WO2003003631A1

WO2003003631A1 - Verfahren, vorrichtung und anordnung zur übertragung von daten

Info

Publication number: WO2003003631A1
Application number: PCT/CH2001/000404
Authority: WO
Inventors: Weilin Liu; Thomas Kaltenschnee; Andrew Lunn; James Aldis
Original assignee: Ascom Powerline Communications Ag
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-09
Also published as: EP1400045A1

Abstract

Bei einer leitungsgebundenen Datenübertragung zwischen Master und einem Slave ist ein Repeater vorgesehen, der die Daten von einem Gerät zum anderen weiterleitet, da eine direkte Kommunikations zwischen Master und Slave nicht möglich ist. Die Daten werden in einer Mahrzahl von nacheinander übertragenen Frames (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) mit jeweils einer Mehrzahl von Timeslots übertragen, wobei der Master die Datenübertragung steuert und kontrolliert, indem er in jedem Frame (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) die Benutzung der Timeslots zukünftiger Frames regelt. Hierfür übermittelt er jeweils im ersten Timeslot eines Frames, de sogenannten Frameheader (7.1, 7.2, 7.3, 7.4), entsprechende Informationen. Im dargestellten Beispiel übermittelt der Master in jedem Frame (5.1, 5.2) die Timeslot-Zuteilung (9.1, 9.2) für den jeweils übernächsten Frame (5.3, 5.4) an den Repeater. Dieser empfängt die Timeslot-Zuteilung vom Master, nimmt seinerseits eine Zuteilung der Timeslots für den Slave vor und übermittelt diese im jeweils zweiten Timeslot (8.2, 8.3) des darauffolgenden Frames (5.2, 5.3) an den Slave, der dann im entsprechenden Frame (5.3, 5.4) die richtigen Timeslots zum Senden bzw. Empfangen von Daten zum bzw. vom Repeater verwenden kann.

Description

Verfahren, Vorrichtung und Anordnung zur Übertragung von Daten

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einer Mehrzahl von Kommunikationsgeräten, wobei zeitlich nacheinander eine Mehrzahl von Datenrahmen mit jeweils einer Mehrzahl von Zeitschlitzen übermittelt wird. Weiter betrifft die Erfindung ein Kommunikationsgerät sowie eine entsprechende Anordnung zur Übertragung von Daten. Stand der Technik

Bei der Übertragung von Daten unterliegen die Übertragungssignale typischerweise verschiedenen Störungen, beispielsweise einer vom jeweiligen Übertragungskanal abhängigen Dämpfung. Bei einer leitungsgebundenen Signalübertragung hängt die Dämpfung beispielsweise von der Übertragungsdistanz ab. Aber auch andere Einflüsse wie beispielsweise die Anzahl der Abzweigungen oder das Material der Kabel beeinflussen die resultierende Dämpfung.

D. h. die Reichweite der Übertragung ist in der Regel beschränkt. Eine zu hohe Dämpfung führt dazu, dass ein Signal und die damit übertragenen Daten nicht mehr korrekt empfangen werden können.

Um dies zu verhindern, wird entweder der Abstand der miteinander kommunizierenden Geräte so gewählt, dass die Kommunikation gewährleistet ist, oder es werden sogenannte Repeater oder Verstärker eingesetzt, welche ein schwaches Empfangs-Signal verstärken und eins zu eins weiterschicken. Hierfür wird das Übertragungsmedium, d. h. die Übertragungsleitung typischerweise unterbrochen und der Repeater dort eingesetzt. Dieser ver ügt entsprechend über zwei Schnittstellen, wobei er ein über die erste Schnittstelle empfangenes Signal über die zweite Schnittstelle verstärkt weitergibt. Somit kann ein empfangenes Signal nicht direkt auf den Ausgang gelangen und sich dort weiter ausbreiten. D. h. eine vom Repeater unabhängige Kommunikation zwischen zwei Geräten auf je einer Seite des Repeaters ist nicht möglich, auch wenn dies von der Dämpfung her gesehen im Prinzip möglich wäre.

Bei anderen Lösungen wird der Repeater nicht in die Übertragungsleitung eingesetzt, sondern daran angeschlossen, sodass jedes beliebige Signal ungehindert am Repeater vorbeigeführt werden kann. Um jedoch gegenseitige Störungen zu vermeiden, ist in diesem Fall eine genaue Koordination notwendig, wer die Übertragungsleitung wann und wie verwenden darf. Dies erfolgt zumeist in einer Aufteilung der Übertragungsleitung in eine Mehrzahl von Übertragungskanälen, beispielsweise mittels FDMA (frequency division multiple access), CDMA (code division multiple access) oder TDMA (time division multiple access) oder entsprechenden Mischformen, wobei den jeweiligen Kommunikationspartnern ein oder mehrere Übertragungskanäle fest zugeteilt werden. Eine flexible Aufteilung der zur Verfügung stehenden Bandbreite unter den verschiedenen Kommunikations- partnern ist nicht möglich.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches erlaubt, die beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine effiziente Datenübertragung bei erhöhter Übertragungsreichweite ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung erfolgt die Übertragung der Daten zwischen einer Mehrzahl von Kommunikationsgeräten mit einer auf dem TDMA Verfahren basierenden Methode. Hierbei wird zeitlich nacheinander eine Mehrzahl von Datenrahmen (engl.: frame) übermittelt. Jeder Datenrahmen umfasst eine Mehrzahl von sogenannten Zeitschlitzen (engl: timeslot), wobei die Anzahl der Timeslots pro Frame in der Regel konstant bleibt. Das Senden der Daten erfolgt, indem eine bestimmte Anzahl von Bits zu einem sogenannten Burst zusammengefasst und in einem Timeslot ausgesendet wird. Jeder Frame weist eine bestimmte Struktur auf. So werden in einem bestimmten Timeslot eines Frames, häufig Signale übermittelt, welche von den Kommunikationspartnern zur Synchronisation verwendet werden. Die Übertragung der Daten erfolgt in den restlichen Timeslots eines Frames, wobei prinzipiell jedes Gerät jeden Timeslot zum Senden bzw. Empfangen der Daten verwenden kann. Die Daten werden aufgeteilt in kleine Datenpakete, welche jeweils in einem Timeslot versendet bzw. empfangen werden.

Übersteigt nun die Distanz zwischen zwei Kommunikationsgeräten, beispielsweise einem übergeordneten und einem untergeordneten Kommunikationsgerät (im Folgenden als

Master bzw. Slave bezeichnet) die maximale Reichweite für ein gegebenes

Übertragungsmedium, ist z. B. die Dämpfung zu gross, so wird erfindungsgemäss ein vermittelndes Kommunikationsgerät (im Folgenden als Repeater bezeichnet) zwischen die beiden Kommunikationspartner geschaltet, welches die zu übermittelnden Daten vom einen Gerät an das jeweils andere Gerät weiterleitet. Damit hierbei keine unerwünschten Interferenzen auftreten, d. h. der Repeater beispielsweise nicht gleichzeitig Daten vom Master und vom Slave empfängt, müssen die zu verwendenden Timeslots koordiniert werden. Dies erfolgt, indem der Master in einem bestimmten Frame eine Zuteilung der Timeslots in einem der nächsten Frames vornimmt. Insbesondere teilt der Master dem Repeater in einem ersten Frame mit, welche Timeslots des nächsten bzw. übernächsten oder sonst eines nachfolgenden Frames dieser für die Kommunikation mit dem Slave verwenden darf.

Durch den Einsatz des Repeaters kann nicht nur die Reichweite der Datenübertragung erhöht werden, es ist auch möglich, die für die Kommunikation zwischen dem Repeater und dem Slave notwendige Bandbreite von Frame zu Frame zu variieren. Der Master kann beispielsweise in Abhängigkeit der anfallenden Datenmenge die Anzahl der Timeslots für die Kommunikation zwischen Repeater und Slave erhöhen, wobei dies selbstverständlich auch für die Kommunikation zwischen Master und Repeater selber gilt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn unterschiedliche Arten von Datenübertragungen (Surfen im Internet, Sprachsignale) realisiert werden sollen.

Wie der Repeater die ihm zugewiesenen Timeslots verwendet, ist grundsätzlich diesem überlassen. Allerdings muss die Kommunikation mit dem Slave auf die zugewiesenen Timeslots beschränkt bleiben. Mit Vorteil teilt daher der Repeater dem Slave mit, welche Timeslots dieser zur Kommunikation mit dem Repeater verwenden darf. Hierzu nimmt der Repeater, ähnlich wie zuvor der Master, eine Timeslot-Zuteilung vor, und teilt diese dem Slave mit. Der Repeater ist für seine Slaves gewissermassen der Master. Damit der Slave in einem bestimmten Frame die richtigen Timeslots benutzen kann, muss ihm dies der Repeater zumindest einen Frame im Voraus bekannt geben. Dies wiederum bedingt, dass der Repeater vom Master die Timeslot-Zuteilung wiederum zumindest einen Frame früher erhält. D. h. der Repeater teilt dem Slave in einem der Frames zwischen dem ersten und dem nachfolgenden Frame die Timeslot-Zuteilung mit. Vorzugsweise wird daher der Master dem Repeater in einem ersten Frame die Timeslot-Zuteilung für den übernächsten, d. h. den dritten Frame mitteilen, worauf der Repeater dem Slave diese Information im zweiten Frame weitergibt. Damit ist sichergestellt, dass auch der Slave im dritten Frame die richtigen Timeslots verwendet.

Die Zuteilung der Zeitschlitze kann auf beliebige Art und Weise erfolgen. So kann beispielsweise der Master in einem beliebigen Timeslot, der für die Kommunikation zwischen Master und Repeater vorgesehen ist, entsprechende Informationen zum Repeater übermitteln. Es ist auch möglich, hierfür andere, unabhängige Übertragungskanäle zu verwenden. Mit Vorteil wird zur Übermittlung dieser Informationen jedoch ein spezieller, hierfür reservierter Steuer-Timeslot verwendet. Dies ist typischerweise der erste Timeslot jedes Frames (was allerdings nicht zwingend ist) und wird nachfolgend deshalb als Frameheader bezeichnet. Der Frameheader kann auch andere Informationen umfassen wie beispielsweise die weiter oben bereits erwähnten Sychronisationsdaten oder beliebige Befehle an ein anderes Gerät.

Das Gleiche gilt auch für die Zuteilung der Timeslots für den Slave durch den Repeater. Vorzugsweise wird hierfür jedoch nicht der gleiche, sondern ein zusätzlicher Frameheader, typischerweise der zweite Timeslot eines Frames, verwendet.

Mit der Benutzung eines Frameheaders zur Übertragung der Informationen für die Timeslotzuteilung erfolgt lediglich eine minimale Einschränkung der Bandbreite, denn in der Regel ist ein Frameheader zur Synchronisation sowieso in jedem Frame vorhanden. Der erste bzw. der zweite Frameheader werden daher auch ausschliesslich vom Master resp. Repeater zum Senden von Informationen oder Befehlen an die jeweils kontrollierten Geräte verwendet. Der Master wird keinen der Frameheader einem anderen Gerät zur Kommunikation zuteilen.

Das geschilderte Verfahren ist prinzipiell auch geeignet zur Datenübertragung per Funk oder mittels Wellenlängen im optischen Spektralbereich. Es wird jedoch bevorzugt verwendet, um Daten über ein leitungsgebundenes Kommunikationsnetz zu übertragen. Es eignet sich insbesondere zur Übertragung von Daten über ein Stromversorgungsnetz, an welches typischerweise mehrere Benutzer angeschlossen sind, welche unter Umständen einen zeitlich stark variierenden Bedarf an Bandbreite aufweisen. Ein Benutzer ist typischerweise mit einem Gerät zur Datenverarbeitung, beispielsweise einem Computer, einem Faxgerät oder auch einem datenfähigen Mobilfunkgerät, an einen Slave angeschlossen, wobei mit einem Gerät auch mehrere Benutzer bedient werden können.

Die Zuteilung der Timeslots durch den Master erfolgt wie bereits erwähnt beispielsweise im Frameheader. Dieser umfasst hierzu eine "Zeitschlitz-Karte", eine sogenannte "Slotmap". Darin ist definiert, welches Gerät in welchem Frame welche Timeslots verwenden darf, wobei jeder Timeslot einzeln einem Gerät zugeordnet wird. Der Master sendet in jedem Frame eine derartige Slotmap mit der Timeslot-Zuteilung für einen der nächsten Frames, wobei die Zuteilung typischerweise immer für den gleichen Frame, beispielsweise den übernächsten, gilt. Jeder Slave bzw. Repeater, mit welchem der Master direkt kommuniziert, empfängt diese Slotmap, und weiss demzufolge, welche Timeslots in dem betreffenden Frame er zum Senden bzw. Empfangen von Daten verwenden muss.

Eine einfachere und bevorzugte Methode, diese Zuteilung vorzunehmen, besteht darin, nicht jeden einzelnen Timeslot einem Slave zuzuordnen, sondern dies für gleichzeitig mehrere Timeslots zu tun. Mit Vorteil wird hierfür vom Master für einen bestimmten, nachfolgenden Frame ein Teilungspunkt definiert, wobei der Repeater zur Kommunikation mit dem Slave sämtliche Timeslots auf einer Seite des Teilungspunktes verwenden darf. Typischerweise wird der Repeater die Timeslots vom Teilungspunkt weg bis zum Ende eines Frames verwenden. Für die Kommunikation mit seinen Slaves bzw. Repeatem legt der Master die zu verwendenden Zeitschlitze weiterhin einzeln fest. Generell werden jedoch die Frameheader keinem anderen Gerät zugeteilt, da sie zur Übermittlung der Timeslotzuteilung gebraucht werden. Die Festsetzung des Teilungspunktes könnte im Prinzip für jeden Frame neu vorgenommen werden. Es ist jedoch von Vorteil, einen festgesetzten Teilungspunkt nicht gleich wieder zu ändern, sondern für eine bestimmte Zeit, beispielsweise für eine bestimmte Anzahl Frames, unverändert zu belassen. Der Repeater muss dann nämlich nicht die Slot-Zuteilung seines Masters abwarten, sondern kann, in Kenntnis eines gleichbleibenden Teilungspunktes die ihm zugeordneten Timeslots früher auf seine Slaves aufteilen. Dies ermöglicht eine erhebliche Vereinfachung der Kommunikationsprotokolle. Die langsame Adaption des Teilungspunktes kann beispielsweise aufgrund von Statistiken des Benutzerverhaltens erfolgen.

Anstatt eine bestimmte Menge von aneinandergrenzenden Zeitschlitzen per Teilungspunkt zu definieren, kann die Timeslotzuteilung auch erfolgen, indem eine beliebige Untermenge der verfügbaren Zeitschlitze, d. h. ohne die Frameheader, definiert wird. Beispielsweise könnte einem Repeater zur Kommunikation mit dessen Slaves jeder Zeitschlitz mit gerader oder ungerader Nr. zugeteilt werden oder es sind bestimmte Sets von Zeitschlitzen vordefiniert. Auch in diesem Fall verwendet der Repeater zur Kommunikation mit seinen Slaves nur die Zeitschlitze dieser Untermenge und der Master zur direkten Kommunikation mit seinen Slaves und Repeatem nur Zeitschlitze ausserhalb dieser Untermenge.

Durch diese Timeslotzuteilung stellt der Master für den Repeater also bestimmte Ressourcen bereit, über welche der Repeater selbständig verfügen kann.

Kommuniziert ein Master mit mehreren Geräten direkt, beispielsweise mehreren Repeatem und/oder mehreren, nah genug liegenden Slaves, wird ebenso eine Timeslot- Zuteilung vorgenommen. Auch in diesem Fall können die Timeslots einzeln, mit Hilfe einer Slotmap, zugeteilt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Zuteilung mittels Definition eines bzw. mehrerer Teilungspunkte vorzunehmen. Diese Teilungspunkte unterteilen die Gesamtheit der zur Datenübertragung verfügbaren Timeslots eines Frames in verschiedene Bereiche, wobei jeder Bereich einem der Geräte zugeordnet wird.

Zur Kommunikation mit dem Slave wird nun jeder Repeater die ihm, wie eben beschrieben, vom Master zugeteilten Timeslots wiederum aufteilen in Sende- und Empfangs-Timeslots und wird dem Slave mitteilen, welche Timeslots in welchem Frame dieser wie verwenden darf.

Dieses Prinzip funktioniert ebenso, wenn der Repeater die Kommunikation zwischen dem Master und mehreren Slaves sicherstellen muss. Der Master wird gegebenenfalls einfach den Teilungspunkt so wählen, dass dem Repeater genügend Timeslots zur Verfügung stehen, um diese auf die verschiedenen Slaves aufzuteilen.

Auch die Timeslot-Zuteilung durch den Repeater ist natürlich möglich durch Aufteilung der zur Verfügung stehenden Timeslots in mehrere Bereiche mittels einem oder gegebenen- falls mehreren Teilungspunkten, wobei jedem Slave ein Bereich zugeteilt wird.

Liegen Master und Slave soweit auseinander, dass ein Repeater nicht ausreicht, um die Kommunikation sicherzustellen, kann auch ein zweiter Repeater dazwischen geschaltet werden. Die Daten werden in diesem Fall vom ersten über den zweiten Repeater zum Slave übermittelt. Der erste Repeater übernimmt in diesem Fall die Rolle des Masters und nimmt eine Timeslot-Zuteilung für die Kommunikation zwischen dem zweiten Repeater und dem Slave. Allerdings kann er nur diejenigen Timeslots verteilen, die ihm vom richtigen Master zugeteilt worden sind. Die Zuteilung erfolgt in einem Frame zwischen demjenigen Frame, in welchem ihm der Master seine Slots zuteilt und demjenigen Frame, für den ihm diese Slots zugeteilt wurden.

Damit der Slave zur Kommunikation in einem bestimmten Frame schliesslich die richtigen Timeslots verwenden kann, muss der Master die Timeslot-Zuteilung zumindest drei Frames im Voraus vornehmen. Dann kann der erste Repeater die Zuteilung der ihm vom Master zugeteilten Slots des für ihn übernächsten Frames für den zweiten Repeater und dieser schliesslich wiederum eine Zuteilung der ihm vom ersten Repeater zugeteilten Timeslots des für ihn nächsten Frames für den Slave vornehmen.

Prinzipiell können Repeater nur für diejenigen Timeslots eine Zuteilung für nachfolgende Geräte vornehmen, die ihnen von ihrem jeweiligen übergeordneten Gerät zugeteilt worden sind. Liegen allerdings der Slave und der erste Repeater genug weit auseinander, sodass sie sich gegenseitig nicht hören können, so werden zur Kommunikation zwischen dem Slave und dem zweiten Repeater mit Vorteil diejenigen Timeslots eines Frames verwendet, die auch der Master zur Kommunikation mit dem ersten Repeater verwendet. Vorsicht ist hier jedoch geboten, da es beim Datenempfang durch den ersten Repeater zu Interferenzen kommen kann. Sendet der zweite Repeater in einem bestimmten Timeslot nämlich Daten an den Slave, werden diese auch zum ersten Repeater übertragen, der in diesem Timeslot unter Umständen auch Daten vom Master empfängt. Umgekehrt kann der zweite Repeater in einem bestimmten Timeslot gleichzeitig Daten vom Slave sowie vom ersten Repeater empfangen, wobei der erste Repeater eigentlich mit dem Master kommuniziert.

Um derartige Probleme zu vermeiden, gibt es mehrere Möglichkeiten. Die Trennung der Übertragungskanäle kann beispielsweise erreicht werden, indem zur Kommunikation zwischen dem Master und dem ersten Repeater andere Frequenzbereiche verwendet werden wie zur Kommunikation zwischen dem zweiten Repeater und dem Slave. Auch andere Arten zur Mehr achausnützung eines Übertragungsmediums, wie beispielsweise eine Art CDMA-Verfahren, wären im Prinzip anwendbar.

Bevorzugt werden jedoch die Sende- bzw. Empfangstimeslots derart synchronisiert, dass der erste und der zweite Repeater jeweils gleichzeitig Daten senden bzw. Daten empfangen. Damit wird verhindert, dass der erste Repeater Daten vom zweiten Repeater empfängt, wenn ihm der Master Daten sendet sowie dass der zweite Repeater Daten vom ersten Repeater empfängt, wenn ihm der Slave Daten sendet.

In einem bestimmten Frame kommuniziert der Master daher vorzugsweise mit mehreren Kommunikationsgeräten gleichzeitig. D. h. in einem Frame kann er sowohl Broadcast- Meldungen, welche von mehreren Geräten gleichzeitig empfangen werden, als auch verschiedene Daten an jeweils unterschiedliche Empfänger verschicken bzw. von einem oder mehreren Geräten Daten empfangen.

Das vorgängig beschriebene Verfahren kann auch als Computerprogrammprodukt, beispielsweise als Soft- oder Firmware realisiert werden, das entweder in einem entsprechenden Speicher eines Kommuniikationsgerätes oder auf einem entsprechenden Speichermedium abgespeichert ist. Zur Durchführung des Ver ahrens verfügt ein Kommunikationsgerät über einen Prozessor, auf dem das Programm ablaufen kann. Kommunikationsgeräte, wie sie zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet werden, weisen eine Netzschnittstelle zum Anschliessen an ein leitungsgebundenes Kommunikationsnetz auf. Weiter verfügen sie über Mittel zum Senden und Empfangen von Daten über das Kommunikationsnetz, wobei die Daten wie bereits beschrieben in einer Mehrzahl von Frames mit jeweils einer Mehrzahl von Timeslots übertragen werden. Die Sende/Empfangsmittel sind derart ausgebildet, dass die Daten über das jeweilige Kommunikationsnetz übermittelt werden können. Bei einer Telefonleitung werden die Sende/Empfangsmittel anders ausgebildet sein als bei einem Stromkabel.

Ein Repeater umfasst darüber hinaus auch zweite Mittel zur Steuerung der zum Senden bzw. Empfangen zu verwendenden Zeitschlitze. Diese Mittel dienen sowohl zur Ansteuerung, der ihm vom Master zur Kommunikation mit dem Slave oder einem weiteren Repeater zugeteilten Timeslots zum Senden und Empfangen, als auch zur weiteren Zuteilung dieser Timeslots auf die ihm unterstellten Kommunikationsgeräte.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Übertragung von Daten über ein Stromversorgungsnetz und wird entsprechend bevorzugt hierfür eingesetzt. Bei Stromversorgungsnetzen erfolgt das Senden der Daten in der Regel derart, dass die Daten einem hochfrequenten Trägersignal aufmoduliert und kapazitiv in das Stromnetz eingekoppelt werden. Entsprechend werden die Daten beim Empfangen ausgekoppelt und demoduliert.

Ein Kommunikationsgerät könnte mit einer beliebigen Energiequelle, beispielsweise mit einer Batterie, einem Akkumulator oder über eine externe Stromversorgung gespiesen werden. Bei Kommunikationsgeräten zum Anschliessen an ein Stromversorgungsnetz ist die Netzschnittstelle jedoch nicht nur zum Anschliessen an das Netz zwecks Datenübermittlung, sondern bevorzugt auch zur Versorgung des Kommunikationsgerätes mit elektrischer Energie aus dem Stromversorgungsnetz ausgebildet.

In der Grundausführung erfüllt ein Repeater lediglich die Funktion der Datenweiterleitung zwischen einem Master und dessen Slaves. Ein Benutzer ist hierbei jeweils an einen Slave angeschlossen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Repeater jedoch eine Benutzerschnittstelle auf, an welche ein Benutzer bzw. das entsprechende Datenverarbeitungsgerät direkt angeschlossen werden kann. Der Repeater reicht demzufolge nicht nur Daten zwischen Master und Slave hin und her, sondern stellt dem Benutzer eine direkte Verbindung zum Master zur Verfügung. Ein Benutzer kann an den Repeater daher wie an einen normalen Slave angeschlossen werden.

Mit anderen Worten: Wird bei einer bestehenden Konfiguration mit einem Master und zumindest einem Slave, welcher direkt mit dem Master kommunizieren kann, ein zusätzlicher Slave angeschlossen, bei welchen eine direkte Kommunikation nicht mehr möglich ist, kann der bestehende Slave auf einfache Art und Weise in einen Repeater umkonfiguriert werden, welcher dann die Kommunikation mit dem neuen Slave sicherstellt. Ein an den umkonfigurierten Slave angeschlossener Benutzer merkt hiervon überhaupt nichts.

Diese Konfiguration kann praktisch beliebig erweitert werden. D. h. es können beliebig viele weitere Slaves an das Kommunikationsnetz angeschlossen werden. Je nach der konkreten Ausgestaltung des jeweiligen Kommunikationsnetzes können diese entweder direkt mit dem Master kommunizieren, oder sie kommunizieren via einen bestehenden oder einen neuen Repeater mit dem Master.

Selbstverständlich können auch mehrere derartige Kommunikationsverbünde nebeneinan- der bestehen und zur Datenübermittlung dasselbe Übertragungsmedium, beispielsweise ein Stromversorgungsnetz, benutzen. In diesem Fall muss jedoch mit geeigneten Mitteln sichergestellt sein, dass sie sich gegenseitig nicht stören. Dies ist der Fall, wenn sie genug weit auseinanderliegen, sodass beispielsweise die Dämpfung so gross ist, dass kein Gerät des einen Kommunikationsverbundes ein Gerät des anderen hören kann. Zur logischen Trennung der Kommunikationsverbünde eignet sich beispielsweise auch ein FDMA- Verfahren, so dass jeder Verbund eine eigene Frequenz bzw. einen eigenen Frequenzbereich verwendet. Eine gewisse Synchronisation der Sende- bzw. Empfangstimeslots kann ebenso dazu beitragen, die gegenseitigen Störungen zu verringern. Zur Übertragung von Daten kann an jeden Slave bzw. auch an jeden Repeater ein Benutzer angeschlossen sein. Die Benutzer können sowohl untereinander kommunizieren, als auch Daten von bzw. zu einem externen Netz übermitteln. Hierfür ist beispielsweise der Master oder ein anderes Kommunikationsgerät an ein Backbone-Netz, beispielsweise das Internet oder ein öffentliches bzw. privates Telefonnetz, angeschlossen.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Anordnung von Kommunikationsgeräten zur Datenübermittlung;

Fig. 2 eine Mehrzahl von Frames zur Datenübermittlung;

Fig. 3 eine detailliertere Darstellung eines Frames;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Timeslot-Zuteilung für die Frames aus

Fig. 2;

Fig. 5 einen Frame aus Fig. 4 mit einer möglichen Timeslot-Zuteilung;

Fig. 6 einen Frame aus Fig. 4 mit einer anderen Timeslot-Zuteilung;

Fig. 7 eine Anordnung zur Datenübermittlung via zwei Repeater; Fig. 8 eine Mehrzahl von Frames zur Datenübermittlung in einer Anordnung gemäss Fig. 7;

Fig. 9 einen Frame aus Fig. 8 mit einer möglichen Timeslot-Zuteilung sowie einer

Synchronisation der Sende- und Empfangs-Zeitschlitze;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Anwendung der Erfindung bei einer

Transformatorstation eines Niederspannungs-Stromversorgungsnetzes und

Fig. 1 1 eine schematische Darstellung einer Anwendung der Erfindung in einem

Niederspannungs-Stromversorgungsnetz mit einer Mehrzahl von Gebäuden in unterschiedlichen Konfigurationen.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt ein Kommunikationsnetz 1 mit einer baumartigen Struktur und einer Mehrzahl von daran angeschlossenen Geräten, welche miteinander über das Kommunikationsnetz 1 Daten übermitteln. Das Kommunikationsnetz 1 ist beispielsweise ein Ast eines übergeordneten Netzes, welches noch weitere derartige Äste aufweisen kann. Die Geräte sind jeweils unterschiedlich konfiguriert, sodass eine Art Hierarchie entsteht, wobei das oberste Gerät, der Master 2, an der Wurzel des Kommunikationsnetzes 1 , d. h. des dargestellten Astes des übergeordneten Netzes, angeschlossen ist. An die Zweige 1.1 , 1.2 und 1.3 des Kommunikationsnetzes 1 sind mehrere Slaves 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 sowie ein Repeater 4 angeschlossen.

Da der Master 2 typischerweise mit weiteren (nicht dargestellten) Kommunikationsgeräten weiter oben in der baumartigen Struktur des übergeordneten Netzes kommuniziert, ist diese Konfiguration vorteilhaft. Allerdings ist sie nicht zwingend. Der Master könnte auch an einem der Zweige 1.1, 1.2, 1.3 des Kommunikationsnetzes 1 angeschlossen sein. Der Master 2 ist als übergeordnetes Kommunikationsgerät anzusehen, welches mit den untergeordneten Geräten, den Slaves 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 Daten austauscht. Mit den Slaves 3.1 und 3.2 kann der Master 2 direkt kommunizieren, da die Qualität der übertragenen Signale einen korrekten Empfang ermöglicht. Hingegen werden die Signale vom Master 2 zu den Slaves 3.3 und 3.4 bzw. umgekehrt so stark beeinträchtigt, sodass sie nicht mehr korrekt empfangen werden können. Dies rührt beispielsweise daher, dass bedingt durch die grosse Distanz zwischen dem Master 2 und den Slaves 3.3 und 3.4 die Dämpfung zu gross ist. Es ist deshalb ein Repeater 4 vorgesehen, der die Kommunikation zwischen dem Master 2 und den beiden Slaves 3.3 und 3.4 sicherstellt. Der Repeater 4 ist für den Master 2 eine Art Slave und gleichzeitig für die Slaves 3.3 und 3.4 eine Art Master.

Der Master 2 koordiniert die Kommunikation innerhalb des Kommunikationsnetzes 1 , d. h. er legt fest, welches Gerät wann welchen der möglichen Übertragungskanäle belegen darf.

Die Datenübertragung von einem der Kommunikationsgeräte zum andern, beispielsweise zwischen dem Master 2 und einem der Slaves 3.1 bis 3.4 erfolgt mit einer Framestruktur. Figur 2 zeigt eine Mehrzahl solcher Frames 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4, welche zeitlich nacheinander über das Kommunikationsnetz 1 übertragen werden.

In Figur 3 ist der Frame 5.4 etwas detaillierter dargestellt. Er ist unterteilt in eine Mehrzahl von Timeslots 6.1 , 6.2, 6.3, ..., ό.n, wobei die Unterteilung für jeden Frame 5.1 bis 5.4 genau gleich ist. Zu Synchronisationszwecken wird in jedem Frame 5.1 bis 5.4 und/oder in jedem Timeslot 6.1 bis ό.n beispielsweise eine (nicht dargestellte) Synchronisationssequenz mitgesendet.

Die Steuerung der Kanalbelegung durch den Master 2, erfolgt mittels Zuteilung der einzelnen Timeslots 6.1 bis ό.n jedes Frames 5.1 bis 5.4. D. h. der Master 2 bestimmt, wann welches Gerät welchen Timeslot eines Frames zum Senden bzw. Empfangen von Daten verwenden darf.

In Figur 4 sind wiederum die Frames 5.1 bis 5.4 dargestellt, wobei auch die einzelnen Timeslots, im vorliegenden Beispiel sind es 20 Timeslots, jedes Frames 5.1 bis 5.4 erkennbar sind. Insbesondere sind jeweils zwei Timeslots jedes Frames 5.1 bis 5.4 speziell gekennzeichnet. Einer dieser speziellen Timeslots enthält beispielsweise die Synchronisationssequenz, die Slotzuteilung wie auch weitere Daten zur Steuerung der Kommunikation. Da es sich typischerweise um den jeweils ersten Timeslot jedes Frames 5.1 bis 5.4 handelt, wird er als sogenannter Frameheader 7.1 , 7.2, 7.3 und 7.4 bezeichnet. In diesen Frameheadern 7.1 bis 7.4 gibt der Master 2 also die Slotzuteilung bekannt. D. h. in jedem Frameheader 7.1 bis 7.4 übermittelt der Master 2 Informationen über die Slotzuteilung zukünftiger Frames an die betroffenen Geräte.

In dem Beispiel gemäss Figur 4 ist die Situation für das Kommunikationsnetz 1 aus Figur 1 dargestellt. D. h. der Master 2 kann Daten nicht direkt an die Slaves 3.3 und 3.4 übermitteln. Er reserviert daher einige Timeslots jedes Frames für die Kommunikation zwischen dem Repeater 4 und den Slaves 3.3 und 3.4 und übermittelt diese Information jeweils im Frameheader 7.1 bis 7.4 an den Repeater 4. Dieser empfängt diese Information, teilt die ihm vom Master 2 zugewiesenen Timeslots auf die beiden Slaves 3.3 und 3.4 auf und übermittelt diese Information weiter an die betroffenen Slaves 3.3 und 3.4. Da der erste Timeslot jedes Frames 5.1 bis 5.4 bereits vom Master 2 besetzt ist, verwendet er hierfür einen weiteren, für diesen Zweck reservierten Timeslot, beispielsweise jeweils den zweiten Timeslot jedes Frames 5.1 bis 5.4. Dieser wird entsprechend als Repeater- Frameheader 8.1, 8.2, 8.3 bzw. 8.4 bezeichnet.

Damit der Repeater die Slotzuteilung für einen bestimmten Frame 5.1 bis 5.4 rechtzeitig an die Slaves 3.3, 3.4 weiterleiten kann, übermittelt der Master 2 im Frameheader 7.1 bzw. 7.2 eines bestimmten Frames 5.1 bzw. 5.2 jeweils die Informationen über die Timeslot-Zuteilung des übernächsten Frames 5.3 bzw. 5.4, was durch die Pfeile 9.1 und 9.2 angedeutet ist. Somit kann der Repeater 4, der diese Information empfängt, im jeweils nächsten Frame 5.2 bzw. 5.3 seine Slotzuteilung an die beiden Slaves 3.3 und 3.4 weiterleiten.

Zu beachten ist, dass der Master 2 ausser den reservierten Timeslots, d. h. den Frameheadern 7.1 bis 7.4 bzw. 8.1 bis 8.4 sämtliche Timeslots jedes Frames zuteilen kann. Der Repeater 4 kann hingegen nur die ihm vom Master 2 zugewiesenen Timeslots eines Frames weiter verteilen.

Die Slotzuteilung durch den Master 2 bzw. den Repeater 4 kann von Frame zu Frame, beispielsweise in Abhängigkeit der zu übertragenden Datenmenge, variieren. Figur 5 zeigt eine beispielhafte Zuteilung der Timeslots 6.1 bis 6.20 des Frames 5.3, für den Fall, dass nur wenig Daten vom Master 2 zu den Slaves 3.3 und 3.4 bzw. umgekehrt übertragen werden müssen.

Der Timeslot 6.1 ist der vom Master 2 verwendete Frameheader 7.3 und der Timeslot 6.2 ist der vom Repeater 4 verwendete Repeater-Frameheader 8.3. Die Timeslots 6.3 bis 6.18 sind vom Master 2 reserviert für den Datenaustausch mit denjenigen Kommunikationsgeräten, mit welchen er direkt kommunizieren kann, im vorliegenden Beispiel also für den Datenaustausch mit den Slaves 3.1 und 3.2 sowie dem Repeater 4. Die letzten beiden Timeslots 6.19 und 6.20 hat er dem Repeater 4 für dessen Datenaustausch mit den Slaves 3.3 und 3.4 zugewiesen.

Die Zuweisung kann derart erfolgen, dass der Master 2 für jeden Timeslot einzeln festlegt, wer ihn verwenden darf. Im Frameheader sind hierfür beispielsweise eine Vielzahl von Bits reserviert. Für einen Timeslot können beispielsweise ein oder mehrere Bits reserviert sein, wobei der Master 2 durch geeignete Wahl der einzelnen Bits festlegen kann, wer den entsprechenden Timeslot im jeweiligen Frame verwenden darf. Ebenso könnte auch eine bestimmte Anzahl von Bits für jedes Gerät reserviert sein, wobei der Master durch geeignete Wahl der Werte festlegen kann, welche Timeslots das entsprechende Gerät verwenden darf.

Die Zuweisung kann aber auch erfolgen, indem der Master 2 für eine bestimmte Teilmenge der Timeslots gemeinsam die Verwendung durch den Repeater 4 festlegt. So kann er beispielsweise wie in Fig. 5 dargestellt einen Teilungspunkt 10 definieren und lediglich die Position dieses Teilungspunktes 10 bekannt geben. Der Repeater 4 weiss dann, dass er beispielsweise sämtliche Timeslots 6.19, 6.20 vom Teilungspunkt 10 bis zum Ende des Frames 5.3 zur Kommunikation mit den Slaves 3.3 und 3.4 verwenden kann. Der Repeater 4 kann nun diese beiden Timeslots 6.19 und 6.20 selber noch weiter auf die beiden Slaves 3.3 bzw. 3.4 aufteilen, beispielsweise jedem einen Timeslot zuweisen. Zur Aufteilung seiner Timeslots hat er im Prinzip genau dieselben Möglichkeiten wie der Master 2 bei der Aufteilung aller Timeslots auf dessen Slaves bzw. Repeater. Erwartet der Master 4 keinen Verkehr von oder zu den Slaves 3.3, 3.4, kann er den Teilungspunkt 10 auch so legen, dass für die beiden Slaves 3.3 und 3.4 nur noch ein einziger Timeslot zur Vefügung steht. Benötigt in diesem Fall einer der Slaves 3.3, 3.4 mehr Bandbreite, sendet er in diesem einzigen Timeslot eine entsprechende Anfrage an den Repeater, der diesem Slave daraufhin mehr Timeslots zuteilt. Für solche Anfragen kann auch ein ganz bestimmter Timeslot innerhalb eines Frames reserviert sein, auf welchen sämtliche Slaves zugreifen können. Hierbei kann es gelegentlich zwar zu Kollisionen kommen, wenn zwei Slaves gleichzeitig auf diesen Timeslot zugreifen möchten, allerdings ist dies nicht weiter schlimm, denn eine erfolglose Kontaktaufnahme kann sofort oder nach einer zufälligen Wartezeit wiederholt werden.

Ist die zu übertragende Datenmenge zwischen dem Master 2 und einem der Slaves 3.3 bzw. 3.4 gross, so wird der Master 2 eine Slotzuteilung gemäss Figur 6 vornehmen. Er legt den Teilungspunkt 10 so fest, dass dem Repeater 4 die Timeslots 6.1 1 bis 6.20 zur Verfügung stehen.

Ob eine grosse Datenmenge zu übertragen ist, weiss der Master 2 entweder, weil er sie selber zu einem Slave übermitteln will, oder er bekommt vom entsprechenden Slave via Repeater eine diesbezügliche Meldung mit einer Anfrage nach mehr Bandbreite. Der Master 2 wird daraufhin, falls er freie Kapazitäten hat, die Anzahl der Timeslots für den entsprechenden Repeater erhöhen und ihm die neue Timeslotzuteilung übermitteln. Danach wird der Repeater dem anfragenden Slave entsprechend mehr Zeitschlitze zur Übertragung von Daten zu ihm zuordnen.

Eine weitere Konfiguration eines Kommunikationsnetzes 1.1 zeigt Figur 7. Zur Kommunikation zwischen dem Master 2.1 und dem Slave 3.5 sind zwei Repeater 4.1 , 4.2 vorgesehen. In Figur 8 ist eine Folge von Frames 1 1.1 , 1 1.2, 1 1.3 und 1 1.4 dargestellt, wie sie zur Kommunikation in einer Konfiguration gemäss Figur 7 verwendet werden kann. Jeder Frame 1 1.1 bis 1 1.4 weist wiederum 20 Timeslots auf und auch die jeweiligen Frameheader 7.5, 7.6, 7.7 und 7.8 sind wieder erkennbar. Da bei dieser Konfiguration zwei Repeater 4.1, 4.2 vorhanden sind, übermittelt der Master 2.1 hier im Frameheader 7.5 eines bestimmten Frames 1 1.1 , im Unterschied zur Figur 4, jedoch die Information über die Timeslot-Zuteilung des drittnächsten Frames 1 1.4, was durch den Pfeil 9.3 angedeutet ist. Diese Konfiguration wird verwendet, wenn die Distanz zwischen dem Master 2 und dem Slave 3.5 so gross ist, dass ein einziger Repeater nicht ausreicht, um die Kommunikation sicher zu stellen.

Der erste Repeater 4.1 übermittelt die Information über die Timeslot-Zuteilung also im jeweiligen Repeater-Frameheader 8.5 bis 8.8 für den jeweils übernächsten Frame an den zweiten Repeater 4.2 und dieser teilt einen oder mehrere der ihm vom Repeater 4.1 zugewiesenen Timeslots eines Frames in jeweils einem der Repeater-Frameheader 8.9 bis 8.12 wieder dem Slave 3.5 zu. Typischerweise wird er hierfür den jeweils dritten Timeslot jedes Frames 1 1.1 bis 1 1.4 benutzen, welcher demzufolge auch nicht zur Datenübertragung verwendet werden darf. D. h. der erste Repeater 4.1 teilt dem zweiten Repeater 4.2 im Frame 1 1.2 die Informationen über die Timeslot-Belegung im Frame 1 1.4 zu und der zweite Repeater 4.2 übermittelt seine Zuteilung der Timeslots im Frame 1 1.3 an den Slave 3.5.

Sind also zwei Repeater 4.1, 4.2 zwischen den Master 2.1 und einen Slave 3.5 geschaltet, muss der Master 2.1 die Slotzuteilung mindestens drei Frames im Voraus vornehmen, damit diese Information rechtzeitig an den Slave 3.5 weitergeleitet werden kann. Selbstverständlich können zur Überbrückung noch grösserer Wege auch noch mehr Repeater hintereinander geschaltet werden, wobei die Slotzuteilung durch den Master 2.1 entsprechend früher erfolgen muss.

In gewissen Konfigurationen mit zwei (oder mehr) hintereinander geschalteten Repeatem ist es jedoch auch möglich, dass zur Kommunikation zwischen dem zweiten Repeater 4.2 und einem Slave 3.5 dieselben Timeslots verwendet werden können, wie zur Kommunikation zwischen dem Master 2.1 und dem ersten Repeater 4.1. Dies ist möglich, weil die Beschaffenheit des Kommunikationsnetzes dann jeweils so ist, dass die Sendesignale des Masters 2.1 den zweiten Repeater 4.2 nicht erreichen können. Dies gilt natürlich auch in der anderen Richtung. Wäre dies nicht so, könnte einer der Repeater weggelassen werden.

Allerdings kann es hierbei vorkommen, dass der Master 2.1 in einem bestimmten Timeslot Daten an den ersten Repeater 4.1 und der zweite Repeater 4.2 im gleichen Timeslot Daten an den Slave 3.5 sendet. Der erste Repeater 4.1 empfängt nun in diesem Timeslot unter Umständen beide Signale, obwohl nur die Signale des Masters 2.1 für ihn bestimmt sind. Entsprechendes gilt auch für den Fall, dass der erste Repeater 4.1 Daten an den Master

2.1 sendet, diese aber auch vom zweiten Repeater 4.2 empfangen werden, der im gleichen Timeslot eigentlich Daten vom Slave 3.5 empfangen sollte.

Um derartige Kollisionen zu vermeiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können verschiedene Frequenzen bzw. Frequenzbereiche benutzt werden. D. h. der zweite Repeater 4.2 benutzt zur Kommunikation mit dem Slave 3.5 eine andere Frequenz als der Master 2.1 zur Kommunikation mit dem ersten Repeater 4.1.

Bei einer anderen Lösung können die beiden Repeater 4.1 , 4.2 auch derart synchronisiert werden, dass beide in den betroffenen Timeslots jeweils gleichzeitig Daten senden bzw. empfangen. Figur 9 zeigt einen entsprechend aufgeteilten Frame 1 1.4. Die Zeitschlitze 6.1,

6.2 und 6.3 sind als Frameheader 7.5, bzw. als Repeater-Frameheader 8.5 und 8.9 reserviert. Die Timeslots 6.15 bis 6.20 sind zur Kommunikation zwischen dem ersten Repeater 4.1 und dem zweiten Repeater 4.2 vorgesehen. Die Timeslots 6.4 bis 6.14 hingegen sind einerseits für die Kommunikation zwischen dem Master 2.1 und dem ersten Repeater 4.1 sowie zwischen dem zweiten Repeater 4.2 und dem Slave 3.5 vorgesehen. Sie sind durch einen Umschaltpunkt 12 in einen Sendebereich 13 und einen Empfangsbereich 14 unterteilt. Die Timeslots des Sendebereichs 13 werden von beiden Repeatem 4.1, 4.2 ausschliesslich zum Senden und die Timeslots des Empfangsbereichs 14 ausschliesslich zum Empfangen von Daten verwendet. Mit der Definition eines derartigen Umschaltpunktes 12 kann verhindert werden, dass einer der Repeater 4.1 , 4.2 ungewollt Daten vom jeweils anderen Repeater 4.2, 4.1 empfängt.

Figur 10 zeigt eine mögliche Anwendung der Erfindung. Dargestellt ist eine Transformator- Station 15, in welcher die Spannung einer Mittelspannungsleitung 16 mit einem Transformator 17 in eine Niederspannung transformiert wird, welche von einer Stromschiene 18 abgegriffen werden kann. An der Stromschiene 18 sind drei Niederspannungsleitungen, sogenannte Feeder 19.1 , 19.2, 19.3 angeschlossen, welche beispielsweise drei verschiedene (nicht dargestellte) Gebäudegruppen in einem Quartier mit Strom versorgen.

An der Stromschiene 18 ist ein Master 2.2 und an jedem Feeder eine Mehrzahl von Slaves 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.1 1, 3.12, 3.13, 3.14, 3.15, 3.16 angeschlossen. Mit den Slaves 3.8, 3.15 und 3.16 kann der Master 2.2 jedoch nicht direkt kommunizieren. In den beiden Feedern 19.1 und 19.3 ist daher zusätzlich je ein Repeater 4.3 bzw. 4.4 vorgesehen, der die Kommunikation zwischen dem Master 2.2 und den Slaves 3.8, 3.15 und 3.16 in erfindungsgemässer Weise sicherstellt. Die Zuteilung der Timeslots durch den Master 2.2 kann beispielsweise derart erfolgen, dass er in jedem Frame einen Teilungspunkt festlegt, der für beide Repeater 4.3 und 4.4 gilt. D. h. der Repeater 4.3 benutzt zur Kommunikation mit seinem Slave 3.8 dieselben Timeslots wie der Repeater 4.4 zur Kommunikation mit dessen Slaves 3.15 und 3.16.

Eine weitere mögliche Anwendung ist in Figur 1 1 dargestellt. Sie zeigt eine Mehrzahl von Gebäuden 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, 21.5, 21.6, welche zwecks Stromversorgung an ein Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 20 angeschlossen sind. In jedem Gebäude 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, 21.5, 21.6 ist zumindest ein (nicht dargestellter) Benutzer vorhanden, der mit einem anderen Benutzer Daten austauschen und/oder mit einem externen Kommunikationsnetz, wie beispielsweise dem Internet 29, verbunden werden möchte.

Die Kommunikation erfolgt über das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 20, wobei mehrere Master/Slave Kommunikationssysteme kombiniert werden. Das Hauptnetz wird gebildet durch einen Outdoor-Master 22 sowie je einen Outdoor-Slave 23.1 , 23.2, 23.3, 23.4, 23.5 bzw. einen Outdoor-Repeater 24 pro Gebäude, welcher jeweils mit dem Outdoor-Master 22 erfindungsgemäss kommunizieren kann.

Darüberhinaus wird in jedem Gebäude ein weiteres, erfindungsgemässes Kommunikations- System gebildet. D. h. jedes Gebäude 21.1 , 21.2, 21.3, 21.4, 21.5, 21.6 verfügt über einen lndoor-Master 25.1 , 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6 sowie zumindest einen Indoor-Slave 26.1 , 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6, 26.7, 26.8, 26.9 bzw. Indoor-Repeater 27.1, 27.2.

Damit sich die einzelnen Kommunikationssysteme gegenseitig nicht stören, wird im Outdoor-Netz beispielsweise eine andere Frequenz benutzt. Hingegen kann, vorausgesetzt, die einzelnen Gebäude liegen weit genug auseinander, in jedem Gebäude dieselbe Frequenz zur Datenübertragung verwendet werden. Allerdings kann auch hier mit unterschiedlichen Frequenzen gearbeitet werden.

Um diese verschiedenen Kommunikationssysteme miteinander zu verbinden, ist jeweils der Indoor-Master 25.1, 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6 mit dem jeweiligen Outdoor-Slave 23.1, 23.2, 23.3., 23.4, 23.5 bzw. Outdoor-Repeater 24 zusammengeschaltet, wobei jeweils eine Frequenzumsetzung von der Outdoor-Frequenz auf die jeweilige Indoor- Frequenz erfolgt.

Einen Spezialfall stellt das Gebäude 21.3 dar. Es ist als Doppelhaus ausgebildet, wobei jedes der beiden Häuser 28.1 , 28.2 über einen eigenen Stromanschluss an das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 20 verfügt. Die Übertragungsbedingungen sind derart, dass der Indoor-Master 25.3 sowohl mit den Indoor-Slaves 26.3 und 26.4 im Haus 28.1 , als auch mit dem Indoor-Repeater 27.2 im Haus 28.2 kommunizieren kann. Die Kommunikation zwischen dem Indoor-Master 25.3 und dem Indoor-Slave 26.5 im Haus 28.2 wird somit durch den Indoor-Repeater 27.2 sicher gestellt. Die Kombination eines Outdoor-Slaves mit einem Indoor-Master ist im Haus 28.2 somit ersetzt durch einen einzigen Indoor-Repeater 27.2, der für den Indoor-Slave 26.5 quasi als Master fungiert. Da jeder Benutzer an einen der Indoor-Slaves bzw. einen Indoor-Repeater angeschlossen ist, können sie nicht nur gegenseitig, sondern auch mit dem Internet 29 kommunizieren.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass es die Erfindung erlaubt, die Reichweite der Datenübertragung insbesondere bei leitungsgebundenen Kommunikationsnetzen um ein Vielfaches zu steigern. Die Verringerung der Übertragungsbandbreite, welche hierfür in Kauf genommen werden muss, ist minimal, denn die den einzelnen Kommunikationsgeräten zur Verfügung stehende Bandbreite kann variiert und an den momentanen Bedarf angepasst werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einer Mehrzahl von Kommunikationsgeräten, wobei zeitlich nacheinander eine Mehrzahl von Datenrahmen mit jeweils einer Mehrzahl von Zeitschlitzen übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten von einem übergeordneten Kommunikationsgerät via ein vermittelndes

Kommunikationsgerät zu einem untergeordneten Kommunikationsgerät übertragen werden und das übergeordnete Kommunikationsgerät in einem ersten Datenrahmen eine Zuteilung von Zeitschlitzen eines nachfolgenden Datenrahmens zur Kommunikation zwischen dem vermittelnden und dem untergeordneten Kommunikationsgerät vornimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vermittelnde Kommunikationsgerät in einem zwischen dem ersten und dem nachfolgenden Datenrahmen liegenden Datenrahmen eine Zuteilung der ihm vom übergeordneten Kommunikationsgerät zugeteilten Zeitschlitze des nachfolgenden Datenrahmens zur Kommunikation mit dem untergeordneten Kommunikationsgerät vornimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung von Zeitschlitzen mittels Übermittlung von Informationen je in einem reservierten Zeitschlitz, insbesondere je einem Steuerzeitschlitz am Anfang eines Datenrahmens, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium, insbesondere ein Stromversorgungsnetz übertragen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung der Zeitschlitze durch Definition eines Teilungspunktes innerhalb des nachfolgenden Datenrahmens erfolgt, wobei zur Kommunikation zwischen dem übergeordneten und dem vermittelnden Kommunikationsgerät ausschliesslich Zeitschlitze auf einer Seite des Teilungspunktes und zur Kommunikation zwischen dem vermittelnden und einem untergeordneten Kommunikationsgerät ausschliesslich Zeitschlitze auf einer anderen Seite des Teilungspunktes verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung der Zeitschlitze durch Definition einer beliebigen Untermenge von Zeitschlitzen des nachfolgenden Datenrahmens erfolgt, wobei zur Kommunikation zwischen dem vermittelnden und einem untergeordneten Kommunikationsgerät ausschliesslich Zeitschlitze dieser Untermenge und zur Kommunikation zwischen dem übergeordneten und dem vermittelnden Kommunikationsgerät ausschliesslich Zeitschlitze ausserhalb dieser Untermenge verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten vom vermittelnden Kommunikationsgerät via ein zusätzliches Kommunika- tionsgerät zum untergeordneten Kommunikationsgerät übertragen werden, wobei das vermittelnde Kommunikationsgerät in einem zwischen dem ersten und dem nachfolgenden Datenrahmen liegenden Datenrahmen eine Zuteilung von Zeitschlitzen des nachfolgenden Datenrahmens zur Kommunikation zwischen dem zusätzlichen und dem untergeordneten Kommunikationsgerät vornimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kommunikation zwischen dem zusätzlichen und dem untergeordneten Kommunikationsgerät dieselben Zeitschlitze eines Datenrahmens verwendet werden wie zur Kommunikation zwischen dem übergeordneten und dem vermittelnden Kommunikationsgerät, wobei insbesondere dieselben Zeitschlitze zum Senden bzw. Empfangen verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das übergeordnete Kommunikationsgerät in einem bestimmten Datenrahmen Daten an das vermittelnde und/oder das untergeordnete und/oder weitere Kommunikationsgeräte sendet und/oder von diesen empfängt.

10. Anordnung zur Übertragung von Daten in einer Mehrzahl von zeitlich nacheinander übertragenen Datenrahmen mit jeweils einer Mehrzahl von Zeitschlitzen, wobei die Anordnung ein übergeordnetes und zumindest ein mit diesem kommunizierendes untergeordnetes Kommunikationsgerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein vermittelndes Kommunikationsgerät zur Weiterleitung der Daten zwischen dem übergeordneten und dem zumindest einen untergeordneten Kommunikationsgerät vorgesehen ist, sämtliche Kommunikationsgeräte an ein leitungsgebundenes Kommunikationsnetz, insbesondere ein Stromversorgungsnetz, angeschlossen sind, das übergeordnete Kommunikationsgerät Mittel aufweist zur Zuteilung der für die Kommunikation zwischen dem vermittelnden und dem zumindest einen untergeordneten Kommunikationsgerät zu verwendenden Zeitschlitze und das vermittelnde Kommunikationsgerät derart ausgebildet ist, dass es zur Kommunikation mit dem zumindest einen untergeordneten Kommunikationsgerät ausschliesslich die ihm vom übergeordneten Kommunikationsgerät zugewiesenen Zeitschlitze verwendet.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von vermittelnden Kommunikationsgeräten zur Weiterleitung der Daten zwischen dem übergeordneten und je zumindest einem untergeordneten Kommunikationsgerät aufweist.

12. Anordnung Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest ein Kommunikationsgerät, insbesondere ein untergeordnetes oder ein vermittelndes Kommunikationsgerät, ein Benutzergerät zum Senden und/oder Empfangen von Daten angeschlossen ist.

13. Kommunikationsgerät für eine Anordnung nach Anspruch 9 mit ersten Mitteln zum Senden und Empfangen von Daten in einer Mehrzahl von zeitlich nacheinander übertragenen Datenrahmen mit jeweils einer Mehrzahl von Zeitschlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Netzschnittstelle zum Anschliessen an ein leitungsgebundenes Kommunikationsnetz aufweist, die ersten Mittel zum Senden bzw. Empfangen der Daten über das Kommunikationsnetz ausgebildet sind, dass es zweite Mittel zur Zuteilung von Zeitschlitzen eines Datenrahmens zur Kommunikation eines vermittelnden Kommunikationsgerätes mit einem untergeordneten Kommunikationsgerät aufweist sowie dritte Mittel vorgesehen sind, um Informationen über diese Zuteilung von Zeitschlitzen an das vermittelnde Kommunikationsgerät zu senden.

14. Vermittelndes Kommunikationsgerät für eine Anordnung nach Anspruch 9 mit ersten Mitteln zum Senden und Empfangen von Daten in einer Mehrzahl von zeitlich nacheinander übertragenen Datenrahmen mit jeweils einer Mehrzahl von Zeitschlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Netzschnittstelle zum Anschliessen an ein leitungsgebundenes Kommunikationsnetz aufweist und die ersten Mittel zum Senden bzw. Empfangen der Daten über das Kommunikationsnetz ausgebildet sind, dass es zweite Mittel aufweist zum Empfangen von Informationen von einem übergeordneten Kommunikationsgerät über eine Zuteilung von Zeitschlitzen, dass es dritte Mittel zur Zuteilung der zur Kommunikation mit einem untergeordneten Kommunikationsgerät zu verwendenden Zeitschlitze aufweist sowie vierte Mittel vorgesehen sind, um Informationen über diese Zuteilung von Zeitschlitzen an das untergeordnete Kommunikationsgerät zu senden und die dritten Mittel derart ausgebildet sind, dass zur Kommunikation mit dem untergeordneten Kommunikationsgerät ausschliesslich die ihm vom übergeordneten Kommunikationsgerät zugewiesenen Zeitschlitze verwendet werden.

15. Vermittelndes Kommunikationsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzschnittsteile zum Anschliessen an ein Stromversorgungsnetz sowie zur Versorgung des Kommunikationsgerätes mit elektrischer Energie aus dem Stromversorgungsnetz ausgebildet ist und die ersten Mittel zum Senden bzw. Empfangen der Daten über das Stromversorgungsnetz ausgebildet sind.

16. Vermittelndes Kommunikationsgerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Benutzerschnittstelle zum Anschliessen eines Benutzers aufweist und es Mittel aufweist zum Senden bzw. Empfangen der Daten via die Benutzerschnittstelle.

17. Computerprogrammprodukt, das in einen Speicher eines Kommunikationsgerätes geladen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass es Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen das Verfahren nach Anspruch 1 ausgeführt werden kann, wenn es auf einem Prozessor in dem Kommunikationsgerät abläuft.

18. Computerprogrammprodukt, das auf einem geeigneten Speichermedium gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen das

Verfahren nach Anspruch 1 ausgeführt werden kann, wenn das Computerprogrammprodukt in einen Speicher eines Kommunikationsgerätes geladen wird und auf einem Prozessor des Kommunikationsgerätes abläuft.