EP1510988A2 - Übertragungsnetzwerk für die Übertragung mehrerer Informationsströme sowie Gefahrenmeldeanlage - Google Patents

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EP1510988A2
EP1510988A2 EP04019141A EP04019141A EP1510988A2 EP 1510988 A2 EP1510988 A2 EP 1510988A2 EP 04019141 A EP04019141 A EP 04019141A EP 04019141 A EP04019141 A EP 04019141A EP 1510988 A2 EP1510988 A2 EP 1510988A2
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EP
European Patent Office
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transmission
circuit means
frequency band
frequency
khz
Prior art date
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EP04019141A
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EP1510988B1 (de
EP1510988A3 (de
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Walter Vollenweider
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Original Assignee
Siemens Schweiz AG
Siemens AG
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    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/04—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using a single signalling line, e.g. in a closed loop
    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/08—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using communication transmission lines
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/16—Security signalling or alarm systems, e.g. redundant systems

Definitions

  • the invention is in the field of transmitting a plurality of information streams via a common transmission medium.
  • the transmission capacity is particularly easy to increase if the available bandwidth of the transmission medium by the original transmission system is not complete is exploited. For example, a telephone line between headquarters and Participants a usable bandwidth of some 100 kHz. Analog telephony used but only the range between 300 Hz and 3.4 kHz. The reason is that on the one hand despite this limited frequency range, a sufficiently good voice quality is achieved, and on the other hand the continuing transmission channels between the central stations have lower bandwidth than the specified few 100 kHz. This for phone calls Unnecessary transmission capacity can be used for various additional services be used. For example, in Switzerland a long time ago the high-frequency telephone claim introduced. On a normal telephone line are above the Voice band several broadcast channels in amplitude modulation. With similar Methods are also transmitted additional voice channels or the charge information.
  • the transmission characteristic within the additional frequency range is in many cases not as balanced as one would wish. For example, for certain Frequencies will be a very strong attenuation. To a digital transmission in these difficult frequencies was to be thought of as sufficiently powerful and affordable digital signal processing equipment became available. For example, can the receiver an adaptive digital filter are connected upstream, the frequency response of the Inverse of the frequency response of the line is. The resulting overall frequency response is then reasonably straight, so that the digital data transmission is possible. Such procedures are used for example in ISDN (Integrated Services Digital Network). ISDN is a Standard, which is widely used in telephony today. Also a transmission according to the ISDN standard does not fully occupy the available frequency band. So are the lowest frequencies and in particular the frequency 0 Hz is not used.
  • the invention is now intended to provide a network for the transmission of information which is particularly suitable for the needs of safety technology, in the is known for such transfers of information special requirements consist. So there are norms that require the transmission of safety-related data regardless of the transfer of any other data, so that Security-relevant data is usually routed via separate transmission lines become. But there are also facilities that provide such data over a regular telephone line to lead. However, for safety-relevant data, the frequency range is around 50 kHz used while the phone calls continue in the frequency range between 300 Hz and 3.4 kHz are performed. It should also be remembered that for several years security-related Data may also be transmitted via radio channels, but radio channels naturally not completely separated.
  • the invention relates to a transmission network for a security alarm system, with a individual components of this system connecting electrical line, which for the mutually uninfluenced and independent transmission of at least two streams of information is trained.
  • the transmission network according to the invention is characterized in order to ensure the independence of the transfer of at least two Information streams
  • first circuit means for coupling signals into a first Transmission channel in a first frequency band with a lower limit frequency of at least 1 kHz and second circuit means for coupling signals in a second Transmission channel in a second frequency band with one below the lower limit frequency the first frequency band lying upper limit frequency are provided, wherein the said circuit means have a suitable filter characteristic, and that in first transmission channel information transfer of any kind and in the second transmission channel an information transmission by means of digital transmission technology takes place.
  • the invention is based on the recognition that the required independence of the transmission safety-relevant data from the transmission of other data in a simple manner can be achieved that the transmission of safety-related data in one separate frequency band takes place.
  • the security-relevant data are in the second sub-band, So in the frequency range below, for example, 10 kHz using digital transmission technology transfer.
  • the inventive method differs from all Hitherto known method in that so far in the second subband only analog Techniques are used.
  • a first preferred embodiment of the transmission network according to the invention characterized in that provided for the first transmission channel circuit means are substantially high-pass characteristic, and that for the second Transmission channel circuit means are provided, which are essentially a low-pass characteristic exhibit.
  • a second preferred embodiment of the transmission network according to the invention characterized in that the lower limit frequency of the first frequency band approximately 100 kHz and the upper limit frequency of the second frequency band is about 10 kHz.
  • a third preferred embodiment of the transmission network according to the invention characterized in that said first circuit means are connected in series with the line switched capacitors included.
  • a fourth preferred embodiment of the transmission network according to the invention characterized in that said second circuit means are in series with the line included switched inductors.
  • the invention further relates to a hazard alarm system with a central, arranged distributed Danger detectors and ancillary equipment and with a central office with the distributed Component connecting detector line, which for the mutually uninfluenced and independent transmission of at least two information streams is formed.
  • the inventive alarm system is characterized in that to ensure the independence of the transmission of the at least two information streams Coupling members and first circuit means for separating a first frequency band with a lower limit frequency of at least 1 kHz and second circuit means for Separation of a second frequency band with one below the lower limit frequency of first frequency band lying upper limit frequency are provided, and that in the first Frequency band information transmission of any kind and in the second frequency band one Information transmission with means of digital transmission technology takes place.
  • a first preferred embodiment of the inventive hazard alarm system is characterized in that said second circuit means is connected between the center and the detector line are provided and series inductors connected to the signaling line have, said second circuit means constructively formed as part of the center could be.
  • the two transmission channels shown in FIG. 1 are designed such that a mutually uninfluenced and independent transmission of two information streams can take place.
  • reference numerals 8, 9 designate two security devices of a security system, for example, a hazard detection system.
  • the security devices for example, the Central 8 and a detector 9 of the security system are, are by a detector line 1 connected line connected.
  • the control panel records the signals from the detector via the detector line1 Detector and performs control functions.
  • the Detector line 1 also serve to power the detectors.
  • the transmission channel between the safety devices 8, 9 does not need a line, but can basically by be formed any transmission medium, for example in the case of a radio link between the security devices 8, 9 through a radio channel.
  • the communication between the security devices 8, 9 takes place in the second frequency band FB2 of the transmission network.
  • Such accessories 2, 3 can, for example, cameras for monitoring escape routes (see EP-A-1 046 146) or peripherally distributed loudspeakers of an electroacoustic emergency warning system (see EP-A-1 111 565). Because of the high demands on safety the transmission of safety-relevant delivered by the security devices 8, 9 Information, so far was the information of the accessories 2, 3 not on the detector line 1 transferred. By the separation of the total in the transmission network exploitable frequency range in two non-overlapping sub-frequency bands FB1 and FB2 can now also the information of the accessories 2, 3 on the existing Transmission network, in the present case so via the detector line 1, to be transmitted.
  • These coupling networks comprise first circuit means provided according to the invention for the first frequency band FB1, which essentially have a high-pass characteristic, and second circuit means provided for the second frequency band FB2, which essentially have a low-pass characteristic.
  • the first circuit means are formed for example by simultaneously formed as a transformer transverse coils 4 and 5 longitudinal capacitors for the separation of the information provided for the additional devices 2.3 provided first frequency band FB1 with the lower limit frequency f u, for example, 100 kHz.
  • the second circuit means are formed by longitudinal coils 6 and transverse capacitors 7 for the separation of the intended for the safety-related information second frequency band FB2 with the upper limit frequency f o, for example, 10kHz.
  • Fig. 3 shows a first embodiment of a security system, which also is fully functional upon interruption of the loop.
  • the Detector line 1 is connected to a central station 8, which all necessary circuit means contains sufficient to separate signals in the first frequency range.
  • To the detector line 1 are detectors 9, 10 and accessories 2, 3 with the respective necessary circuit means (see Fig. 2) turned on.
  • the detectors 9, 10 transmit their information in the second Frequency range and the accessories 2, 3 transmit their information in the first Frequency range.
  • the detector line 1 is not interrupted and forms one from the output of the control panel 8 way and back to that returning closed double loop. But it can occur that the detector line 1 is interrupted, for example, at a point 11. Then can the center 8 continue with the detector 9 via the top and with the detector 10 via operate the lower branch of the detector line 1, whereas a direct communication between the additional devices 2, 3 is no longer possible without additional precautions. So that too Accessories 2, 3 can continue to communicate with each other, are between the two branches of the Detection line in the region of their connected to the central 8 ends two coupling capacitors 12 inserted, whereby the two mentioned branches of the reporting line 1 for higher frequencies connected to each other.
  • one of the interruption of the Loop-shaped detector line 1 fully functional security system with additional devices 2, 3
  • the coupling capacitors 12 (FIG. 3) are replaced by a transformer 13, which has higher frequency Tensions from one of the two mentioned branches of the split detection line in coupled to the other.
  • Series capacitors 14 may be provided.
  • one of the interruptions of the Loop-shaped detector line 1 fully functional security system with additional devices 2, 3
  • the coupling capacitors 12 of the embodiment of Fig. 3 are not present.
  • the center 8 does not need all the more in the embodiment of FIG Separation of higher-frequency signals in the first frequency range required second Circuit means included; instead of the longitudinal coils 6 (Fig. 2) is a transformer 15 with four Windings provided which the four longitudinal coils 6 of the embodiment of FIG. 2 replace.

Abstract

Zur gegenseitig unbeeinflussten und unabhängigen Übertragung mehrerer Informationsströme über ein gemeinsames Übertragungsmedium wird das gesamte verfügbare Frequenzband des Übertragungsmediums in mindestens zwei Teilbänder (FB1, FB2) unterteilt. Das erste Teilband (FB1) weist eine untere Grenzfrequenz (fu) von mindestens 1 kHz, vorzugsweise 100 kHz auf. Das zweite Teilband (FB2) weist eine obere Grenzfrequenz (fo) auf, welche so gewählt ist, dass sich die Teilbänder sicher nicht überlappen. Im ersten Teilband (FB1) findet eine Informationsübertragung beliebiger Art und im zweiten Teilband (FB2) eine Informationsübertragung mit Mitteln der digitalen Übertragungstechnik statt. Im zweiten Teilband (FB2) können sicherheitsrelevante und im ersten Teilband (FB1) beliebige Informationen einer Sicherheitsanlage übertragen werden.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Übertragung mehrerer Informationsströme über ein gemeinsames Übertragungsmedium.
In der Praxis steht man oft vor dem Problem, dass über ein gegebenes Übertragungsmedium mehr Informationen als ursprünglich vorgesehen übertragen werden müssen. Das ist selbstverständlich nicht möglich, wenn das Medium bereits bis an die Grenze seiner theoretischen Übertragungskapazität ausgelastet ist. In vielen Fällen wird aber das Übertragungsmedium nur zu einem Bruchteil seiner Leistungsfähigkeit ausgenützt, so dass die Übertragung zusätzlicher Informationen möglich ist. Allerdings sind dafür zusätzliche Ausrüstungen zum Senden und Empfangen dieser zusätzlichen Informationen erforderlich.
Die Übertragungskapazität lässt sich besonders einfach erhöhen, wenn die verfügbare Bandbreite des Übertragungsmediums durch das ursprüngliche Übertragungssystem nicht vollständig ausgenützt wird. Beispielsweise weist eine Telefonleitung zwischen Zentrale und Teilnehmer eine nutzbare Bandbreite von einigen 100 kHz auf. Analoge Telefonie verwendet aber nur den Bereich zwischen 300 Hz und 3.4 kHz. Der Grund dafür liegt darin, dass einerseits trotz dieses beschränkten Frequenzbereichs eine genügend gute Sprachqualität erreicht wird, und andererseits die weiter führenden Übertragungskanäle zwischen den Zentralen eine geringere Bandbreite als die angegebenen einigen 100 kHz aufweisen.Diese für Telefongespräche nicht benötigte Übertragungskapazität kann für verschiedene zusätzliche Dienste benützt werden. Beispielsweise wurde in der Schweiz vor langer Zeit der Hochfrequenz-Telefonrundspruch eingeführt. Auf einer normalen Telefonleitung werden oberhalb des Sprachbandes mehrere Rundfunkkanäle in Amplitudenmodulation übertragen. Mit ähnlichen Verfahren werden auch zusätzliche Sprachkanäle oder die Gebühreninformation übertragen.
Die Übertragungscharakteristik innerhalb des zusätzlichen Frequenzbereichs ist in vielen Fällen nicht so ausgeglichen, wie man sich dies wünschen würde. So kann beispielsweise bei bestimmten Frequenzen eine sehr starke Dämpfung vorhanden sein. An eine digitale Übertragung in diesen schwierigen Frequenzen war erst zu denken, als genügend leistungsfähige und preisgünstige Mittel zur digitalen Signalverarbeitung verfügbar wurden. Beispielsweise kann dem Empfänger ein adaptives digitales Filter vorgeschaltet werden, dessen Frequenzgang das Inverse des Frequenzgangs der Leitung ist. Der resultierende gesamte Frequenzgang ist dann einigermassen gerade, so dass die digitale Datenübertragung möglich wird. Solche Verfahren werden beispielsweise bei ISDN (Integrated Services Digital Network) verwendet. ISDN ist ein Standard, der heute in der Telefonie weit verbreitet ist. Auch eine Übertragung nach dem ISDN-Standard belegt das verfügbare Frequenzband nicht vollständig. So sind die tiefsten Frequenzen und insbesondere die Frequenz 0 Hz nicht belegt.
Die genannten Übertragungsverfahren wurden auf dem Gebiet der Telegrafie und der Fernsprechtechnik erfunden und erstmals angewendet. Eine sehr ausführliche Darstellung dieser Technik findet man beispielsweise in dem Buch "Understanding Digital Subscriber Line Technology" von Th. Starr, J. M. Cioffi und P. J. Silverman, Prentice Hall, 1999. In neuerer Zeit wurden ähnliche Verfahren entwickelt, um auf Kabeln zur Stromversorgung zusätzliche Informationen zu übertragen. Diese Verfahren sind unter dem Begriff "Powerline Technology" bekannt. Ein bekannter Vorläufer der Powerline Technology ist die vor etwa 60 Jahren entstandene so genannte Tonfrequenz Rundsteuerung.
Durch die Erfindung soll nun ein Netzwerk für die Übertragung von Informationen angegeben werden, welches insbesondere für die Bedürfnisse der Sicherheitstechnik geeignet ist, bei der bekanntlich für derartige Übertragungen von Informationen besondere Anforderungen bestehen. So gibt es Normen, die fordern, dass die Übertragung sicherheitsrelevanter Daten unabhängig von der Übertragung irgendwelcher anderer Daten erfolgen muss, so dass sicherheitsrelevante Daten heute üblicherweise über getrennte Übertragungsleitungen geführt werden. Es gibt aber auch Einrichtungen, welche solche Daten über eine gewöhnliche Telefonleitung führen. Allerdings wird für sicherheitsrelevante Daten der Frequenzbereich um 50 kHz verwendet, während die Telefongespräche weiter im Frequenzbereich zwischen 300 Hz und 3.4 kHz geführt werden. Es sei auch daran erinnert, dass seit einigen Jahren sicherheitsrelevante Daten auch über Funkkanäle übertragen werden dürfen, wobei aber Funkkanäle naturgemäss nicht vollständig abgetrennt sind.
Die Erfindung betrifft ein Übertragungsnetzwerk für eine Gefahrenmeldeanlage, mit einer die einzelnen Komponenten dieser Anlage verbindenden elektrischen Leitung, welches für die gegenseitig unbeeinflusste und unabhängige Übertragung von mindestens zwei Informationsströmen ausgebildet ist. Das erfindungsgemässe Übertragungsnetzwerk ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Übertragung der mindestens zwei Informationsströme erste Schaltungsmittel zur Einkopplung von Signalen in einen ersten Übertragungskanal in einem ersten Frequenzband mit einer unteren Grenzfrequenz von mindestens 1 kHz und zweite Schaltungsmittel zur Einkopplung von Signalen in einen zweiten Übertragungskanal in einem zweiten Frequenzband mit einer unterhalb der unteren Grenzfrequenz des ersten Frequenzbandes liegenden oberen Grenzfrequenz vorgesehen sind, wobei die genannten Schaltungsmittel eine geeignete Filtercharakteristik aufweisen, und dass im ersten Übertragungskanal eine Informationsübertragung beliebiger Art und im zweiten Übertragungskanal eine Informationsübertragung mit Mitteln der digitalen Übertragungstechnik stattfindet.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die geforderte Unabhängigkeit der Übertragung sicherheitsrelevanter Daten von der Übertragung anderer Daten in einfacher Weise dadurch erreicht werden kann, dass die Übertragung der sicherheitsrelevanten Daten in einem getrennten Frequenzband erfolgt. Die sicherheitsrelevanten Daten werden im zweiten Teilband, also im Frequenzbereich unterhalb von beispielsweise 10 kHz mit Mitteln der digitalen Übertragungstechnik übertragen. Das erfindungsgemässe Verfahren unterscheidet sich von allen bisher bekannten Verfahren dadurch, dass bisher im zweiten Teilband ausschliesslich analoge Techniken verwendet werden.
Die Übertragung von Informationen in verschiedenen Frequenzbändern ist bekannt und üblich, siehe neben den schon erwähnten Beispielen beispielsweise die Trägerfrequenztelefonie und das auf Funkstrecken angewandte so genannte Tonsquelch (Norm EIA-220-B "Minimum Standards for Land Mobile Communication, Continuous Tone-Controlled Squelch Systems", bei dem unterhalb des Sprachbandes im Frequenzbereich von 67 Hz bis 250,3 Hz kontinuierlich ein Ton ausgesandt wird, der aus einer Vielzahl von Teilnehmern einen ganz bestimmten Teilnehmer adressiert. Gemeinsames Charakteristikum dieser früheren Verfahren ist die Übertragung von analogen Signalen in den verschiedenen Teilbändern. Es ist möglich, im ersten Teilband eine digitale Übertragung vorzunehmen, siehe dazu die US-A-6 519 325, wo im zweiten Teilband normalerweise Telefongespräche in analoger Technik stattfinden und im ersten Teilband Daten mit Hilfe von DSL (Digital Subscriber Loop) - Techniken übermittelt werden. Im Bedarfsfall kann die Gefahrenmeldeanlage die Übertragung im zweiten Teilband unterbrechen und die Telefonleitung für eigene Zwecke belegen. Dabei wird die Übertragung im ersten Teilband durch die Umschaltung im zweiten Teilband nicht beeinträchtigt.
Der Fachmann weiss, dass auch bei der Kombination einer analogen Übertragung im zweiten und einer digitalen Übertragung im ersten Teilband eine genügende Trennung der verschiedenen Teilbänder erforderlich ist, und er weiss auch, dass Aufgabe nicht allzu schwierig zu lösen ist. Er weiss ausserdem, dass es auch möglich ist, eine digitale Übertragung im zweiten Teilband mit einer digitalen Über-tragung im ersten Teilband zu kombinieren (Kombination von ISDN mit ADSL), was aber relativ sinnlos ist, weil Telefongespräche im zweiten Teilband ebenso gut mit analoger Technik geführt werden können. Grundsätzlich wäre auch eine Kombination von digitaler Übertragung im zweiten und analoger Übertragung im ersten Teilband möglich. Der Fachmann wird aber auf diese Variante verzichten und sie nicht in Erwägung ziehen, weil die digitale Übertragung leicht zu Störungen auf Harmonischen führen kann und gleichzeitig eine analoge Übertragung auf Störungen relativ empfindlich ist. Die erfindungsgemässe Lösung ist also für den Fachmann gerade nicht naheliegend, sondern stellt die Überwindung eines Vorurteils dar.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Übertragungsnetzwerks ist dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Übertragungskanal Schaltungsmittel vorgesehen sind, die im wesentlichen eine Hochpasscharakteristik aufweisen, und dass für den zweiten Übertragungskanal Schaltungsmittel vor-gesehen sind, die im wesentlichen eine Tiefpasscharakteristik aufweisen.
Es muss vermieden werden, dass im ersten Frequenzband niederfrequente Komponenten entstehen oder eingespeist werden, die in das zweite Frequenzband gelangen können, und es muss gleichzeitig vermieden werden, dass Komponenten mit hoher Frequenz die Funktion der Übertragungseinrichtung im ersten Frequenzband stören könnten.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Übertragungsnetzwerks ist dadurch gekennzeichnet, dass die untere Grenzfrequenz des ersten Frequenzbandes ungefähr 100 kHz und die obere Grenzfrequenz des zweiten Frequenzbandes ungefähr 10 kHz beträgt.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Übertragungsnetzwerks ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten ersten Schaltungsmittel in Serie zur Leitung geschaltete Kondensatoren enthalten.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Übertragungsnetzwerks ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Schaltungsmittel in Serie zur Leitung geschaltete Induktivitäten enthalten.
Die Erfindung betrifft weiter eine Gefahrenmeldeanlage mit einer Zentrale, verteilt angeordneten Gefahrenmeldern und Zusatzgeräten und mit einer die Zentrale mit den verteilten Komponenten verbindendenden Melderlinie, welche für die gegenseitig unbeeinflusste und unabhängige Übertragung von mindestens zwei Informationsströmen ausgebildet ist. Die erfindungsgemässe Gefahrenmeldeanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Übertragung der mindestens zwei Informationsströme Koppelglieder sowie erste Schaltungsmittel zur Abtrennung eines ersten Frequenzbandes mit einer unteren Grenzfrequenz von mindestens 1 kHz und zweite Schaltungsmittel zur Abtrennung eines zweiten Frequenzbandes mit einer unterhalb der unteren Grenzfrequenz des ersten Frequenzbandes liegenden oberen Grenzfrequenz vorgesehen sind, und dass im ersten Frequenzband eine Informationsübertragung beliebiger Art und im zweiten Frequenzband eine Informationsübertragung mit Mitteln der digitalen Übertragungstechnik stattfindet.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Schaltungsmittel zwischen der Zentrale und der Melderlinie vorgesehen sind und Serie zur Meldelinie geschaltete Induktivitäten aufweisen, wobei diese zweiten Schaltungsmittel konstruktiv als Teil der Zentrale ausgebildet sein können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung von zwei erfindungsgemässen Übertragungskanälen in einem Übertragungsnetzwerk,
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines Koppelnetzwerks für die unabhängige Übertragung von zwei Informationsströmen im Übertragungsnetzwerk von Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer auch bei Unterbrechung der Meldeleitung voll funktionsfähigen Sicherheitsanlage,
Fig. 4
eine erste Variante der Sicherheitsanlage von Fig. 3; und
Fig. 5
eine zweite Variante der Sicherheitsanlage von Fig. 3.
Die in Fig. 1 dargestellten zwei Übertragungskanäle sind so ausgebildet, dass eine gegenseitig unbeeinflusste und unabhängige Übertragung von zwei Informationsströmen erfolgen kann. Zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Übertragung der zwei Informationsströme sind Mittel zur Filterung sowie erste Schaltungsmittel zur Abtrennung eines ersten Frequenzbandes FB1 mit einer unteren Grenzfrequenz fu von mindestens 1 kHz und zweite Schaltungsmittel zur Abtrennung eines zweiten Frequenzbandes FB2 mit einer unterhalb der unteren Grenzfrequenz fu des ersten Frequenzbandes FB1 liegenden oberen Grenzfrequenz fo vorgesehen. Wichtig ist, dass sich die beiden Frequenzbänder FB1 und FB2 nicht überlappen. In der Praxis beträgt beispielsweise die untere Grenzfrequenz fu des ersten Frequenzbandes FB1 100 kHz und die obere Grenzfrequenz fo des zweiten Frequenzbandes FB2 10 kHz, wobei das zweite Frequenzband FB2 auch die Frequenz f=0 enthält.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszeichen 8, 9 zwei Sicherheitsgeräte einer Sicherheitsanlage, beispielsweise einer Gefahrenmeldeanlage. Die Sicherheitsgeräte, die beispielsweise die Zentrale 8 und ein Melder 9 der Sicherheitsanlage sind, sind durch eine als Melderlinie 1 bezeichnete Leitung verbunden. Die Zentrale erfasst über die Melderlinie1 die Signale der Melder und führt Steuerfunktionen aus. Zusätzlich zur beschriebenen Kommunikation kann die Melderlinie 1 auch zur Stromversorgung der Melder dienen. Der Übertragungskanal zwischen den Sicherheitsgeräten 8, 9 braucht nicht durch eine Leitung, sondern kann grundsätzlich durch jedes beliebige Übertragungsmedium gebildet sein, beispielsweise im Fall einer Funkverbindung zwischen den Sicherheitsgeräten 8, 9 durch einen Funkkanal. Die Kommunikation zwischen den Sicherheitsgeräten 8, 9 erfolgt im zweiten Frequenzband FB2 des Übertragungsnetzwerks.
Man kann sich vorstellen, dass eine Sicherheitsanlage neben den Sicherheitsgeräten 8, 9 nachfolgend als Zusatzgeräte 2, 3 bezeichnete weitere Komponenten enthält. Derartige Zusatzgeräte 2, 3 können beispielsweise Kameras für die Überwachung von Fluchtwegen (siehe dazu EP-A-1 046 146) oder peripher verteilte Lautsprecher eines elektroakustischen Notfallwarnsystems (siehe dazu EP-A-1 111 565) sein. Wegen der hohen Anforderungen an die Sicherheit der Übertragung der von den Sicherheitsgeräten 8, 9 gelieferten sicherheitsrelevanten Informationen, konnten bisher die Informationen der Zusatzgeräte 2, 3 nicht über die Melderlinie 1 übertragen werden. Durch die Auftrennung des im Übertragungsnetzwerk insgesamt ausnützbaren Frequenzbereichs in in zwei einander nicht überlappende Teilfrequenzbänder FB1 und FB2 können nun auch die Informationen der Zusatzgeräte 2, 3 über das vorhandene Übertragungsnetzwerk, im vorliegenden Fall also über die Melderlinie 1, übertragen werden.
Die Unabhängigkeit der Übertragung in den beiden Frequenzbändern FB1 und FB2 kann verbessert und auch bei Ausfall einzelner Komponenten sicher gestellt werden, indem Koppelnetzwerke der in Fig. 2 dargestellten Art verwendet werden, welche entsprechend ausgelegt sind.
Diese Koppelnetzwerke umfassen darstellungsgemäss für das erste Frequenzband FB1 vorgesehene erste Schaltungsmittel, die im wesentlichen eine Hochpasscharakteristik aufweisen, und für das zweiten Frequenzband FB2 vorgesehene zweite Schaltungsmittel, die im wesentlichen eine Tiefpasscharakteristik aufweisen. Die ersten Schaltungsmittel sind beispielsweise durch gleichzeitig als Transformer ausgebildete Querspulen 4 und Längskondensatoren 5 für die Abtrennung des für Informationen der Zusatzgeräte 2,3 vorgesehenen ersten Frequenzbandes FB1 mit der unteren Grenzfrequenz fu von beispielsweise 100 kHz gebildet. Die zweiten Schaltungsmittel sind durch Längsspulen 6 und Querkondensatoren 7 für die Abtrennung des für die sicherheitsrelevanten Informationen vorgesehenen zweiten Frequenzbandes FB2 mit der oberen Grenzfrequenz fo von beispielsweise 10kHz gebildet.
Im ersten Frequenzband FB1 können beispielsweise die folgenden Informationen von Zusatzgeräten 2, 3 übertragen werden, wobei es sich um seit langem bekannte Übertragungsverfahren handelt, die zweckmässigerweise hier neu eingesetzt werden können:
  • Analoge Sprache, die frequenzmoduliert in verhältnismässig schmalen Kanälen übertragen wird. Mit Vorteil wird man Übertragungsverfahren wie beispielsweise im professionellen Sprechfunk mit einer Bandbreite von etwa 15 kHz verwenden. Zwischen diesen Kanälen ist ein gewisser Abstand erforderlich, so dass sie sich sicher nicht überlappen. Das nutzbare Frequenzband FB1 kann beispielsweise in 25 kHz breite Kanäle aufgeteilt werden, so dass beispielsweise ein Signal im Bereich 200-225 kHz, das nächste im Bereich 225-250 kHz, usw. bis beispielsweise 1975-2000 kHz übertragen wird.
  • Analoge Sprache, die verhältnismässig breitbandig frequenzmoduliert ähnlich wie beim Rundfunk in etwa 150 kHz breiten Kanälen übertragen wird. Die Kanäle sind in diesem Fall beispielsweise 250-500 kHz, 500-750 kHz, und so weiter, bis beispielsweise 1750-2000 kHz.
  • Ein analoges Fernsehsignal, das beispielsweise mit 1 MHz amplitudenmoduliert wird. Das untere Seitenband muss in diesem Fall wie beim konventionellen Fernsehen teilweise unterdrückt werden und belegt etwa den Bereich 500 kHz-1000 MHz. Falls ein PAL Fernsehsignal mit voller Auflösung verwendet wird, belegt das obere Seitenband etwa den Bereich 1-6 MHz, mit einem Farbhilfsträger bei 5433 kHz. Durch Reduktion der Zeilenzahl und der Bildwechselfrequenz kann die erforderliche Bandbreite beispielsweise in den Bereich 500-2000 kHz reduziert werden, wobei naturgemäss eine geringere Auflösung in Kauf genommen werden muss.
  • Ein digitales Fernsehsignal, das mit einem geeigneten Verfahren komprimiert wird. Je nach gewünschter Qualität liegt die Datenrate bei einigen 100 kbit/sec bis zu einigen Mbit/sec. Dieser Datenstrom wird mit einem geeigneten Verfahren, wie beispielsweise GMSK (Gaussian Minimal Shift Keying) wie bei den Mobiltelefonen, übertragen. Je nach der zu übertragenden Datenrate ergibt sich eine bestimmte Bandbreite und Bildqualität. Es ist zu erwarten, dass beispielsweise im Bereich von 500-2000 kHz ein Bild mit durchaus genügender Qualität übertragen werden kann.
  • Eine digitale Datenübertragung mit Internet Protokoll zum Steuern von Sicherheitsgeräten. Geeignet ist beispielsweise ein Multiton-Übertragunsverfahren. Von den vielen bekannten Verfahren ist insbesondere das HomePlug Protokoll zu erwähnen. Es kann erforderlich sein, gegenüber dem ursprünglichen Verfahren, das im Frequenzbereich von 4,5 bis 20 MHz arbeitet, die Frequenz zu reduzieren. Ein solches Verfahren kann beispielsweise auch im Frequenzbereich von 0,45 bis 2,0 MHz angewendet werden, wobei naturgemäss die erreichbare Datenrate im entsprechenden Verhältnis kleiner wird. Mit diesem und ähnlichen Übertragungsverfahren ist es im Bedarfsfall möglich, die Sicherheitsanlage mit dem Internet zu verbinden.
  • Eine digitale Datenübertragung, die mit einem der besonders für Telefonleitungen entwickelten digitalen Übertragungsverfahren arbeitet. Beispielsweise kann das ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Verfahren verwendet werden, das insbesondere für den Zugang zum Internet entwickelt wurde. Mit diesem Verfahren können digitale Daten aller Art und somit insbesondere auch digitalisierte Sprache und digitalisierte Fernsehsignale übertragen werden.
  • Eine Datenübertragung mit einem DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Verfahren, wie es in den USA im 915 MHz Band erfolgt. Mit einem solchen Verfahren kann beispielsweise das Band von 200 kHz-2000 kHz belegt und eine Datenrate von einigen 10 kbit/sec erreicht werden. Damit ist Sprachübertragung oder die Steuerung von Sicherheitsgeräten und Alarmübertragung möglich. Der Vorteil von DSSS liegt darin, dass mehrere Verbindungen unkoordiniert über das gleiche Medium möglich sind.
Sicherheitsanlagen, die höheren Ansprüchen genügen müssen, werden üblicherweise so ausgelegt, dass ihre Funktion auch dann gewährleistet ist, wenn die Meldeleitung an einer Stelle unterbrochen ist. Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsanlage, die auch bei Unterbrechung der Schleife voll funktionsfähig ist. Zu diesem Zweck werden die beiden Enden der Melderlinie 1 zur Zentrale 8 geführt, so dass sich eine Doppelschleife ergibt. Die Melderlinie 1 ist an eine Zentrale 8 angeschlossen, welche alle notwendigen Schaltungsmittel enthält, um Signale im ersten Frequenzbereich genügend abzutrennen. An die Melderleitung 1 sind Melder 9, 10 sowie Zusatzgeräte 2, 3 mit den jeweils notwendigen Schaltungsmitteln (siehe dazu Fig. 2) angeschaltet. Die Melder 9, 10 übertragen ihre Informationen im zweiten Frequenzbereich und die Zusatzgeräte 2, 3 übermitteln ihre Informationen im ersten Frequenzbereich.
Im Normalfall ist die Melderlinie 1 nicht unterbrochen und bildet eine vom Ausgang der Zentrale 8 weg und wieder zu dieser zurückführende geschlossene Doppelschleife. Es kann aber vorkommen, dass die Melderlinie 1 beispielsweise an einer Stelle 11 unterbrochen ist. Dann kann die Zentrale 8 weiterhin mit dem Melder 9 über den oberen und mit dem Melder 10 über den unteren Ast der Melderlinie 1 verkehren, wogegen eine direkte Kommunikation zwischen den Zusatzgeräten 2, 3 ohne zusätzliche Vorkehrungen nicht mehr möglich ist. Damit auch die Zusatzgeräte 2, 3 weiter miteinander verkehren können, sind zwischen die beiden Äste der Meldelinie im Bereich ihrer mit der Zentrale 8 verbundenen Enden zwei Koppelkondensatoren 12 eingefügt, wodurch die beiden genannten Äste der Meldelinie 1 für höhere Frequenzen miteinander verbunden sind.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer auch bei Unterbrechung der schleifenförmigen Melderlinie 1 voll funktionsfähigen Sicherheitsanlage mit Zusatzgeräten 2, 3 sind die Koppelkondensatoren 12 (Fig. 3) durch einen Transformer 13 ersetzt, der höherfrequente Spannungen vom einen der beiden genannten Äste der aufgetrennten Meldelinie in den anderen hinüberkoppelt. Um einen Kurzschluss bei tiefen Frequenzen zu vermeiden, können Seriekondensatoren 14 vorgesehen sein.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer auch bei Unterbrechung der schleifenförmigen Melderlinie 1 voll funktionsfähigen Sicherheitsanlage mit Zusatzgeräten 2, 3 sind ebenfalls die Koppelkondensatoren 12 des Ausführungsbeispiels von Fig. 3 nicht vorhanden. Die Zentrale 8 muss beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 nicht mehr alle für die Abtrennung von höherfrequenten Signalen im ersten Frequenzbereich erforderlichen zweiten Schaltungsmittel enthalten; statt der Längsspulen 6 (Fig. 2) ist ein Transformer 15 mit vier Wicklungen vorgesehen, welche die vier Längsspulen 6 des Ausführungsbeispiels von Fig. 2 ersetzen. Gleichzeitig kann über den gemeinsamen Kern des Transformers 15 eine Übertragung höherfrequenter Signale von einem der beiden genannten Äste der aufgetrennten Melderlinie 1 in den anderen erfolgen.

Claims (17)

  1. Übertragungsnetzwerk für eine Gefahrenmeldeanlage, mit einer die einzelnen Komponenten dieser Anlage verbindenden elektrischen Leitung (1), welches für die gegenseitig unbeeinflusste und unabhängige Übertragung von mindestens zwei Informationsströmen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Übertragung der mindestens zwei Informationsströme erste Schaltungsmittel zur Einkopplung von Signalen in einen ersten Übertragungskanal in einem ersten Frequenzband (FB1) mit einer unteren Grenzfrequenz (fu) von mindestens 1 kHz und zweite Schaltungsmittel zur Einkopplung von Signalen in einen zweiten Übertragungskanal in einem zweiten Frequenzband (FB2) mit einer unterhalb der unteren Grenzfrequenz (fu) des ersten Frequenzbandes (FB1) liegenden oberen Grenzfrequenz (fo) vorgesehen sind, wobei die genannten Schaltungsmittel eine geeignete Filtercharakteristik aufweisen, und dass im ersten Übertragungskanal eine Informationsübertragung beliebiger Art und im zweiten Übertragungskanal eine Informationsübertragung mit Mitteln der digitalen Übertragungstechnik stattfindet.
  2. Übertragungsnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Übertragungskanal Schaltungsmittel vorgesehen sind, die im wesentlichen eine Hochpasscharakteristik aufweisen, und dass für den zweiten Übertragungskanal Schaltungsmittel vorgesehen sind, die im wesentlichen eine Tiefpasscharakterisitk aufweisen.
  3. Übertragungsnetzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Grenzfrequenz (fu) des ersten Frequenzbandes (FB1) 100 kHz und die obere Grenzfrequenz (fo) des zweiten Frequenzbandes (FB2) 10 kHz beträgt.
  4. Übertragungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten ersten Schaltungsmittel in Serie zur Leitung (1) geschaltete Kondensatoren (5) enthalten.
  5. Übertragungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten ersten Schaltungsmittel Querspulen (4) enthalten.
  6. Übertragungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Schaltungsmittel in Serie zur Leitung (1) geschaltete Induktivitäten (6) enthalten.
  7. Übertragungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Schaltungsmittel Querkondensatoren (7) enthalten.
  8. Übertragungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Frequenzband (FB2) für die Übertragung von sicherheitsrelevanten Informationen zwischen den Komponenten (8,9) der Gefahrenmeldeanlage vorgesehen ist.
  9. Übertragungsnetzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Frequenzband (FB1) für die Übertragung von nicht sicherheitsrelevanten Informationen und/oder Daten von an die elektrische Leitung (1) angeschlossenen Zusatzgeräten (2, 3) vorgesehen ist.
  10. Übertragungsnetzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zusatzgeräte (2, 3) durch Videokameras, Lautsprecher, Mikrofone oder Signale inrichtungen für Evakuation und/oder Fluchtwegsteuerung gebildet sind.
  11. Gefahrenmeldeanlage mit einer Zentrale (8), verteilt angeordneten Gefahrenmeldern (9, 10) und Zusatzgeräten (2, 3) und mit einem die Zentrale (8) mit den verteilten Komponenten (9, 10; 2, 3) verbindendenden Melderlinie (1), welche für die gegenseitig unbeeinflusste und unabhängige Übertragung von mindestens zwei Informationsströmen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Übertragung der mindestens zwei Informationsströme Koppelglieder sowie erste Schaltungsmittel zur Abtrennung eines ersten Frequenzbandes (FB1) mit einer unteren Grenzfrequenz (fu) von mindestens 1 kHz und zweite Schaltungsmittel zur Abtrennung eines zweiten Frequenzbandes (FB2) mit einer unterhalb der unteren Grenzfrequenz (fu) des ersten Frequenzbandes (FB1) liegenden oberen Grenzfrequenz (fo) vorgesehen sind, und dass im ersten Frequenzband (FB1) eine Informationsübertragung beliebiger Art und im zweiten Frequenzband (FB2) eine Informationsübertragung mit Mitteln der digitalen Übertragungstechnik stattfindet.
  12. Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 11 gekennzeichnet durch dem ersten Frequenzband (FB1) zugeordnete erste Schaltungsmittel, die im wesentlichen eine Hochpasscharakteristik aufweisen, und durch dem zweiten Frequenzband (FB2) zugeordnete zweite Schaltungsmittel, die im wesentlichen eine Tiefpasscharakterisitk aufweisen.
  13. Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Schaltungsmittel zwischen der Zentrale (8) und der Melderlinie (1) vorgesehen sind und in Serie zur Melderlinie (1) geschaltete Induktivitäten aufweisen, wobei diese zweiten Schaltungsmittel konstruktiv als Teil der Zentrale (8) ausgebildet werden können.
  14. Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 13, bei welcher die Melderlinie (1) eine geschlossene Schleife mit einem von der Zentrale (8) weg- und einem zur Zentrale (8) zurückführenden Ast bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Äste der Schleife über Koppelkondensatoren (12) verbunden sind, welche für die Übertragung von höher frequenten Signalen zwischen den beiden Ästen im Fall einer Unterbrechung der Schleife vorgesehen sind.
  15. Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 13, bei welcher die Melderlinie (1) eine geschlossene Schleife mit einem von der Zentrale (8) weg- und einem zur Zentrale (8) zurückführenden Ast bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Äste der Schleife über einen ersten Transformer (13) verbunden sind, welcher für die Übertragung von höher frequenten Signalen zwischen den beiden Ästen im Fall einer Unterbrechung (11) der Schleife vorgesehen ist.
  16. Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfomer (13) mit den Ästen der Schleife über Seriekondensatoren (14) verbunden ist.
  17. Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 12, bei welcher die Melderlinie (1) eine geschlossene Schleife mit einem von der Zentrale (8) weg- und einem zur Zentrale (8) zurückführenden Ast bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Schaltungsmittel einen zwischen den beiden Ästen der Schleife vorgesehenen zweiten Transformer (15) mit vier Wicklungen und einem gemeinsamen Kern umfassen, und dass über den gemeinsamen Kern im Fall einer Unterbrechung (11) der Schleife eine Übertragung von höher frequenten Signalen zwischen den beiden Ästen erfolgt.
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