WO2000074302A2 - Communications network for use in the field of nursing care - Google Patents

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WO2000074302A2 PCT/EP2000/004509 EP0004509W WO0074302A2 WO 2000074302 A2 WO2000074302 A2 WO 2000074302A2 EP 0004509 W EP0004509 W EP 0004509W WO 0074302 A2 WO0074302 A2 WO 0074302A2
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Abstract

The invention relates to a communications network for use in the field of nursing care. Said communications network comprises network devices and a bus line (36, 42, 44, 46) which connects said network devices. The aim of the invention is to create a reliable and cost-efficient network for various communications services in the field of nursing care with which the safety requirements in the field of nursing care are satisfied. To this end, the network devices and the bus line (36, 42, 44, 46) are configured for a digital isochronous data transmission, and the data transmission is carried out in data frames with a predetermined duration and with a predetermined number of time slots for the arrangement of data, whereby, in each data frame, at least one time slot is reserved for the arrangement of emergency call data.

Description

Kommunikationsnetzwerk für den Pflegebere ch Communication network for the care sector ch
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationsnetzwerk für den Pflegebereich mit Netzwerkgeräten und einer Busleitung, die die Netzwerkgeräte verbindet .The invention relates to a communication network for the care sector with network devices and a bus line that connects the network devices.
Bekannte Kommunikationsnetzwerke für den Pflegebereich, wie für Krankenhäuser und Pflegeheime, sind beispielsweise für Rufanlagen, Telefonanlagen, Radioprogramme sowie Antennenanlagen für TV-Geräte vorgesehen (Prospekt „Kommunikations- Systeme 1991 der Fa. Albert Ackermann GmbH & Co., Gummersbach, Druckvermerk 943/6.91). Aufgrund der zwischen diesen einzelnen Kommunikationsdiensten verschiedenen Daten und der verschiedenen erforderlichen Bandbreiten verfügt jeder Kommunikationsdienst über eine eigene Verkabelung. Die parallele Verlegung von Kabeln für die unterschiedlichen Kommunikationsnetze führt zu einem erheblichen Material- und Kostenaufwand, wenn beispielsweise ein Krankenhaus auszurüsten ist. Darüber hinaus ist die Gefahr gegenseitiger elektromagnetischer Beeinflussung sehr groß, wodurch die Zuverlässigkeit der Datenübertragung sinkt.Known communication networks for the care sector, such as for hospitals and nursing homes, are provided, for example, for call systems, telephone systems, radio programs and antenna systems for TV sets (brochure "Communication Systems 1991 from Albert Ackermann GmbH & Co., Gummersbach, printed notice 943 / 6.91 ). Due to the different data between these individual communication services and the different bandwidths required, each communication service has its own cabling. The parallel laying of cables for the different communication networks leads to a considerable expenditure of material and costs if, for example, a hospital has to be equipped. In addition, the risk of mutual electromagnetic interference is very high, which reduces the reliability of data transmission.
Ebenfalls bekannt sind Kommunikationsnetzwerke mit digitaler und isochroner oder zeitrichtiger Datenübertragung. Solche Kommunikationsnetzwerke arbeiten beispielsweise nach dem ISDN-Standard (Integrated Services Digital Network) . Hierbei erfolgt die Datenübertragung in Datenrahmen mit vorbestimmter Zeitdauer und vorbestimmter Anzahl von Zeitabschnitten, in denen Daten angeordnet werden. Zu übertragende Daten werden an sendenden Netzwerkgeräten in den Zeitabschnitten angeordnet, die noch nicht durch Daten belegt und damit frei sind. Empfangende Netzwerkgeräte lesen diese Daten aus den Zeitabschnitten aus oder kopieren sie lediglich. Solche Kommunikationsnetzwerke sind jedoch nicht für die hohen Sicherheitsanforderungen im Pflegebereich geeignet, da das sofortige Weiterleiten eines Notrufs nicht in allen Fällen, so z.B. bei starker Netzwerkbelastung, sichergestellt ist.Communication networks with digital and isochronous or timely data transmission are also known. Such communication networks work, for example, according to the ISDN standard (Integrated Services Digital Network). Here the data transmission takes place in data frames with a predetermined period of time and a predetermined number of time periods in which data are arranged. Data to be transmitted are arranged on sending network devices in the time periods that are not yet occupied by data and are therefore free. Receiving network devices read this data from the time periods or simply copy it. However, such communication networks are not suitable for the high security requirements in the care sector, since the immediate transfer of an emergency call is not guaranteed in all cases, for example when there is a heavy network load.
Mit der Erfindung soll ein zuverlässiges und kostengünstiges Netzwerk für unterschiedliche Kommunikationsdienste im Pflegebereich geschaffen werden, mit dem die Sicherheitsanforderungen im Pflegebereich erfüllt werden.The invention is intended to create a reliable and cost-effective network for different communication services in the care area, with which the security requirements in the care area are met.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Kommunikationsnetzwerk für den Pflegebereich mit Netzwerkgeräten und einer Busleitung, die die Netzwerkgeräte verbindet, vorgesehen, bei dem die Netzwerkgeräte und die Busleitung für eine digitale, isochrone Datenübertragung ausgelegt sind und die Datenübertragung in Datenrahmen mit vorbestimmter Zeitdauer und vorbestimmter Anzahl von Zeitabschnitten für die Anordnung von Daten erfolgt, wobei in jedem Datenrahmen wenigstens ein Zeitabschnitt für die Anordnung von Notrufdaten reserviert ist .According to the invention, a communication network for the care sector with network devices and a bus line that connects the network devices is provided, in which the network devices and the bus line are designed for digital, isochronous data transmission and the data transmission in data frames with a predetermined time period and a predetermined number of time periods for the arrangement of data takes place, at least one time segment being reserved for the arrangement of emergency call data in each data frame.
Indem die Netzwerkgeräte und die Busleitung für eine digitale, isochrone Datenübertragung ausgelegt sind, können Netzwerkgeräte unterschiedlicher Kommunikationsdienste ein gemeinsames Netzwerk nutzen. Infolgedessen wird ein gemeinsames Netzwerk für unterschiedliche Kommunikationsdienste im Pflegebereich geschaffen und gegenüber getrennten Netzwerken sind erhebliche Material- und Kosteneinsparungen, so durch erheblich geringeren Installationsaufwand, möglich. Gegenüber parallel verlegten Kabelbündeln getrennter Netzwerke steigt auch die Zuverlässigkeit der Datenübertragung, da keine gegenseitige elektromagnetische Beeinflussung der parallel liegenden Kabel zu befürchten ist. Durch Reservieren eines Zeitabschnitts in jedem Datenrahmen für die Anordnung von Notrufdaten ist sichergestellt, daß ein Notruf selbst bei starker Netzwerkbelastung unverzüglich weitergeleitet wird und die im Pflegebereich geltenden hohen Sicherheitsanforderungen erfüllt werden können.By designing the network devices and the bus line for digital, isochronous data transmission, network devices of different communication services can use a common network. As a result, a common network for different communication services in the care sector is created and, compared to separate networks, considerable material and cost savings are possible due to the considerably lower installation effort. Compared to bundles of separate networks laid in parallel, the reliability of data transmission also increases, since there is no mutual electromagnetic interference between the parallel ones Cable is to be feared. By reserving a time period in each data frame for the arrangement of emergency call data, it is ensured that an emergency call is immediately forwarded even in the event of a heavy network load and that the high security requirements applicable in the care area can be met.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß Daten unterschiedlicher Kommunikationsdienste in unterschiedlichen, vorbestimmten Zeitabschnitten angeordnet werden. Hierdurch wird die Übertragung von digitalen Daten unterschiedlicher Kommunikationsdienste erleichtert und die Zuverlässigkeit der Übertragung erhöht. Beispielsweise sind für die Anordnung von Notruf-, Telefon-, Radiodaten und sonstigen Daten jeweils vorbestimmte Zeitabschnitte vorgesehen. Die Datenübertragungsrate des Netzwerks ist dann auf die Übertragung von Sprachdaten ausgelegt, wobei die Datenübertragungsrate so hoch sein muß, daß auch die gleichzeitige Sprachkommunikation zahlreicher Teilnehmer übertragen werden kann.In a further development of the invention it is provided that data from different communication services are arranged in different, predetermined time periods. This facilitates the transmission of digital data from different communication services and increases the reliability of the transmission. For example, predetermined time segments are provided for the arrangement of emergency call, telephone, radio data and other data. The data transmission rate of the network is then designed for the transmission of voice data, the data transmission rate must be so high that the simultaneous voice communication of numerous participants can also be transmitted.
Als weiterbildende Maßnahme ist vorgesehen, daß die Busleitung eine Ringstruktur mit wenigstens einem Ring aufweist. Das Vorsehen einer Ringstruktur erhöht die Zuverlässigkeit des Netzwerks, indem jedes Netzwerkgerät prinzipiell auf zwei Pfaden entlang der Busleitung erreicht werden kann.As a further measure, it is provided that the bus line has a ring structure with at least one ring. The provision of a ring structure increases the reliability of the network, since in principle each network device can be reached on two paths along the bus line.
Besonders vorteilhaft ist eine hierarchisch abgestufte Gruppierungs-Struktur des Netzwerks, wobei jede Gruppe eine Busleitung aufweist und unabhängig betriebsfähig ist. Eine solche Gruppenstruktur mit unabhängig betriebsfähigen Gruppen ermöglicht eine hohe Zuverlässigkeit des Netzwerks. Selbst bei einem Ausfall einzelner Gruppen oder der Verbindung der Gruppen untereinander, ist ein Netzwerkbetrieb weiter möglich und insbesondere Notrufe werden innerhalb und zwischen den noch funktionsfähigen Gruppen zuverlässig weitergeleitet. Beispielsweise kann die Struktur Haupt- und Nebengruppen aufweisen, wobei beispielsweise Stockwerke Hauptgruppen und Pa- tientenzimmer den Hauptgruppen zugeordnete Nebengruppen bilden.A hierarchically graded grouping structure of the network is particularly advantageous, with each group having a bus line and being independently operable. Such a group structure with independently operable groups enables a high reliability of the network. Even if individual groups fail or the groups are interconnected, network operation is still possible and emergency calls in particular are reliably forwarded within and between the still functional groups. For example, the structure can have main and sub-groups, with floors, for example, main groups and par- form client rooms assigned to the main groups.
Als weitere weiterbildende Maßnahme ist vorgesehen, daß die Datenübertragungsrate einzelner Gruppen unterschiedlich ist. Hierdurch kann die Datenübertragungsrate an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden, so daß in Gruppen mit geringeren Anforderungen an die Datenübertragungsrate, beispielsweise Patientenzimmer oder einzelne Gebäudeteile, das Netzwerk kostengünstiger realisiert werden kann.As a further measure, the data transfer rate of individual groups is different. As a result, the data transmission rate can be adapted to the respective requirements, so that the network can be implemented more cost-effectively in groups with lower demands on the data transmission rate, for example patient rooms or individual parts of the building.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Busleitung mit Hilfe optischer Leiter. Mit optischen Leitern kann eine hohe Bandbreite erreicht werden, und optische Leiter sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Gleichzeitig wird die galvanische Trennung der einzelnen Netzwerkgeräte erreicht . Als optische Leiter können abhängig von der geforderten Datenübertragungsrate beispielsweise Glasfasern oder Polymerfasern eingesetzt werden. Ebenfalls vorteilhaft ist die Anwendung bidirektioneller Fasern, wobei zur Richtungstrennung unterschiedliche Emissionsfarben, z.B. rot/grün, oder ein Zeitmultiplexverfahren eingesetzt werden können.The formation of the bus line using optical conductors is particularly advantageous. A wide bandwidth can be achieved with optical conductors and optical conductors are insensitive to electromagnetic interference. At the same time, the electrical isolation of the individual network devices is achieved. Depending on the required data transmission rate, glass fibers or polymer fibers can be used as optical conductors. The use of bidirectional fibers is also advantageous, with different emission colors, e.g. red / green, or a time-division multiplex method can be used.
Eine hohe Zuverlässigkeit des Netzwerks wird auch dadurch erreicht, daß Mittel zum ständigen Überwachen der Funktionsfähigkeit der Busleitung vorgesehen sind. Die Überwachung der Funktionsfähigkeit kann beispielsweise durch ständiges Aussenden von Prüfdaten zwischen den einzelnen Netzwerkgeräten erfolgen, und zwar auch dann, wenn keine Kommunikationsdaten übertragen werden müssen. Ein eventueller Ausfall der Busleitung kann dadurch frühzeitig erkannt werden.A high reliability of the network is also achieved in that means are provided for the continuous monitoring of the functionality of the bus line. The functionality can be monitored, for example, by continuously sending test data between the individual network devices, even if no communication data has to be transmitted. A possible failure of the bus line can be recognized early.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Leitungen pro Ring vorgesehen werden und entlang eines Rings vor und hinter wenigstens einem Teil der Netzwerkgeräte jeweils ein Mittel zum wahlweisen Verbinden der beiden Leitungen vorgesehen ist. Diese Maßnahmen ermöglichen eine Notüberbrückung der beiden Leitungen bei einem Leitungsausfall, wodurch auch bei voll- ständiger Unterbrechung eines Rings im Fehlerfall dieser durch die Notüberbrückung wieder geschlossen und die Funktionsfähigkeit des Netzwerks aufrechterhalten werden kann.It is particularly advantageous if two lines are provided per ring and a means for selectively connecting the two lines is provided along a ring in front of and behind at least some of the network devices. These measures enable the two lines to be bridged in an emergency in the event of a line failure, which means Continuous interruption of a ring in the event of a fault, the ring can be closed again by the emergency bridging and the functionality of the network can be maintained.
Vorteilhaft ist darüber hinaus das Vorsehen von Mitteln zum ständigen Überwachen der Funktionsfähigkeit wenigstens eines Teils der Netzwerkgeräte. Auch eine solche Überwachung kann durch ständiges Aussenden von Prüfdaten und Auswerten der Reaktion der einzelnen Netzwerkgeräte erfolgen, wodurch ein eventueller Ausfall eines Netzwerkgeräts frühzeitig erkannt werden kann .It is also advantageous to provide means for continuously monitoring the functionality of at least some of the network devices. Such monitoring can also be carried out by continuously sending test data and evaluating the reaction of the individual network devices, as a result of which a possible failure of a network device can be recognized at an early stage.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn eine Stromversorgung für die Netzwerkgeräte eine Ringstruktur aufweist. In Verbindung mit einer Ringstruktur der Busleitung wird der Installationsaufwand weiter verringert, da Busleitung und Stromversorgung in einem gemeinsamen Kabel und Kabelkanal verlegt werden können.It is also advantageous if a power supply for the network devices has a ring structure. In connection with a ring structure of the bus line, the installation effort is further reduced since the bus line and power supply can be laid in a common cable and cable duct.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Netzwerkgerät des Kommunikations-Netzwerkes ein mit 230V-Netzspannung betriebenes Endgerät aufweist, wobei die Ansteuerung des Endgeräts über optische Leiter erfolgt . Ein solches Endgerät kann beispielsweise ein Aktor zur Verstellung eines Patientenbettes oder eine Signalhupe sein. Indem die Ansteuerung des Endgeräts über optische Leiter erfolgt, ist eine galvanische Trennung zwischen dem Netzwerkgerät des Kommunikations- Netzwerkes und dem mit Netzspannung, beispielsweise 230 V, betriebenen Endgerät sichergestellt, wodurch zum sicheren Betrieb des Netzwerks beigetragen wird.Finally, it is advantageous if at least one network device of the communication network has a terminal device operated with a 230 V mains voltage, the terminal device being controlled via optical conductors. Such a terminal can be, for example, an actuator for adjusting a patient bed or a signal horn. By controlling the end device via optical conductors, a galvanic separation between the network device of the communication network and the end device operated with mains voltage, for example 230 V, is ensured, thereby contributing to the safe operation of the network.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention result from the following description of a preferred embodiment of the invention in connection with the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kommunikations- netzwerks für den Pflegebereich gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung des bei der Datenübertragung in dem Kommunikationsnetzwerk verwendeten Prinzips, und1 shows a schematic representation of a communication network for the care sector according to the invention, Fig. 2 is an illustration for explaining the principle used in data transmission in the communication network, and
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Netzwerkabschnitts bei aufgetrennter Busleitung.Fig. 3 is a schematic representation of a network section with a disconnected bus line.
In der Figur 1 ist ein schematisches Systemdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzwerks für den Pflegebereich dargestellt. Gut zu erkennen ist die hierarchische Gruppenstruktur des Netzwerks. Dargestellt sind drei Hauptgruppen 10, 12 und 14, die wiederum über den Hauptring des Netzwerkes 36 verbunden sind. Jeder der Hauptgruppen 10 und 12 sind vier Nebengruppen 16, 18, 20 und 22 bzw. 24, 26, 28 und 30 zugeordnet. Der Hauptgruppe 14 sind lediglich zwei Nebengruppen 32 und 34 zugeordnet. Die Anzahl der Haupt- und Nebengruppen ist prinzipiell nicht beschränkt, wobei die Bandbreite des Netzwerks in der Praxis eine Grenze darstellt. Jede der Hauptgruppen und jede der Nebengruppen ist für sich betriebsfähig, so daß auch bei einem Ausfall eines Teils der Gruppen eine Kommunikation möglich bleibt.FIG. 1 shows a schematic system diagram of a preferred embodiment of the communication network according to the invention for the care area. The hierarchical group structure of the network is clearly visible. Three main groups 10, 12 and 14 are shown, which in turn are connected via the main ring of the network 36. Each of the main groups 10 and 12 are assigned to four sub-groups 16, 18, 20 and 22 or 24, 26, 28 and 30. The main group 14 is only assigned to two sub-groups 32 and 34. The number of main and sub-groups is in principle not limited, although the bandwidth of the network is a limit in practice. Each of the main groups and each of the sub-groups is operational on its own, so that communication remains possible even if a part of the groups fails.
Der Hauptring des Netzwerks wird durch einen Gebäudebus 36 gebildet, der aus zwei parallel verlegten Kunststofflichtwel- lenleitern besteht. Die Datenübertragungsrate auf dem Gebäudebus 36 ist auf die erwartete zu übertragende Datenmenge abgestimmt, die hauptsächlich durch die Anzahl gleichzeitig zu übertragender Sprachkanäle, z.B. Telefongespräche und Radioprogramme, bestimmt ist. In diesen Gebäudebus 36 sind verschiedene Netzwerkgeräte eingebunden, so mehrere Datenzentralen DAZ an den Anschlußstellen der Hauptinseln 10, 12 und 14 sowie eine Telefonanschlußzentrale TAZ und eine ELA-Anschluß- zentrale EAZ. An der Telefonanschlußzentrale TAZ ist der Gebäudebus 36 mit einer Telekommunikationsanlage TK verbunden. An der ELA-Anschlußzentrale EAZ werden Audiodaten, z.B. Ra- dioprogramme, in den Gebäudebus 36 eingespeist. Die Datenzentrale DAZ 38 ist über einen Server PC mit einer Datenverarbeitungsanlage DV verbunden. Ebenfalls an die Datenzentrale DAZ 38 angeschlossen ist ein Kassenautomat K, an dem sich der Patient mit Hilfe einer Identifikationskarte identifizieren und Geld auf ein Konto einzahlen kann. Von diesem in dem Abrechnungsserver PC 40 verwalteten Konto werden dann die vom Patienten für die Nutzung bestimmter Dienste, z.B. Fernsehprogramme, zu bezahlenden Gebühren abgebucht.The main ring of the network is formed by a building bus 36, which consists of two plastic optical fibers laid in parallel. The data transmission rate on the building bus 36 is matched to the expected amount of data to be transmitted, which is mainly determined by the number of voice channels to be transmitted simultaneously, for example telephone calls and radio programs. Various network devices are integrated into this building bus 36, such as several data centers DAZ at the connection points of the main islands 10, 12 and 14 as well as a telephone connection center TAZ and an ELA connection center EAZ. At the telephone connection center TAZ, the building bus 36 is connected to a telecommunications system TK. At the ELA connection center EAZ audio data, eg Ra- slide programs, fed into the building bus 36. The data center DAZ 38 is connected to a data processing system DV via a server PC. Also connected to the DAZ 38 data center is a cash machine K, at which the patient can identify himself with the aid of an identification card and deposit money into an account. The fees to be paid by the patient for the use of certain services, for example television programs, are then debited from this account, which is managed in the billing server PC 40.
Die Hauptgruppe 10 ist gleich zu der Hauptgruppe 12 aufgebaut und weist einen Stockwerksbus 42 auf, der zwei parallel, ringförmig verlegte Kunststofflichtwellenleiter aufweist. Da die zu erwartende zu übertragende Datenmenge auf dem Stockwerksbus 42 geringer ist als auf dem Gebäudebus 36, können hier kostengünstigere Lichtwellenleiter oder weniger leistungsfähige Schnittstelleneinrichtungen gewählt werden. In den Stockwerksbus 42 eingebunden sind mehrere Zimmerterminals ZT, an denen die Nebengruppen 16, 20 und 22 angeschlossen sind. Die Nebengruppe 18 ist über ein ebenfalls in den Stockwerksbus 42 eingebundenes Dienstzimmerterminal DZT angeschlossen. Weiterhin ist in den Stockwerksbus 42 eine Leucht- einheit L eingebunden. Die Leuchteinheit L ist auf dem Stockwerksflur vor einem Patientenzimmer angeordnet und zeigt beispielsweise einen von einem Patienten ausgelösten Ruf nach dem Pflegepersonal an. Die Stromversorgung der in den Stockwerksbus 42 eingebundenen Netzwerkgeräte DAZ, ZT, DZT weist ebenfalls eine Ringstruktur auf und ist parallel zu dem Stockwerksbus 42 verlegt.The main group 10 is constructed in the same way as the main group 12 and has a floor bus 42 which has two parallel, ring-shaped plastic optical waveguides. Since the expected amount of data to be transmitted on the floor bus 42 is less than on the building bus 36, more cost-effective optical fibers or less powerful interface devices can be selected here. A number of room terminals ZT, to which the auxiliary groups 16, 20 and 22 are connected, are integrated in the floor bus 42. The auxiliary group 18 is connected via a DZT duty room terminal also integrated in the floor bus 42. A light unit L is also integrated in the floor bus 42. The lighting unit L is arranged on the floor in front of a patient room and shows, for example, a call for the nursing staff triggered by a patient. The power supply of the network devices DAZ, ZT, DZT integrated in the floor bus 42 likewise has a ring structure and is laid parallel to the floor bus 42.
Die Nebengruppen 16, 20 und 22 sind gleich aufgebaut und weisen jeweils einen Zimmerbus auf, der aus einem ringförmig verlegten Lichtwellenleiter besteht und im Fall der Nebengruppe 16 mit 44 bezeichnet ist. In den Zimmerbus 44 sind neben dem Zimmerterminal ZT zwei Betterminals BT eingebunden, die jeweils neben einem Patientenbett angeordnet sind und damit einem Patienten den Zugriff auf das Netzwerk erlauben. Auch hier ist die mögliche Anzahl an Betterminals BT in dem Zimmerbus 44 lediglich durch die maximal mögliche Datenübertragungsrate auf dem Zimmerbus 44 begrenzt.The sub-groups 16, 20 and 22 are constructed identically and each have a room bus, which consists of a ring-shaped optical fiber and is designated 44 in the case of sub-group 16. In addition to the ZT room terminal, two better terminals BT are integrated into the room bus 44, each of which is arranged next to a patient bed and thus allows a patient access to the network. Again, the possible number of Betterminals BT is in that Room bus 44 is only limited by the maximum possible data transfer rate on the room bus 44.
Der Zimmerbus der Nebengruppe 18 ist gleich zu dem Zimmerbus 44 aufgebaut, wobei sich die Nebengruppe 18 in einem Dienst- zimmer befindet, in dem ein Telefon T sowie ein Personal Computer PC in den Zimmerbus eingebunden sind. Das Pflegepersonal kann damit vom Dienstzimmer aus über den Personalcomputer PC und das Netzwerk beispielsweise auf die Datenverarbeitungsanlage DV zugreifen.The room bus of subgroup 18 is constructed in the same way as room bus 44, subgroup 18 being located in a service room in which a telephone T and a personal computer PC are integrated into the room bus. The nursing staff can thus access the data processing system DV from the duty room via the personal computer PC and the network, for example.
Die Hauptgruppe 14 ist detaillierter dargestellt und weist einen über eine Datenzentrale DAZ an den Gebäudebus 36 angeschlossenen Stockwerksbus 46 auf. In den Stockwerksbus 46 eingebunden ist eine Leuchte 48, die vor einem Patientenzimmer angeordnet ist und einen Ruf eines Patienten nach dem Pflegepersonal anzeigt. Weiterhin ist an dem Zimmerbus 46 ein Elektronikmodul 50 mit einer Sprechanlage 52 angeschlossen. Ein Display 54 zeigt beispielsweise die Zimmernummer an, aus dem ein Ruf eines Patienten kommt, oder lediglich die aktuelle Uhrzeit. Weiterhin ist das Display 54 mit Lautsprechern für die Durchsage von Nachrichten versehen. Mit dem Bezugs- zeichen 56 ist eine Richtungsleuchte bezeichnet, die auf dem Stockwerksflur angeordnet ist und die Richtung anzeigt, in der ein Patientenzimmer zu finden ist, aus dem ein Ruf abgesetzt wurde. Die Leuchten 48 und 56, die Displays 54 sowie die Leuchteinheiten L in den Hauptinseln 10 und 12 sind Teil eines sogenannten LichtrufSystems, das das gemeinsame Netzwerk zur Datenübertragung nutzt.The main group 14 is shown in more detail and has a floor bus 46 connected to the building bus 36 via a data center DAZ. Integrated into the floor bus 46 is a lamp 48, which is arranged in front of a patient's room and indicates a patient's call for the nursing staff. Furthermore, an electronics module 50 with an intercom 52 is connected to the room bus 46. A display 54 shows, for example, the room number from which a patient's call comes, or only the current time. Furthermore, the display 54 is provided with loudspeakers for the announcement of messages. The reference numeral 56 designates a directional light which is arranged on the floor corridor and indicates the direction in which a patient's room from which a call was made can be found. The lights 48 and 56, the displays 54 and the light units L in the main islands 10 and 12 are part of a so-called light call system that uses the common network for data transmission.
Die in einem Patientenzimmer angeordnete Nebengruppe 34 ist über ein Zimmerterminal ZT an den Stockwerksbus 46 angeschlossen und weist zwei Betterminals BT auf. An das Betterminal 58 ist ein Fernsehgerät TV sowie ein Bediengerät B angeschlossen. Über das Bediengerät B kann ein Patient die verschiedenen angebotenen Kommunikationsdienste nutzen, beispielsweise Radio- und Fernsehprogramme auswählen, Telefonge- spräche führen sowie Rufe nach Pflegepersonal und Notrufe absetzen.The auxiliary group 34 arranged in a patient room is connected to the floor bus 46 via a room terminal ZT and has two Better terminals BT. A television TV and an operating device B are connected to the Betterminal 58. A patient can use the various communication services offered, for example select radio and television programs, make calls, make calls to nursing staff and make emergency calls.
Figur 2 erläutert das zur Datenübertragung in dem Netzwerk der Figur 1 verwendete Prinzip. Mit Hilfe einer Datenrahmen- struktur wird eine isochrone oder zeitrichtige Datenübertragung erreicht. Ein Datenrahmen 60 erstreckt sich über eine Zeitdauer von 125 Mikrosekunden und ist in n Zeitabschnitte unterteilt. In diesen n Zeitabschnitten werden von den Netzwerkgeräten im Netzwerk digitale Daten angeordnet oder entnommen bzw. kopiert. Ein Zeitabschnitt 62 in jedem Datenrahmen 60 ist für Notrufdaten N reserviert. In diesem Zeitabschnitt 62 dürfen demzufolge lediglich Notrufdaten N angeordnet werden, so daß auch bei starker Netzwerkbelastung, bei der eventuell alle anderen Zeitabschnitte eines Datenrahmens belegt sind, die unverzügliche Weiterleitung eines Notrufs sichergestellt ist. Die Reservierung des Zeitabschnitts 62 in jedem Datenrahmen 60 für Notrufdaten N schafft die Voraussetzungen, daß die für die Notrufkommunikation im Pflegebereich zu stellenden hohen Sicherheitsanforderungen zuverlässig erfüllt werden. Weitere Zeitabschnitte in jedem Datenrahmen 60 sind für die Anordnung von Daten anderer Kommunika ions- dienste vorgesehen, die das gemeinsame Netzwerk benutzen. So ist der Zeitabschnitt 64 für Telefongesprächsdaten T vorgesehen, wohingegen in den Zeitabschnitten 66 lediglich Radioprogrammdaten R und in den Zeitabschnitten 68 sonstige Daten S, wie Daten zur Gebührenabrechnung usw., angeordnet werden.Figure 2 explains the principle used for data transmission in the network of Figure 1. An isochronous or timely data transmission is achieved with the help of a data frame structure. A data frame 60 extends over a period of 125 microseconds and is divided into n time segments. In these n time periods, the network devices in the network arrange, extract or copy digital data. A time period 62 in each data frame 60 is reserved for emergency call data N. Accordingly, only emergency call data N may be arranged in this time segment 62, so that the immediate forwarding of an emergency call is ensured even in the event of a heavy network load, in which all other time segments of a data frame may be occupied. The reservation of the time segment 62 in each data frame 60 for emergency call data N creates the prerequisites that the high security requirements to be set for the emergency call communication in the care area are reliably met. Additional time periods in each data frame 60 are provided for the arrangement of data from other communication services that use the common network. Thus, the time segment 64 is provided for telephone call data T, whereas in the time segments 66 only radio program data R and in the time segments 68 other data S, such as data for billing, etc., are arranged.
Figur 3 zeigt schematisch das Funktionsprinzip der bei der Ausführungsform der Figur 1 vorgesehenen Mittel, mit denen bei Unterbrechung einer Ringbusleitung im Fehlerfall eine weitere Kommunikation sichergestellt wird. Beispielhaft ist ein Abschnitt des einen Ring bildenden Gebäudebusses 36 dargestellt, der zwei Lichtwellenleiter 70 und 72 aufweist und in den zwei Netzwerkgeräte 74 und 76, beispielsweise die Telefonanschlußzentrale TAZ und eine Datenanschlußzentrale DAZ, eingebunden sind. Zwischen den Netzwerkgeräten 74 und 76 sind beide Lichtwellenleiter 70 und 72 an einer Stelle X unterbro- chen. Eine solche vollständige Auftrennung des Rings des Gebäudebusses 36 kann beispielsweise bei unsachgemäßen Montagearbeiten auftreten. Vor und hinter den Netzwerkgeräten 74 und 76 ist jeweils ein Schalter 78, 80, 82 bzw. 84 angeordnet. Diese Schalter 78, 80, 82 und 84 können jeweils von Ansteuer- einrichtungen, die in den Netzwerkgeräten 74 und 76 vorgesehen sind, wahlweise geschlossen oder geöffnet werden und verbinden oder trennen damit die Lichtwellenleiter 70 und 72. Im Betrieb des Netzwerks wird die Funktionsfähigkeit des Gebäudebusses 36 ständig überwacht, indem zwischen den Netzwerkgeräten 74 und 76 fortlaufend Prüfdaten ausgetauscht werden. Auch die Funktionsfähigkeit der Netzwerkgeräte selbst wird im Betrieb des Kommunikationsnetz-werks durch den Austausch von Prüfdaten ständig überwacht. Wird von den Netzwerkgeräten 74 und 76 ein Ausfall des Gebäudebusses 36 zwischen den Netz- werkgeräten 74 und 76 erkannt, schließen die Ansteuereinrich- tungen in den Netzwerkgeräten 74 und 76 die Schalter 80 und 82, wie in der Figur 3 dargestellt ist. Dadurch wird der Gebäudebus 36 wieder zu einem Ring geschlossen, der nun über den Lichtwellenleiter 70, den Schalter 82, den Lichtwellenleiter 72, den Schalter 80 und wieder zu dem Lichtwellenleiter 70 läuft.FIG. 3 schematically shows the functional principle of the means provided in the embodiment of FIG. 1, with which further communication is ensured in the event of a fault in the event of a ring bus line being interrupted. A section of the building bus 36 forming a ring is shown as an example, which has two optical fibers 70 and 72 and in which two network devices 74 and 76, for example the telephone connection center TAZ and a data connection center DAZ, are integrated. Between the network devices 74 and 76, both optical fibers 70 and 72 are interrupted at a point X chen. Such a complete separation of the ring of the building bus 36 can occur, for example, during improper assembly work. A switch 78, 80, 82 and 84 is arranged in front of and behind the network devices 74 and 76, respectively. These switches 78, 80, 82 and 84 can each be closed or opened by control devices which are provided in the network devices 74 and 76 and thus connect or disconnect the optical fibers 70 and 72. In the operation of the network, the functionality of the Building bus 36 constantly monitored by continuously exchanging test data between the network devices 74 and 76. The functionality of the network devices themselves is constantly monitored during the operation of the communication network by exchanging test data. If a failure of the building bus 36 between the network devices 74 and 76 is detected by the network devices 74 and 76, the control devices in the network devices 74 and 76 close the switches 80 and 82, as shown in FIG. 3. As a result, the building bus 36 is closed again to form a ring, which now runs over the optical fiber 70, the switch 82, the optical fiber 72, the switch 80 and again to the optical fiber 70.
Ebenfalls in der Figur 3 dargestellt ist ein an das Netzwerkgerät 74 angeschlossenes Endgerät 86, das mit der Netzspannung von 230 V betrieben wird. Das Endgerät 86 wird von dem Netzwerkgerät 74 über einen Lichtwellenleiter 88 angesteuert. Auf diese Weise ist die galvanische Trennung zwischen Netzwerkgerät 74 und Endgerät 86 sichergestellt. Also shown in FIG. 3 is a terminal 86 connected to the network device 74, which is operated with the mains voltage of 230 V. The terminal device 86 is controlled by the network device 74 via an optical waveguide 88. In this way, the electrical isolation between network device 74 and terminal 86 is ensured.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kommunikationsnetzwerk für den Pflegebereich mit Netzwerkgeräten und einer Busleitung (36, 42, 44, 46), die die Netzwerkgeräte verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerkgeräte und die Busleitung (36, 42, 44, 46) für eine digitale, isochrone Datenübertragung ausgelegt sind und die Datenübertragung in Datenrahmen (60) mit vorbestimmter Zeitdauer und vorbestimmter Anzahl (n) von Zeitabschnitten (62, 64, 66, 68) für die Anordnung von Daten (T, R, N, S) erfolgt, wobei in jedem Datenrahmen (60) wenigstens ein Zeitabschnitt1. Communication network for the care sector with network devices and a bus line (36, 42, 44, 46) that connects the network devices, characterized in that the network devices and the bus line (36, 42, 44, 46) for digital, isochronous data transmission are designed and the data transmission takes place in data frames (60) with a predetermined time duration and a predetermined number (n) of time segments (62, 64, 66, 68) for the arrangement of data (T, R, N, S), in each data frame (60) at least one time period
(62) für die Anordnung von Notrufdaten (N) reserviert ist.(62) is reserved for the arrangement of emergency data (N).
2. Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Daten (T, R, N, S) unterschiedlicher Kommunikationsdienste in unterschiedlichen, vorbestimmten Zeitabschnitten (62, 64, 66, 68) angeordnet werden.2. Communication network according to claim 1, characterized in that data (T, R, N, S) of different communication services in different, predetermined time periods (62, 64, 66, 68) are arranged.
3. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Busleitung (36, 42, 44, 46) eine Ringstruktur mit wenigstens einem Ring aufweist.3. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that the bus line (36, 42, 44, 46) has a ring structure with at least one ring.
4. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk eine hierarchische Gruppenstruktur aufweist, wobei jede Gruppe (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) eine Busleitung (36, 42, 44, 46) aufweist und unabhängig betriebsfähig ist.4. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that the network has a hierarchical group structure, each group (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) has a bus line (36, 42, 44, 46) and is independently operable.
5. Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungsrate einzelner Gruppen (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) unterschiedlich ist.5. Communication network according to claim 4, characterized in that the data transmission rate of individual groups (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) is different.
6. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Busleitung (36, 42, 44, 46) mit Hilfe optischer Leiter (70, 72) ausgebildet ist. 6. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that the bus line (36, 42, 44, 46) is formed with the aid of optical conductors (70, 72).
7. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum ständigen Überwachen der Funktionsfähigkeit der Busleitung (36, 42, 44, 46) vorgesehen sind.7. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that means for continuously monitoring the functionality of the bus line (36, 42, 44, 46) are provided.
8. Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leitungen8. Communication network according to claim 3 and one of claims 4 to 7, characterized in that two lines
(70, 72) pro Ring und entlang des Rings vor und hinter wenigstens einem Teil der Netzwerkgeräte (74, 76) jeweils ein Mittel (78, 80, 82, 84) zum wahlweisen Verbinden der beiden Leitungen (70, 72) vorgesehen ist.(70, 72) per ring and along the ring in front of and behind at least some of the network devices (74, 76), means (78, 80, 82, 84) are provided for selectively connecting the two lines (70, 72).
9. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum ständigen Überwachen der Funktionsfähigkeit wenigstens eines Teils der Netzwerkgeräte vorgesehen sind.9. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided for the constant monitoring of the functionality of at least part of the network devices.
10. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromversorgung für die Netzwerkgeräte eine Ringstruktur aufweist.10. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that a power supply for the network devices has a ring structure.
11. Kommunikationsnetzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Netzwerkgerät (74) einen mit Netzspannung betriebenen Aktor (86) aufweist, wobei die Ansteuerung des Aktors (86) über optische Leiter (88) erfolgt. 11. Communication network according to one of the preceding claims, characterized in that at least one network device (74) has an actuator (86) operated with mains voltage, the actuation of the actuator (86) via optical conductors (88).
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