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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgung und bezieht
sich insbesondere auf eine Stromversorgung für ein Gerät,
das gestaltet und fähig ist, über ein erstes Datenübertragungsnetz, das
einen ersten Datenübertragungsstandard verwendet, mit anderen
Geräten zu kommunizieren.
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Bei
heutigen Telekommunikationsanlagen, wie Telefonanlagen, sind Endgeräte,
wie zum Beispiel Telefone, Faxgeräte etc., üblicherweise über eine
besondere, gesondert zu installierende Verkabelung mit der Telekommunikationsanlage
verbunden. Eine solche Verkabelung umfasst beispielsweise eine Leitung
mit vier Adern. Bei analogen Telekommunikationsanlagen werden üblicherweise
lediglich zwei Adern und bei digitalen Telekommunikationsanlagen,
wie zum Beispiel ISDN-(= Integrated Services Digital Network)Telekommunikationsanlagen,
alle vier Adern der Leitung genutzt. Die Endgeräte werden über
spezielle Anschlussdosen, wie zum Beispiel TAE-(= Telekommunikationsanschlusseinheit)Anschlussdosen
oder IAE-(= ISDN-Anschlusseinheit)Anschlussdosen, mit der Leitung
verbunden. Dazu benötigen die Endgeräte wiederum
spezielle Stecker und Kabel.
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Bei
neueren Telekommunikationsanlagen lassen sich Endgeräte über
ein Übertragungssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll-(TCP/IP-;
TCP = Transmission Control Protocol)basiertes Netz mit der Telekommunikationsanlage
verbinden. Sowohl die Telekommunikationsanlage als auch die Endgeräte sind
dabei gestaltet und fähig, die Datenübertragungstechnik
eines Ethernet (IEEE 802.3) und die Protokollierung eines TCP/IP-Netzes
anzuwenden.
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Auch
hier wird eine spezielle Verkabelung benötigt. Bei einem
Ethernet (IEEE 802.3) wird beispielsweise eine 10/100/1000-Base-T-Verkabelung mit
entsprechenden Registration-Jack-(RJ-)Steckverbindungen (RJ48 8P8C
etc.) verwendet.
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In
Gebäuden und Räumen wird in jüngster Zeit
zunehmend das vorhandene Stromleitungsnetz zum Aufbau von Lokalbereichsnetzen
(LAN; LAN = Local Area Network) oder anderen Netzen für
Computer oder andere vernetzbare Geräte verwendet. Dies
erspart den Aufbau eines gesonderten Leitungsnetzes oder eines drahtlosen
Netzes, das elektromagnetische Strahlung erzeugt.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau eines Lokalbereichsnetzes über ein
vorhandenes Stromleitungsnetz.
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Das
Stromleitungsnetz besitzt u. a. Stromsteckdosen 100, die über
eine mindestens 2-adrige Stromleitung 101 miteinander verbunden
sind. In die Stromsteckdosen 100 sind zum Teil Adapter 102 gesteckt,
mit denen Computer 103 oder andere vernetzbare Geräte
(nicht gezeigt) über ein jeweiliges Netzwerkkabel 104 verbunden
sind. Die Adapter 102 führen eine entsprechende
Anpassung zwischen dem unter den Computern 103 üblicherweise
verwendeten Netzwerkstandard bzw. Datenübertragungsstandard,
zum Beispiel Ethernet mit TCP/IP-Protokollstapel, und dem zur Datenübertragung über
das Stromleitungsnetz verwendeten Datenübertragungsstandard,
zum Beispiel dem Home-Plug-Standard der Home-Plug-Powerline Alliance,
durch und richten über das Stromleitungsnetz ein Lokalbereichsnetz ein.
Die Funktion des Stromleitungsnetzes wird dabei nicht beeinträchtigt,
da die Datenübertragung in dem Stromleitungsnetz in einem
Frequenzbereich beispielsweise oberhalb einer Frequenz einer Stromwechselspannung
durchgeführt wird.
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Die
EP 1 667 339 A1 beschreibt
ein Beispiel eines Adapters, der bei dem in
1 gezeigten
Lokalbereichsnetz anwendbar ist.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm eines bekannten in der
EP 1 667 339 A1 beschriebenen
Adapters.
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Der
Adapter 202 weist eine RJ-Steckdose 205, ein erste
Schnittstelle 206 in der physikalischen Schicht (PHY) des
OSI-(= Open System Interconnect)Schichtenmodells, eine integrierte
Schaltung 207 und einen Koppler 208 auf. Die integrierte
Schaltung 207 weist eine zweite Schnittstelle 209,
eine Zugriffssteuerung 210 und ein Eingangsschaltung 211 (engl.:
Frontend) auf.
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Die
erste Schnittstelle
206 ist mit der RJ-Steckdose
205 und
der integrierten Schaltung
207 verbunden. In der ersten
Schnittstelle
206 ist hier die physikalische Übertragungstechnik
nach dem IEEE-802.3/802.3u-Standard implementiert. Die erste Schnittstelle
206 definiert
ferner eine MII-(= Media Independent Interface)Schnittstelle zur
Kommunikation mit der integrierten Schaltung
207. Die integrierte Schaltung
207 ist
in der
EP 1 667 339
A1 als Home-Plug-Chip bezeichnet, der die Funktionen des
jeweils aktuellen Home-Plug-Standards der Home-Plug-Powerline Alliance
realisiert. Die zweite Schnittstelle
209 in der integrierten
Schaltung
207 ist mit der ersten Schnittstelle
206 und
der Zugriffssteuerung
210 verbunden. Die zweite Schnittstelle
209 steuert
die Kommunikation mit der ersten Schnittstelle
206. Die
Zugriffssteuerung
210 steuert in der Medienzugriffssteuerungsschicht
(MAC-Schicht; MAC = Media Access Control) den Zugriff von Netzwerkgeräten
auf die physikalische Schicht (PHY) bzw. das Übertragungsmedium,
das hier eine 2-Draht-Leitung ist. Die Eingangsschaltung
211 ist
mit der Zugriffssteuerung
210 und dem Koppler
208 verbunden.
Die Eingangsschaltung
211 führt die Funktionen
eines Tiefpassfilters, eines Digital-/Analog- und Analog- /Digitalwandlers
sowie eines Verstärkers aus. Der Koppler
208 ist
mit einer jeweiligen Stromsteckdose
200 verbunden und ist
ein Transformator zum Ein- bzw. Auskoppeln von Hochfrequenzsignalen
in ein bzw. aus einem Stromleitungsnetz (nicht gezeigt), mit dem
die Stromsteckdose
200 verbunden ist.
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Der
gezeigte Adapter 202 erlaubt die Integration von Netzwerkgeräten,
die dem IEEE 802.3u-Standard (MII Host/DTE (Data Terminal Equipment))
entsprechen, wie zum Beispiel von Ethernet- und internetprotokollfähigen
(IP-)Computern, Druckern, Kameras etc. Der bekannte Home-Plug-1.0-Standard
erreicht theoretisch eine Übertragungsrate von bis zu 14
Mbit/s und eine maximale Reichweite von 200–300 m innerhalb
eines Stromnetzes. Bei dem neueren Home-Plug-AV-(Audio/Video) Standard
wird eine Bandbreite von max. 200 MBit/s oder sogar bis 400 MBit/s
erreicht. Dieser Standard ermöglicht beispielsweise ein
Video-Streaming in DVD-(= Digital Versatile Disc)Qualität.
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Bei
dem Home-Plug-Standard werden einer vorhandenen Netzspannung, wie
zum Beispiel von 230 V, Trägerfrequenzen von beispielsweise
4,5 bis 27 MHz, die mit dem Nutzsignal mit einem OFDM-(= Orthogonal
Frequency Division Multiplexing)Verfahren moduliert sind, überlagert.
Zur Erhöhung der Sicherheit einer Datenübertragung
kann eine Verschlüsselung verwendet sein.
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Bei
dem in dem Adapter 202 verwendeten OFDM-Verfahren werden
die zu übertragenden Nutzinformationen mit hoher Datenrate
zunächst auf mehrere Teildatenströme mit niedriger
Datenrate aufgeteilt, diese Teildatenströme werden jeder
für sich mit einem herkömmlichen Modulationsverfahren,
wie zum Beispiel allgemein der Phasenumtastung (engl.: Phase Shift
Keying; PSK), der binären Phasenumtastung (engl.: Binary
Phase Shift Keying; BPSK), der Quadraturphasenumtastung (engl.:
Quadrature Phase Shift Keying; QPSK bzw. 4-PSK) oder der Quadraturamplitudenmodulation
(QAM) etc., mit geringer Bandbreite moduliert, und anschließend
werden die einzelnen Trägersignale addiert. Um die einzelnen Trägersignale
bei dem Empfänger zur Demodulation unterscheiden zu können,
ist es notwendig, dass die Trägersignale orthogonal zueinander
stehen. Dies bewirkt, dass sich die Trägersignale unwesentlich
gegenseitig beeinflussen.
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Der
Vorteil des OFDM-Verfahrens besteht darin, dass damit die Datenübertragung
auf die Besonderheiten eines Übertragungskanals, wie beispielsweise
eines Funkkanals, durch eine feine Granulierung einfach angepasst
werden kann. Kommt es innerhalb des OFDM-Signalspektrums zu einer schmalbandigen
Störung, können jene Trägersignale, welche
von der Störungen betroffen sind, von der Datenübertragung
ausgenommen werden. Die gesamte Datenübertragungsrate sinkt
damit nur wenig ab.
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Ein
Nachteil heutiger Telekommunikationsanlagen besteht gemäß der
vorhergehenden Erläuterung darin, dass eine spezielle und
aufwendige Verkabelung notwendig ist, um Endgeräte mit
den Telekommunikationsanlagen zu verbinden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung
zu schaffen, die ermöglicht, dass sich eine Telekommunikationsanlage
und zugehörige Endgeräte mit einem geringeren Aufwand
verbinden lassen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Stromversorgung nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
Erfindung schafft eine Stromversorgung für ein Gerät,
das gestaltet und fähig ist, über ein erstes Datenübertragungsnetz,
das einen ersten Datenübertragungsstandard verwendet, mit
anderen Geräten zu kommunizieren, wobei die Stromversorgung eine
Vorrichtung zum Ermöglichen einer Kommunikation mit einem
zweiten Datenübertragungsnetz, das einen zweiten Datenübertragungsstandard
und zur Datenübertragung eine Leitung, die zwei Leiter aufweist,
verwendet, und zum wechselseitigen Umsetzen des ersten Datenübertragungsstandards
in den zweiten Datenübertragungsstandard aufweist.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kombination einer
Stromversorgung mit einer Vorrichtung, die eine wechselseitige Anpassung
zwischen den Datenübertragungsstandards von unterschiedlichen
Datenübertragungsnetzen durchführt, eine platzsparende
und unaufwendige Nutzung eines vorhandenen 2-Draht-Leitungsnetzes,
aus dem die Stromversorgung, wie zum Beispiel ein Transformator,
für ein Endgerät, wie zum Beispiel eine Telekommunikationsanlage
oder ein TCP/IP-fähiges Telefon, seinen Strom bezieht,
zur Datenübertragung oder Bildung eines Lokalbereichsnetzes
ermöglicht.
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In
den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Stromversorgung.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung ein
Adapter gemäß dem Home-Plug-Standard.
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Ein
Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung besteht darin, dass Adapter
gemäß dem Home-Plug-Standard von vielen Herstellern
auch als kompakte einbaubare Module zur Verfügung stehen und
eine einfache Nutzung eines Stromnetzes in einem Raum oder einem
Gebäude zum Aufbau eines Lokalbereichsnetzes ermöglichen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Stromversorgung
in dem Gerät integriert.
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Ein
Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung besteht darin, dass ein
noch kompakterer Aufbau von Geräten, die beispielsweise über
eine Stromleitungsnetz zur Datenübertragung vernetzt werden
sollen, ermöglicht wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Stromversorgung
ein Steckdosennetzgerät.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Gerät
eine Telekommunikationsanlage.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Gerät
ein Telefon.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Leitung
eine Stromleitung.
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Ein
Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung besteht darin, dass auf
einfachste Weise ein komplexes Telekommunikationssystem installiert
werden kann, ohne dass auf eine zusätzliche Verkabelung zurückgegriffen
werden muss. Damit ist es möglich, eine komplexe Systemtelefonie
als eine Plug- und Play-Lösung zu realisieren.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das erste Datenübertragungsnetz
ein Ethernet mit einem TCP/IP-Protokollstapel.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch
den Aufbau eines Lokalbereichsnetzes über ein vorhandenes
Stromleitungsnetz;
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2 ein
Blockdiagramm eines bekannten Adapters; und
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3 ein
Anwendungsbeispiel einer Stromversorgung gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
ein Anwendungsbeispiel einer Stromversorgung gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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Eine
Telekommunikationsanlage 312 ist über ein erstes
Kabel 313 mit einer TAE-(= Telekommunikationsanschlusseinheit)Anschlussdose
oder hier einer IAE-(= ISDN-Anschlusseinheit)Anschlussdose 314 zur
Verbindung mit einem Telefonnetz (nicht gezeigt) verbunden. Die
Kommunikationsanlage 312 ist ferner über ein zweites
Kabel 315 und ein drittes Kabel 316 mit einer
ersten Stromversorgung 317, wie zum Beispiel einem Steckdosennetzgerät,
verbunden. Das zweite Kabel 315 dient zur Stromversorgung
der Kommunikationsanlage 312, und das dritte Kabel 316 ist
ein Base-T-Kabel mit entsprechenden Registration-Jack-(RJ-)Steckverbindungen
(RJ48 8P8C etc.) und dient zur Verbindung einer RJ-Steckdose der
Telekommunikationsanlage 312 mit einer RJ-Steckdose der
ersten Stromversorgung 317. Die erste Stromversorgung 317 ist
mit einem stromsteckerförmigen Ende derselben zur elektrischen
und mechanischen Verbindung in eine Stromsteckdose 300 eines
Stromleitungsnetzes eines Raums oder eines Gebäudes gesteckt.
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Das
Stromleitungsnetz enthält eine Vielzahl von Stromsteckdosen 300,
die über Stromleitungen 301 miteinander verbunden
sind. Ein solches Stromleitungsnetz weist üblicherweise
Verteilerkästen, Sicherungskästen etc. und eine
Vielzahl von Verzweigungen zu Stromsteckdosen, Lichtschaltern etc.
auf. Die Stromsteckdosen 300 sind vorzugsweise Stromsteckdosen
nach dem europäischen Standard CEE (= Commission an the
Rules for the Approval of the Electrical Equipment) 7/16, CEE 7/17
oder CEE 7/4 mit Schutzkontakt. Die Stromsteckdosen 300 sind
alternativ Stromsteckdosen nach dem US-Standard NEMA (= National
Electrical Manufacturers Association) 1-15, NEMA 5-15 etc.
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In
einen Teil der in 3 gezeigten Stromsteckdosen 300 sind
weitere zweite bis vierte Stromversorgungen 318, 322 und 326 gesteckt.
Die zweite Stromversorgung 318 ist über ein viertes
Kabel 319 und ein fünftes Kabel 320 mit
einem TCP/IP-fähigen Telefon 321 verbunden. Das
vierte Kabel 319 dient zur Stromversorgung des TCP/IP-fähigen
Telefons 321, und das fünfte Kabel 320 ist
ein Base-T-Kabel mit entsprechenden RJ-Steckverbindungen und dient
zur Verbindung einer RJ-Steckdose des TCP/IP-fähigen Telefons 321 mit
einer RJ-Steckdose der zweiten Stromversorgung 318. Die
dritte Stromversorgung 322 ist über ein sechstes
Kabel 323 und ein siebtes Kabel 324 mit einem
TCP/IP-fähigen Berührungsbildschirm 325 verbunden.
Das sechste Kabel 323 dient zur Stromversorgung des Berührungsbildschirms 325,
und das siebte Kabel 324 ist ein Base-T-Kabel mit entsprechenden
RJ-Steckverbindungen und dient zur Verbindung einer RJ-Steckdose des
Berührungsbildschirms 325 mit einer RJ-Steckdose
der dritten Stromversorgung 322. Die vierte Stromversorgung 326 ist über
ein achtes Kabel 327 und ein neuntes Kabel 328 mit
einer TCP/IP-fähigen Türsprechanlage 329 verbunden.
Das achte Kabel 327 dient zur Stromversorgung der Türsprechanlage 329,
und das neunte Kabel 328 ist ein Base-T-Kabel mit entsprechenden
RJ-Steckverbindungen und dient zur Verbindung einer RJ-Steckdose
der Türsprechanlage 329 mit einer RJ-Steckdose
der vierten Stromversorgung 326.
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Sowohl
die erste Stromversorgung 317 der Telekommunikationsanlage 312 als
auch die zweiten bis vierten Stromversorgungen 318, 322 und 326 weisen
vorzugsweise jeweils einen Adapter 202, der in 2 gezeigt
ist, mit einer RJ-Steckdose 205 auf. Der Adapter 202 ist
vorzugsweise ein Adapter, bei dem ein OFDM-Verfahren mit 1155 Trägern
und mehreren Modulationsarten (1024/256/64-QAM, QPSK, und BPSK)
eingesetzt wird. Es wird eine asynchrone Kommunikation mit einer
Verschlüsselung von 128 Bit AES bevorzugt.
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Die
Adapter der ersten bis vierten Stromversorgungen 317, 318, 322 und 326 führen
eine entsprechende Anpassung bzw. wechselseitige Umsetzung zwischen
dem in der Telekommunikationsanlage und den Endgeräten,
d. h. dem Telefon 321, dem Berührungsbildschirm 325 und
der Türsprechanlage 329, üblicherweise
verwendeten Datenübertragungsstandard, wie zum Beispiel
hier ein TCP/IP-Protokollstapel auf einem Ethernet, und dem zur
Datenübertragung über das Stromleitungsnetz verwendeten Datenübertragungsstandard
durch und richten über das Stromleitungsnetz ein Lokalbereichsnetz
ein. Dabei wird die Anpassung innerhalb der Stromversorgungen 317, 318, 322 und 326 durchgeführt
und Signale, die Daten enthalten, über die Stromleitungen 301 gesendet
und empfangen.
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Bei
weiteren Ausführungsbeispielen weisen die in 3 gezeigten
Stromversorgungen 317, 318, 322 und 326 einen
anderen Adapter gemäß dem Home-Plug-Standard,
oder einen Adapter, der das OFDM-Verfahren oder ein anderes für
eine Datenübertragung über eine Zwei-Draht-Leitung,
wie ein Stromleitungsnetz, geeignetes Verfahren verwendet und eine
entsprechende Umsetzung zwischen Datenübertragungsstandards
durchführt, auf.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Stromversorgung
einer Telekommunikationsanlage oder eines Endgeräts alternativ
in der Telekommunikationsanlage oder in diesem Endgerät,
d. h. hier dem Telefon 321, dem Berührungsbildschirm 325 oder
der Türsprechanlage 329, integriert.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die zur Übertragung
verwendete Leitung eine 2-Draht-Leitung für eine Türsprechanlage,
für Haussteuerungsvorrichtungen etc., die vorzugsweise
für andere bzw. sehr niedrige Spannungspegel, wie zum Beispiel
4, 8 oder 12 V ausgelegt ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben ist, ist dieselbe darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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- 100,
200, 300
- Stromsteckdose
- 101,
301
- Stromleitung
- 102,
202
- Adapter
- 103
- Computer
- 104
- Netzwerkkabel
- 205
- RJ-Steckdose
- 206
- erste
Schnittstelle
- 207
- integrierte
Schaltung
- 208
- Koppler
- 209
- zweite
Schnittstelle
- 210
- Zugriffsteuerung
- 211
- Eingangsschaltung
- 312
- Telekommunikationsanlage
- 313
- erstes
Kabel
- 314
- IAE-Anschlussdose
- 315
- zweites
Kabel
- 316
- drittes
Kabel
- 317
- erste
Stromversorgung
- 318
- zweite
Stromversorgung
- 319
- viertes
Kabel
- 320
- fünftes
Kabel
- 321
- Telefon
- 322
- dritte
Stromversorgung
- 323
- sechstes
Kabel
- 324
- siebtes
Kabel
- 325
- Berührungsbildschirm
- 326
- vierte
Stromversorgung
- 327
- achtes
Kabel
- 328
- neuntes
Kabel
- 329
- Türsprechanlage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1667339
A1 [0008, 0009, 0011]