DE69503496T2

DE69503496T2 - Hybrides verteilungsnetzwerk zur elektrizitäts- und nachrichtenübertragung

Info

Publication number: DE69503496T2
Application number: DE69503496T
Authority: DE
Inventors: Paul Anthony Kendal Cumbria La9 6Ea Brown
Original assignee: Norweb PLC
Current assignee: Amperion Inc
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2015-04-21
Also published as: GB9407935D0; FI964231A0; NO964471D0; EP0756785A1; PL177780B1; JPH09512393A; GB9622010D0; HK1006381A1; DK0756785T3; CA2188272C; HU9602770D0; MX9604961A; DE69503496D1; AU2262695A; AU694210B2; CA2188272A1; EP0756785B1; EP0756785B2; GB2302248B; ES2121624T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signaleinspeisung, -übertragung, -verbindung (-abschließung) und -detektion sowie ein Stromübertragungsnetzwerk, d.h. ein Elektrizitätsverteilungs- und/oder -übertragungsnetz, und einen Filter dafür. Insbesondere betrifft sie die Verwendung von Elektrizitätsnetzen und/oder -leitungen für die Telekommunikationsübertragung (d.h. Sprache, Daten, Bilder und/oder Video).
In Großbritannien ist es üblich, ein Stromnetz für 33 kV und mehr als "Übertragungsnetz" und eines für weniger als 33 kV als "Verteilungsnetz" zu bezeichnen. In der vorliegenden Beschreibung wird normalerweise der Ausdruck "Elektrizitätsverteilungs- und/oder Stromübertragungsnetz" verwendet, doch allgemeine Bezugnahmen auf Stromnetze und die Übertragung von Signalen sollen für alle Netze gelten.
Traditionellerweise wurden Telekommunikationssignale in unabhängigen Netzen wie z.B. über Telefonleitungen übertragen. Um den Wirkungsgrad von Telekommunikationsdiensten für Privathaushalte oder Industriekunden zu erhöhen und diese Dienste zu vereinfachen, wurden die bestehenden Elektrizitätsübertragungs- und Verteilungsnetze untersucht, um Telekommunikationsdienste durchzuführen.
Ein Übertragungsnetz und ein Filter dafür wird in der laufenden internationalen Patentanmeldung PCT/G893/02163 des Anmelders beschrieben. Es wird dort die Verwendung von Telekommunikationssignalen mit einer Trägerfrequenz von mehr als etwa 1 MHz in einem Stromübertragungsnetz beschrieben. Auf die Lehre und Offenbarung dieser Patentanmeldung sollte in Zusammenhang mit der vorliegenden erfindung Bezug genommen werden.
Man stellte fest, daß bei derartigen Trägerfrequenzen die Kabel eines Stromübertragungs- und/oder Vertei 1 ungsnetzes pseudokoaxiale Eigenschaften aufweisen, weshalb die Dämpfung eines entlang dieser Kabel übertragenen Signais verringert wird. Auf diese Weise können sowohl Sprach- als auch Datensignale bei Trägerfrequenzen von über etwa 1 MHz übertragen werden, wodurch das verfügbare Spektrum erweitert und die Übertragungskapazität gesteigert wird.
Man stellte jedoch auch fest, daß die Dämpfungswirkungen doch die Entfernung einschränken, über die Signale einer bestimmten Trägerfrequenz und Bandbreite wirkungsvoll übertragen werden können. In einem Netz von 415 Volt kann z.B. die Trägerfrequenz vorzugsweise zwischen 1 und 10 MHz liegen, in einem Netz von z.B. 11 kV zwischen 1 und 20 MHz oder möglicherweise zwischen 5 und 60 MHz Signale dieser Frequenz können über große Entfernungen (allenfalls unter Verwendung von Verstärkerstationen) übetragen werden, weshalb sich ein auf diese Weise genutztes Netz für allgemeine Telekommunikations- und Telefoniesignale eignet.
Breitband-Telekommunikationssignale wie z.B. zur Fernsehkommunikation erfordern im allgemeinen eine höhere Trägerfrequenz (oder Trägerfrequenzen) und Bandbreite. Wie bereits erwähnt, werden solche Signale daher üblicherweise in einem unabhängigen Breitband-Telekommunikationsnetzwerk, z.B. über ein Koaxialkabel, optische Fasern usw., übertragen.
Eine Trägerfrequenz von bis zu Hunderten MHz kann in einem Netz gemäß PCT/BG93/02163 verwendet werden, obwohl die Entfernung, über die ein Signal mit einer besonders hohen Trägerfrequenz übertragen werden kann, durch die Dynamikbereich-Empfindlichkeiten und Stromniveaus im Netzwerk eingeschränkt wird - möglicherweise auf etwa 7 bis 40 Meter in einem typischen britischen Netz.
Die Erfindung bietet ein Übertragungsnetz, das einige oder alle der obigen Probleme lindert.
In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Netzwerk bereit, das eine Vielzahl an Einrichtungen miteinander verbindet, umfassend einen Abschnitt eines Breitband- Telekommunikationsnetzwerks und eine Vielzahl elektrischer Stromkabel, die jeweils mit einer der Einrichtungen verbunden sind, um sie mit Netzstrom zu versorgen, wobei jedes der Stromkabel auch mit dem Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks verbunden ist, sodaß Telekommunikationssignale zwischen dem Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks und jedem der Stromkabel übertragbar sind, worin ein Telekommunikationssignal zu und/oder von der Vielzahl an Einrichtungen übertragbar ist, indem es entlang des Abschnitts des Breitband- Telekommunikationsnetzwerks und auch entlang des jeweiligen Stromkabels jeder der Einrichtungen übertragen wird.
Auf diese Weise kann das unabhängige (vorzugsweise externe) Telekommunikationsnetz dazu verwendet werden, das Telekommunikationssignal über eine große Entfernung zu verbreiten, wobei das (vorzugsweise externe) Stromübertragungs/vertei lungsnetz dazu dient, das Telekommunikationssignal vom Telekommunikationsnetzwerk z.B. in die Einrichtungen eines Benutzers und umgekehrt zu leiten, d.h. die Kommunikation kann bidirektional sein.
Unter "extern" ist zu verstehen, daß das Signalübertragungsnetz, d.h. das Stromnetz und/oder Telekommunikationsnetzwerk, außerhalb von Gebäuden oder Einrichtungen wie z.B. einem Bürogebäude oder einemhaus liegt. Innerhalb solcher Gebäude sind die Übertragungsentfernungen typischerweise kurz, weshalb die Dämpfungsverluste relativ gering sind.
Das Breitband-Telekommunikationsnetzwerk kann ein herkömmliches Breitband- Verteilungsnetzwerk sein, z.B. ein Faseroptikkabel, ein verdrilltes Leiterpaarkabel oder ein Koaxialkabel. Solche Telekommunikationsnetzwerke stehen derzeit in den meisten Ländern zur Verfügung. Typischerweise ist jedoch nicht der Einbau des Hauptnetzes, sondern der Anschluß des Hauptnetzes an die Einrichtungen des Benutzers für den Großteil der Kosten und die damit verbundenen Nachteile verantwortlich. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es bestehenden Stromverteilungsnetzen (die üblicherweise die meisten geeigneten Einrichtungen versorgen), dazu verwendet zu werden, das bestehende Telekommunikationsnetzwerk mit den erwünschten Einrichtungen zu verbinden. Zusätzliche Kosten und Nachteile des Einbaus weiterer Standard-Telekommun ikationsnetzwerke werden dadurch vermieden.
Typischerweise ist der Abstand zwischen der bestehenden Telekommunikationsnetzwerk-Infrastruktur und den Einrichtungen, an die das Netzwerk angeschlossen werden soll, kurz. Daher können Breitband-Telekommunikationssignale über das Stromübertragungs/verteilungsnetz ohne signifikante Dämpfungverluste übertragen werden.
Vorzugsweise umfaßt die Erfindung außerdem ein Satellitenempfangsmittel zum Empfang von Telekommunikationssignalen von einem Satel 1 itensender, worin ein Telekommunikationssignal vom Satellitensender über das Satellitenempfangsmittel, den Abschnitt des breitband-Telekommunikationsnetzwerks und die Stromkabel zur Vielzahl an Einrichtungen übertragbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Satellitenempfangsmittel durch andere Telekommunikationssignal-Empfangsmittel wie z.B. eine Fernsehantenne, Telefonverbindung, Datenverbindung usw. ersetzt werden.
Vorzugsweise enthält das Netzwerk eine Vielzahl von Schnittstelleneinheiten, von denen jede eines der Stromkabel mit dem Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks verbindet, wobei alle Schnittstelleineinheiten Hoch paßfiltermittel enthalten, die es den hochfrequenten Telekommunikationssignalen ermöglichen, zwischen dem Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks und dem Stromkabel zu fließen, und die niederfrequenten Netzstromsignale daran zu hindern, dazwischen zu fließen.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Verfahren zur Übertragung eines Telekommunikationssignals zwischen zwei Gebäuden, umfassend die folgenden Schritte: Übertragen des Signals von einem ersten Gebäude entlang eines externen Stromkabels zur Versorgung des ersten Gebäudes mit Netzstrom, gefolgt vom Übertragen des Signals entlang eines Abschnitts eines Breitband-Telekommunikationsnetzwerks, gefolgt vom Übertragen des Signals entlang eines zweiten externen Stromkabels zur Versorgung des zweiten Gebäudes mit Netzstrom.
Vorzugsweise besitzt das Telekommunikationssignal eine Trägerfrequenz von mehr als etwa 1 MHz. Die Trägerfrequenz kann weniger als 1 MHz betragen, d.h. 800 kHz oder auch nur 600 kHz, doch wenn sie verringert wird, sinkt auch die Bandbreite. Der Ausdruck "Trägerfrequenz" bezieht sich auf die unmodulierte Frequenz oder Frequenzen des bzw. der Trägersignals bzw. Trägersignale und nicht auf die Frequenz des bzw. der modulierten Telekommunikationssignals bzw. -signale.
Eine Vielzahl an Telekommunikationssignalen kann mit jeweils unterschiedlichen Trägerfrequenzen bereitgestellt sein.
Das Stromnetz kann eine oder mehrere Phasen enthalten und kann ein mehrphasiges Netz z.B. mit einer oder mehreren von 2, 3, 4, 6, 7 usw. Phasen sein. Unterschiedliche Abschnitte des Netzes können unterschiedliche Anzahlen an Phasen enthalten.
Vorzugsweise ist das Stromnetz ein einphasiges Netz, z.B. bestehend aus einem oder mehreren einphasigen Kabeln, die ein oder mehrere Gebäude oder Einrichtungen des Benutzers mit einem (z.B. aus drei Phasen bestehenden) mehrphasigen Hauptabschnitt des Elektrizitätsverteilungsnetzes verbinden.
Die Breitband-Telekommunikationssignale werden z.B. über eine Anzapfung über eine geeignete Schnittstelleneinheit aus dem Breitband-Hauptverteilungsnetzwerk (z.B. einem Koaxial oder Faserkabel) genommen und über eine geeignete Anpassungseinheit dem einphasigen Kundenkabel zugeführt. Allenfalls kann das Signal verstärkt werden.
Vorzugsweise ist das Stromnetz unsymmetrisch, d.h. es weist unsymmetrische Übertragungseigneschaften auf. Das bzw. die Kabel des Stromnetzes kann bzw. können mit einem zweckmäßigen Metallmaterial abgedeckt oder überzogen sein, das es dem Kabel ermöglicht, sich wie ein pseudokoaxiales Element zu verhalten, um bei der Übertragungsfrequenz der Erfindung ein unsymmetrisches Übertragungsnetz zu liefern.
Vorzugsweise ist das Stromnetz ein großes Stromnetz (z.B. oberirdisch und/oder unterirdisch), das z.B. einige oder alle der 132 kV-, 33 kV-, 11 kV-, 415 V- und 240 V- Abschnitte enthält. Die Sprach- und Datensignale können durch geeignete und im Bedarfsfall durchgeführte Detektion, Verstärkung und/oder Rückkopplung und Wiederzuführung über beliebige oder alle Abschnitte des Stromnetzes übertragen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind vollständige Duplexeinrichtungen vorhanden, d.h. Signale können gleichzeitig in allen Richtungen übertragen und/oder empfangen werden.
Ein Netzwerk der Erfindung kann für viele Sprach- und/oder Datenübertragungszwecke wie z.B. die Fernablesung von Strommessern, Telebanking und -shopping, Energieverwaltungssysteme, Telefonie (Sprache), vermittelte Telefon ie, Sicherheitssysteme und/oder interaktive Datendienste, Multimediadienste und Fernsehen verwendet werden.
Die Erfindung bietet auch eine Kommunikationsvorrichtung (nachstehend als "Netzwerkanpassungseinheit" bezeichnet) zur Verwendung mit einem Netzwerk gemäß den oben beschriebenen Aspekten der Erfindung. Die Netzwerkanpassungseinheit enthält einen oder mehrere Tiefpaßfilterabschnitte zum Herausfiltern des niederfrequenten Hochamplituden-Netzstromsignals, z.B. zum Trennen des Signals von dem oder den Telekommunikationssignalen und Fließenlassen durch die Anpassungseinheit. Die Einheit enthält außerdem ein Hochpaßkupplunselement zur Eingabe und Entfernung von Telekommunikationssignalen aus dem Netzwerk und vorzugsweise ein Abschlußelement einer Impedanz, die der charakteristischen Impedanz des Netzwerks an diesem Punkt ähnelt.
Die Verwendung einer solchen Einheit stellt sicher, daß die hochfrequenten Telekommunikationssignale nicht die interne Niedervoltverdrahtung innerhalb einer Einrichtung kontaminieren und/oder daß Rauschquellen aus der internen Niedervoltverdrahtung innerhalb der Einrichtung die hochfrequenten Telekommunikationssignale, die über das äußere Elektrizitätsübertragungs- und/oder Verteilungsnetzwerk übertragen werden, nicht kontaminieren oder beeinträchtigen.
Vorzugsweise werden die variablen elektrischen Lasteffekte (z.B. die Lastimpedanzen) aller Gegenstände, die von Zeit zu Zeit an das Netzwerk gekoppelt sind und elektrische Energie verwenden (d.g. die elektrischen Lasten), durch die Wirkung des oder der Tiefpaßfilterelemente der Anpassungseinheit(en) von den Kommunikationssignalen isoliert.
Vorzugsweise wird ein elektrischer Filter an der Schnittstelle zwischen dem externen Verteilungsnetz und dem internen Netz der Einrichtung wie z.B. einem Haus eines Benutzers verwendet, um die Trennung der zwei Signale sicherzustellen. Ein solcher Filter würde eine minimale Auswirkung auf die normale private Elektrizitätsversorgung haben.
Das Filterelement der Erfindung, das Telekommunikationssignale, die in das interne Netzwerk der Einrichtung eines Benutzers eindringen, reduzieren kann, weist vorzugsweise nicht mehr als 1 Volt Spannungsabfall auf, während es eine 100 amp-Last von einer einphasigen Quelle von 240 Volt und 50 Hz anlegt.
Vorzugsweise sorgt die Netzwerkanpassungseinheit für Impedanzübereinstimmung zwischen Empfangs/Übertragungsvorrichtungen und dem Stromnetz. Außerdem kann die Netzwerkanpassungseinheit Hoch- oder Fehlerstrom bei Stromfrequenzen tragen, während trotzdem Sprach- und Datensignale getragen werden.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Verfahren zur Signalübertragung unter Verwendung eines hierin beschriebenen Netzwerks.
Wenn Signale entlang eines (z.B. aus drei Phasen bestehenden) mehrphasigen Elektrizitätskabels übertragen werden, kann die Signalausbreitung zwischen beliebigen oder allen Phasen und der Masse auftreten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Signal zwischen nur einer der Phasen und der Masse eingespeist, was auch für unsymmetrische Übertragungseigenschaften sorgt, wobei sich das Kabel wie eine pseudokoaxiale Übertragungsleitung verhält.
Wenn Signale entlang eines einphasigen Elektrizitätsverteilungs-Stichkabels übertragen werden, kann eine pseudokoaxiale Wirkung erzielt werden. Einphasige Kabel können typischerweise entweder konzentrisch oder geteilt konzentrisch sein. Im Fall eines geteilt konzentrischen Kabels kann ein Mittel (z.B. eine kapazitive Kupplung zwishcen den Teilen der geteilt konzentrischen Hülle) vorhanden sein, sodaß sich das Kabel bei der erwünschten Frequenz wie ein herkömmliches konzentrisches Kabel verhält. Somit kann man eine pseudokoaxiale Wirkung erzielen, und das Kabel sorgt für eine unsymmetrische Übertragungseigenschaft.
Ein breiter Bereich unterschiedlicher Übertragungsverfahren steht der Elektrizitätsleitungskommunikation zur Verfügung, wobei unterschiedliche Modulationsverfahren zum Einsatz kommen, z.B. Amplitude, Frequenz, Phase, Ein-, Zwei- und Restseitenband, Pulsposition, Breite und Amplitude; Frequenzmodulation mit Frequenzumtastung (FSK), Gaußsche gefilterte FSK, Gaußsche Minimal-Phasenlagenmodulation (GMSK), quaternäre Phasenumtastungsmodulation (QPSK), orthogonale quaternäre Phasenumtastungsmodulation (OQPSK), Quadraturampl itudenmodulation (QAM), Pi/4 QPSK usw. gemeinsam mit verschiedenen Multiplex-, Duplex- und Mehrfachnutzungsverfahren wie z.B. Frequenz (FDM) (FDD), Zeit (TDM) (TDD), Codeteilung (DM) (CDMA) usw. Es wurde bestimmt, daß das Spread-Spectrum-Verfahren Sicherheit und gute interferenzabwei sende Eigenschaften bietet. Diese Eigenschaften werden unter Verwendung einer großen Bandbreite erzielt, wodurch die Gestaltung eines spezifischen Filters erforderlich ist.
Eine große Anzahl herkömmlicher Schnurlostelefon-Kommunikationsverfahren eignen sich zur Durchführung der Signalübertragung über ein angepaßtes Netzwerk. Zweckmäßige Standards sind CTO, CT1 und CD2, AMPS; DECT (Digital European Cordless Telephone Standard); IS-54, IS-95, GSM, Q-CDMA, R-CDMA, UD-PCS, PHS, PACS, TACS, ENTACS, NMT450, NMT500, C-450, RTMS, Radicom 2000, NTJ, JTAC & NTACS, DCS 1800 usw.
Die Netzwerkanpassungseinheit enthält vorzugsweise einen Tiefpaßfilter, umfassend einen Hauptinduktor, der zwischen einem Netzelektrizitätseingang und einem Netzelektrizitätsausgang angeordnet und an jedem Ende davon mit einer Signaleingabe/ausgabeleitung verbunden ist, die parallel zum Netzelektrizitätseingang und Netzelektrizitätsausgang angeordnet ist, wobei die zwei Verbindungen einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator mit jeweils vorbestimmter Kapazitanz enthalten (je nach dem Abschnitt des Frequenzspektrums, der für Kommunikationszwecke verwendet werden soll).
In dieser Anordnung ist der Hauptinduktor betreibbar, Kommunikationssignale von der Signaleingangs/ausgangsleitung daran zu hindern, in die privaten/geschäftlichen Einrichtungen einzudringen. Dieser Induktor besitzt daher vorzugsweise hohe Induktanz, z.B. 10 bis 200 pH für Frequenzen von 1 MHz oder höher.
Der erste Kondensator, der den Netzelektrizitätseingangs und die Signaleingangs/ausgangsleitung verbindet, wirkt als Kopplungskondensator, um Kommunikationssignale von der Signaleingangs/ausgangsleitung hindurchzulassen, während alle niederfrequenten Komponenten bei oder etwa bei der Netzelektrizitäts- Versorgungsfrequenz (d.h. 50/6 Hz) gedämpt werden.
Der zweite zwischen dem Netzelektrizitätsausgang und der Signaleingangs/ausgangsleitung angeordnete Kondensator sorgt für eine weitere Dämpfung von Kommunikationssignalen und ist über die Signaleingangs/ausgangsleitung mit der Masse verbunden.
Im Fall des Versagens des ersten oder zweiten Kondensators ist jeder Kondensator vorzugsweise mit einer Sicherung ausgestattet, die zwischen dem ersten oder zweiten Kondensator und der Eingangs/ausgangsleitung des Signals angeordnet ist. Außerdem kann eine zusätzliche Sicherheitsvorkehrung getroffen werden, indem ein zweiter Induktor zwischen den Verbindungen zwischen der Signaleingangs/ausganglseitung und dem ersten und zweiten Kondensator angeordnet ist. Dieser Induktor übt keinen Einfluß auf Kommunikationsfrequenzsignale aus, bietet aber einen Weg zur Masse, wenn der erste Kondensator einen Fehler entwickelt, wodurch die erste Sicherung durchbrennen kann, ohne daß das Stromfrequenzsignal auf die Signaleingangs/ausgangsleitung gelassen wird.
Die Induktanz des Hauptinduktors hängt vom Material, aus dem er besteht, und vom Querschnitt des um den Kern gewickelten Drahts ab. Die oben angeführte Induktanz von 10 pH ist vorzugsweise ein Mindestwert, wobei durch Verwendung eines besseren Kemmatenals eine höhere Induktanz, z.B. in der Größenordnugn von 200 pH, erzielt werden kann. Alternativ dazu können einige in Reihe geschaltete Induktoren verwendet werden.
Der Kopplungskondensator besitzt eine Kapazitanz, die vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,50 uF liegt; der zweite Kondensator, der den Netzelektrizitätsausgang mit der Signaleingangs/ausgangsleitung und der Masse verbindet, besitzt eine Kapazitanz, die vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 0,50 uF liegt.
Der zweite auf der Signaleingangs/ausgangsleitung angeordnete Induktor besitzt vorzugswiese eine minimale Induktanz von etwa 250 uH Dieser Induktor übt daher keinen Einfluß auf Kommunikationsfrequenzsignale auf der Signaleingangs/ausgangsleitung aus. Der zur Konstruktion des 250 uH-Induktors verwendete Leiter sollte einen ausreichenden Querschnittsbereich aufweisen, um Fehlerstrom aufzunehmen, falls der Entkopplungskondensator den Zustand nicht kurzschließen kann.
Vorzugsweise wird jede Neben-Selbstresonanz in den induktiven oder kapazitiven Elementen vermieden werden. Wenn die untere Grenzfrequenz der Anpassungseinheit zunimmt, können die minimalen lnduktanz- und Kapazitanzwerte proportional reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Filter in einem Abschirmgehäuse untergebracht, um eine gute Erdung sicherzustellen und Strahlung der Kommunikationssignale zu verhindern.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Signalübertragungsnetzwerk, umfassend zumindest einen Telekommunikationsnetzwerkabschnitt und zumindest einen Stromübertragungs- und/oder Verteilungsnetzabschnitt.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Stromübertragungs- und/oder Verteilungsnetz, umfassend Mittel zur Eingabe eines Telekommunikationssignals in das Stromübertragungsnetz (z.B. ein Elektrizitätsübertragungs- und/oder Verteilungsnetz) aus einem Telekommunikationsnetzwerk und Ausgangsmittel zur Entfernung eines ähnlichen Telekommunikationssignals aus dem Stromnetz.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Elektrizitätsverteilungs- und/oder Stromübertragungsnetz mit einer Anzahl an Phasen, wobei diese Anzahl aus der Liste 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ... n (worin n eine ganze Zahl von mehr als 9 ist) ausgewählt ist, vorzugsweise mit 1 oder 2 Phasen, umfassend Eingangsmittel zur Einspeisung eines Telekommunikationssignals mit einer Trägerfrequenz von mehr als etwa 1 MHz in zumindest einen Phasenleiter des Netzwerks und Ausgangsmittel zur Entfernung des Telekommunikationssignals aus zumindest einem anderen Phasen leiter des Netzwerks.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein unsymmetrisches Elektrizitätsvertei lungs- und/oder Stromübertragungsnetz, von dem zumindest ein Teil ein umhülltes Kabel umfaßt, wobei das Netz folgendes enthält: Eingangsmittel zur Einspeisung eines Telekommunikationssignals mit einer Trägerfrequenz von mehr als 1 MHz in das Netzwerk und Ausgangsmittel zur Entfernung des Telekommunikationssignals aus dem Netzwerk, wobei das Signal entlang des Teils des Netzes mit umhülltem Kabel übertragbar ist.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein aus Hauptleitung und Verzweigung bestehendes Mehrpunkt-Elektriz itätsvertei 1 ungs- und/oder Strom übertragungsnetz, umfassend Eingangsmittel zur Einspeisung eines Telekommunikationssignals mit einer Trägerfrequenz von mehr als etwa 1MHz in das Netz und Ausgangsmittel zur Entfernung des Telekommunikationssignals aus dem Netzwerk.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Elektrizitätsverteilungs- und/oder Stromübertragungsnetz, von dem zumindest ein Teil außerhalb eines Gebäudes liegt, wobei das Netz folgendes enthält: Eingangsmittel zur Einspeisung eines Telekommunikationssignals mit einer Trägerfrequenz von mehr als etwa 1 MHz in das Netzwerk und Ausgangsmittel zur Entfernugn des Telekommunikationssignals aus dem Netzwerk, wobei das Signal entlang des äußeren Teils des Netzwerks übertragbar ist.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung ein Verfahren zur Signalübertragung, umfassend die Einspeisung eines Telekommunikationssignals mit einer Trägerfrequenz von mehr als etwa 1 MHz in zumindest einen Phasenleiter eines Elektrizitätsverteilungsund/oder Übertragungsnetzes und den anschließenden Empfang des Signals aus zumindet einem weiteren Phasenleiter des Netzes, wobei das Netz einige Phasen aufweist, wobei die Anzahl aus der Liste 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ... n (worin n eine ganze Zahl von mehr als 9 ist) ausgewählt ist, vorzugsweise jedoch mit 1 oder 2 Phasen.
Beliebige oder alle der obigen Aspekte können Merkmale aufweisen, die an anderer Stelle in der vorliegenden Beschreibung dargelegt sind.
Es folgt eine Erklärung von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen, worin:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Teils eines Netzwerks der Erfindung ist;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines ersten Übertragungssystems für ein in Fig. 1 dargestelltes Netzwerk ist;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm eines zweiten Übertragungssystems für ein in Fig. 1 dargestelltes Netzwerk ist;
Fig. 4 ein schematisches Diagramm eines dritten Übertragungsystems für ein in Fig. 1 dargestelltes Netzwerk ist;
Fig. 5A eine Querschnitt durch ein typisches dreiphasiges Kabel ist;
Fig. 5B ein Schnitt durch ein typisches Koaxialkabel ist;
Fig. 6 eine bevorzugte Ausführungsform einer in der Erfindung verwendeten Netzwerkanpassungseinheit darstellt;
Fig. 7 eine zweite Ausführungsform einer in der Erfindung verwendeten Netzwerkanpassungseinheit darstellt;
Fig. 8 eine Draufsicht der Netzwerkanpassungseinheit ist;
Fig. 9 eine Draufsicht einer Platine für die Netzwerkanpassungseinheit von Fig. 8 ist;
Fig. 10 ein schematisches Diagramm einer in der Erfindung verwendeten Netzwerkanpassungseinheit ist;
Figuren 11a und 11b ein zweites bzw. drittes schematisches Diagramm einer in der Erfindung verwendeten Netzwerkanpassungseinheit darstellen;
Fig. 12A, 12B und 12C Schnittansichten durch ein konzentrisches, geteilt konzentrisches bzw. pseudokonzentrisches Kabel sind; und
Fig. 13 ein Hybridnetzwerk gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt.
Fig. 1 zeigt allgemein ein Netzwerk 40. Netzelektrizität tritt aus einer 11 kV- Übertragungsleitung 42 über einen Transformator 44 und in ein 415 V- Drei phasen netzwerk 46 in das Netzwerk ein. Das 415 V-Dreiphasennetzwerk versorgt eine Anzahl an Orten, z.B. Gebäude 48. Jedes dieser Gebäude wird möglicherweise nur mit einphasiger Elektrizität versorgt oder kann alternativ dazu mit dreiphasigem Strom versorgtwerden.
Sprach- und Datensignale können in das Netzwerk von einem Telekommunikationsnetzwerk (z.B. einem Koaxialkabel, einem Faseroptikkabel oder einem vedrillten Leiterpaarkabel) oder einem weiteren Teil des Elektrizitätsvertei 1 ungs/übertragungsnetzes an einem Einspeisungspunkt 50 eingespeist bzw. von ihm empfangen werden, um durch Benutzer in der Einrichtung 48 übertragen und/oder empfangen zu werden. Diese Signale können eine schmale Bandbreite aufweisen, z.B. Telefoniesignale, oder Breitbandsignale sein, z.B. Fernsehsignale - dies hängt von der Dämpfung und der entlang des Stromverteilungsnetzes zurückzulegenden Entfernung ab.
Um die Sprach- und Datenkommunikationssignale vom niederfrequenten Hochamplituden-Stromsignal zu unterscheiden, ist jede Signalquelle und/oder jedes Signalziel mit einer Netzwerkanpassungseinheit 52 ausgestattet, die in Fig. 11a detaillierter dargestellt ist. Diese Netzwerkanpassungseinheit enthält einen Tiefpaßfilter zur Trennung der zwei Signale voneinander.
Eine weitere (Hochstrom-) Anpassungseinheit 51 (siehe auch Fig. 11b) kann zwischen dem Elektrizitäts- und Verteilungstransformator 44 und dem Einspeisungspunkt 50 angeordnet sein, um Transformatorrauschen aus dem Anpassungsnetzwerk 40 zu entfernen. Die Einheit 51 ist mit einem Hochstrominduktor versehen.
Fig. 13 zeigt einen Abschnitt eines Hybrid-Signalübertragungsnetzwerks gemäß der Erfindung. Ein Teil eines Kabels 130 eines Breitband-Telekommunikationsnetzwerks (z.B. ein Koaxialkabel, Faseroptikkabel oder ein verdrilltes Leiterpaarkabel) verläuft - wie aus der Figur ersichtlich - für die Zwecke des vorliegenden Beispiels parallel zu einem z.B. drei phasigen Elektrizitätsvertei lungskabel 132. Das Elektrizitätsverteilungsnetzwerk 132 kann auch Telekommunikationssignale geeigneter Trägerfrequenz und Bandbreite tragen, wie dies an anderer Stelle in der vorliegenden Beschreibung und in PCT/G893/02163 dargelegt ist. Das Telekommunikationsnetzwerk 130 trägt Breitband- Telekommunikationssignale wie z.B. Fernsehsignale.
Die Telekommunikationssignale wie z.B. Fernsehsignale, die ein analoges und/oder digitales Format aufweisen können, werden aus dem Telekommunikationsnetzwerk 130 über eine Anpassungseinheit 136 in bzw. aus einem Abschnitt 134 des externen Elektrizitätsverteilungsnetzwerks 132 eingespeist bzw. entfernt, wobei entweder die Telekommunikationssignale nicht in das Elektrizitätsverteilungsnetzwerk 132 eindringen oder die Elektrizitätssignale in das Telekommunikationsnetzwerk 130 eindringen.
Ebenso können Telekommunikationssignaie vom Abschnitt 134 des Elektrizitätsverteilungsnetzes 132 in das Telekomnetzwerk eingespeist werden.
Erforderlichenfalls kann eine Koaxial/Faserkabel-Schnittstel leneinheit 138 und ein Verstärker (z.B. ein Breitbandverstärker) 140 dazu dienen, die Schnittstelle zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk 130 und der Anpassungseinheit 136 zu bilden. Der Verstärker 140 kann bidirektional (wie dargestellt) oder unidirektional (je nach Bedarfsfall in einer der Richtungen) ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist der Abschnitt 134 des externen Elektrizitätsverteilungsnetzes 132 ein einphasiges Kabel. Es kann sich um ein konzentrisches einphasiges Kabel oder ein geteilt konzentrisches einphasiges Kabel handeln, das ausgebildet ist, sich wie ein pseudokonzentrisches Kabel zu verhalten, wie dies unter Bezugnahme auf Figuren 12A, 12B und 12C beschrieben ist. Typischerweise verbindet dieses einphasige Kabel die Einrichtung 142 eines Benutzers mit dem z.B. dreiphasigen Elektrizitätsverteilungsnetz 132.
In oder in der Nähe der Einrichtung 142 des Benutzers kann sich eine zweite Anpassungseinheit 144 befinden, die Telekommunikationssignale 146 von der Elektrizitätsversorgung 148 trennt. Somit wird die Verteilung von elektrischer Energie und Breitband-Telekommunikationssignalen ohne ggenseitige Beeinträchtigung und ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Koaxial/Faserkabelverbindung zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk 130 und der Einrichtung 142 des Benutzers vereinfacht.
Eine Vielzahl solcher Verbindungen können vom Telekommunikationsnetzwerk 130 zu einer korrespondierenden Vielzahl an Benutzereinrichtungen hergestellt werden. Das Telekommunikationsnetzwerk 130 kann direkt mit dem Sender von Breitband- Telekommunikationssignal(en) oder über eine Radio- oder Satellitenverbindung 150 verbunden sein.
Die Anpassungseinheit(en) 136 kann bzw. können sich auf Straßenebene befinden, z.B. in einer Säule oder Kasten auf der Seite des Cehsteigs und angrenzend zur Elektrizitätswartungsposition innerhalb der Kundeneinrichtungen. Die Anpassungseinheit(en) 142 kann bzw. können sich z.B. in der Nähe oder innerhalb der Kundeneinrichtungen, z.B. innerhalb einer Selbstschalter-HRC-Einheit und/oder dem Elektrizitätszähler, befinden.
Fig. 2 zeigt einen Abschnitt eines dreiphasigen Netzwerks 40, in das und aus dem unter Verwendung der Netzwerkanpassungseinheiten 52 Datensignale übertragen und empfangen werden können. Das Kabel des Netzwerks ist umhüllt, d.h. durch eine Hülle 41 umgeben, z.B. entlang seiner gesamten oder im wesentlichen gesamten Länge. Beispielsweise könnten Datensignale durch die Netzwerkanpassungseinheit 52A auf die gelbe Phase übertragen werden, d.h. das Signal wird zwischen der gelben Phase und Erde angelegt, wie dies dargestellt ist. Die übertragenen Daten können dann durch beliebige oder alle Anpassungseinheiten 52B, 52C und 52D empfangen werden, die mit der gelben, roten bzw. blauen Phase verbunden sind. Anders ausgedrückt können übertragene Daten in jeder Phase des Kabels aufgenommen werden, darunter auch in jenen Phasen, in die die Signale durch die Übertragungseinheit nicht eingespeist wurden. Dies ist auf die gegenseitige Kapazitanz zwischen den Phasenleitern zurückzuführen, die zu einer effektiv pseudokoaxialen Beschaffenheit des dreiphasigen Kabels führt. Wie ersichtlich, können Daten von jeder Einheit übertragen und empfangen werden.
Jede Phase des Netzwerks 40 enthält, wie dies in der Figur dargestellt ist, einen Transformator 43. Typischerweise wird dies durch einen einzigen dreiphasigen Transformator für alle drei Phasen erreicht und nicht durch drei getrennte einphasige Transformatoren, obwohl dies möglich ist.
Fig. 3 zeigt einen Abschnitt eines dreiphasigen Stromnetzes 40, in das und aus dem Datensignale unter Verwendung von vier Netzwerkanpassungseinheiten 52 übertragen und empfangen werden. Wie dies aus der Figur ersichtlich ist, werden die Datensignale über zwei Phasen des dreiphasigen Netzwerks übertragen - in diesem Fall die rote und blaue Phase.
Wenn eine oder mehrere Phasen nicht verwendet werden (z.B. die gelbe Phase in Fig. 3), kann bzw. können die nicht verwendete(n) Phasen(n) abgeschlossen werden, um eine geeignete Impedanz zu erreichen. Dies kann unter Verwendung einer "L"- Schaltung erfolgen, d.h. mittels eines Reiheninduktors mit einem Parallelkondensator auf der Transformatorseite. Dies sorgt für optimale lmpedanz und stellt sicher, daß ein RF-Signal, das z.B. zwischen der roten und gelben Phase gekoppelt ist, durch eine Transformatorverbindung geringer Impedanz nicht geshuntet wird. Wenn die induktive Reaktanz z.B. im Gelbphasen-Transformatorverbindungspunkt nicht ausreichend ist, stellt dies einen großen Vorteil dar.
In Fig. 4 ist ein alternatives Übertragungssystem zu Fig. 2 zu sehen; hierin werden Datensignale über alle drei Phasen, d.h. die blaue, rote und gelbe Phase des dreiphasigen Netzwerks 40 übertragen.
Fig. 5A zeigt einen vereinfachten Querschnitt eines dreiphasigen Stromkabels 54, das die rote Phase 56, gelbe Phase 58 und blaue Phase 60 enthält. Datensignale werden zwischen der blauen Phase 60 und Erde 62 übertragen und über die Netzwerkanpassungseinheit 52 in das Netzwerk eingespeist. Bei hohen Frequenzen erzeugt die gegenseitige Kapazitanz zwischen den Phasen wirkungsvoll einen Kurzschluß. Daher bietet ein derartiges Übertragungssystem pseudokoaxiale Eigenschaften, die etwa dem Koaxialkabel von Fig. 5B entsprechen. Die gegenseitige Kapazitanz zwischen beliebigen zwei Phasen im dreiphasigen Kabel ist schematisch als 64 in Fig. SA dargestellt - ähnliche gegenseitige Kapazitanz bestehen zwischen anderen Phasenteilen.
Die Grundelemente einer Netzwerkanpassungseinheit 101 gemäß einem Aspekt der Erfindung sind in Figuren 11a und 11b dargestellt. Figuren 11a und 11b zeigen Anpassungseinheiten, die in Fig. 1 als 52 bzw. 52 gekennzeichnet sind. Die Anpassungseinheit kann als gleichwertig zu einem Tiefpaßfilter 100 und einem Kopplungskondensatorelement 102 angesehen werden (kann als Hochpaßfilterelement betrachtet werden).
Das Tiefpaßfilterelement 100 ermöglicht die Versorgung eines Konsumenten mit Netzstrom aus dem Verteilungsnetzwerk, während hochfrequente Kommunikationssignale daran gehindert werden, in die Einrichtung des Konsumenten einzudringen. Ein Kopplungskondensator oder Hochpaßfilterelement 102 ist vorgesehen, um die hochfrequenten Kommunikationssignale an das Verteilungsnetz zu koppeln, während der Netzstrom daran gehindert wird, in die Kommunikationsvorrichtung einzudringen.
Die Komponenten der Anpassungseinheit können z.B. in einem Elektrizitätszählergehäuse, das sich in der Einrichtung des Konsumenten befindet, oder möglicherweise auch in einem Fach hinter einem solchen Zähler untergebracht sein. Alternativ dazu können sich die Komponenten in einer Sicherung des Kunden mit hoher Schaltleistung (HRC) oder einer Selbstschaltereinheit befinden.
Bezug nehmend auf Fig. 6 wird eine Ausführungsform einer Anpassungseinheit (im wesentlichen eines Filters) gemäß einem Aspekt der Erfindung allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet und ist zwischen einem Netzelektrizitätseingang 12 und einem Netzelektrizitätsausgang 14 angeordnet. Eine Signaleingangs/ausgangsleitung 16 ist auch am Filter angeschlossen. Die Netzstromleitung ist eine herkömmliche 50 Hz- Netzstromversorgung mit einer privaten Stromquelle von 240 V und einem maximalen Strom von 100 amp zur herkömmlichen Verwendung.
Der Filter 10 wird in eine Metallkiste eingebaut, die die Strahlung der Kommunikationssignale zu extern positionierten Geräten verhindert und eine Verbindung 18 zu Erde für die Signaleingangs/ausgangsleitung 16 bietet. Der Filter 10 enthält einen ersten oder Hauptinduktor 20 aus 16 mm² Draht, der mit 30 Drahtwicklungen mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 200 mm um einen Ferritstab gewickelt ist. Dies sorgt für einen lnduktanzwert von etwa 50 pH - möglicherweise ein Minimum für die verwendeten Signaleigenschaften. Die Verwendung besserer Materialien oder einer Vielzahl an Reiheninduktoren würde die lnduktanz des lnduktors bis auf beispielsweise etwa 200 pH steigern.
Jedes Ende des Hauptinduktors 20 ist mit einer Verbindung zur Signaleingangs/ausgangsleitung 16 versehen. Eine erste Verbindung 22 zwischen dem Netzelektrizitätseingang 12 und der Signaleingangs/ausgangsleitung 16 umfaßt einen ersten oder Kopplungskondensator 24 mit einer Kapazitanz von zwischen 0,01 und 0,50 uF, vorzugsweise etwa 0,1 uF. Dieser Kopplungskondensator 24 ist mit einer ersten Sicherung 26 verbunden, die angeordnet ist, um im Falle des Versagens oder eines Fehlers im Kondensator 24 durchzugehen.
Eine zweite Verbindung 28 enthält einen zweiten Kondensator 30 mit einer Kapazitanz von zwischen 0,001 und 0,50 uF, vorzugsweise etwa 0,1 uF. Dieser Kondensator sorgt für eine weitere Dämpfung der Kommunikationssignale durch Kurzschließen zur Erdung oder Masse 18. Eine zweite Sicherung 32 ist angeordnet, um durchzugehen, wenn sich ein Fehler im zweiten Kondensator 30 entwickelt, wodurch eine weitere Beschädigung der Einheit verhindert wird.
Die Signaleingangs/ausgangsleitung 16 ist so angeschlossen, daß ein zweiter Induktor 34 mit einer lnduktanz von mindestens etwa 250 pH enthalten ist. Dieser Induktor ist als Schadensbegrenzer im Fall des Versagens des Kopplungskondensators 24 vorgeshen. Im Fall eines solchen Versagens bietet dieser Induktor einen Weg zur Masse 18 für die 50 Hz-Netzelektrizitätsfrequenz, wodurch die Sicherung 26 durchbrennt. Der Induktor übt keinen Einfluß auf die in der Signaleingangs/ausgangsleitung 16 vorhandenen Kommunikationsfrequenzsignale aus.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Filters gemäß einem Aspekt der Erfindung. Der Filter 70 enthält ein Paar Induktoren L1, L2, die zwischen einem Netzelektrizitätseingang 72 und einem Netzelektrizitätsausgang 74 in Reihe angeordnet sind. Ein bevorzugter Wert für L1 und L2 ist etwa 16 pH Zwischen der RF- Eingangsleitung 80 und dem Netzeingang 72 ist eine erste Sicherung F1 und ein Kondensator C1 angeordnet, und zwischen dem RF-Eingang 80 und der Masse ist ein dritter Induktor L3 angeordnet, der als RF-Drossel wirkt und einen typischen Wert von 250 uH besitzt.
Zwischen dem Verbindungspunkt von L1 und L2 und der Masse ist in ähnlicher Weise eine zweite Sicherung F2 und ein zweiter Kondensator C2 angeordnet. Zwischen dem Netzelektrizitätsausgang 74 und der Masse ist eine dritte Sicherung F3 und ein dritter Kondensator C3 angeordnet. Ein typischer Wert für die Kondensatoren ist etwa 0,1 uF und für die Sicherungen etwa 5 amp HRC (hohe Schaltleistung).
Die für diese Komponenten angegebenen Werte sind nur Beispiele, wobei unterschiedliche bevorzugte Werte für andere Konstruktionsfrequenzen zweckmäßig sind.
Bezug nehmend auf Fig. 8 ist eine typische Gehäuseanordnung für eine Netzwerkanpassungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Hauptinduktoren L1 und L2 sind innerhalb einer Abschirmbox 90 untergebracht. Es sind verschiedene Verbindungen zu sehen, z.B. ein Kommunikationsschnittstellenanschluß 92, mit dem die Kommunikationsausrüstung des Benutzers normalerweise verbunden ist. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann dieser Anschluß jedoch in einem impedanzübereinstimmenden Torterminator 94 enden.
Fig. 9 zeigt eine Platine 96, die in die Einheit 90 von Fig. 8 hineinpaßt und den Rest der Schaltung für die Netzwerkanpassungseinheit von Fig. 7 aufnimmt. Die Verbindungen A, B, C, D und E sind - wie dies ersichtlich ist - mit den geeigneten Anschlüssen der in Fig. 8 dargestellten Kiste verbunden.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer Netzwerkanpassungseinheit 52, in der die verschiedenen Bausteine 80-86 des Netzwerkanpassungselement zu sehen sind. Zur Konstruktion einer geeigneten Netzwerkanpassungseinheit sollten die durch die Bausteine 81 und 86 dargestellten Schaltungen über das erforderliche Kommunikationsfrequenzspektrum (z.B. 1 MHz und mehr) Elemente hoher lmpedanz und bei der Frequenz der Netzelektrizitätsversorgung (d.h. 50/60 Hz) Elemente geringer Impedanz sein, d.h. daß diese Elemente Induktoren sind. Ebenso sollten die Bausteine 80 und 82 über das erforderliche Kommunikationsfrequenzspektrum Kopplungselemente geringer Impedanz und bei der Frequenz der Netzelektrizitätsversorgung Isolierelemente hoher Impedanz sein, d.h. daß sie Kondensatoren sind.
Fehlerstrombegrenzende schmelzbare Sicherheitsverbindungen (84 und 85) mit hoher Schaltleistung (HRC) sind mit den Elementen 80 und 82 in Reihe angeordnet. Ein zusätzliches impedanzübereinstimmendes Netzwerk 83 kann zur Verbindung mit einem Kommunikationsanschluß enthalten sein. Dieses Element kann außerhalb der Netzwerkanpassungseinheit 52 liegen.
Die optimalen Werte für die Bausteine 81, 80, 82 und 86 hängen von folgenden Faktoren ab:
a) dem erforderlichen Frequenzbereich, über den das Netzwerk anzupassen ist
b) der Längeneinheit des anzupassenden Netzwerks
c) der Anzahl und Art von Lasten, die im Netzwerk auftreten können
d) der charakteristischen Impedanz der Netzwerkphasenleiter hinsichtlich der Erdung, d.h. der äußeren elektrischen Hülle des Leiters
e) der Impedanz der Kommunikationsschnittstellen-Vorrichtungen.
Die Netzwerkanpassungseinheit kann je nach Standort und Last und/oder Fehlerstromwerten der Anpassungseinheit mit Luft, Inertgas, Harzverbindung oder Öl gefüllt sein. Sie kann sich im Inneren befinden, an Masten montiert sein, unterirdisch eingegraben oder in Straßenlaternenpfählen eingesetzt sein.
Die Bausteine 81 und 86 können einige einzelne Reiheninduktoren umfassen, wobei die Bausteine 84, 80, 83 und 86 entfallen können, wenn keine Verbindung erforderlich ist, z.B. bei einer Straßenlaterne.
Die Bausteine 80 und 82 können einige Kondensatoren umfassen, die je nach vorliegender Arbeitsspannung, d.h. 240, 415, 11 kV , 33 kV usw., in Reihe und/oder parallel konfiguriert sind. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Bausteine 80 und 82 zwei oder mehrere parallele Kondensatoren umfassen, um z.B. Unzulänglichkeiten in der Kondensatorkonstruktion zu überwinden, wenn ein Netzwerk über einen relativ breiten Frequenzbereich, z.B. 50 MHz bis 500 MHz, angepaßt wird.
Außerdem können die Bausteine 81, 85 und 82 der Netzwerkanpassungseinheit erforderlichenfalls eine Kaskade bilden. In einer typischen Auslegung kann man folgendes beobachten: je größer die Anzahl der kaskadenartig angeordneten Elemente, desto schärfer das Roll-off Ansprechen des Filters sowie desto größer seine Dämpfung.
Figuren 12A, 12B und 12C zeigen Schnittansichten durch ein einphasiges konzentrisches, geteilt konzentrisches bzw. "pseudo"konzentrisches Kabel. Ein typisches konzentrisches einphasiges Kabel (siehe Fig. 1 2A) besteht aus einem zentralen metallischen Leiterkern (üblicherweise Aluminium) 110, der von einer Isolierschicht 112 (üblicherweise PVC) umgeben ist. Um die Isolierschicht 112 sind mehrere metallische Leiter 114 (üblicherweise Kupfer) herum gelegt, über denen eine Isolier- und Schutzhülle 116 (üblicherweise PVC) angeordnet ist. Bei der Verwendung werden der Neutralleiter und die Erdung in der Außenhülle metallischer Leiter 114 kombiniert.
Ein geteilt konzentrisches Kabel (siehe Fig. 12B) ähnelt dem konzentrischen Kabel, außer daß die Außenschicht metallischer Leiter 114 in zwei Abschnitte geteilt ist - z.B. in den oberen Abschnitt 115 und den unteren Abschnitt 117. Diese Abschnitte sind durch Isolatoren 118, 120 getrennt, wobei während der Verwendung der Neutralleiter und die Erdung geteilt sind, sodaß nur ein Abschnitt der äußeren metallischen Hülle nur einen von ihnen trägt.
Um einen pseudokoaxialen Effekt in den geteilt konzentrischen Stichkabeln bei den erwünschten Übertragungsfrequenzen (z.B. mehr als 1 MHz) aufrechtzuerhalten, können einer oder mehrere Kondensatoren 122 zwischen dem oberen und unteren Abschnitt 115, 117 der äußeren metallischen Hülle 114 verbunden sein. Diese(r) Kondensator(en) kann bzw. können z.B. an den Anschluß- und/oder Anpassungspunkten des Kabels angebracht sein.
Man erkennt aus den obigen Ausführungen, daß ein einfacher Filter vorgesehen ist, der Signale mit einem Frequenzspektrum das Radiokommunikationssignale anzeigt, wirkungsvoll von jenen der herkömmlichen Netzelektrizitätsversorgung trennt, ohne daß die Signale einen signifikanten Stärke- oder Qualitätsverlust erfahren. Somit können die Elektrizitätsverteilungs- und/oder Übertragungsnetze sowohl für die Elektrizitätsversorgung als auch für die Ausbreitung von Breitband-Telekommunikationssignalen, deren Format analog und/oder digital sein kann, eingesetzt werden.
Die Verwendung eines derartigen Filters an jedem Versorgungspunkt des Konsumenten in einem unterirdischen N iedervolt-Elektrizitätsverteilungsnetz sorgt für ein angepaßtes Netzwerk, das sich zur Übertragung hochfrequenter Kommunikationssignale gemeinsam mit der Verteilung von 50 Hz, 240 V-einphasiger und 415 V-dreiphasiger Elektrizität eignet. Das Vorsehen eines solchen angepaßten Netzes stellt einen weiteren Aspekt der Erfindung dar.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Details beschränkt, da innerhalb ihres Schutzbereichs zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können.

Claims

1. Netzwerk, das eine Vielzahl an Einrichtungen (142) miteinander verbindet, umfassend:

einen Abschnitt eines Breitband-Telekommunikationsnetzwerks (130) und

eine Vielzahl elektrischer Stromkabel (134), die jeweils mit einer der Einrichtungen verbunden sind, um sie mit Netzstrom zu versorgen, wobei sich jedes völlig außerhalb der Vielzahl an Einrichtungen befindet,

wobei jedes der Stromkabel auch mit dem Abschnitt des Breitband- Telekommunikationsnetzwerks verbunden ist, sodaß Telekommunikationssignale zwischen dem Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks und jedem der Stromkabel übertragbar sind,

worin ein Telekommunikationssignal zu und/oder von der Vielzahl an Einrichtungen übertragbar ist, indem es entlang des Abschnitts des Breitband- Telekommunikationsnetzwerks und auch entlang des jeweiligen Stromkabels jeder der Einrichtungen übertragen wird.

2. Netzwerk nach Anspruch 1, weiters umfassend ein Satellitenempfangsmittel zum Empfang von Telekommunikationssignalen von einem Satellitensender, worin ein Telekommunikationssignal vom Satellitensender über das Satellitenempfangsmittel, den Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks und die Stromkabel zur Vielzahl an Einrichtungen übertragbar ist.

3. Netzwerk nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Vielzahl an Schnittstelleneinheiten, wobei jede der Schnittstelleneinheiten eines der Stromkabel mit dem Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks verbindet, wobei alle Schnittstelleneinheiten Hochpaßfiltermittel enthalten, die es hochfrequenten Telekommunikationssignalen ermöglichen, zwischen dem Abschnitt des Breitband- Telekommunikationsnetzwerk und dem Stromkabel zu fließen, und die niederfrequente Netzstromsignale darin hindern, dazwischen zu fließen.

4. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Abschnitt des Breitband-Telekommunikationsnetzwerks Faseroptikkabel, verdrillte Leiterpaarkabel und/oder Koaxialkabel enthält.

5. Verfahren zur Übertragung eines Telekommunikationssignals zwischen zwei Gebäuden, umfassend die folgenden Schritte:

(i) Übertragen des Signals von einem ersten Gebäude entlang eines externen Stromkabels zur Versorgung des ersten Gebäudes mit Netzstrom, gefolgt vom

(ii) Übertragen des Signals entlang eines Abschnitts eines Breitband- Telekommunikationsnetzwerks, gefolgt vom

(iii) Übertragen des Signais entlang eines zweiten externen Stromkabels zur Versorgung des zweiten Gebäudes mit Netzstrom.

6. Verfahren zur Übertragung eines Telekommunikationssignals nach Anspruch 5, worin die Trägerfrequenz des Telekommunikationssignals zumindest 1 MHz beträgt.