EP1488487A1 - Home and building information system - Google Patents

Home and building information system

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Publication number
EP1488487A1
EP1488487A1 EP03704158A EP03704158A EP1488487A1 EP 1488487 A1 EP1488487 A1 EP 1488487A1 EP 03704158 A EP03704158 A EP 03704158A EP 03704158 A EP03704158 A EP 03704158A EP 1488487 A1 EP1488487 A1 EP 1488487A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
information
optical
network
information system
glass fiber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03704158A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Oetliker
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1488487A1 publication Critical patent/EP1488487A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/46—Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • G02B6/47—Installation in buildings
    • G02B6/475—Mechanical aspects of installing cables in ducts or the like for buildings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles

Definitions

  • the invention relates to a home and building information system with at least one electrical power supply network each connected to an electrical power supply line and a local optical information network for the information exchange and the supply, control and monitoring of peripheral and terminal devices.
  • the invention further relates to a method for using such an information system.
  • Glass fiber has proven to be the only future-proof transmission medium with sufficiently high performance reserves. Transfer rates of over 10 Gbit / sec are already being achieved with glass fibers. By using processes such as wave multiplex systems, these transmission rates can be increased many times over.
  • glass fiber here and in the following also includes plastic optical waveguides and hybrid-optical conductors, which are also optical transmission media
  • the inventor has set himself the task of creating a home and building information system of the type mentioned at the outset, in which a uniform information network based on glass fibers is to be handled as easily as an electrical power network.
  • a one-time installation of the information network should be easy to integrate.
  • the information network should also be versatile in the area of very large amounts of data.
  • the object is achieved according to the invention in that the electrical conductors of the power network and at least one glass fiber of an optical passive information network are arranged in parallel and integrated in all components, these components being fixed installation cables with sockets on the one hand and variable Installations with flexible power cables and plugs on the other hand include. Special and further developing embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
  • the common components of the electrical power and information network with integrated glass fiber are, for example, permanently installed installation cables with sockets and variable installations, such as flexible mains cables, simple plugs, multiple plugs and power strips.
  • a major advantage of the optical information network according to the invention is that it consists exclusively of passive components, which are naturally not as dependent on technical progress as active components. Examples of passive components are glass fibers and electrical contacts.
  • the plug connections are standardized components of the electrical power network, in particular standardized standard sockets / plugs, into which phase, zero and earth are at least in addition to the electrical conductors an optical fiber with corresponding contacts is integrated.
  • the glass fiber has a conventional beam splitter.
  • the glass fibers of the optical information network can be connected to at least one external information line via secured, disconnectable devices with an electrical power pack and optical interface, in particular via at least one transceiver (transmitter-receiver) connected to a socket or at least one modem.
  • a transceiver connected to a socket can supply several local information networks.
  • Practical examples of external information lines are telephone, television and internet lines, which are preferably also glass fibers.
  • a permanently installed electrical current conductor can also be used as an external information feed; the electrical signals must be converted into optical signals via an electro-optical coupling.
  • This variant is generally only suitable for relatively low transmission rates.
  • the commercially available glass fibers allow communication in ever increasing transmission bandwidths.
  • the usual capacity is about 1 Gbit / sec per fiber and doubles every year.
  • High-channel wave multiplex systems can be realized in particular with NZDS fibers (non-zero dispersion-shifted fibers).
  • the broadband information networks are based on glass fibers, the sooner the use of optical amplifiers can be indicated. Most information networks, especially for households, do not require an amplifier.
  • a glass fiber can be led out of a mains cable without electrical plug-in components and externally with an optocoupling Interface of a device must be connected if it is not connected to the electrical power network. Furthermore, an optical fiber can be led out of a power cable and connected externally to an optical interface of a device that is not equipped accordingly.
  • the simultaneous use can take place in particular with different wavelengths and / or different transmission rates.
  • the more expensive high-speed transmission is particularly suitable for computers, multimedia and communication, the cheaper lower transmission rates for a household network for controlling and monitoring household appliances and / or for property protection.
  • the establishment of an infrastructure with optical single-mode glass fibers and the use of two separate wavelengths for sending and receiving ensure optimal operation, based on the previous knowledge.
  • the standards and protocols for information transmission are preferably determined by the devices connected to the sockets. As a result, these standards can be adapted to technical developments without changing the fixed installations. Transfer rates of up to 10 Gbit / sec are already possible today. This means that the need for local information transfer can also be guaranteed over a longer time horizon and the investments can be used for the next few decades.
  • a home and building information system can also meet all current and future technical and economic requirements. It includes, for example - Control of lighting, heating, shading, doors, windows, thermostats, pressure gauges, pollutant detectors, cameras, access control and surveillance in buildings
  • the power supply and the information can be taken from the same socket via the same mains cable and the information can be fed to the same socket.
  • a locally limited optical information network with controlled access is closed to the outside via devices and / or dedicated lines.
  • the information system is an investment in the future, can be installed anywhere with new cabling, but can also be retrofitted, is compatible with all existing technologies and is open for future developments.
  • the optical information network is an inexpensive, permanent installation made up of simple, passive components that is as easy to use as the electrical power network and has a very long service life.
  • the local fiber optic information network is very scalable, modular and flexible.
  • a simple multiple socket with an integrated information fiber network already forms a small network that can be used by all peripheral and terminal devices connected to it.
  • - Mixed networks are possible, all standard components of the electrical power network without glass fibers can be integrated.
  • a WLAN base station (Wire Local Aera Network) and mobile devices can be integrated into the information network via radio.
  • FIG. 1 shows a front view of an electrical standard plug with integrated glass fiber
  • FIG. 2 shows a side view of the open plug according to FIG. 1,
  • FIGS. 1 and 2 show a side view of an open socket for a plug according to FIGS. 1 and 2
  • Fig. 4 shows a cross section through a flexible power cord with an integrated
  • FIG. 6 shows a variable installation for connection to the installation lines from FIG. 5,
  • FIG. 7 shows the connection of several power and information networks
  • FIG. 8 shows a variant of FIG. 7 with a central system.
  • FIG. 1 and 2 show an electrical plug 10, FIG. 3 a socket 12, both designed as standard components according to the Swiss standard.
  • these customarily designed plug-in components 10, 12 additionally contain a glass fiber 30 leading to an optical coupling 28.
  • a glass fiber 30 leading to an optical coupling 28 When the plug 10 is plugged into the socket 12, not only the three electrical conductors 14 but also the glass fibers 30 are connected to one another. The electrical supply and the information lock are established at the same time.
  • a normal standard plug 10 without an optical fiber 30 or optocoupling 28 can also be plugged in, only the electrical supply, but not the information flow, is established via an optical fiber.
  • a plug 10 with glass fiber 30 and optical coupling 28 can be inserted into a normal standard socket 12 without optical fiber, the optical coupling 28 being recessed flush. In both cases we speak of a mixed system.
  • FIG. 4 shows a cross section IV / IV through a flexible mains cable 32 according to FIG. 2.
  • a glass fiber 30 is integrated into the mains cable 32, all conductors are covered by a protective jacket 34.
  • FIG. 5 A floor plan indicated in FIG. 5 of an at least partially shown building floor 36 with a plurality of rooms which are equipped with an electrical power network 38 and an information network 40.
  • the electrical power network 38 which is fed through a power supply line 39 through an outer wall 42 of the building, comprises normal electrical conductors 14 made of copper wires for a house installation, but can also be designed in the usual way as a local bus network.
  • the electrical conductors 14 lead to combined sockets 12 according to FIG. 3, which are mounted on outer 42 and / or inner walls 58.
  • the branches 44 of the electrical conductors 14 are designed in the usual way as clamp connections in an installation box.
  • a local information network 40 with at least one permanently installed optical fiber 30 is laid and to the sockets
  • sockets 12 individually with their own glass fiber 30 to a central system - e.g. B. a distribution box - are performed to minimize or avoid losses in beam splitters 46.
  • the information can be obtained or fed in at all sockets 12 together with the electrical current.
  • the permanently insulated part of the electrical power network 38 and the information network 40 shown in FIG. 5 is installed under plaster, but can also be carried out on plaster in installation pipes, in particular when retrofitting.
  • FIG. 6 shows a variable installation 48 which is connected to a socket 12 via a plug 10 and a flexible mains cable 32.
  • the power cable 32 is connected at the other end to a multiple plug 50, which can also be designed as a plug connector.
  • the branches 44 of the electrical conductors 14 and the beam splitters 46 of the glass fiber / s 30 are designed in accordance with FIG. 5 with permanently installed installation lines.
  • a further plug 10 with a flexible mains cable 32 is connected to the triple-branched plug connector 50 according to FIG. 6.
  • This power cord 32 leads to a peripheral or terminal device 52, which comprises a power supply 54 fed by three electrical conductors 14 and an optical interface 56 fed by the optical fiber 30 of the information network 40.
  • terminal devices 52 without integrated glass fiber 30 can also be connected to the multiple plug 50.
  • variable installation 48 can be connected to any socket 12 of a building exterior 42 or interior wall 58 (FIG. 5).
  • the building floor 36 according to FIG. 7 comprises — like FIG. 5 — permanently installed installation lines 14, 30 for the electrical power network 38 with a power supply line 39 and for the information network 40 equipped with an information supply line 41 Ka belfernseh strig.
  • a variable installation in the form of a transceiver 60 is connected to a socket 12.
  • the transceiver 60 corresponding to a peripheral or terminal device 52 (FIG. 6), is connected to a socket 12, supplies a power supply 54 with electrical current via this socket 12 and connects the information line 41 via an attached electronics and an optical interface 56 the local information network 40 made of glass fibers 30.
  • a further local information network 40 for rooms R 3 and R 4 is arranged separably in room R 2 .
  • the local fiber optic information network 40 is thus a secure and encapsulated local network which is only connected to the outside world via controlled access, the transceiver 60, and which can also be disconnected from there at any time.
  • all sockets 12 of the fixed installation 38 are connected via a separate optical line 30 to a central system 62, for. B. an optical switch.
  • the sockets 12 are routed individually to the central system 62 via an optical line 30 each. The use of beam splitters 46 is therefore unnecessary.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Architecture (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

The invention relates to a home and building information system comprising at least one electrical mains supply (38), which is connected to an electrical power lead (39), and comprising a local optical information network (40) for exchanging information and for supplying, controlling and monitoring peripheral devices and terminals (52). The electrical conductor (14) of the mains supply (38) and at least one optical fiber (30) of an optical passive information network (40) are integrated in all components while running parallel to one another. These components comprise, on one side, permanently installed installation lines (24, 30) with plug sockets (12) and variable installations (48) with flexible network cables (32) and plugs (10, 50) on the other. The inventive method provides that this information system is simultaneously used with different standards.

Description

Heim- und GebäudeinformationssystemHome and building information system
Die Erfindung bezieht sich auf ein Heim- und Gebäudeinformationssystem mit wenigstens je einem an eine elektrische Stromzuleitung angeschlossenen elektrischen Stromnetz und einem lokalen optischen Informationsnetz für den Informationsaustausch und die Speisung, Steuerung und Überwachung von Peripherie- und Endgeräten. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Nutzung eines solchen Informationssystems.The invention relates to a home and building information system with at least one electrical power supply network each connected to an electrical power supply line and a local optical information network for the information exchange and the supply, control and monitoring of peripheral and terminal devices. The invention further relates to a method for using such an information system.
Das ständig zunehmende Wachstum von Datenmengen und deren Übertragung mit hoher Geschwindigkeit stellen hohe Anforderungen an die Infrastruktur von Netzwerken und erfordern zukunftsonentierte Vernetzungskonzepte. Die Glasfaser hat sich dabei als einziges zukunftssicheres Übertragungsmedium mit hinreichend hohen Leistungsreserven herausgestellt. Schon heute werden mit Glasfasern Übertragungsraten über 10 Gbit/sec erreicht. Durch den Einsatz von Verfahren wie Wellenmultiplex-Systemen können diese Übertragungsraten noch um ein Vielfaches gesteigert werden. Der Begriff „Glasfaser" umfasst hier und im folgenden auch Kunststoff-Lichtwellenleiter und hybrid-optische Leiter, welche auch optische Übertragungsmedien sindThe ever increasing growth of data volumes and their transmission at high speed place high demands on the infrastructure of networks and require future-oriented networking concepts. Glass fiber has proven to be the only future-proof transmission medium with sufficiently high performance reserves. Transfer rates of over 10 Gbit / sec are already being achieved with glass fibers. By using processes such as wave multiplex systems, these transmission rates can be increased many times over. The term “glass fiber” here and in the following also includes plastic optical waveguides and hybrid-optical conductors, which are also optical transmission media
Bei gebräuchlichen Heim- und Gebäudeinformationssystemen sind verschie- dene getrennte Netzwerke in Betrieb, beispielsweise für den elektrischen Strom, Computer, Telefon und Fernseher. Dies bedingt nicht nur unverhältnis- mässig hohe Installationskosten, der resultierende Kabelsalat bietet dem Benutzer Probleme und macht die Systeme wenig attraktiv. Es ist auch versucht worden, mit Funknetzen Abhilfe zu schaffen, was grundsätzlich gut ist, jedoch nur beschränkte Übertragungsraten zulässt.In the case of common home and building information systems, various separate networks are in operation, for example for electrical power, computers, telephones and televisions. Not only does this result in disproportionately high installation costs, the resulting cable tangle presents problems for the user and makes the systems less attractive. Attempts have also been made to remedy this with radio networks, which is generally good, but only allows limited transmission rates.
Die bestehende Diskussion zukunftsorientierter Vernetzungskonzepte betrifft vor allem die Erschliessung von Haushalten, Geschäftsbetrieben und Verwaltungen (last mile). Auch die Verbindung von Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz erfolgt in gewohnter Weise zu kompliziert und aufwendig.The existing discussion of future-oriented networking concepts concerns especially the development of households, businesses and administrations (last mile). The connection from workplace to workplace is too complicated and time-consuming in the usual way.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Heim- und Gebaudeinformationssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, in welchem ein einheitliches Informationsnetz auf der Basis von Glasfasern so einfach handhabbar werden soll, wie dies ein elektrisches Stromnetz ist. Eine einmalige Installation des Informationsnetzes soll einfach integrierbar sein. Weiter soll das Informationsnetz auch im Bereich sehr hoher Datenmengen vielseitig nutzbar sein.The inventor has set himself the task of creating a home and building information system of the type mentioned at the outset, in which a uniform information network based on glass fibers is to be handled as easily as an electrical power network. A one-time installation of the information network should be easy to integrate. The information network should also be versatile in the area of very large amounts of data.
Bezüglich des Heim- und Gebäudeinformationssystems wird die Aufgabe erfin- dungsgemäss dadurch gelöst, dass die elektrischen Leiter des Stromnetzes und wenigstens eine Glasfaser eines optischen passiven Informationsnetzes in allen Komponenten parallel verlaufend und integriert angeordnet sind, wobei diese Komponenten fest verlegte Installationsleitungen mit Steckdosen einerseits und variable Installationen mit flexiblen Netzkabeln und Steckern andrerseits umfassen. Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.With regard to the home and building information system, the object is achieved according to the invention in that the electrical conductors of the power network and at least one glass fiber of an optical passive information network are arranged in parallel and integrated in all components, these components being fixed installation cables with sockets on the one hand and variable Installations with flexible power cables and plugs on the other hand include. Special and further developing embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Die gemeinsamen Komponenten des elektrischen Strom- und Informationsnetzes mit integrierter Glasfaser sind beispielsweise festverlegte Installationsleitungen mit Steckdosen und variable Installationen, wie flexible Netzkabel, einfache Stecker, Vielfachstecker und Steckerleisten. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen optischen Informationsnetzes besteht darin, dass es aus- schliesslich aus passiven Komponenten besteht, die naturgemäss nicht so stark vom technischen Fortschritt abhängig sind wie aktive Komponenten. Beispiele für passive Komponenten sind Glasfasern und elektrische Kontakte.The common components of the electrical power and information network with integrated glass fiber are, for example, permanently installed installation cables with sockets and variable installations, such as flexible mains cables, simple plugs, multiple plugs and power strips. A major advantage of the optical information network according to the invention is that it consists exclusively of passive components, which are naturally not as dependent on technical progress as active components. Examples of passive components are glass fibers and electrical contacts.
In der Praxis sind die Steckverbindungen normierte Komponenten des elektrischen Stromnetzes, insbesondere normierte Standardsteckdosen/-stecker, in welche zusätzlich zu den elektrischen Leitern Phase, Null und Erde wenigstens eine Glasfaser mit entsprechenden Kontakten integriert ist. Bei Mehrfachanschlüssen weist die Glasfaser einen Strahlteiler üblicher Bauart auf.In practice, the plug connections are standardized components of the electrical power network, in particular standardized standard sockets / plugs, into which phase, zero and earth are at least in addition to the electrical conductors an optical fiber with corresponding contacts is integrated. In the case of multiple connections, the glass fiber has a conventional beam splitter.
Die Glasfasern des optischen Informationsnetzes können über gesicherte, ab- schaltbare Geräte mit elektrischem Netzteil und optischem Interface an wenigstens eine externe Informationszuleitung angeschlossen werden, insbesondere über wenigstens einen an einer Steckdose angeschlossenen Transceiver (Transmitter-Receiver) oder wenigstens ein Modem. Dabei kann ein an einer Steckdose angeschlossener Transceiver mehrere lokale Informationsnetze ver- sorgen. Praktische Beispiele für externe Informationszuleitungen sind Telefon-, Fernseh- und Internetleitungen, welche vorzugsweise ebenfalls Glasfasern sind.The glass fibers of the optical information network can be connected to at least one external information line via secured, disconnectable devices with an electrical power pack and optical interface, in particular via at least one transceiver (transmitter-receiver) connected to a socket or at least one modem. A transceiver connected to a socket can supply several local information networks. Practical examples of external information lines are telephone, television and internet lines, which are preferably also glass fibers.
Als externe Informationszuleitung kann jedoch auch ein festinstallierter elektri- scher Stromleiter benutzt werden, die elektrischen Signale müssen über eine elektrooptische Kupplung in optische Signale umgewandelt werden. Diese Variante ist in der Regel nur für verhältnismässig niedrige Übertragungsraten geeignet.However, a permanently installed electrical current conductor can also be used as an external information feed; the electrical signals must be converted into optical signals via an electro-optical coupling. This variant is generally only suitable for relatively low transmission rates.
Die handelsüblichen Glasfasern erlauben eine Kommunikation in immer höheren Übertragungsbandbreiten. Die übliche Kapazität beträgt pro Glasfaser etwa 1 Gbit/sec und verdoppelt sich jedes Jahr. Hochkanalige Wellenmultiplexsy- steme lassen sich insbesondere mit NZDS-Fasem (Non-Zero-Dispersion-Shif- ted Fibers) realisieren.The commercially available glass fibers allow communication in ever increasing transmission bandwidths. The usual capacity is about 1 Gbit / sec per fiber and doubles every year. High-channel wave multiplex systems can be realized in particular with NZDS fibers (non-zero dispersion-shifted fibers).
Je breitbandiger Informationsnetze auf der Basis von Glasfasern sind, desto eher kann der Einsatz von optischen Verstärkern angezeigt sein. Die meisten Informationsnetze, insbesondere für Haushalte, benötigen jedoch keinen Verstärker.The broadband information networks are based on glass fibers, the sooner the use of optical amplifiers can be indicated. Most information networks, especially for households, do not require an amplifier.
Nach einer Variante kann eine Glasfaser ohne elektrische Steckkomponenten aus einem Netzkabel herausgeführt und extern mit einer Optokupplung an ein Interface eines Gerätes angeschlossen sein, falls dieses nicht an das elektrische Stromnetz angeschlossen ist. Weiter kann eine Glasfaser aus einem Netzkabel herausgeführt und extern an ein optisches Interface eines nicht entsprechend ausgerüsteten Gerätes angeschlossen sein.According to a variant, a glass fiber can be led out of a mains cable without electrical plug-in components and externally with an optocoupling Interface of a device must be connected if it is not connected to the electrical power network. Furthermore, an optical fiber can be led out of a power cable and connected externally to an optical interface of a device that is not equipped accordingly.
In Bezug auf das Verfahren zur Nutzung eines Informationssystems wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass es gleichzeitig mit verschiedenen Standards genutzt wird. Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.With regard to the method for using an information system, the object is achieved according to the invention in that it is used simultaneously with different standards. Special and further developing embodiments of the method are the subject of dependent patent claims.
Die gleichzeitige Nutzung kann insbesondere mit verschiedenen Wellenlängen und/oder unterschiedlichen Übertragungsraten erfolgen. Die teurere Hochgeschwindigkeitsübertragung ist insbesondere für Computer, Multimedia und Kommunikation geeignet, die preisgünstigeren niedrigeren Übertragungsraten für ein Haushaltnetz zur Steuerung und Überwachung von Haushaltsgeräten und/oder für den Objektschutz. Der diesbezügliche Aufbau einer Infrastruktur mit optischen Monomodeglasfasem und die Nutzung mit zwei getrennten Wellenlängen für Senden und Empfangen gewährleistet nach den bisherigen Erkenntnissen eine optimale Betriebsweise.The simultaneous use can take place in particular with different wavelengths and / or different transmission rates. The more expensive high-speed transmission is particularly suitable for computers, multimedia and communication, the cheaper lower transmission rates for a household network for controlling and monitoring household appliances and / or for property protection. In this regard, the establishment of an infrastructure with optical single-mode glass fibers and the use of two separate wavelengths for sending and receiving ensure optimal operation, based on the previous knowledge.
Die Standards und Protokolle der Informationsübertragung werden bevorzugt durch die an den Steckdosen angeschlossenen Geräte bestimmt. Dadurch können diese Standards ohne Änderung der festen Installationen der technischen Entwicklung angepasst werden. Bereits heute sind Übertragungsraten bis 10 Gbit/sec möglich. Damit kann der Bedarf der lokalen Informationsübertragung auch für einen längeren Zeithorizont gewährleistet und die Investitionen für die nächsten Dekaden genutzt werden.The standards and protocols for information transmission are preferably determined by the devices connected to the sockets. As a result, these standards can be adapted to technical developments without changing the fixed installations. Transfer rates of up to 10 Gbit / sec are already possible today. This means that the need for local information transfer can also be guaranteed over a longer time horizon and the investments can be used for the next few decades.
Ein erfindungsgemässes Heim- und Gebäudeinformationssystem kann auch allen heutigen und künftigen technischen und wirtschaftlichen Anforderungen gerecht werden. Es beinhaltet beispielsweise - die Steuerung von Beleuchtung, Heizung, Beschattung, Türen, Fenster, Thermostaten, Druckmessern, Schadstoffmeldern, Kameras, der Zutrittskontrolle und Überwachung in GebäudenA home and building information system according to the invention can also meet all current and future technical and economic requirements. It includes, for example - Control of lighting, heating, shading, doors, windows, thermostats, pressure gauges, pollutant detectors, cameras, access control and surveillance in buildings
- die Vernetzung von PCs, Druckern, Scannern, Modems usw.- the networking of PCs, printers, scanners, modems etc.
- die Übertragung von Ton, Bild und Daten, via Multimedia, Fernsehen, Radio und Internet.- the transmission of sound, images and data, via multimedia, television, radio and the Internet.
Die spezifischen Vorteile der vorliegenden Erfindung können kurz wie folgt zu- sammengefasst werden:The specific advantages of the present invention can be briefly summarized as follows:
- Die Stromversorgung und die Informationen können derselben Steckdose über dasselbe Netzkabel entnommen und die Informationen derselben Steckdose zugeführt werden.- The power supply and the information can be taken from the same socket via the same mains cable and the information can be fed to the same socket.
- Fast alle Peripherie- und Endgeräte haben ein flexibles Netzkabel, dieses wird auch für die Übertragung von Information genutzt, es sind keine weiteren Kabel notwendig.- Almost all peripheral and end devices have a flexible power cable, this is also used for the transmission of information, no further cables are necessary.
- Ein lokal begrenztes optisches Informationsnetz mit kontrolliertem Zugang ist nach aussen über Geräte und/oder dezidierte Leitungen abgeschlossen. Das Informationssystem ist eine Investition in die Zukunft, kann überall bei einer Neuverkabelung miteingerichtet, aber auch nachgerüstet werden, ist kompatibel zu allen bestehenden Technologien und offen für zukünftige Entwicklungen.- A locally limited optical information network with controlled access is closed to the outside via devices and / or dedicated lines. The information system is an investment in the future, can be installed anywhere with new cabling, but can also be retrofitted, is compatible with all existing technologies and is open for future developments.
- Das optische Informationsnetz ist eine preisgünstige, aus einfachen, passiven Bausteinen aufgebaute dauerhafte Installation, die so einfach wie das elektrische Stromnetz zu nutzen ist und eine sehr lange Lebensdauer hat.- The optical information network is an inexpensive, permanent installation made up of simple, passive components that is as easy to use as the electrical power network and has a very long service life.
- Das lokale Glasfaser-Informationsnetz ist sehr gut skalierbar, modular und flexibel verwendbar. Schon eine einfache Mehrfachsteckdose mit integriertem Informations-Glasfasemetz bildet ein kleines Netzwerk, das von allen daran angeschlossenen Peripherie- und Endgeräten benutzt werden kann. - Es sind gemischte Netzwerke möglich, alle Normkomponenten des elektrischen Stromnetzes ohne Glasfasern können integriert werden.- The local fiber optic information network is very scalable, modular and flexible. A simple multiple socket with an integrated information fiber network already forms a small network that can be used by all peripheral and terminal devices connected to it. - Mixed networks are possible, all standard components of the electrical power network without glass fibers can be integrated.
- An jeder beliebigen Steckdose kann eine WLAN-Basisstation (Wire Local Aera Network) angeschlossen und so auch mobile Geräte über Funk in das Informationsnetz integriert werden.- A WLAN base station (Wire Local Aera Network) and mobile devices can be integrated into the information network via radio.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- spielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawing, which are also the subject of dependent claims. They show schematically:
- Fig. 1 eine Frontansicht eines elektrischen Standardsteckers mit integrierter Glasfaser, - Fig. 2 eine Seitenansicht des offenen Steckers gemäss Fig. 1 ,1 shows a front view of an electrical standard plug with integrated glass fiber, FIG. 2 shows a side view of the open plug according to FIG. 1,
- Fig. 3 eine Seitenansicht einer offenen Steckdose für einen Stecker gemäss Fig. 1 und 23 shows a side view of an open socket for a plug according to FIGS. 1 and 2
- Fig. 4 einen Querschnitt durch ein flexibles Netzkabel mit integrierter- Fig. 4 shows a cross section through a flexible power cord with an integrated
Glasfaser - Fig. 5 die festverlegten Installationsleitungen eines elektrischenGlass fiber - Fig. 5 the fixed installation lines of an electrical
Strom- und lokalen Informationsnetzes,Electricity and local information network,
- Fig. 6 eine variable Installation zum Anschluss an die Installationsleitungen von Fig. 5,6 shows a variable installation for connection to the installation lines from FIG. 5,
- Fig. 7 die Verbindung mehrerer Strom- und Informationsnetze, und - Fig. 8 eine Variante von Fig. 7 mit einer zentralen Anlage.7 shows the connection of several power and information networks, and FIG. 8 shows a variant of FIG. 7 with a central system.
Fig. 1 und 2 zeigen einen elektrischen Stecker 10, Fig. 3 eine Steckdose 12, beide ausgebildet als Standardkomponenten nach schweizerischer Norm. Isolierte elektrische Leiter 14, ausgebildet als Kupferdrähte oder -litzen, führen zu den Kontaktstiften Phase 16, Null 18 und Erde 20 bzw. den entsprechenden Buchsen Phase 22, Null 24 und Erde 26.1 and 2 show an electrical plug 10, FIG. 3 a socket 12, both designed as standard components according to the Swiss standard. Insulated electrical conductors 14, designed as copper wires or strands, lead to the contact pins phase 16, zero 18 and earth 20 or the corresponding sockets phase 22, zero 24 and earth 26.
Diese üblich ausgebildeten Steckkomponenten 10, 12 enthalten erfindungsge- mäss zusätzlich eine zu einer Optokupplung 28 führende Glasfaser 30. Bei in die Steckdose 12 gestecktem Stecker 10 sind nicht nur die drei elektrischen Leiter 14, sondern auch die Glasfasern 30 miteinander verbunden. Die elektrische Speisung und der Informationsschluss werden gleichzeitig hergestellt. Offensichtlich kann auch ein normaler Standardstecker 10 ohne Glasfaser 30 bzw. Optokupplung 28 gesteckt werden, dabei wird lediglich die elektrische Versorgung, jedoch nicht der Informationsfluss über eine Glasfaser hergestellt. Entsprechend kann ein Stecker 10 mit Glasfaser 30 und Optokupplung 28 in eine normale Standardsteckdose 12 ohne Glasfaser gesteckt werden, wobei die Optokupplung 28 bündig versenkt ist. In beiden Fällen wird von einem gemischten System gesprochen.According to the invention, these customarily designed plug-in components 10, 12 additionally contain a glass fiber 30 leading to an optical coupling 28. When the plug 10 is plugged into the socket 12, not only the three electrical conductors 14 but also the glass fibers 30 are connected to one another. The electrical supply and the information lock are established at the same time. Obviously, a normal standard plug 10 without an optical fiber 30 or optocoupling 28 can also be plugged in, only the electrical supply, but not the information flow, is established via an optical fiber. Correspondingly, a plug 10 with glass fiber 30 and optical coupling 28 can be inserted into a normal standard socket 12 without optical fiber, the optical coupling 28 being recessed flush. In both cases we speak of a mixed system.
Selbstverständlich kann die dargestellte Normausführung durch jede in anderen Ländern übliche Standardausführung problemlos ersetzt werden.Of course, the standard version shown can be easily replaced by any standard version common in other countries.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt IV/IV durch ein flexibles Netzkabel 32 gemäss Fig. 2. Neben den drei elektrischen Leitern 14 ist eine Glasfaser 30 in das Netz- kabel 32 integriert, alle Leiter sind von einem Schutzmantel 34 umhüllt.FIG. 4 shows a cross section IV / IV through a flexible mains cable 32 according to FIG. 2. In addition to the three electrical conductors 14, a glass fiber 30 is integrated into the mains cable 32, all conductors are covered by a protective jacket 34.
Ein in Fig. 5 angedeuteter Grundriss einer wenigstens teilweise dargestellten Gebäudeetage 36 mit mehreren Räumen, welche mit einem elektrischen Stromnetz 38 und einem Informationsnetz 40 ausgestattet sind.A floor plan indicated in FIG. 5 of an at least partially shown building floor 36 with a plurality of rooms which are equipped with an electrical power network 38 and an information network 40.
Das über eine Stromzuleitung 39 durch eine Gebäudeaussenwand 42 gespeiste elektrische Stromnetz 38 umfasst normale elektrische Leiter 14 aus Kupferdrähten für eine Hausinstallation, kann jedoch auch in üblicher Weise als lokales Busnetz ausgebildet sein. Die elektrischen Leiter 14 führen zu kombinierten Steckdosen 12 gemäss Fig. 3, welche an Aussen- 42 und/oder Innenwänden 58 montiert sind. Die Verzweigungen 44 der elektrischen Leiter 14 sind in üblicher weise als Klemmverbindungen in einer Installationsdose ausgebildet.The electrical power network 38, which is fed through a power supply line 39 through an outer wall 42 of the building, comprises normal electrical conductors 14 made of copper wires for a house installation, but can also be designed in the usual way as a local bus network. The electrical conductors 14 lead to combined sockets 12 according to FIG. 3, which are mounted on outer 42 and / or inner walls 58. The branches 44 of the electrical conductors 14 are designed in the usual way as clamp connections in an installation box.
Parallel zum elektrischen Stromnetz 38 ist ein lokales Informationsnetz 40 mit wenigstens einer fest installierten Glasfaser 30 verlegt und zu den SteckdosenIn parallel to the electrical power network 38, a local information network 40 with at least one permanently installed optical fiber 30 is laid and to the sockets
12 geführt. Verzweigungen im Informationsnetz erfolgen mit Strahlteilern 46.12 out. Branches in the information network are made using beam splitters 46.
Nach einer nicht dargestellten Variante können fest installierte Steckdosen 12 einzeln mit jeweils einer eigenen Glasfaser 30 zu einer zentralen Anlage - z. B. einem Verteilerkasten - geführt werden, um Verluste in Strahlteilern 46 zu minimieren oder zu vermeiden. Die Informationen können zusammen mit dem elektrischen Strom an allen Steckdosen 12 bezogen bzw. eingespeist werden.According to a variant not shown, permanently installed sockets 12 individually with their own glass fiber 30 to a central system - e.g. B. a distribution box - are performed to minimize or avoid losses in beam splitters 46. The information can be obtained or fed in at all sockets 12 together with the electrical current.
Der in Fig. 5 dargestellte festisolierte Teil des elektrischen Stromnetzes 38 und des Informationsnetzes 40 ist unter Putz verlegt, kann jedoch insbesondere bei Nachrüstungen auch auf Putz in Installationsrohren erfolgen.The permanently insulated part of the electrical power network 38 and the information network 40 shown in FIG. 5 is installed under plaster, but can also be carried out on plaster in installation pipes, in particular when retrofitting.
In Ergänzung zu den festverlegten Installationsleitungen 38, 40 gemäss Fig. 5 zeigt Fig. 6 eine variable Installation 48, welche über einen Stecker 10 und ein flexibles Netzkabel 32 an eine Steckdose 12 angeschlossen ist. Das Netzkabel 32 ist andernends mit einem Vielfachstecker 50 verbunden, welcher auch als Steckerleiste ausgebildet sein kann. Die Verzweigungen 44 der elektrischen Leiter 14 und die Strahlteiler 46 der Glasfaser/n 30 sind entsprechend Fig. 5 mit festverlegten Installationsleitungen ausgebildet.In addition to the permanently installed installation lines 38, 40 according to FIG. 5, FIG. 6 shows a variable installation 48 which is connected to a socket 12 via a plug 10 and a flexible mains cable 32. The power cable 32 is connected at the other end to a multiple plug 50, which can also be designed as a plug connector. The branches 44 of the electrical conductors 14 and the beam splitters 46 of the glass fiber / s 30 are designed in accordance with FIG. 5 with permanently installed installation lines.
An der dreifach verzweigten Steckerleiste 50 gemäss Fig. 6 ist ein weiterer Stecker 10 mit einem flexiblen Netzkabel 32 angeschlossen. Dieses Netzkabel 32 führt zu einem Peripherie- oder Endgerät 52, welches ein von drei elektrischen Leitern 14 gespeistes Netzteil 54 und ein von der Glasfaser 30 des Informationsnetzes 40 gespeistes optisches Interface 56 umfasst. Wahlweise können am Vielfachstecker 50 auch Endgeräte 52 ohne integrierte Glasfaser 30 angeschlossen werden.A further plug 10 with a flexible mains cable 32 is connected to the triple-branched plug connector 50 according to FIG. 6. This power cord 32 leads to a peripheral or terminal device 52, which comprises a power supply 54 fed by three electrical conductors 14 and an optical interface 56 fed by the optical fiber 30 of the information network 40. Optionally, terminal devices 52 without integrated glass fiber 30 can also be connected to the multiple plug 50.
Die variable Installation 48 kann an jeder beliebigen Steckdose 12 einer Ge- bäudeaussen- 42 oder Innenwand 58 (Fig. 5) angeschlossen werden.The variable installation 48 can be connected to any socket 12 of a building exterior 42 or interior wall 58 (FIG. 5).
Die Gebäudeetage 36 gemäss Fig. 7 umfasst - wie Fig. 5 - festverlegte Instal- lationsleitungen 14, 30 für das elektrische Stromnetz 38 mit einer Stromzuleitung 39 und für das mit einer Informationszuleitung 41 ausgestattete Informationsnetz 40. Die Informationszuleitung 41 ist vorliegend eine Telefon- und Ka- belfernsehleitung.The building floor 36 according to FIG. 7 comprises — like FIG. 5 — permanently installed installation lines 14, 30 for the electrical power network 38 with a power supply line 39 and for the information network 40 equipped with an information supply line 41 Ka belfernsehleitung.
Im Raum Ri ist an einer Steckdose 12 eine variable Installation in Form eines Transceivers 60 angeschlossen. Der Transceiver 60 ist, entsprechend einem Peripherie- oder Endgerät 52 (Fig. 6), an einer Steckdose 12 angeschlossen, versorgt über diese Steckdose 12 ein Netzteil 54 mit elektrischem Strom und verbindet die Informationszuleitung 41 über eine angebaute Elektronik und ein optisches Interface 56 mit dem lokalen Informationsnetz 40 aus Glasfasern 30.In the room Ri, a variable installation in the form of a transceiver 60 is connected to a socket 12. The transceiver 60, corresponding to a peripheral or terminal device 52 (FIG. 6), is connected to a socket 12, supplies a power supply 54 with electrical current via this socket 12 and connects the information line 41 via an attached electronics and an optical interface 56 the local information network 40 made of glass fibers 30.
Entsprechend ist im Raum R2 ein weiteres lokales Informationsnetz 40 für die Räume R3 und R4 abtrennbar angeordnet.Correspondingly, a further local information network 40 for rooms R 3 and R 4 is arranged separably in room R 2 .
Das lokale Glasfaser-Informationsnetz 40 ist damit ein sicheres und abgekapseltes lokales Netz, das nur über einen kontrollierten Zugang, den Transceiver 60, an die Aussenwelt angeschlossen wird, und welches von dort auch jederzeit abgetrennt werden kann.The local fiber optic information network 40 is thus a secure and encapsulated local network which is only connected to the outside world via controlled access, the transceiver 60, and which can also be disconnected from there at any time.
Nach Fig. 8 sind alle Steckdosen 12 der festverlegten Installation 38 über eine eigene optische Leitung 30 mit einer zentralen Anlage 62 verbunden, z. B. ei- nem optischen Switch. Zum Minimieren der Verluste im fest installierten passiven optischen Informationsnetz 40 werden die Steckdosen 12 einzeln über je eine optische Leitung 30 an die zentrale Anlage 62 geführt. Damit erübrigt sich die Verwendung von Strahlteilern 46. 8, all sockets 12 of the fixed installation 38 are connected via a separate optical line 30 to a central system 62, for. B. an optical switch. To minimize the losses in the permanently installed passive optical information network 40, the sockets 12 are routed individually to the central system 62 via an optical line 30 each. The use of beam splitters 46 is therefore unnecessary.

Claims

Patentansprüche claims
1. Heim- und Gebäudeinformationssystem mit wenigstens je einem an eine elektrische Stromzuleitung (39) angeschlossenen elektrischen Stromnetz (38) und einem lokalen optischen Informationsnetz (40) für den Informationsaustausch und die Speisung, Steuerung und Überwachung von Peripherie- und Endgeräten (52),1. home and building information system, each with at least one electrical power network (38) connected to an electrical power supply line (39) and a local optical information network (40) for the exchange of information and the supply, control and monitoring of peripheral and terminal devices (52),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die elektrischen Leiter (14) des Stromnetzes (38) und wenigstens eine Glasfaser (30) eines optischen passiven Informationsnetzes (40) in allen Komponenten parallel verlaufend und integriert angeordnet sind, wobei diese Komponenten fest verlegte Installationsleitungen (24, 30) mit Steck- dosen (12) einerseits und variable Installationen (48) mit flexiblen Netzkabeln (32) und Steckern (10, 50) andrerseits umfassen.the electrical conductors (14) of the power network (38) and at least one glass fiber (30) of an optical passive information network (40) are arranged running parallel and integrated in all components, these components being permanently installed installation lines (24, 30) with sockets (12) on the one hand and variable installations (48) with flexible power cables (32) and plugs (10, 50) on the other hand.
2. Informationssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern (30) des optischen Informationsnetzes (40) über gesicherte, abschaltbare Geräte (60) mit elektrischem Netzteil (54) und optischem Interface (56) an wenigstens eine Informationszuleitung (41 ) angeschlossen sind.2. Information system according to claim 1, characterized in that the glass fibers (30) of the optical information network (40) via secured, disconnectable devices (60) with an electrical power supply (54) and optical interface (56) connected to at least one information line (41) are.
3. Informationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in bevorzugt normierten Standardsteckdosen (12), -Steckern (10), -vielfach- steckem (50) und -steckerleisten zusätzlich zu Phase (16, 22), Null (18, 24) und Erde (20, 26) wenigstens eine Glasfaser (30) mit den entsprechenden Optokupplungen (28) integriert ist, wobei die Glasfaser (30) bei jeder Verzweigung (44) der elektrischen Leiter (14), in jedem Vielfachstecker (50) und in jeder Steckerleiste einen Strahlteiler (46) aufweist.3. Information system according to claim 1 or 2, characterized in that in preferably standardized standard sockets (12), plugs (10), multiple plugs (50) and plug strips in addition to phase (16, 22), zero (18, 24) and earth (20, 26) at least one glass fiber (30) is integrated with the corresponding optical couplings (28), the glass fiber (30) at every branching (44) of the electrical conductors (14), in each multiple plug (50) and has a beam splitter (46) in each connector strip.
4. Informationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass alle Steckdosen (12) der fest verlegten Installation (38) über eine eigene optische Leitung (30) mit einer zentralen Anlage (62) verbunden sind, was die Elimination oder eine eingeschränkte Anzahl von Strahlteilern (46) in der fest verlegten und Vielfachsteckern (50) in den variablen Installationen (48) erlaubt.4. Information system according to one of claims 1 to 3, characterized in records that all sockets (12) of the permanently installed installation (38) are connected to a central system (62) via their own optical line (30), which eliminates or eliminates a limited number of beam splitters (46) in the permanently installed and Multiple plugs (50) allowed in the variable installations (48).
5. Informationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Informationsnetz (40) über ein an einer Steckdose (12) angeschlossenes optisches Interface (56), vorzugsweise wenigstens einen Transceiver (60) mit Netzteil (54) und optischem Interface (56), oder wenigstens einem Modem an die externe/n Informationszuleitung/en (41 ) angeschlossen ist.5. Information system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the optical information network (40) via a to a socket (12) connected optical interface (56), preferably at least one transceiver (60) with power supply (54) and optical Interface (56), or at least one modem to the external information line (s) (41) is connected.
6. Informationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einer Steckdose (12) angeschlossener Transceiver (60) mehrere lokale Informationsnetze (40) versorgt.6. Information system according to one of claims 1 to 5, characterized in that a transceiver (60) connected to a socket (12) supplies several local information networks (40).
7. Informationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationszuleitung/en (41 ), Telefon-, Fernseh- und/oder Internetleitungen sind.7. Information system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the information feed line (s) (41), telephone, television and / or Internet lines.
8. Informationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaser (30) aus einem flexiblen Netzkabel (32) herausgeführt und extern an ein optisches Interface (56) eines nicht vom elektrischen Stromnetz (38) versorgten Peripherie- oder Endgerät (52) angeschlossen ist, oder die Glasfaser (30) aus einem flexiblen Netzkabel (32) herausgeführt und extern an ein optisches Interface eines nicht entsprechend ausgerüsteten Peripherie- oder Endgerätes (52) angeschlossen ist.8. Information system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the glass fiber (30) led out of a flexible power cable (32) and externally to an optical interface (56) of a peripheral device or terminal device not supplied by the electrical power network (38) (52) is connected, or the glass fiber (30) is led out of a flexible power cable (32) and externally connected to an optical interface of a peripheral or terminal device (52) that is not equipped accordingly.
9. Verfahren zur Nutzung eines Informationssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es gleichzeitig mit verschiedenen Standards genutzt wird. 9. A method for using an information system according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is used simultaneously with different standards.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Standards und Protokolle der Informationsübertragung durch die an den Steckdosen (12) angeschlossenen Geräte (52) bestimmt werden.10. The method according to claim 9, characterized in that the standards and protocols of the information transmission are determined by the devices (52) connected to the sockets (12).
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Computernetzwerke, Multimedia- und Kommunikationsgeräte mit Hochgeschwindigkeitsübertragung, insbesondere bis etwa 10 Gbit/sec, Haushalt-, Büro- und Werkstattgeräte mit niedrigeren Übertragungsraten betrieben werden, vorzugsweise mit getrennten Wellenlängen für Senden und Empfangen. 11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that computer networks, multimedia and communication devices with high-speed transmission, in particular up to about 10 Gbit / sec, household, office and workshop devices are operated at lower transmission rates, preferably with separate wavelengths for transmission and Receive.
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