Zur Zeit werden daher nicht alle Anforderungen von einem einzigen System vollständig abgedeckt.
  • Auf der Feldebene (zum Beispiel Sensoren für Temperatur, Stellmotoren für Ventile und Klappen, Raumbediengeräte und Einzelraumregelungen) bestehen sehr oft noch zusätzliche Anforderungen hinsichtlich des Designs und der Ästhetik. Die notwendige Intelligenz der Steuerung und die dazu notwendige Kommunikation ist dabei eher einfacher. In diesem Bereich etablieren sich EIB (= Europäischer Installations-Bus) und die Weiterentwicklung KNX (= Abkürzung für den Protokoll-Standard der Konnex Association), wo eher elektrische Installationstechnik im Vordergrund steht, und LON (= Local Operating Network) in dem Bereich mit höheren Anforderungen wie bei Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen im Zusammenspiel mit Fassade und Beleuchtung.
  • Auf der Automatisierungsebene sind komplexere Kommunikationsaufgaben und freie Programmierbarkeit von Funktionen erforderlich. Dem klimatechnischen System müssen zum Beispiel relevante Daten der Kältemaschine und der Heizungsanlage zur Verfügung stehen, um zusammen mit den Randbedingungen der Gebäudehülle und der Fassade zu einem optimalen Ergebnis für die Nutzer bei minimalem Energieverbrauch zu kommen. Diese Daten werden häufig von verschiedenen Meß- und Steuersystemen zur Verfügung gestellt. Eine Lösung für diesen Bereich wie auch für die Managementebene mit den notwendigen Überwachungsfunktionen kann das BAC-net-Protokoll sein.
  • Auf der Ebene der zentralen Gebäudeleittechnik werden über zusätzliche Protokollübersetzer, Schnittstellen und manuellen Anpassungen die verschiedenen Systeme der Automatisierungsebenen mit dem zentralen Leitrechner zusammengeführt. Einerseits werden hierdurch die notwendige Anzahl der Protkollübersetzer zwischen den Systemen minimiert, andererseits aber die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der zentralen Leitrechner erheblich erhöht. Der zentrale Leitrechner bietet Funktionen zum übergeordneten Energiemanagement und Energiecontrolling und ist häufig über das Internetprotokoll zu herstellergleichen weiteren Leitrechnern verbunden.
  • Auf der Ebene des Facility-Managements werden verschiedene Gebäudeleittechniken verbunden, um ein übergeordnetes Energiemanagement und Energiecontrolling sowie die Verwaltung der Verträge und Nutzungen zu ermöglichen. Dieses Systeme werden meist als reine Informationssysteme angefertigt, d. h. sie greifen in der Regel nur notwendige Informationen aus den Gebäudeleitsystemen ab. Für den Datenaustausch werden für herstellerübergreifende Lösungen in der Regel aufwendige manuelle Softwareanpassungen und Datenumstrukturierungen nötig.
    • 2.5.3. Beispiel
  • Das folgende Beispiel beschreibt ein realisiertes Beispiel in dem verschiedene Systeme miteinander verbunden wurden. Hierbei sind die Beschränkungen und die vielzahl der Systeme zu erkennen:
    Das sogenannte Energiehaus der EWAG (= Energie- und Wasserversorgung Nürnberg AG) in Nürnberg ist ein Beispiel für die Integration von Fassade, Gebäude und Technik mit offenen GLT-Systemen (GLT = Gebäudeleittechnik). Die Steuerung der intelligenten Fassade mit beweglicher Wärmedämmung, die Einzelraumregelung der Büros zur individuellen Regelung der Raumkonditionen und der Sonnenschutz wurde mit LON-Technologie ausgeführt. Die Vernetzung der Wärmezähler erfolgte mit M-Bus und die Anbindung der Unterstationen an die Automatisierungsebene erfolgte teilweise mit LON-Bus und mit einem systemspezifischem Bus. Für die Bedienstationen und Server wurde ein eigenens Ethernet- Netzwerk mit TCP/IP-Protokoll installiert, und das LON-System ist durch ein Systemgateway angekoppelt.
    • 2.5.4. Diskussion
  • Mit diesen vorgeschlagenen Systemen werden zwar Probleme des Informationsaustausches der diversen Ebenen und Bereiche der Gebäudetechnik miteinander gelöst, indem gemeinsame Schnittstellen bereitgestellt werden. Eine Integration der Kommunikationstechnik in Teile der Gebäudetechnik wird jedoch nur teilweise erreicht, etwa in der Zählerfernauslösung oder Nutzung von Energiekabeln zur Informationsübertragung durch aufmodulierte Signale. Speziell im letztgenannten Fall sind dafür jedoch Spezialgeräte notwendig. In allen Fällen ist jedoch mindestens ein separates Kabelnetz für die Bussysteme nötig und lediglich die Managementebenen nutzen eine Internet basierende Netzwerkverbindung. Eine konsequente Nutzung des Datennetzes für die Regel-, Steuer- und Parametrieraufgaben und die parallele Bereitstellung der Datennetzanbindung von Nutzern an eine Regel- und Steuerinformationen übertragendes Netzwerk wird derzeit nicht realisiert. Eine Architektur, die konsequent dezentrale Geräte vorsieht und vorhandene Informationen auf einem Datennetz integriert sind derzeit unüblich.
    • 3. Der Ansatz des integrierten Licht- und Kommunikationssystems
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Bereitstellung einer Systemarchitektur mit Komponenten und Verfahren, welche die beschriebenen Nachteile behebt und eine Integration der Gebäudeautomatisierung, der Datentechnik und der Energietechnik so umsetzt, dass Kabelmengen, verwendeten Flächen für Technikräume und Brandlasten minimiert werden und gleichzeitig die Nutzungs- und die Gestaltungsflexibilität des derzeitigen technischen Versorgungsstandard mindestens erhalten bleibt.
  • Die Erfindung verbindet klassische Verkabelungstechnik und Anlagen mit Komponenten moderner Kommunikationstechnik und dazugehörigen Kommunikationsprotokollen. Hierbei werden Anlagen der Gebäudetechnik, zum Beispiel Leuchten, genutzt und funktional erweitert.
  • Ein neues Konzept der Verkabelung wird definiert, welches o. g. Nachteile beseitigt und damit Kosten einspart. Grundlage ist hierzu das Prinzip der Dezentralisierung der aktiven Komponenten bis zum Endverbraucher. Damit kann eine sternförmige Verkabelung durch eine ringförmige Topologie oder eine unstrukturierte aber effiziente Vermaschung ersetzt werden.
  • Bei einer Vermaschung ist hierbei wird das n-1 Prinzip zu Grunde gelegt. Dies bedeutet das die verwendetet Topologie stets mindestens zwei oder mehr Energieversorgungs- und Datenverbindungen aufweist.
  • Diese Vermaschung findet Ausdruck in der vorteilhaften Verwendung von Funk- oder Infrarottechnik, die eine kleinteilige Aufteilung in Mikrozellen zur datentechnischen oder mess-, steuer- und regeltechnischen Versorgung erlaubt. Den Nutzern der Mikrozellen stehen hierbei die gewohnten end-to-end Datendurchsätze zur Verfügung.
  • Den Mikrozellen sind Feldgeräte der Mess-, Steuer- und Regeltechnik (= MSR) zugeordnet, die dezentral vor Ort mittels World Wide Web (= WWW) Technologie angesteuert werden können. Damit ist eine datentechnische Integration der MSR in die Datentechnik ermöglicht. Die Integration in die Energietechnik erfolgt durch die Verwendung von Anlagen. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Verwendung und Erweiterung der Funktionalität der Leuchten.
  • Dieser neue Ansatz der Tertiärerschließung führt zum Abbau der damit verbundenen Kabelmengen und Anschlussdosen im datentechnischen Bereich. Die Integration der Mess-, Steuer- und Regeltechnik führt zu einem weiteren Abbau von Verkabelungsaufwand bei einem Zuwachs der Flexibilisierung für die Einteilung von Nutzungseinheiten und der Nutzungsberechtigungen.
  • Die Flexibilität des Gesamtsystems, z. B. bei Umzügen, erfolgt durch Softwarekonfiguration.
  • Hierdurch wird unter anderem folgendes erreicht:
    • - Eine physikalische Umverkabelung bei Nutzungsänderung wird durch Softwarekonfiguration statt patchen durchgeführt
    • - Er erfolgt eine Vereinfachung der Administration bei Nutzungsänderungen (z. B. Umzügen) durch die dezentrale intelligente Struktur
    • - die Datensicherheit der Nutzer und des Systems wird erhöht
    • - die Vereinfachung der Nutzung von Kommunikationsmedien durch die Gebäudenutzer
    • - die Erhöhung der Verfügbarkeit der Anlagen, die durch das System als Dienste betrieben, gesteuert oder geregelt werden
    • - die Vereinfachung der Kommunikation in herstellerunabhängiger Form
  • Eine Nachverkabelung und damit offene Kabelwege werden weitestgehend vermieden.
  • Eine unabhängige Kommunikation der Komponenten auf World Wide Web-Technologie wird durch die Verwendung von flexiblen Datendefinitionen sichergestellt, die zum Beispiel in XML (= eXtensible Mark-up Language) als DTD (= Document Type Definition) ausgeführt sein können. Diese Datendefinitionen werden durch die WWW-Server in den Kommunikationsmodulen verwendet und können zentral oder dezentral gelagert werden.
  • Durch die Datendefinitionen wird sichergestellt, dass ein Datenaustausch zwischen den Komponenten möglich ist und die Daten herstellerneutral verwendet werden können.
  • Diese Ziele werden durch den Systemansatz, die definierten Komponenten und Verfahren umgesetzt.
    • 4. Beschreibung 4.1. Vorteilhafte Ausführung des Systems
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht in einer Verringerung des Materialaufwandes bei Installationssystemen der Gebäudetechnik, die erreicht wird, indem bei einem integrierten Licht- und Kommunikationssystem, welches wenigstens teilweise als Ringverkabelung ausgeführt ist, wenigstens die Ringverkabelung Mittel zur Energie- und Datenübertragung aufweist, derart, dass diese Mittel Energie- und Datenkabel und/oder Energiekabel und zusätzlich Mittel zur Aufmodulation/Demodulation von Datensignalen auf Energiekabel und/oder kombinierte Kommunikationsenergiekabel umfassen. Für die Erschließung von Feldgeräten oder die Bereitstellung von Datennetz-Verbindungen kann es ebenfalls zweckmäßig sein Funkübertragungsstrecken zu verwenden.
  • Von Vorteil erweist sich ebenfalls, dass bei dem Nutzungsverfahren, die räumliche Verteilung von Netzwerkkomponenten sowie die Bereitstellung von Funktionalitäten softwarekonfiguriert werden, wobei insbesondere die Möglichkeit bereitgestellt wird, die systemarchitekturtechnische Flexibilität durch die Ebenen 3 (Network Layer) und des Transport Layers des ISO OSI Models sowie die Bereitstellung von Mobilität in den Netzwerkebenen 5 und 6 (Session-, Presentation Layer) für das Internetprotokoll durch Protokollerweiterungen abzubilden anstelle dies durch Umrangieren von Kabeln durchzuführen.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das kombinierte Kommunikationsenergiekabel ein um einen, vorzugsweise mehrfasrigen Lichtwellenleiters erweitertes Energiekabel umfasst.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass Teile der Ringverkabelung durch Aktivkabelverbinder miteinander verbunden sind, wodurch eine unterbrechungsfreie Ergänzung der Ringverkabelung oder eine unterbrechungsfreie Reparatur defekter Teile der Ringverkabelung ermöglicht wird.
  • Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße integrierte Licht- und Kommunikationssystem funktional Mess-, Regel-, Steuertechnik sowie ein Kommunikationsnetzwerk und Beleuchtung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des integrierten Licht- und Kommunikationssystems ist vorgesehen, dass mit Kommunikationsmodule ausgestattete Trägerkomponenten Bestandteil des integrierten Licht- und Kommunikationssystems sind, wobei die Trägerkomponente ihre Energieversorgung über das Mittel zur Energie- und Datenübertragung bezieht und das Kommunikationsmodul an das integrierte Licht - und Kommunikationssystem realisiert. Dabei erfolgt die elektrische Energieversorgung und die Internetanbindung der Trägerkomponente vorteilhafterweise über das Kommunikationsenergiekabel oder die elektrische Energievorsorgung der Trägerkomponente über ein separates Energiekabel und die Internetanbindung der Trägerkomponente über ein Datenkabel oder über Funkanbindung.
  • Als Vorteil erweist es sich dass das Licht und Kommunikationssystem derart erweitert werden kann, dass z. B. Internetleuchten und Türsteuergeräte mit einem Kommunikationsmodul ausgestattet werden können und damit weitere Plattformen gegeben sind von der aus kleinteilige Funknetze aufgebaut werden können.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform als Internetleuchte können beispielsweise folgende Dienste für Nutzer bereitgestellt werden:
    • - Router
    • - Home-, Foreign Agent
    • - WWW Server
    • - FTP Server
    • - Media Streaming Server
    • - DHCP
    • - NAT
    • - Firewall
  • Das Kommunikationsmodul bietet darüber hinaus den Vorteil als Meß-, Regel- und Steuer-PC eingesetzt werden zu können, dadurch dass Standard PCMCIA-Einschübe vorgesehen sind, die neben den Kommunikationsanschlüssen wie Ethernet (IEEE 802.3), WLAN (IEEE 802.11b) oder anderen folgende Schnittstellenbausteine für MSR bieten:
    • - Schaltrelais
    • - Analoge Ein- und Ausgänge
    • - Digitale Ein- und Ausgänge
    • - AD/DA-Wandler
  • Damit können verschiedene Funktionen in vorteilhafter Weise realisiert werden, z. B. das Schalten und Dimmen von Leuchten über eventuell vorhandene Vorschaltgeräte, zum Beispiel über einen World Wide Web Browser und, oder in Abhängigkeit zu einem integrierten Lichtsensor. Weitere Ein- und Ausgänge können zum Schalten, Steuern oder Regeln von anderen Geräten genutzt werden oder über eine Funk- oder IR-Verbindung ausgelöst werden. Als besonders vorteilhafte Anwendung ergibt sich daraus die Möglichkeit, dass installationstechnische Vorrüstungen, wie z. B. Schalter zum Schalten der Beleuchtung überflüssig gemacht werden und daher völlig entfallen können.
  • Weitere Vorteile der bevorzugten Ausführung sind zusätzliche Dienste die ortsabhängig angeboten und kleinteilig abgerechnet werden können. Vorteilhafter Weise sind die hierfür notwendigen Protokolle standardisiert und in den Kommunikationsmodulen implementiert:
    • - DHCP (= Dynamic Host Configuration Protocol)
    • - MIP (= Mobile IP)
    • - LDAP (= Lightweight Directory Access Protocol)
    • - RADIUS (= Remote Authentication Dial In User Access Protocol)
    • - IIP (= Itinerant Internet Protocol)
  • Folgende bevorzugte Ausführungsform ist mit diesen Protokollen möglich:
    • - Dem Nutzer steht eine Netzwerkverbindung auch bei Bewegung in z. B. einem Gebäude zur Verfügung.
    • - Die genutzten Online-Dienste stehen ununterbrochen zur Verfügung.
    • - Die genutzten Dienste können ortsabhängig und separat abgerechnet werden.
    • - Der Nutzer kann lokalisiert werden.
    • - Angebotene Dienste, z. B. Drucker etc. können lokalisiert werden.
    • - Haustechnische Anlagen in Abhängigkeit des Standortes können gesteuert und, oder geregelt werden (Leuchten ein- und ausschalten, Türen öffnen)
  • Die in vorteilhafter Weise ausgeführte dezentrale intelligente Netzwerkstruktur, erlaubt zusammen mit den genutzten Protokollen eine erhöhte Sicherheit des Datenverkehrs in Bezug auf:
    • - Verfügbarkeit
    • - Schadenseingrenzung
    • - Netzwerkkontrolle
    • - Abhörschutz
  • Vorteilhaft ist dabei, dass die Verfügbarkeit des Gesamtnetzes durch die dezentrale, intelligente und vernetzte Struktur und durch die Verwendung von Funktechnik erheblich erhöht wird, Netzwerkschäden lokal begrenzt werden können, Ausfälle sich in Reduzierung des verfügbaren Datendurchsatzes vor physikalischem Verbindungsabbruch äußern und dass dabei die logische Verbindung erhalten bleibt, so dass durch eine Standortveränderung des Nutzers die Kommunikation fortgesetzt werden kann sobald wieder eine physikalische Verbindung vorliegt.
  • Ein besonderer Vorteil wird durch die dynamische Veränderung der Adressierung erreicht, welche als Erweiterung des IIP für die Erfindung vorgesehen ist und damit eine Kommunikation von dritter Seite nur sehr schwer nachvollziehbar macht, da für einen Abhörvorgang sich der vorliegende Datenverkehr als Kommunikation zwischen sich laufend ändernden Teilnehmern darstellt und eine vollständige Kommunikation nur sehr schwer identifizierbar ist.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist die Realisierung eines Schutzkonzeptes vorgesehen, die eine dezentrale Paketfilterung und Verkehrsüberwachung durch die dezentrale Anordnung der Router ermöglicht, welche auf die lokale Schutzbedürftigkeit und Nutzerberechtigung abgestimmt ist und damit einem Abhörangriff oder einer Datenmanipulation von außen oder auch von innen immer mehrere Schutzgrenzen unterschiedlicher Konfiguration nachvollziehbar entgegenstellt.
  • Die Erfindung erleichtert den Umgang mit der netzwerkgesteuerten Diensten und Anlagen, da durch die lokalen Webserver der Kommunikationsmodule in jedem Erfassungsbereich die in diesem Bereich verfügbaren Dienste, z. B. in Form lokaler Portale angezeigt und zur Verfügung gestellt werden. Dienste können hierbei z. B. das Ein- und Ausschalten von Leuchten sein.
    • 4.2. Erfindungsgemäße Installationssystem
  • Im Vergleich zu herkömmlich eingesetzter Technik, welche umfangreiche unterschiedliche Multi-Installationsverkabelung erfordert, wird für das erfindungsgemäße Installationssystem lediglich ein einheitlicher Monobus als Ein-Multikabel und, oder kombiniertes integriertes Decken-Schienensystem benötigt. Die übliche Leuchten-Energieversorgung in Sternverkabelung oder mit aufwendigen Rangierverteilersystemen wird durch die Erfindung ersetzt, indem der physikalische Bus als logische Sternverkabelung über Software dargestellt wird.
  • Die bisher notwendigen Installationsaufwendungen für Energie-, Signal- und Datenverkabelung, die den Erfordernissen einer flexiblen Raumaufteilung gerecht werden, suchen oftmals darüber hinaus in Verbindung mit schwierigen baulichen und organisatorischen Anforderungen bei Raum- und Arbeitsplatzänderungsmaßnahmen weiter verkompliziert werden, entfallen beim Einsatz der Erfindung beziehungsweise werden dadurch erheblich reduziert. Die Erfindung zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass die Multiverkabelung durch Bus-Kabellinien mit integriertem Energie-, Daten-, Signal- und Kommunikationsangebot substituiert wird. Diese Lösung erweist sich als hoch flexibel auch für nachträgliche Raum- und Arbeitsplatzänderungen oder Erweiterungen, wobei bauliche, installationstechnische oder organisatorische Anforderungen zur Maßnahmendurchführung entfallen.
  • Das erfinderische Installationssystem erfordert lediglich ein Bussystem aus einer baulichen Komponente, während beim Einsatz der herkömmlichen Technik umfangreiche vertikale und horizontale Kabeltrassen mit einer Vielzahl an Kabel das Gebäude in Zwischendecken, Hohlraumböden und Fensterbrüstungssystemen durchdringen. Zusätzlich zu einem hohen baulichen Planungs- und Realisierungszeitaufwand fallen hohe Kosten an.
  • Installationen, die mit der herkömmlichen Technik durchgeführt werden, haben zur Folge, dass an Arbeitsplätzen mit Endgeräten umfangreiche, störende und flexible Anschlussverbindungen benötigt werden mit den dazugehörenden genormten Steckverbindungen, Elektranten und ähnlichen Installationsgeräten. Demgegenüber fallen beim Einsatz der Erfindung die störenden flexiblen Anschlussverbindungen weg, welche für die Daten- und Kommunikationsverbindung erforderlich sind, indem die Übertragung drahtlos erfolgt, z. B. zur Einsteckkarte des Arbeitsplatz-PCs oder eines Internettableaus (Tablet-PC). Beide erwähnten Beispiele einer modernen Arbeitsplatzausrüstung können, dann über ein Systemportal Funktionen und Dienste nutzen für die in klassischer Weise z. B. Schalter mit Leerrohren und Kabel installiert wurden.
  • Ein weiterer bedeutender Vorteil der Erfindung liegt im Bereich des Brandschutzes.
  • Durch die reduzierte Verkabelung ist nur eine unbedeutende Brandlast gegeben. Die bauliche und gesundheitliche Chlorgasgefährdung sowie eine mögliche PCB-Verseuchung eines Gebäudes im Brandfall wird dadurch verringert oder ganz vermieden.
  • Die hohe beim Einsatz der herkömmlichen Technik vorhandene Brandlast, die durch die Kabelhäufung verursacht wird, und insbesondere bei Verwendung chlorgasbildender Kunststoff-Mantelleitungen über den normalen zulässigen Brandlastwert in Gebäuden mit Menschenansammlungen hinausgehen, wird somit beim Einsatz der Erfindung erheblich reduziert. Ebenso verringern sich die Aufwendigen Gegenmaßnahmen für den baulichen Brandschutz, welche die geltenden gesetzlichen Bestimmungen des vorbeugenden Brandschutzes vorschreiben. Beim Einsatz der Erfindung sind keine vorbeugenden Gegenmaßnahmen erforderlich.
  • Bei Umzügen der Nutzer oder Änderungen der Nutzung geht beim Einsatz der herkömmlichen Installationssysteme der Aufwand für die vorhergehende Installation in der Regel verloren. Außerdem müssen meistens zusätzliche Entsorgungsaufwendungen aufgebracht werden. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Installationssystems treten keine Verluste durch verlorenen Installationsaufwand auf und dadurch auch keine möglichen Entsorgungskosten, da die Installation weiter verwendet werden kann und lediglich einer neuen Organisation in Form einer neuen Parametrierung bedarf.
  • Die herkömmlichen Lösungen bei Installationssystemen erfordern eine aufwendige IT-Raum- Installation mit platzraubenden Rangierfeldern, deren Organisation und Pflege, insbesondere bei unvermeidlichen Arbeitsplatzänderungen, aufwendig ist. Im Gegensatz dazu verlangt die Erfindung durch Wegfall der aufwendigen Verkabelungsrangierfelder nur extrem reduzierte Kommunikationskonzentrationspunkte, die sich in der IT-Zentrale oder im Bürobereich befinden könnten und nur eine stark reduzierter Brandlast im Raum darstellen.
  • Durch die homogene Integration ist die Behandlung der elektromagnetischen Verträglichkeit der Kommunikationsstrecken mit der Erfindung erheblich verbessert. Die herkömmliche Technologie bedarf einer gewissenhaften Planung, Investitionen in Schutzelemente und zusätzlicher Schirmungsmaßnahmen. Durch die getrennte sternförmige Verkabelung der Datenleitungen und der Energieversorgungsleitungen werden häufig großflächige Spulen aufgezogen, die eine hohe Induktion verursachen können und dadurch Personen und elektrische Geräte schädigen können. Durch das erfindungsgemäße Installationssystem ist dies weitestgehend ausgeschlossen. Die Anzahl notwendiger Schutzelemente wird durch die geringe Verkabelungsanzahl sehr stark reduziert und kann planerisch vermieden werden. Bei den Installationssystemen, die nach dem herkömmlichen Verfahren eingerichtet werden, sind aufwendige Mess- und Prüfverfahren zum Nachweis der für einen störungsfreien Daten- und Kommunikationsbetrieb notwendigen Parameter nötig. Demgegenüber verlangt das erfinderische Installationssystem wegen des hier erforderlichen einfachen Bussystems lediglich unbedeutende Mess- und Prüfverfahren bei einer extrem reduzierten Störanfälligkeit des Gesamtsystems.
    • 4.3. Erfindungsgemäße Internetleuchte
  • Licht ist eine grundlegende Voraussetzung, um arbeiten zu können. Diese Funktion wird durch Leuchten erfüllt. Eine zweite grundlegende Voraussetzung ist Kommunikation. Die erfindungsgemäße Internetleuchte verbindet zwei wichtige Voraussetzungen für den Arbeitsplatz, nämlich Licht und Kommunikation in vorteilhafter Weise. Darüber hinaus ermöglicht sie eine hohe Flexibilität der Nutzer ohne Umbau und weitestgehend ohne Umkonfiguration.
  • Die Verwendung von Leuchten als Internet-Zugangspunkt und damit als Kommunikationsschnittstelle eröffnet viele Vorteile wie beispielsweise:
    • - Weniger Verkabelungsaufwand für die Datennetzanbindung des Computers an das Netzwerk
    • - Freie Mobilität der Nutzer mit Netzwerkkomponenten in Gebäuden
    • - Freie Anordnung der Netzwerkkomponenten im Gebäude ohne zusätzlichen Grundflächenbedarf
    • - Lokalisierbarkeit der Nutzer im Gebäude (oder bei Einsatz im Außenbereich auch die geografische Lage außerhalb von Gebäuden, zum Beispiel bei Realisierung der Internetleuchte als Außenleuchte oder Straßenleuchte)
    • - Dienste, die lokal abgestimmt sind und zahlreiche installationstechnische Vorrüstungen überflüssig machen können (Schalter zum Ein- und Ausschalten von Leuchten, Telefone an Schreibtischen)
    • - Unterstützung einer hohen Nutzungsflexibilität und Dynamik (Umzug im Gebäude (System) bedarf noch nicht einmal einer datentechnischen Umkonfiguration)
  • Der höhere finanzielle Aufwand für die Leuchtenausrüstung wird in der Regel durch die Installations- und Flächeneinsparungen, geringere Umzugs- und Veränderungskosten, sowie durch ein wesentlich höheres Diensteangebot kompensiert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    • 4.4. Ausführungsbeispiele 4.4.1. Allgemeine Beschreibung des Zusammenwirkens der Komponenten
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
  • Es zeigen
  • Abb. 1 Darstellung der Verkabelung (Strom, Kommunikation, Daten) bei herkömmlicher Installation
  • Abb. 2 Veranschaulichung der mit der herkömmlichen Verkabelung verbundenen Brandlast in Hohlraumdecken und Doppelböden
  • Abb. 3 Darstellung des erfindungsgemäßen integrierten Installationssystems
  • Abb. 4 Vereinfachung der Verkabelung mit Beseitigung von Hohlraumdecken und Doppelböden
  • Abb. 5 erfindungsgemäßes Kommunikationsenergiekabel bei Verwendung von elektrischen, standardisierten Kabelgrößen
  • Abb. 6 erfindungsgemäße Kommunikationsmodul
  • Abb. 7 erfindungsgemäße Kommunikationsenergieschiene und Aktivkabelverbinder
  • Abb. 8 erfindungsgemäße Energiebox
  • Abb. 9 Kommunikationsenergieverteiler
  • Abb. 10 Trägerkomponente Langfeldleuchte
  • Abb. 11 Funktionsschema der Kommunikationsleuchte am Beispiel einer wireless LAN Lösung nach IEEE 802.11b
  • Abb. 12 Darstellung eines Nutzungsszenarios für den Einsatz der Kommunikationsleuchte
  • Die Erfindung soll beispielhaft an der funktionalen Integration der Beleuchtung, Mess-, Regel-, Steuertechnik und eines Kommunikationsnetzwerks dargestellt werden. Die beispielhafte Lösung basiert weitestgehend auf marktübliche Einzelkomponenten, die durch eine spezielle Anordnung und Strukturierung sowie durch ein spezielles Protokoll zu einem Gesamtsystem integriert werden. Im Ergebnis wird die Verkabelung minimiert und die Flexibilität der Nutzung gesteigert. Gemäß dem 7-Layer ISO OSI Modells (ISO OSI = International Standardisation Organisation Open System Information) wird die Flexibilität derzeit ausschließlich bei herkömmlichen Systemen auf der Ebene 1, dem "Physical Layer" abgebildet. Das erfindungsgemäße integrierte Licht- und Kommunikationssystem hingegen bildet die Flexibilität auf den Ebenen 3 und 4 (Network and Transport Layer) ab. Für die zusätzlich angebotene Mobilität werden zusätzlich die Ebenen 5-7 (Session, Presentation, Application Layer) in Form zusätzlicher Protokolle mit berücksichtigt. Das integrierte Licht- und Kommunikationssystem benötigt daher nur eine vereinfachte Grundverkabelung und funktechnische Ausrüstung als Bestandteile der Physical und Medium Access Layers. Alle weiteren Funktionalitäten und Mobilität werden logisch abgebildet.
  • Abb. 1 illustriert eine herkömmliche Gebäudeinstallation mit:
    • - einem Hauptverteiler (HV) Strom (Element 1)
    • - und Unterverteilern Strom (Element 3)
    • - und der Elektrosteigetrasse (Element 10),
    • - mit einem Telefonhauptverteiler (Element 2)
    • - und entsprechenden hochpaarigen Telefonkablen (Element 11),
    • - mit zentralen Rechnern (z. B. Netzwerkzentrale, Server) (Element 9)
    • - und zugehöriger Datensteigetrasse (78)
    • - einer zentralen Gebäudeleittechnik (76),
    • - und der entsprechenden Steigetrasse (77) für die MSR-Verkabelung.
  • Dies bringt die in Abb. 2 dargestellte Anhäufung von Kabelbündeln (7) in den Doppelböden (5) und desgleichen umfangreiche Kabeltrassen (6) in den Hohlraumdecken (4) mit sich.
  • Bei dem Einsatz der Erfindung (vergleiche Abb. 3) reduziert sich die Steigetrasse (10) der Stromkabel auf nur eine einzelne Steigeleitung (82) als Ringleitung für Strom. Die klassischen Telefonkabel (11), Datenkabel und MSR-Verkabelung werden im Primärbereich werden durch Glasfaserkabel (12) ersetzt. Analog hierzu wird die Telefon- und MSR- Verkabelung in den Steigetrassen eingespart. Die Integration und Umsetzung der Daten-, Telefon- und MSR-Technik wird durch die Verwendung eines einheitlichen Netzwerkprotokolls (IP) besonders einfach ermöglicht, d. h., dass die Mess-, Steuer-, Regeltechnik und die Sicherheitstechnik auf IP bis zu den Feldgeräten umgesetzt und die Telefonanlage in Form von Voice over IP (= VoIP) realisisert wird. Der Telefonhauptverteiler beinhaltet dann lediglich die vom Carrier bereitgestellten Telefonhausanschlussleitungen und das VoIP-Gateway.
  • Die Steuerung und Verteilung von elektrischer Energie und Daten erfolgt in dem erfindungsgemäßen integrierten Licht- und Kommunikationssystem durch Unterverteiler Strom (15) und dem integrierten Kommunikationsverteiler (16), die beide zusammen den Kommunikationsenergieverteiler (siehe Abb. 9) bilden und in einem IT-Raum (14) untergebracht sind. Im Ergebnis liegen von Kabeln, Trassen und Brandlast bereinigte Hohlraumdecken (80) und Doppelböden (81) vor, die entfallen können und eine Einsparung der Gebäudehöhe und, oder eine bessere Nutzung des zur Verfügung stehenden Gebäudevolumens bedeutet. Die von Kabeln, Trassen und Brandlast bereinigten Hohlraumdecken (80) enthalten im wesentlichen nur noch Elemente der Sicherheitstechnik, z. B. Brandmelde-Früherkennungsmelder (8), Brandschutzklappen (8), die dem vorbeugenden Brandschutz dienen. Die Versorgung der Endverbraucher erfolgt nun über eine Strom- und Kommunikationsschiene (17), Abb. 7 oder über das Kommunikationsenergiekabel nach Abb. 5.
  • Idealerweise können, wie in Abb. 7 am Beispiel einer Leuchte (18) gezeigt, die Kommunikationsschiene (17) samt Beleuchtungsmittel in die Raumdecke integriert werden. Das integrierte Licht- und Kommunikationssystem kann weiterhin beispielsweise Trägerkomponenten umfassen, wobei diese Trägerkomponenten beliebige Produkte sein können, die eine dauerhafte elektrische Energieversorgung und Internetanbindung haben, welche das erfindungsgemäße Kommunikationsenergiekabel (19), Abb. 5, verwenden oder eine separate Energieversorgung und Datenkabel oder Funkanbindung haben. Eine solche Trägerkomponente nimmt außerdem ein spezielles Kommunikationsmodul (23), Abb. 6, auf. Diese wird mit einem Kommunikationsenergiekabel (19) über eine Steckverbindung als ein erfindungsgemäßer Aktivkabelverbinder (67) an die Kommunikationsschiene (17) oder direkt an das versorgende Kommunikationsenergiekabel (19) angeschlossen, wobei das Kommunikationsenergiekabel und die Steckverbindung beides erfindungsgemäß - bedingt durch das Licht- und Kommunikationssystem - ganz spezifische Merkmale aufweisen, die unten näher erläutert werden sollen. Die Funktion der Trägerkomponente wird über die Energieversorgung aus dem Kommunikationsenergiekabel (19) oder die Strom- und Kommunikationsschiene (17) über eine Energiebox (52) diversen Verbindern und dem Energiekommunikationskabel (19) über einen Klemmblock versorgt und an dem auch das Kommunikationsmodul und weitere Verbraucher angeschlossen sind. Das Kommunikationsmodul (23) steuert seinerseits die Energiebox (52) oder weitere Verbraucher über seine Steuerausgänge, welche durch PCMCIA-Karten zur Verfügung gestellt werden. Näheres wird später beschreiben.
  • Über die PCMCIA-Einschübe (24) (Slots) der Kommunikationsbox (23) können standardmäßig weitere Funktionen zur Verfügung gestellt werden, z. B. Relaisschaltausgänge (Energiebox (52)) oder Netzwerkanbindungen für Nutzer in verschiedenen Technologien wie z. B. Wireless LAN, Bluetooth oder HIPERLAN etc.. Auch die Bereitstellung von analogen und digitalen Ein- und Ausgängen zur Aufnahme von Messfühlern, Stellgebern und Reglern ist möglich.
  • In einem Kommunikationsenergieverteiler (100), werden die Kommunikationsenergiekabel (19) eingeführt und je nach Entwurf und Ausgestaltung direkt auf die Router aufgelegt. Patchfelder und Klemmen sind für die Kommunikationsenergiekabel (19) nicht notwendig, da von einer Veränderung der Installation nicht ausgegangen wird. Je nach Anzahl der Ringe und Größe des Objektes lässt sich die Größe des Kommunikationsenergieverteilers (100) skalieren. Hierbei können falls kein Bedarf besteht auch Module entfallen, wie z. B. der Verteiler für die Sicherheitsstromversorgung (= SV) (101) oder die unterbrechungsfreie Stromversorgung (= USV) (102).
  • Die Verkabelung des integrierten Licht- und Kommunikationssystems erfolgt erfindungsgemäß in kabelsparender, offener Ringverkabelung über alle Trägerkomponenten, beginnend und endend an dem gleichen Kommunikationsenergieverteiler. Für den Fall eines Fehlers auf der Kabelstrecke wird die Fehlerstelle zur Ringöffnung. Die bestehende Ringöffnung wird geschlossen. Eine Weiterversorgung der Verbraucher ist damit gewährleistet. Die Ringschließung und Ringöffnung erfolgt über die Energieboxen (52).
  • Die dezentrale Struktur wird durch die Verwendung von Routern ermöglicht, die einerseits in den Kommunikationsernergieverteilern (100) und andererseits in allen aktiven Komponenten des Licht- und Kommunikationssystems enthalten sind, wie z. B. das Kommunikationsmodul oder optional in der Energiebox, falls diese nicht manuell betrieben werden soll oder weitere Geräte ansteuern soll. Die Router werden nach den Regeln des Internets konfiguriert, administriert und betrieben. Die Routerfunktion in allen aktiven Komponenten des Licht- und Kommunikationssystems werden durch spezielle Single-Chip-Computer realisiert, die den Protokoll-, Dienste- und Funktionsumfang des Kommunikationsmoduls besitzen. Die Router der Kommunikationsenergieverteiler sind handelsübliche Internetrouter. Durch die Vermaschung der Router ist eine flexible Internetadressenzuteilung und Netzeinteilung möglich mit einer hohen Verfügbarkeit. Zusammen mit den ergänzenden Protokollen der aktiven Komponenten in Form einer speziellen Middleware (Abb. 11) des Licht und Kommunikationssystems wird die physikalische Struktur des Systems für den Betrieb unerheblich für die Funktion des Systems und es lassen sich besondere Funktionalitäten und logische Strukturen ermöglichen, die an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst sind und neuartige Schutzzonenkonzepte ermöglichen. Dies bedeutet, dass bei Installation des Gebäudes spätere Nutzungsgegebenheiten in weiten Bereichen nicht bekannt sein müssen. Die gewünschten Funktionalitäten werden bei Bezug und nach den Erfordernissen des Betriebes konfiguriert.
  • Im folgenden werden einige wichtige Komponenten des integrierten Licht- und Kommunikationssystems in beispielhaftem Ausführungen beschrieben:
    • 4.4.2. Wichtige Komponenten des integrierten Licht- und Kommunikationssystems 4.4.2.1. Kommunikationsmodul
  • Das Kommunikationsmodul (Element 23, Abb. 6) ist ein embedded system (= integrierte Einprozessorlösung) (Element 25) mit folgender Funktionalität:
    • - Einprozessor-Personal-Computer (Element 25) mit Linux Betriebsystem
    • - Internet Protokoll als Kommunikationsprotokoll zum Betrieb des integrierten Licht- und kommunikationssystems mit Protokollerweiterung zur Mobilität (IIP, MIP)
    • - Router mit NAT-(= Network Address Translator) und Firewall-Funktionalität
    • - 4 Einschübe (slots), vorzugsweise für PCMCIA Einschubkarten (Element 25) vorzugsweise zur Aufnahme folgender PCMCIA-Karten:
    • - PCMCIA Eins-MSR:
    • - Zwei Schaltrelais
    • - Zwei Analogausgänge zum Anschluss analog zu regelnder Geräte
    • - Zwei Analogeingänge zum Anschluss von analogen Messfühlern mit integriertem Digital/Analog Wandler
    • - Zwei digitale Eingänge für digitale Messwertaufnehmer
    • - Zwei digitale Ausgänge um Endgeräte anzusteuern
    • - PCMCIA Zwei-Netzwerkanschluss:
    • - Glasfaseranschluss In
    • - Glasfaseranschluss Out
    • - PCMCIA Drei-Funkkommunikation:
    • - Wireless LAN oder Bluetooth oder beliebig andere Funkkommunikationskarte
    • - PCMCIA Vier-Netzwerkanschluss Kabel, ISDN, GSM als Standardkommunikationskarte.
  • Das erfindungsgemäße Kommunikationsmodul (Element 23) vereint auf kleinstem Raum die Funktionen eines Routers (46), einer Firewall (47), eines DHCP-Servers (= Dynamic Host Configuration Protocol = DHCP) (48), eines Network Address Translators (= NAT) (49) und eines Web-Servers. Das Kommunikationsmodul (Element 23) ist über die Glasfaser breitbandig an das Datennetz angebunden und stellt die Kommunikationsbrücke dar, d. h. die Datennetzanbindung für Nutzer im umliegenden Raum. Sie wird als dezentrale Netzwerkadministrationskomponente und als Internetzugangsportal genutzt, die außerdem noch Messdaten erfassen und Geräte steuern kann. Ein PCMCIA-Einschub kann dabei für Steuerzwecke der Energiebox (52) über dessen Steuereingang (59) verwandt werden. Die Erweiterung des Kommunikationsprotokollumfanges um Protokolle zur Unterstützung von Mobilität, d. h. Mobile IP und insbesondere IIP erlauben ein unterbrechungsfreies bewegen der Kommunikationsteilnehmer im Einzugsbereich verschiedener Erfassungsbereiche der Kommunikationsmodule. Die Mobilitätsprotokolle werden hierbei um Funktionen in Form einer zusätzlich Middelware erweitert. Formal stellen die Erweiterung eine Ergänzung des IPstacks um die fehlenden Layer des ISO OSI-Modells. Die Middelware mit den entsprechenden Protokollerweiterungen werden den mobilen Clients zur Verfügung gestellt und sind nach Installation in der Lage das Kommunikationslichtsystem zu nutzen. Clients sind hierbei beliebige Datennetzwerkteilnehmer.
  • Das Kommunikationsmodul (Element 23) kann wahlweise mit anderen Betriebssystemen ausgerüstet werden, jedoch ist die Installation der Middelware nötig, deren Funktion weiter unten beschrieben wird.
    • 4.4.2.2. Energiebox
  • Energieboxen (52), die in dem erfindungsgemäßen integrierten Licht- und Kommunikationssystem zum Einsatz kommen, sind zum Beispiel Einheiten, die eine Querschnittsreduzierung zwischen der Ringverkabelung des integrierten Licht- und Kommunikationssystems und den Trägersystemen ermöglichen und eine zusätzliche elektrotechnische Absicherung und Auftrennmöglichkeiten über Relais oder Lastschütze bieten. Erfindungsgemäß beinhalten die Energieboxen einen Glasfasersignalverstärker und einen integrierten Prozessor zur Ansteuerung der Relais und Schütze. Der Prozessor ist baugleich mit dem des Kommunikationsmoduls und bietet daher den selben Umfang an angebotenen Diensten und Protokollen. Damit ist eine Energiebox fernsteuerbar mittels des IP-Netzes und eine Längenbegrenzung des Datennetzes auf Grund von Signaldämpfung ausgeschlossen. Eine Energiebox hat drei Abgänge, d. h. für jede Phase einen. Die Abgänge werden je nach Nutzung mit Abgangsabschlüssen versehen, die
    • - den Anschluss eines einphasigen Kommunikationsenergiekabels (19) oder
    • - den Anschluss eines herkömmlichen Energiekabels ermöglicht und dabei die Lichtwellenleiter durchverbindet,
    • - oder den Abgang abschließt und dabei die Lichtwellenleiter durchverbindet.
    4.4.2.3. Kommunikationsenergiekabel
  • Das Kommunikationsenergiekabel (Element 19, Abb. 5) ist ein Hybridkabel, welches eine Erweiterung eines herkömmlichen elektrischen Energiekabels in den Standartgrößen um einen Glasfaserinnenleiter mit mindestens 2 Fasern darstellt. Die zusätzlichen Lichtwellenleiter (Element 20) werden parallel zu den elektrischen Leitern (Element 21) und parallel zum Zugseil (Element 22) bei der Produktion des Kabels eingezogen. Die elektrischen und optischen Eigenschaften der Einzelkomponenten werden dabei nicht verändert.
    • 4.4.2.4. Kommunikationsenergieschiene, Adapter, Aktivkabelverbinder
  • Die Kommunikationsenergieschiene (17) nach Abb. 7 basiert auf einer Standartstromschiene mit der Erweiterung um zwei Lichtwellenleiter für die Kommunikationsschiene (83). Diese werden mit einer Schutzschicht versehen aus weichem Material (84) und sind mit einer flexiblen Befestigungsschicht (84), auf einer in einer Nut der Stromschiene angebrachten Trägerplatte (85) reversibel verbunden. Diese Verbindung kann z. B. magnetisch sein. Hierbei wäre dann die Grundplatte ein magnetisches Metall.
  • Der Anschluss von Verbrauchern erfolgt über einen Kommunikationsschienenadapter (90), der auf der Basis eines Standartstromschienenadapters aufgebaut ist, aber um eine Anflanschung eines Lichtwellenleitermoduls (91) erweitert wurde und die Aufnahme des Kommunikationsenergiekabels (19) erlaubt.
  • Durch Auftrennen der Glasfaserbahn (83) wird das Lichtwellenleitermodul (91) angeschlossen. Die Lichtwellenleiter (87) werden dazu in einen Lichtwellenleiterabgang (89) eingeführt, der in das Lichtwellenleitermodul eingesteckt (91) wird. Die Glasfasern des Glasfaserleiters werden von dem Kommunikationsenergiekabels (19) werden abgemantelt und durch den Kommunikationsstromschienenadapter (90) durch das Lichtellenleitermodul (91) in den Lichtwellenleiterabgang eingeschoben. Die Glasfaser, Lichtwellenleitermodule und die Lichtwelleleiterabgänge sind so zu kennzeichnen, dass die Verbindungsrichtung erkennbar wird (z. B. IN/OUT, oder andere Abkürzungen oder textliche Kennungen, oder Symbole).
  • In der Internetleuchte (18) werden die Energieleiter (93) auf einen Klemmblock aufgelegt, von dem das Kommunikationsmodul (23) und ein eventuell vorhandenes Vorschaltgerät (95) angeschlossen werden. Das Vorschaltgerät (95) sowie eventuelle Licht- (96) und Temperaturfühler (97) werden mit MSR-Leitungen (94) verbunden. Messwerte können erfasst und verarbeitet und das Vorschaltgerät kann damit gesteuert werden.
  • In Abb. 7 werden außerdem die Aktivkabelverbinder (67) dargestellt, die aus der bedarfsgemäßen Aneinanderreihung folgender Komponenten zusammengesetzt werden können:
    • - Lichtwellenleiterabgang (89),
    • - Lichtwellenleiterdurchverbinder (88)
    • - Energieleiterabgang (98)
    • - Energieleiterdurchverbinder (99)
  • Aktivkabelverbinder können an jeder Stelle des Kommunikationsenergiekabels eingebracht, oder als Verbinder zwischen den Lichtwelleleitersegmenten der Kommunikationsenergieschiene verwendet werden. Letzteres ist vorteilhaft, um Segmente durch größere auszutauschen, die durch Umsetzen der Verbraucher zu klein geworden sind.
  • Die einzelnen Bauteile des Licht und Kommunikationssystems sind in einem Baukastensystem aufeinander angestimmt, so dass Verbinder aneinander gereiht werden können und als Aktivverbinder oder als Anbindungselemente bei anderen Komponenten immer wieder verwendet werden können (siehe Abb. 7).
    • 4.4.2.5. Trägerkomponenten 4.4.2.5.1. Allgemein
  • Trägerkomponenten können beliebige Produkte sein, die eine dauerhafte elektrische Energieversorgung und eine Internetanbindung haben, die das spezielle Kommunikationsenergiekabel (19) verwenden oder eine separate Energieversorgung und Datenkabel oder Funkanbindung haben. Die Trägerkomponente dient zur Aufnahme der Kommunikationsbox (23). Als Beispiele solcher Trägerkomponenten werden im folgenden zwei wichtige Bestandteile die Internetleuchte oder Kommunikationsleuchte und das Türsteuermodul beschrieben.
    • 4.4.2.5.2. Internetleuchte oder Kommunikationsleuchte
  • Diese speziell entwickelte Kommunikationsleuchte (18) stellt die licht-, daten-, und optional energietechnische Versorgungseinheit des Arbeitsplatzes oder eines Außenbereiches dar. Die Kommunikationsleuchte (18) kann als Deckeinbau-, Deckenanbau-, Fassaden-, Außen-, Verkehrs-, oder Standleuchte verwendet werden. Es gibt keine Einschränkung für Ihre Lage oder Befestigung, solange die Versorgung mit dem hier spezifizierten Kommunikationsenergiekabel (19) gewährleistet ist.
  • Die Kommunikationsleuchten (18) sind so konstruiert, dass sie nicht nur zur Lichtbereitstellung oder zur Datenausstrahlung genutzt werden kann, sondern zusätzlich einen vollständigen Internetaccesspoint darstellen. Dies bedeutet, dass sich Nutzer "unter" einer Leuchte zum Beispiel mit einem Funkmodul in das Internet einloggen können. Die Kommunikationsleuchte (18) beherbergt das Gerät das nötig ist, um dem Nutzer IP-Adressen zuzuweisen und eine Datenanbindung autorisiert und sicher bereitstellen zu können. Gleichzeitig verhält sich die Leuchte wie ein durch das Internet adressierbarer Host, das heißt, dass ihr eine IP-Adresse zugewiesen ist unter der oder über einen Domainnamen die Leuchte adressierbar und damit steuerbar ist.
  • Die wichtigsten Funktionen der erfindungsgemäßen Kommunikationsleuchte (18) lassen sich folgendermaßen beschreiben:
    Es wird eine Leuchte bereitgestellt, welche es durch die Aufnahme von Geräten ermöglicht, eine Internetverbindung für Nutzer im Umfeld der Leuchte sowohl physikalisch als auch logisch bereitzustellen. Hierbei ist die Leuchte selbst mit der Internetadresse des Netzwerkadapters (70) assoziiert und damit für beliebige Funktionen adressierbar, zum Beispiel für ihre Steuerung und Regelung. Die Leuchte integriert Funktionen und Protokolle wie Funkdatennetz, DHCP (48), dNAT (49), Fierwall (47) und andere.
  • Die Kommunikationsleuchte wird im folgenden auf mehreren Ebenen beschrieben (nach dem IOS OSI- Model für Netzwerke).
  • Die physikalische Ebene beschreibt die Netzwerkanbindung und Energieanbindung. Der Link Layer ist die Ebene, welche die logische Verbindung und den Zugriff kontrolliert. Der Networklayer beschreibt hier die Routingfunktion der Datenpakete und wird durch das Internet Protokoll (= IP) ausgefüllt. Der Transport Layer und die weiteren höheren Protokolle werden durch verschiedene Internet und World Wide Web-Protokolle abgedeckt und sollen hier nicht extra erwähnt werden.
    • Physikalische Ebene
  • Die Kommunikationsleuchte (18) ist eine Trägerkomponente, die verschieden Kommunikationsgeräte, insbesondere das Kommunikationsmodul, aufnimmt. Die Kommunikationsgeräte (Kommunikationsmodul (23)) besitzen einen physikalischen Datenanschluss, entweder in Form einer Funkanbindung oder einer Kabelanbindung. Des weiteren besitzt das Kommunikationsmodul (23) analoge und digitale Ausgänge, die verwendet werden können, um Messfühler anzuschließen und um die Leuchte zu steuern oder zu regeln (zum Beispiel ein-, ausschalten oder dimmen).
  • In Abb. 10 wird eine beispielhafte Lösung auf der Basis einer handelsüblichen Langfeldleuchte gezeigt.
  • Die Kommunikationsleuchte (18) wird an das Energie- und Datennetz angebunden. Die Anbindung kann klassisch über eine Energie- und ein Datenkabel, oder über eine Energiekabel, auf welches Datensignale aufmoduliert sind, oder durch ein kombiniertes Energie- und Datenkabel, zum Beispiel durch das Kommunikationsenergiekabel (19) mit integrierten Glasfasern, oder über Funk- oder Infrarot- oder Ultraschallanbindungen erfolgen. Das Kommunikationsmodul (23) stellt die datentechnische Anbindung und das Interface für die Anbindung von Nutzern an das Internet dar. Sie besitzt daher die nötigen Anschlusseinheiten sowie die notwendigen Protokolle. Das Kommunikationsmodul ist an den Klemmenblock (30) der Leuchte angeschlossen.
  • Das in Abb. 10 verwendete Kommunikationsmodul (23) sieht zwei PCMCIA-Einschübe (24) (slots) vor. Diese sind beispielsweise mit einem wireless LAN-Adapter und einer Karte mit digitalen und analogen Ausgängen bestückt. Der wireless LAN-Adapter kann eine Bridgefunktion haben, das heißt, dass dieser in der Lage ist, über Funk mit anderen WLAN- Adaptern zu kommunizieren und so quasi die Funkzelle zu erweitern und daher keinen eigenen Datennetzanschluss benötigt.
  • Die Ein- und Ausgänge des I/O-Moduls (56) (vergleiche Abb. 11) können verwendet werden, um Vorschaltgeräte (62) etwa zum Steuern oder Regeln des Leuchtmittels (64) (ein-, ausschalten, dimmen o. ä.), andere digitalen (Steuer-)Geräte (63), Fühler, Aktoren, und, oder Sensoren (61) anzuschließen. In dem Kommunikationsmodul ist ein Single-Chip Computer eingebaut, der mit verschiedenen Betriebssystemen arbeiten kann, beispielsweise mit Linux.
    • Logische Ebene
  • Die logische Ebene setzt sich aus den Netzwerkebenen zusammen, wie Link Layer, Network Layer, Transport Layer etc. Die Internetleuchte (18) wird über das Kommunikationsmodul (23) zu einem Internetknoten mit eigenen Funktionen für die verschiedenen Ebenen. Auf der Link Layer Ebene regelt sie den Access Control und Link Control mit Protokollen wie IEEE 802.x und PPP. Die Funktionen des Network und Transport Layers werden durch Bestandteile des Internet Protokolls sowie Ergänzungen abgebildet, zum Beispiel:
    • - PPP
    • - DNAT (49)
    • - DHCP (48)
    • - MIP (65)
    • - TIP (65)
    • - TCP/UDP
    • - RSVP/Diffserv
    • - WAP
  • Im Bereich des Session, Presentation und Application Layers werden die Protokolle http, RTP, sowie Streamin Protokolle (MPEG und andere), FTP und andere unterstützt. Die Leuchte kann damit die Funktionalität eines Routers (46), einem Modul zur Unterstützung mobiler Nutzer (65), der einen Home- (50) und Foreign Agent (51) umfasst, eines WWW-, FTP-, Streamingservers (57) haben. Ein Portal je Leuchte ermöglicht die Nutzung dieser Dienste und die Steuerung oder Regelung der Internet- oder Kommunikationsleuchte (18), oder anderer Feldgeräte, die ebenfalls an das Netzwerk angebunden sind, sowie die Konfiguration der Protokolle, die Administration der User und der Routerfunktionen.
  • Wie im Internet üblich, müssen nicht alle Funktionalitäten aktiviert sein und genutzt werden. Jedoch sind die Routerfunktionen Grundfunktionen für die Internetleuchte (18) und die Hosts, die über sie den Internetzugang erhalten.
  • Die Version des verwendeten Internetprotokolls ist für die Funktionalität der Leuchte unerheblich. Für die verschiedenen Versionen werden unterschiedliche Stacks vorgesehen.
  • Abb. 11 zeigt das Funktionsschema der Kommunikationsleuchte am Beispiel einer Wireless LAN Lösung nach IEEE 802.11b.
    • 4.4.2.5.3. Kommunikationstürmodul
  • Das Kommunikationstürmodul ist eine weitere Trägerkomponente. Sie besteht aus einem Türsteuergerät und einem Kommunikationsmodul. Das Angebot der Dienste und Protokolle entspricht dem der Kommunikationsleuchte (18). Generell können die meisten Anlagen mit separaten Kontroll- oder Steuergeräten als Trägerkomponenten verwendet werden.
  • Das Kommunikationsmodul erlaubt durch die Interneteinbindung durch das Licht- und Kommunikationssystem, dass autorisierte Personen über PDA oder GSM mittels eines beliebigen Internetzugangs und Providers den Türzustand abzufragen, die Türe zu ver- und entriegeln.
    • 4.4.2.6. Kommunikationsenergieverteiler
  • Der Kommunikationsenergieverteiler nach Abb. 9 besteht aus Standartstandverteilern für Daten (69), Allgemeinstromversorgung (= AV) (68), Sicherheitstromversorgung (= SV) (101). Die Verteiler sind aneinander gebaut und bilden eine Funktionseinheit in der die Kommunikationsenergiekabel durch den Sockel (59) eingeführt werden können und in abisoliertem Zustand auf die Verbraucher und Schaltgeräte aufgelegt werden können. Durch die Dezentralisierung ist in der Regel maximal ein kombinierter Kommunikationsenergieverteiler je Organisationseinheit (Geschoss, Mietbereich) nötig. Die Bauform variiert in der Höhe. Falls notwendig lassen sich der Kommunikationsverteiler verdoppeln, bevor ein separater Verteiler abgesetzt aufgestellt werden muss.
    • 4.4.2.7. Verwaltungseinheit
  • Eine weitere Komponente des integrierten Licht- und Kommunikationssystems ist die Verwaltungseinheit. Dies ist ein Kommunikationsteilnehmer je Organisationseinheit als externer ans Internet angeschlossener Server. Der Server kommuniziert mit der Middelware (66). Auf dieser Verwaltungseinheit ist in Folge dessen auch die Kommunikationssoftware des erfindungsgemäßen integrierten Licht- und Kommunikationssystems integriert. Die Verwaltungseinheit wird über jede Adressänderung einer bei ihr registrierten Netzwerkkomponente von dieser unterrichtet (parallel zur Unterrichtung des Kommunikationspartners). Außerdem beantwortet sie die Nachfrage über eine IP-Adresse, die ein Nutzer womöglich benötigt um eine Verbindung aufzubauen. Parallel dazu exportiert die Verwaltungseinheit Billing Records (Rechnungssätze) und speichert Festlegungen und Profile zum Verkehrsverhalten eines Nutzers. Die Verwaltungseinheit kann aktiv die Änderung von Adressen des Nutzers erwirken und kann so eine laufende Änderung der Adressierung zur Erhöhung der Übertragungssicherheit erzeugen. Ferner authentifiziert die Verwaltungseinheit Nutzer, die im Netz Daten austauschen wollen.
    • 4.4.2.8. Middleware
    • 1. Die oben erwähnte spezielle Middleware (66) kommt in den Hosts (Nutzerrechner 55) und in den Kommunikationsmodulen (23) zum Einsatz. Die Funktionalität der Middleware (66) umfasst:
      • - Beliebiges vertauschen von Internetadressen (statisch und mobil)
      • - Kommunikation mit einer Verwaltungseinheit des integrierten Licht- und Kommunikationssystems unter Verwendung des Kommunikationsprotokolls des integrierten Licht- und Kommunikationssystems basierend auf XML basierenden Datensätzen, die in Standart IP-Paketen übertragen werden.
      • - Speicherung des Kommunikationsablaufes
      • - Automatische Verhandlung von Service Level Agreements
      • - Die Parametrierung von wahlweise einer Applikation oder eines Benutzers über eine standardisierte XML-Datenschnittstelle. Die Parametrisierung umfasst Festlegungen und Profile über das Nutzerverhalten, die zur automatischen Verhandlung der Servicequalität, Übertragungssicherheit und der Übertragungskosten notwendig sind.
  • Die Middleware (66) ist daher eine Ergänzung des Sockets (71). Die Middleware (66) beeinflusst die Routingtabellen und vereinfacht den Applikationen die Nutzung von spezifischen gewünschten IP-Adressen. Diese Adressen werden von der Middleware mit der vom Netzwerk bestimmten Adresse abgeglichen. Dies ist vor allem im Falle der Mobilität nötig, sobald verschiedene Netzwerksegmente überschritten werden, da sich in diesem Fall die Adressen laufend ändern. Die Zuordnung der verschiedenen IP-Adressen und der IP- Adressen aus den vorangegangenen Verbindungen - für den Fall, dass Roaming aufgetreten ist - wird in der Routingtabelle und zusätzlichen Tabellen festgehalten. Ein Algorithmus beeinflusst die Einträge unter Berücksichtigung der definierten Festlegungen und Profile.
    • 4.5. Portale des integrierten Licht- und Kommunikationssystems
  • Ein Portal des integrierten Licht- und Kommunikationssystem ermöglicht den Usern, nach Autorisation und Berechtigung verschiedene Funktionen zu konfigurieren, zu benutzen oder Tätigkeiten auszuführen. Als Beispiel sei genannt, die Türöffnung über Internet mittels PDA, der über GSM mit einem beliebigen Provider verbunden ist. Das Portal ist zudem aber auch ein Internetzugangsportal. Dem Nutzer stellen sich daher verschieden Portale dar. Jede leuchte hat ein Portal (73) bei dem der Zugang authentifiziert wird und an dem lokale Dienste in Anspruch genommen werden können. Des weiteren existiert eine Portal des lokalen Netzes (74). Dieses Portal erlaubt die Konfiguration und die Nutzung der Dienste im Bereich einer organisatorischen Einheit, einer Verwaltungseinheit. Gemäß den Vorstellungen eines Wallet Gardens (34) ist die Nutzung des freien Internets möglich. Die Verwaltungseinheit verrechnet die Nutzungseinheiten für das Nutzer des freien Internets.
  • Beliebige wireless Nutzer, die eine entsprechende Hardware zum Aufbau einer physikalischen Verbindung betriebsbereit haben, können das System nutzen (sich einloggen) um das Internet zu Nutzen. Dies kann je nach Betreiber gebührenfrei oder gebührenpflichtig sein.
  • Die logische Konfiguration des integrierten Licht und Kommunikationssystems ist funktional orientiert. Dies unterscheidet sich von der herkömmlichen Strukturierung auf der Basis von Verkehrslastannahmen. Um eine räumliche Zuordnung und damit später ortsgebundene Dienstleistungen anbieten zu können, wird eine Adresszuordnung und damit Subnetzeinteilungen nach geografischen Gegebenheiten vorgenommen. Dies führt zu einer sehr kleinteiligen Netzwerkstruktur, die aber den Vorteil einer systembedingten Höherpriorisierung lokaler Komponenten hat. Zudem kann die Netzwerksicherheit erheblich gesteigert werden durch ein besonderes Netzwerkschutzzonenprinzip. Das Design ist vor Konfiguration der Gesamtanlage zu planen, kann dann aber gemäß der definierten Regeln frei wachsen.
  • Das erwähnte Netzwerkschutzzonenprinzip erhöht die Sicherheit des integrierten Licht und Kommunikationssystems und ihrer Nutzer durch die im Folgenden beschriebenen Maßnahmen.
  • Durch die feingliedrige Netzwerkstruktur mit einer Vielzahl von Routern mit einer Vielzahl von Adressübersetzungen ist es sehr unwahrscheinlich, dass ein Hacker bis zum Adressort durchdringen, oder gar eine zusammenhängende Kommunikation identifizieren kann. Dies wird um so schwerer je dezentraler das System aufgebaut ist. Es kann daher erforderlich sein, dass neben einer geographischen Planung auch hierarchische Zonen mit unterschiedlichen Sicherheitszonen eingeplant werden. Es kann nicht per Default ausgegangen werden, dass einer Nutzer einer höheren Hierarchiestufe automatisch Zugang zu anderen Ebenen hat.
    • 4.6. Beispiel des Betriebes des Gesamtsystems
  • Der Betrieb des Gesamtsystems soll nun an einem Beispiel verdeutlicht werden, bei welchem sich ein Nutzer (31) über eine Internetleuchte (29) ins Internet (32) einloggt.
  • Hierzu wird angenommen, dass die Leuchte energetisch mit 240 Volt angeschlossen ist und außerdem über ein Datenkabel mit dem Internet (32) verbunden ist. Mit einem geeigneten Funkadapter kann die Datennetzanbindung (33) entweder drahtlos oder mit entsprechenden Powerline-Adaptern auch durch Aufmodulation der Daten auf das bestehende Energieverteilungsnetz erfolgen. Die Leuchte kann eine Langfeldleuchte sein und in einem Büro eingesetzt werden. Als Beispiel benutzt das Kommunikationsmodul (23) das Betriebssystem Linux mit aktiven Routerfunktionen und mit den folgenden Applikationen:
    • - Installtierter Webserver (Apache)
    • - Webprogrammiersprache (PHP)
    • - Datenbank (MySQL)
  • Die Datenverbindung in das Büro kann zum Beispiel mit Funkdatennetzstandard IEEE 802.11b zur Verfügung gestellt werden.
  • Ein aufgesetztes Portal ermöglicht den Nutzern (31), die in den Bereich (das Leuchtenintranet (72)) einer Internetleuchte (23) kommen, sich zu authentifizieren und, je nach Berechtigung, die in dem Bereich angebotenen Services zu nutzen. Ein Service könnte das Ein- und Ausschalten der Leuchte sein (Intranetfunktion - Portal Internetleuchte (73)). Die Routerfunktionalitäten und Netzwerkfunktionen weisen dem neuen Nutzer (31) eine neue IP- Adresse zu und routen die Pakete zum Nutzer (31) oder vom Nutzer (31) zu dessen gewählten Zielen. Mit standardprotokollen wird die Authentifizierung und das Accounting des Nutzers (31) ermöglicht. Hierfür könnte RADIUS (= Remote Authentication Dial In User Service) eingesetzt werden. Die notwendigen Konfigurationen erfolgen entweder manuell durch eine Systemadministration vor Ort oder remote oder weitestgehend automatisiert über Profile, die in Datenbanken abgelegt sind oder mittel standardisierten Protokollen wie LDAP (= lightway Directory Access Protocol). Das "Portal Local Netork" (74) kann ebenfalls zur Konfiguration der Netzwerkeinstellungen aber auch zum Abruf lokaler Informationsangebote genutzt werden.
  • Die Konfiguration, basierend auf DHCP (= Dynamic Host Configuration Protocol) (48), MIP (= Mobile Internet Protocol) (58), LDAP, RADIUS ermöglicht, dass Nutzer (31) sich frei in den verschiedenen Netzwerksegmenten, die durch die Leuchten aufgespannt werden, bewegen können, ohne Ihre tatsächliche Konfiguration ändern oder ihre Account- und Zugangsdaten manipulieren zu müssen. Nutzer (31), die nicht zu der administrativen Einheit gehören, können damit keine Netzwerkresourcen verwenden ohne vorherige Authentification. Das Abhören der Kommunikation kann durch die Middleware (66), die ein Adress-switching durchführen kann, erhöht werden. Durch sich andauernd verändernde Adressen lassen sich Pakete einer Kommunikation nur schwer identifizieren.
  • Durch geeignete Konfiguration des Gesamtsystems kann eine mehrfache Gliederung des Zugangsbereiches erfolgen und umgekehrt eine mehrfache Erhöhung der Zugriffssicherheit von Internet-Nutzern erfolgen.
  • Abb. 12 zeigt ein Szenario mit drei Nutzern (36, 37, 38) und drei Internetleuchten (39, 40, 41) sowie mit herkömmlichen Leuchten (45). Zwei Internetleuchten (39 und 41) sind als Langfeldleuchten für Büros und eine als Flurleuchte, Internetleuchte (40), dargestellt. Die Nutzer Eins (36) und Zwei (37) arbeiten stationär in Büro (42) und in Raum (43). Nutzer Drei (38) bewegt sich im Flur (44) von Büro (42) in Richtung Raum (43) und passiert auch diesen. Während der Fortbewegung bleibt die Netzwerkverbindung für Nutzer Drei (38) erhalten. Das Notebook oder PDA ( = Personal Digital Assistent) verbindet sich zuerst mit der Internetleuchte Eins (39), dann mit der Internetleuchte Zwei (40) im Flur (44) und schließlich mit der Internetleuchte Drei (41) in Raum (43).
  • Jede Internetleuchte definiert ein Subnetzwerk. Dies bedeutet, dass Internet Nutzer Drei (38) die Berechtigung hat, sich zwischen Netzwerken zu bewegen (Roaming) und damit die Verbindung zu erhalten. Durch die Anordnung der Leuchten und die Konfiguration der Subnetzwerke identisch zu den Raumabgrenzungen ist es möglich die Internetverbindung von Mitarbeitern räumlich einzuschränken oder Bewegungen von Nutzern nachzuvollziehen.
  • Dies ermöglicht ein Durchreichen von Service Level Agreements und damit die Zusicherung von vereinbartem Quality of Service in jedem Netzwerksegment. Hierzu ist die in Abb. 11 eingezeichnete Middleware (66) nötig. Die Middleware (66) erhöht zudem die Datensicherheit durch o. g. neues Verfahren des Adress-Switchings. Die Mobilität wird durch das Mobile Internet Protokoll (MIP) (58) und die Funktionalität des Home Agents (50) und des Foreign Agents (51) gewährleistet.
  • Nutzer Eins (36) und Nutzer Zwei (37) können auf Ihren Computern über die zur Verfügung gestellten Portalfunktionen unter anderem die ihnen zugeordneten Internetleuchten (39 beziehungsweise 41) schalten oder dimmen oder je nach unterstützter Funktion beeinflussen. Als Folge sind daher unter anderem keine Schalter mehr für die Räume Büro (42) und Raum (43) notwendig.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
    • 4.7. Allgemeine Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein integriertes Licht- und Kommunikationssystem sowie Verfahren zur Nutzung desselben, welches insbesondere in der Gebäudetechnik Verwendung finden kann, wobei durch eine Integration der Beleuchtung mit den Funktionen der Mess-, Regel-, Steuertechnik sowie der Kommunikationstechnik eine Minimierung der Kabelmengen sowie eine Verringerung der benutzten Flächen, auch für Technikräume erreicht wird, dabei aber gleichzeitig die Nutzungs- und Gestaltungsfreiheit sowie der technische Versorgungsstandard beibehalten wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch drei wesentliche Merkmale:
    • - Netzwerkarchitektur
    • - Kommunikationsmodul
    • - Internetleuchte
  • Die Netzarchitektur ist gekennzeichnet durch
    • - ein n-1 Konzept als Ringleitung und, oder unstrukturierte Vermaschung
    • - eine dezentrale Verteilung aktiver Komponenten, die als eigenständige Internetknoten angesehen werden können
    • - Logik zur Datenstrukturierung zur Gewährleistung von Interoperabilität
  • Das integrierte Licht- und Kommunikationssystem besitzt folgende Geräte:
    • - Ausführung in Ringverkabelung
    • - Kombiniertes Kommunikationsenergiekabel
    • - Aktivverbinder
    • - Kommunikationsmodul
    • - Internetleuchte
    • - Verwaltungseinheit,
    mit folgenden Merkmalen:
    • - Minimierte Verkabelung
    • - Software Konfiguration ohne Hardwareveränderung, z. B. bei Umzügen von Nutzern
    • - Unterstützung von mobilen Nutzern
    • - Vollständig geroutetes Netz mit sehr kleinen und sehr vielen Subnetzen
    • - Zusätzliche Protokolle zu Internet- und WWW definierten Protokollen zur Sicherung einer erhöhten Sicherheit bei Kommunikation, zur Ermöglichung effizienter Mobilität, Lokalisierung von Nutzern und Servicen, Abrechnung und Nachvollziehbarkeit von Kommunikation
  • Diese Merkmale sind im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 14 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff dargelegt. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Bezugszeichenliste 1 Elektrohauptverteilung
    2 Telefonhauptverteiler
    3 Elektrounterverteiler
    4 Hohlraumdecke
    5 Doppelböden
    6 Kabeltrassen
    7 Kabelbündel
    8 Melder, Regler, Steuerungen - z. B. Brandmelder
    9 Zentralrechner (z. B. Netzwerkzentrale mit Server)
    10 Steigetrasse Elektro
    11 Steigetrasse Telefon mit hochpaarigen Telefonkabel
    12 Glasfaserkabel
    13 entfällt (ehem. Konzentrationspunkt)
    14 IT-Raum
    15 Unterverteiler Strom (Ringeinspeisung, siehe Kommunikationsenergieverteiler)
    16 Integrierter Kommunikationsverteiler (siehe Kommunikationsenergieverteiler)
    17 Kommunikationsenergieschiene
    18 Kommunikationsleuchte am Beispiel einer Langfeldleuchte
    19 Kommunikationsenergiekabel
    20 Lichtwellenleiter
    21 elektrische Leiter (Kupferadern)
    22 Zugseil
    23 Kommunikationsmodul
    24 PCMCIA-Einschub
    25 embedded system (Prozessor) mit Datenbus
    26 Energieversorgung
    27 Netzanschluss
    28 Zentraleinheit
    29 bleibt frei
    30 Klemmblock
    31
    32
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    46 Router
    47 Firewall
    48 DHCP Server
    49 Networ Address Translator (= NAT)
    50
    51
    52 Sicherungslasttrenner kommen
    53 Sicherungslasttrenner gehen
    54 Aktive Komponenten
    55 LWL Ringe
    56 LWL Backbone
    57 Abgänge AV
    58 Abgänge SV
    59 Sockel
    60 Trennwand
    61
    62
    63
    64
    65
    66
    67 Aktivkabelverbinder
    68 AV-Verteiler
    69 Standard Datenverteiler
    70
    71
    72
    73
    74
    75
    76 MSR Zentrale
    77 Steigetrasse MSR
    78 Steigetrasse Daten (z. B. Glasfaser)
    79 integrierter Daten-/Telefonverteiler
    80 bereinigte Hohlraumdecken (alte (4a))
    81 bereinigte Doppelböden (alte (5a))
    82 Elektrosteigetrasse als Ringleitung (alte Nummer (10a))
    83 Lichtwellenleiter für Kommunikationsschiene
    84 Schutzmantel Lichtwellenleiter
    85 Befestigungsschicht Schutzmantel an Stromschiene (z. B. Permanentmagnetstreifen)
    86 Befestigungsgrundplatte (Bestandteil Kommunikationsschiene)
    87 Lichtwellenleiter
    88 Lichtwellenleiterdurchverbinder
    89 Lichtwellenleiterabgang
    90 Kommunikationsstromschienenadapter mit Anschluß für Lichtwelleleitermodul
    91 Lichtwellenleitermodul
    92 Phasenwahlmechanismus
    93 Energieleiter
    94 Steuerleitungen (MSR) an Kommunikationsmodul
    95 Vorschaltgerät Leuchte
    96 Lichtfühler
    97 Temperaturfühler
    98 Energieleiterabgang
    99 Energleileiterdurchverbinder
    100 Kommunikationsenergieverteiler
    101 Sicherheitsstromverteiler
    102 Unterbrechungsfreier Strom Versorgungs-Verteiler (= USV-Verteiler)
    103 Abgangsabschluss mit Glasfaserweiterleitung und Energieleiterausgang
    104 Abgangsabschluss
    105 Abgangsabschluss als Anschlusspunkt für einpoliges Kommunikationsenergiekabel
    106 Glasfasersignalrepeater mit Prozessor zur Steuerung der Relais und Schütze

Claims (27)

1. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem Integriertes Licht- und Kommunikationssystem welches wenigstens teilweise als Ringverkabelung ausgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens die Ringverkabelung Mittel zur Energie und Datenübertragung aufweist, derart,
dass diese Mittel
Energie und Datenkabel und/oder
Energiekabel und zusätzlich Mittel zur Aufmodulation/Demodulation von Datensignalen auf Energiekabel und/oder
Kombinierte Kommunikationsenergiekabel und/oder
Energiekabel und Datenfunkübertragung
umfassen.
2. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, dass das kombinierte Kommunikationsenergiekabel ein um einen, vorzugsweise zweifasrigen Lichtwellenleiter erweitertes Energiekabel umfasst.
3. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Ringverkabelung durch Aktivkabelverbinder miteinander verbunden sind.
4. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, dass das Licht- und Kommunikationssystem die Funktionen eines Mess-, Regel-, Steuer-, Kommunikationsnetzwerkes umfasst.
5. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht- und Kommunikationssystem Kommunikationsmodule umfasst, welche vorzugsweise an mindestens einen Aktivkabelverbinder angeschlossen sind und die datentechnische, steuerungstechnische und kommunikationstechnische Anbindung unter der Verwendung der o. g. Mittel erstellt und die Informationsweiterverteilung gewährleistet.
6. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht- und Kommunikationssystem Trägerkomponenten verwendet, welche die Kommunikationsmodule aufnehmen und wobei das Licht- und Kommunikationssystem die Funktionen der Kommunikationsmodule nutzt sowie anderen Anlagen diese zur Verfügung stellt und wobei Trägerkomponenten vorzugsweise Leuchten, Türsteuereinheiten, Zutrittskontrollgeräte oder Jalousiesteuereinheiten sind.
7. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, dass das Licht- und Kommunikationssystem Internetleuchten umfasst, die mit einem kombinierten Modul versehen sind, welches die Funktionalitäten des Vorschaltgerätes, des Aktivverbinders, sowie des Kommunikationsmoduls verbindet und damit eine Funktionserweiterung der Leuchte darstellt.
8. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul vorzugsweise als eingebettetes System ausgebildet ist, welches vorzugsweise folgendes Ausführung hat
Einchipcomputer
Datennetzanschluß nach IEEE 802.3
Protokollstack IP, TCP/UDP
PCMCIA Einschübe
Digitale Eingänge, Digitale Ausgänge
Analog-,Digitalwandler/Digital-, Analogwandler
Analoger Eingang, Analoger Ausgang
Schaltrelais
Glasfasernetzanschluß
Funkkommunikationskarte
Betriebssystem
Prozessor
Speicher
und vorzugsweise folgende Funktionen umfasst
DHCP-Dienst
NAT-Dienst
IP Routing
IP-Filter
Port-Filter
WWW Server
Vollständig WWW-konfigurierbar
IP-Security
https-Unterstützung
Passwortzugangsgeschützt.
9. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Internetleuchte Mittel zum Zugang zu Kommunikationsnetzen aufweist.
10. Integriertes Licht und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Internetleuchte über analoge und/oder digitale Schnittstellen steuerbar ist.
11. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Internetleuchte Sensoren zur Messung von Umgebungskonditionen aufnimmt, die über das Kommunikationsmodul erfasst und ausgewertet werden.
12. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht- und Kommunikationssystem mindestens eine Energiebox zur Querschnittsreduzierung und Stromkreisaufteilung der Ringleitung für Verbraucher umfasst, wobei die Energiebox über IP ansteuerbar und konfigurierbar ist.
13. Integriertes Licht- und Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verwaltungseinheit Adressen, Nutzer und Verrechnungsdatensätze umfasst, welche eine ortsabhängige, Nutzer- und bedarfsgerechte Abrechnung der Leistungen und Dienste des Integrierten Licht- und Kommunikationssystem erlaubt.
14. Verfahren zur Nutzung eines integrierten Licht- und Kommunikationssystems, dadurch gekennzeichnet, dass das integrierte Licht- und Kommunikationssystem auf Internet und World Wide Web Protokollen basiert, welche um die Anforderungen zur Mobilität und Datenreplizierung erweitert sind.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenaustausch mit anderen Anlagensystemen auf Datensätzen beruht, deren syntaktischen und semantischen Regeln offengelegt sind, wobei die Verwendung von XML- Datenstrukturen unter Verwendung von DTDs (Data Tyte Defmitions) eine geeignete Ausführung ist, welche eine offene und herstellerneutrale Datenstruktur gewährleistet und auf Applikationsebene frei verwandt werden kann.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Änderung der Anlagenkomponenten und/oder die Bereitstellung von Funktionalitäten nicht durch hardwaremäßiges Uminstallieren oder Umrangieren erfolgt sondern softwarebasiert konfiguriert wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die systemarchitekturtechnische Flexibilität aus der Ebene 1 (Physical Layer) (z. B. Rangieren von Verbindungen bei Umzügen von Nutzern) in die Ebenen 3 (Network Layer) und Ebene 4 (Transport Layer) des ISO/OSI Modells verlagert wird.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Protokollerweiterung der Internetprotokolle eine zusätzliche Mobilität der Endgeräte und Nutzer ermöglicht wird, wobei durch die Protokollerweiterung die Ebenen 5 (Session Layer), 6 (Presentation Layer) und 7 (Application Layer) des ISO/OSI-Modells ergänzt werden und damit eine herstellerneutrale funktionale mobile Einheit geschaffen wird.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kommunikationsboxen und einem Teil der Nutzer-Rechner eine Softwareergänzung in Form einer Middleware zum Einsatz kommt, welche die Funktionalitäten in den verschiedenen Ebenen abbildet, derart dass diese
Internetadressen austauscht,
die Kommunikation mit einer Verwaltungseinheit unter Verwendung von Internetprotokollergänzungen
in den Ebenen 6-8 des ISO OSI Modells realisiert,
Automatisch Service Level Agreements verhandelt,
Applikationen und Geräte über standardisierte XML Schnittstellen parametrisiert,
die Speicherung des Kommunikationsablaufes auf der zentralen Einheit ermöglicht.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an analogen und/oder digitalen Eingängen des Kommunikationsmoduls Messfühler angeschlossen werden, um Endgeräte an analogen und/oder digitalen Ausgängen der Kommunikationsbox über Software zu steuern.
21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivverbinder eine unterbrechungsfreie Ergänzung der Ringverkabelung und/oder eine unterbrechungsfreie Reparatur defekter Teile der Ringverkabelung ermöglichen.
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, dass zusätzliche Geräte über Funk und/oder Infrarot und/oder Ultraschall an das integrierte Licht- und Kommunikationssystem angebunden werden.
23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Internetleuchte die zusätzlichen Funktionen als
Router
Home- und Foreign Agent
WWW- Server
FTP-Server
Multimedia Streaming Server
anbietet.
24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Zuordnung von Funktionalitäten innerhalb des integrierten Licht- und Kommunikationssystems durch eine feingliedrige Subnetzeinteilung mit automatischer Adresszuweisung erfolgt.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerksicherheit und die Kommunikationssicherheit durch Address-Switching erhöht wird, derart dass nach einem zufälligen System die Adressen der Kommunikationsteilnehmer verändert werden.
26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Internetleuchte ein eigenes Subnetz bildet und dieses weiteren Kommunikationsteilnehmern zur Verfügung stellt.
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung folgender Protokolle eine freie Bewegung der Nutzer zwischen Internetleuchten und damit Internet-Subnetzen ohne Kommunikationsunterbrechung ermöglicht:
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol),
MIP (Mobile Internet Protocol)
IIP (Intinerant Internet Protocol)
LDAP (lightwight Directory Access Protocol)
RADIUS (Remote Authentification Dial In User Service)
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