WO2021175638A1 - Optisch leitungsgebundenes in-haus- und ortungsnetzwerk - Google Patents

Abstract

Ein Verteilerknoten» der zur drahtlosen» optischen Kommunikation in einem drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerk eingerichtet ist weist Folgendes auf: eine erste Schnittstelle zum Ansteuern» eines ersten drahtlosen optischen Transceivers für eine drahtlose optische Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteilnehmer; und eine zweiten Schnittstelle zum Ansteuern» eines zweiten drahtlosen optischen Transceivers für eine drahtlose optische Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer. Der erste Netzwerkteilnehmer und/oder der zweite Netzwerkteilnehmer ist eine Infrastrukturvorrichtung des drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerks.

Description

Optisch Leitungsgebundenes In-Haus- und Ortungsnetzwerk

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verteilerknoten, der zur optisch-drahtlosen Kommunikation eingerichtet ist, auf ein optisch-drahtloses Kommunikationsnetzwerk mit ei- nem solchen Verteilerknoten, auf ein Verfahren zum Betreiben eines Verteilerknotens und auf ein Computerprogramm. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein optisch leitungsungebundenes In-Haus Daten- und Ortungsnetzwerk, insbesondere für medizini- sche Einrichtungen.

Datenkommunikation ist für viele Bereichen unseres täglichen Lebens unverzichtbar. Dies trifft auch auf medizinische Einrichtungen wie Krankenhäusern zu. Die bisher üblicherweise verwendete kabelgebundene Dateninfrastruktur ist mit hohem Installationsaufwand verbun- den und dementsprechend auch mit vergleichsweise hohen Kosten. Zudem bietet sie be- sonders für bewegliche Anlagen keine zufriedenstellende Konnektivität.

Neben leitungsgebundener Datenübertagung gewinnt die leitungsungebundene Kommuni- kation immer weiter an Bedeutung, da Sie eine erhöhte Flexibilität und Mobilität mit sich bringt. Üblicherweise finden funkbasierte Technologien wie Wi-Fi, Bluetooth oder Telekom- munikationsstandards wie LTE/4G, 5G, usw. Anwendung. Diese sind in empfindlichen Be- reichen wie in Krankenhäusern mitunter nicht erwünscht, weil sie, bedingt durch die ausge- sendete Strahlung, andere sensible Geräte stören können. Außerdem sind diese Frequen- zen durch eine Vielzahl an Geräten meist stark ausgelastet. Jeder Teilnehmer wirkt gegen- über anderen Teilnehmern als Störquelle und erschwert die Kommunikation. Dabei wird zum einen die zur Verfügung stehende Datenbandbreite, die Übertragungslatenz sowie die Stabilität des Links negativ beeinflusst. Durch Erhöhung der verwendeten Trägerfrequen- zen und eine immer feinere Unterteilung der zur Verfügung stehenden Bandbreite wird ver- sucht diesen Umstand zu verbessern, Dieser Ansatz ist jedoch begrenzt. Das grundlegende Problem bleibt jedoch bestehen. Darüber hinaus ist es in medizinischen Einrichtungen erwünscht Personen, Geräte, Mate- rial oder Ähnliches zu orten. Zwar ist dies in einem Telekommunikationsnetz prinzipiell mög- lich, jedoch kann die schiere Menge an Kommunikationsteilnehmern das Funknetz schnell überlasten.

Übliche medizinische Einrichtungen sind nur zu einem begrenzten Teil über kabelgebunde Systeme vernetzt. Ein Großteil eines modernen Hausnetzes wird über die kabelungebun- dene Kommunikation ermöglicht. Üblicherweise sind dabei WLAN-Knotenpunkte (Access points) über das gesamte Einsatzgebiet verteilt. Diese kommunizieren entweder mit ihren direkten Nachbarn und bilden ein Kommunikationsgatter oder werden mit einem Kabelnetz verbunden. Beide Varianten haben jeweils Vor- und auch Nachteile. In einem Kommunika- tionsgatter kommuniziert jeder Knotenpunkt parallel mit allen Teilnehmer und seinen Nach- barknoten über das selbe Medium, da sich Radiowellen in den verwendeten Spektren all- seitig ausbreiten. Dies führt zu den o.g. negativen Effekten. Dieser Umstand wird in heuti- gen WLAN- Knoten über eine Vielzahl von Frequenzkanälen oder über Mehrfachantennen- Setups adressiert. Dabei werden Signale mehrerer Antennen zur Interferenz gebracht und eine gerichtete Ausbreitung erzielt. Was bei einer limitierten Anzahl an Teilnehmern möglich ist, wird jedoch bei großen Teilnehmerzahlen nicht mehr praktikabel.

Die effektiv zur Verfügung stehende Bandbreite ist hier in der Regel stark begrenzt. Insbe- sondere die Kommunikationsbandbreite zwischen den Knoten ist stark eingeschränkt. Sind die Knoten über ein Kabelnetz verbunden, kann dieses Problem vermieden werden. Aller- dings ist hierfür zum einen ein nicht unerheblicher Verkabelungsaufwand notwendig und zum anderen kann es sein, das an bestimmten Orten überhaupt kein Kabel verlegt werden kann.

Werden in einem solchen Netzwerk auch Personen, Geräte, Material oder ähnliches geor- tet, kann die Menge der daraus resultierenden Teilnehmer einen Knoten bzw. das gesamte Netz schnell überlasten.

Es besteht somit ein Bedarf an Elementen zur Implementierung flexibler optisch-drahtloser Kommunikationsnetzwerke.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Verteilerknoten für eine optisch-drahtlose Kommunikation, ein optisch-drahtloses Kommunikationsnetzwerk, ein Verfahren zum Betreiben eines Verteilerknotens zur optisch-drahtlosen Kommunikation und ein Computerprogramm zu schaffen, welches flexible optisch-drahtlose Kommunikati- onsnetzwerke ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, dass ein Aufbau eines Verteilerknotens, der zur optisch-draht- losen Kommunikation in einem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk eingerichtet ist, eine Verteilung optisch-drahtloser Signale von einer Infrastrukturvorrichtung, etwa einer Basisstation oder dergleichen, ermöglicht wird und durch Implementierung einer derartigen Kommunikationsstrecke als optisch-drahtlose Übertragungsstrecke eine hochflexible Aus- gestaltung des Kommunikationsnetzwerks erfolgen kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verteilerknoten, der zur optisch-drahtlosen Kommunikation in einem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk eingerichtet ist, eine erste Schnittstelle zum Ansteuern eines ersten optisch-drahtlosen Transceivers für eine op- tisch-drahtlose Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteilnehmer und eine zweite Schnittstelle zum Ansteuern eines zweiten optisch-drahtlosen Transceivers für eine op- tisch-drahtlose Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer. Zumindest einer der Netzwerkteilnehmer ist eine Infrastrukturvorrichtung des optisch-drahtlosen Kommuni- kationsnetzwerks.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Infrastrukturvorrichtung eine Datenquelle, eine Datensenke und/oder einen weiteren Verteilerknoten. Der Verteilerknoten kann somit die Kommunikation eines Backhaul-Netzwerks (Verteilernetzwerks) zumindest teilweise be- reitstellen. Die Anordnung eines derartigen Verteilerknotens ermöglicht eine flexible Anord- nung des Verteilerknotens, da beispielsweise auf die Platzierung oder Verlegung von Da- tenkabeln verzichtet werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist entweder der erste Netzwerkteilnehmer oder der zweiten Netzwerkteilnehmer eine Teilnehmervorrichtung, beispielsweise ein Endgerät oder dergleichen. Dies ermöglicht die Verteilung und/oder Weiterleitung zwischen der Infrastruk- turvorrichtung und der Teilnehmervorrichtung mitels optisch-drahtloser Signale. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten eingerichtet, um mit der Teilneh- mervorrichtung als mobiler Netzwerkteilnehmer zu kommunizieren. Dies ermöglicht ein er- höhtes Maß an Flexibilität, da sich zumindest einer der Kommunikationsteilnehmer im Raum bewegen kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der erste Netzwerkteilnehmer eine Infrastrukturvor- richtung und der zweite Teilnehmer eine Teilnehmervorrichtung. Der Verteilerknoten weist eine Mehrzahl von Infrastrukturschnittstellen auf, welche die erste Schnittstelle umfassen. Der Verteilerknoten ist ausgebildet, um mit einer korrespondierenden Mehrzahl von Infra- strukturvorrichtungen über die Mehrzahl von Infrastrukturschnittstellen zu kommunizieren. Dies ermöglicht eine hohe Parallelität an Kommunikationskanälen und somit einen hohen Datendurchsatz.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um entlang einer ersten Richtung mit der Infrastrukturvorrichtung und entlang einer zweiten Richtung, die innerhalb eines Toleranzbereichs von 60°, bevorzugt 45° und weiter bevorzugt 25° senk- recht hierzu angeordnet ist, mit einer Teilnehmervorrichtung zu kommunizieren. Dies er- möglicht eine räumliche Separierung unterschiedlicher Kommunikationspartner.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um als optisch- drahtloses Relay für eine erste Infrastrukturvorrichtung und eine zweite Infrastrukturvorrich- tung betrieben zu werden. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Weiterleitung der optisch-drahtlosen Signale.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um als optisch- drahtloser Zugangspunkt oder Access Point für das optisch-drahtlose Kommunikations- netzwerk betrieben zu werden, um eine Kommunikation zwischen zwei Teilnehmervorrich- tungen eines optisch-drahtlosen Netzwerks bereitzustellen. Durch die gleichzeitige Positio- nierungsfreiheit und Kommunikation mit der Infrastrukturvorrichtung kann somit eine flexible und hohe Netzabdeckung des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks erhalten wer- den.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Verteilerknoten zumindest eine zusätzliche funkbasierte Datenschnittstelle oder zumindest eine zusätzliche drahtgebundene Daten- schnittstelle auf. Dies ermöglicht die Kopplung des Verteilerknotens mit weiteren Netzwerk- typen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der Verteilerknoten eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um basierend auf einem an einer Eingangsschnittstelle empfangenen op- tisch-drahtlosen Eingangssignal zumindest eine Ausgangsschnittstelle auszuwählen, und diese anzusteuern, um ein entsprechendes optisch-drahtloses Ausgangssignal auszusen- den, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um unter Verwendung eines internen Spei- chers, der eine Routing-Tabelle oder Port-Tabelle bzw. Schnittsteilen-Tabelle aufweist, die Ausgangsschnittstelle aus einer Mehrzahl von möglichen Ausgangsschnittstellen auszu- wählen, um Daten in die entsprechende Richtung zu übertragen. Dies ermöglicht eine hohe Bandbreiteneffizienz, da Daten über eine selektive Route geleitet werden, was die Über- mittlung dieser Daten entlang anderer Routen vermeiden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit ausgebildet, um eine Positionsbe- stimmung einer mit dem Verteilerknoten kommunizierenden Teilnehmervorrichtung, eine Lokalisierung der mit dem Verteilerknoten kommunizierenden Teilnehmervorrichtung oder eine Diagnose auszuführen. Dies ermöglicht die lokale Routenbestimmung und somit eine dezentrale Netzwerkorganisation, was ein hohes Maß an Flexibilität ermöglicht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine aus der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle des Verteilerknotens zum Austausch eines elektrischen Signals und zur lösbaren mechanischen Verbindung mit einem drahtlosen optischen Transceiver einge- richtet, wobei der drahtlose, optische T ransceiver zum Aussenden eines optisch-drahtlosen Signals basierend auf einem elektrischen Signal und/oder zum Bereitstellen eines elektri- schen Signals basierend auf einem optisch-drahtlosen Signal eingerichtet. Dies ermöglicht die Implementierung des Verteilerknotens zum Austausch und/oder Rekonfigurieren im Hinblick auf den verwendeten Transceiver.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Verteilerknoten eine Vielzahl von Schnittstel- len auf, die zur lösbaren mechanischen Verbindung mit einem optischen Transceiver ein- gerichtet sind. Der Verteilerknoten ist ausgebildet, um eine Bestimmung auszuführen, ob ein optischer Transceiver mit der Schnittstelle verbunden ist oder nicht und um basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung eine Schnittstelle für die drahtlose optische Kommu- nikation auszuwählen. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verteilerknotens seitens eines Herstellers und/oder eine vorteilhafte Möglichkeit zur Konfiguration des Ver- teilerknotens seitens eines Installateurs. So kann beispielsweise im Hinblick auf die Rou- tenbestimmung seitens des Verteilerknotens berücksichtigt werden, welche Schnittstellen mit einem Transceiver bestückt sind, um so einerseits eine flexible Anpassung an die Um- gebung des Verteilerknotens als auch bevorzugte oder weniger bevorzugte Routen für op- tische Signale festzulegen. Dies kann auch zur Vermeidung von Interferenzen genutzt wer- den, indem interferenzträchtige Bereiche, beispielsweise von zusätzlich optisch-drahtlosen Signalen ausgespart werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um die Bestimmung so auszuführen, dass zusätzlich zu einer Anwesenheit des optischen Transceivers zumin- dest eine Obertragungseigenschaft des optischen Transceivers ermittelt wird. Dies ermög- licht die präzise Abschätzung für die Ansteuerung der Schnittstelle.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine Schnittstelle des Verteilerknotens mechanisch verschiebbar am Verteilerknoten und/oder verkippbar angeordnet, so dass sich dessen Kommunikationsrichtung ändert. Dies ermöglicht eine flexible Konfiguration des Verteilerknotens.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um die Schnittstelle und/oder den optischen Transceiver automatisch zu bewegen. Beispielsweise kann basie- rend auf einem Ansteuersignal die Verschiebung erfolgen, so dass die Empfangs- und/oder Senderichtung veränderbar ist, ohne dass eine Person physisch an dem Verteilerknoten präsent ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um die Schnittstelle und/oder den optischen Transceiver basierend auf einem externen Steuersignal und/oder einer internen Steuerung automatisch zu bewegen. So kann beispielsweise erreicht wer- den, dass ein optisch-drahtloser Kegel des Verteilerknotens einer mobilen Teilnehmervor- richtung folgt, Alterungseffekte ausgeglichen werden, und/oder die Installation des Vertei- lerknotens zumindest teilweise automatisiert werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten zur Verwendung einer Mehrzahl von optisch-drahtlosen Transceivern eingerichtet, die zum Senden und/oder Empfangen optisch-drahtloser Signale eingerichtet sind, wobei jeder der Mehrzahl von optisch-drahtlo- sen Transceivern einen Illuminationsbereich aufweist, wobei sich die Illuminationsbereiche überlagern oder unterschiedliche Zielbereiche ausgeleuchtet werden. Die Gesamtheit der Illuminationsbereiche ist dabei so verteilt, dass der gesamte Zielbereich ausgeleuchtet wird, wobei die Illuminationsbereiche gleiche oder verschiedene Winkelausdehnungen aufwei- sen. Dies ermöglicht die flexible Anpassung des Verteilerknotens an die Einsatzumgebung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten zur Kommunikation mit zumin- dest einem oder zumindest zwei Infrastrukturteilnehmern und zumindest einer oder zumin- dest zwei Teilnehmervorrichtungen über jeweils eine individuelle Schnittstelle eingerichtet, was eine hohe Anzahl an Kommunikationskanälen ermöglicht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein Verteilerknoten eine Mehrzahl von Schnitt- stellen auf, wobei jede der Mehrzahl von Schnittstellen zur Kommunikation mit entweder einer Infrastrukturvorrichtung oder einer Teilnehmervorrichtung eingerichtet ist. Dies er- möglicht eine gute Skalierbarkeit des Netzwerks, in welchem der Verteilerknoten eingesetzt wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Verteilerknoten einen Anschluss zur Energie- versorgung durch ein Energieversorgungsnetz auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Ver- teilerknoten einen Energiespeicher zur Energieversorgung auf. Dies ermöglicht die dauer- hafte bzw. von einem Energieversorgungsnetz unabhängige Versorgung des Verteilerkno- tens mit elektrischer Energie, was insbesondere bei Vermeidung drahtgebundener Daten- anbindungen vorteilhaft ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten ausgebildet, um eine Verstär- kung optischer Sendesignale und/oder optischer Empfangssignale auszuführen, um ge- ringe Leistungen einer Teilnehmervorrichtung zumindest teilweise auszugleichen. Dies er- möglicht eine zuverlässige Kommunikation auch bei geringen Leistungen der Teilnehmer- vorrichtung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein optisch-drahtloses Kommunikationsnetz- werk zumindest einen Verteilerknoten gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Ein derartiges Netzwerk kann mit einer hohen Flexibilität eingerichtet werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein optisch-drahtloses Kommunikationsnetz- werk eine Vielzahl von Verteilerknoten gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispie- len. Die Verteilerknoten stellen Infrastrukturvorrichtungen des optisch-drahtlosen Kommunikati- onsnetzwerks bereit und sind zur Kommunikation untereinander eingerichtet.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von Vertei- lerknoten des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks in einem Ebenenbereich an- geordnet. Zumindest einer der Verteilerknoten ist ausgebildet, um mit einer Teilnehmervor- richtung optisch-drahtlos entlang einer Richtung umfassend eine Richtungskomponente entlang einer Oberflächennormalen des Ebenenbereichs zu kommunizieren, etwa senk- recht zu dem Ebenenbereich. So kann beispielsweise in dem Ebenenbereich das Verteiler- netzwerk eingerichtet sein und senkrecht hierzu mit Teilnehmervorrichtungen, die unterei- nander und/oder mit externen Kommunikationseinrichtungen kommunizieren sollen, kom- muniziert werden. Der Ebenenbereich kann beispielsweise über einer Ebene angeordnet werden, wo eine Störung drahtlos-optischer Übertragungspfade bzw. Sichtpfade mit gerin- ger Häufigkeit erwartet werden kann, etwa unter einer Decke eines Raums oder einer Etage eines Gebäudes. Entlang der Richtung senkrecht hierzu kann ebenso mit einer geringen Häufigkeit von störenden Unterbrechungen gerechnet werden, so dass insgesamt eine un- terbrechungsarme oder unterbrechungsfreie Kommunikation erhalten werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Gebäudewand zwischen zwei benachbarten Verteilerknoten der Vielzahl von Verteilerknoten angeordnet. In einem Bereich des Ebenen- bereichs und einer Sichtverbindung zwischen den benachbarten Verteilerknoten weist die Gebäudewand einen für ein optisch-drahtloses Datensignal transparenten Bereich auf. Hierdurch können flexible und individuelle Übertragungswege der optisch-drahtlosen Über- tragungspfade erreicht werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiei ist zumindest eine Teilmenge der Knotenvorrichtungen an Raumdecken eines Gebäudes angeordnet, welches die Gebäudewand aufweist. An De- cken von Gebäuden können Unterbrechungen optischer Übertragungspfade mit geringer Häufigkeit erwartet werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk ausgebildet, um eine Positionsbestimmung bezüglich einer mit zumindest einem Verteiler- knoten des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks verbundenen Teilnehmervorrich- tung bereitzustellen. Basierend hierauf können unterschiedliche zusätzliche Funktionalitä- ten, etwa eine selektive Aktivierung/Deaktivierung von Schnittstellen oder optischen Ober- tragungspfaden bereitgestellt werden, was beispielsweise im Hinblick auf die Datensicher- heit vorteilhaft ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk zur Lokalisierung einer mit einem Verteilerknoten des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetz- werks verbundenen Teilnehmervorrichtung eingerichtet, um damit verbundene oder asso- ziierte Personen, Geräte oder Material zu orten. Dies ermöglicht die Verwendung des op- tisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks für zusätzliche Anwendungen, die über einen reinen Austausch von Informationssignalen zur Kommunikation hinausgeht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk ein- gerichtet, um einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk verfügbaren Da- teninhalt nur in Teilbereichen eines Gesamtbereichs bereitzustellen, wobei der Gesamtbe- reich eine Gesamtabdeckung durch das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk be- schreibt. Dies ermöglicht die Vermeidung des Bereitsteilens des Dateninhalts in örtlichen Bereichen, in denen beispielsweise eine Datensicherheit nicht gewährleistet ist oder in Be- reichen, wo beispielsweise unbefugte Fremdpersonen anwesend sein können. Es kann so- mit ein hohes Maß an Datensicherheit bereitgestellt werden. Gemäß einem Ausführungs- beispiel ist das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk eingerichtet, um einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk verfügbaren Dateninhalt nur an zumindest eine ausgewählte Teilnehmervorrichtung bereitzustellen. Dies ermöglicht das Bereitstellen des Dateninhalts an ausgewählte Teilnehmer, während der Dateninhalt vor anderen Teil- nehmern geheim gehalten werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das optisch-drahtlose Kommunikationsnetz- werk eine Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen. Zumindest einer der Teilnehmervorrich- tungen ist eine optisch-drahtlose Kommunikationsverbindung eindeutig zugeordnet. Dies ermöglicht eine selektive Zuordnung von Daten und/oder Informationen in dem Netzwerk. Im Gegensatz zu einer Broadcast oder Multicast/Groupcast-Verteilung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk ausgebildet, um basierend darauf, dass eine Teilnehmervorrichtung einen Kommunikati- onsbereich eines mit ihr in Datenverbindung stehenden Verteilerknotens verlässt, eine Handover-Prozedur auszuführen, um die Datenverbindung unter Verwendung eines ande- ren Verteilerknotens, in dessen Kommunikationsbereich die Teilnehmervorrichtung ange- ordnet ist, weiterzuführen. Dies ermöglicht eine unterbrechungsarme oder unterbrechungs- freie Fortführung von Kommunikation, selbst wenn der Kommunikationsbereich des Vertei- lerknotens verlassen wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk ausgebildet, um Kommunikationslinks zu unterschiedlichen Teilnehmervorrichtungen ört- lich abzugrenzen. Dies ermöglicht einen hohen Datendurchsatz einerseits wie auch eine hohe Datensicherheit andererseits.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben ei- nes Verteilerknotens, der zur optisch-drahtlosen Kommunikation in einem optisch-drahtlo- sen Kommunikationsnetzwerk eingerichtet ist, ein Ansteuern eines ersten optisch-drahtlo- sen Transceivers für eine optisch-drahtlose Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteil- nehmer, wobei das Ansteuern mittels einer ersten Schnittstelle erfolgt. Das Verfahren um- fasst ferner ein Ansteuern eines zweiten optisch-drahtlosen Transceivers für eine optisch- drahtlose Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer mittels einer zweiten Schnitstelle. Das Verfahren wird so ausgeführt, dass der erste Netzwerkteilnehmer und/o- der der zweite Netzwerkteilnehmer eine Infrastrukturvorrichtung des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks ist.

Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Computerprogramm zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand abhängiger Patentansprü- che.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgen Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert: Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Verteilerknotens gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel; Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Verteilerknotens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem der Verteilerknoten Schnittstellen zum me- chanisch lösbaren oder unlösbaren Verbinden mit optischen Transceivern auf- weist;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Verteilerknotens gemäß einem Ausführungsbeispiel bei dem der Verteilerknoten Elemente zur Bewegungsfüh- rung oder zur Bewegung eines oder mehrerer Transceiver aufweist;

Fig. 4 eine schematische Seitenschnittansicht eines optisch-drahtlosen Kommunikati- onsnetzwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungs- beispiel.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktions- gleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedli- chen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedli- chen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.

Nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele werden im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Details beschrieben. Ausführungsbeispiele können jedoch auch ohne diese detaillierten Merkmale implementiert werden. Des Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Verständlichkeit wegen unter Verwendung von Blockschaltbildern als Ersatz einer De- taildarstellung beschrieben. Ferner können Details und/oder Merkmale einzelner Ausfüh- rungsbeispiele ohne Weiteres mit einander kombiniert werden, solange es nicht explizit ge- genteilig beschrieben ist.

Nachfolgende Ausführungsbeispiele beziehen sich auf optisch-drahtlose Datenübertragun- gen. Ein Verteilerknoten oder Datenknoten ist hierbei zur optischen drahtlosen bzw. op- tisch-drahtlosen Kommunikation eingerichtet. „Drahtlos“ meint, dass es sich hierbei um eine kabelungebundene Kommunikation, also sowohl ohne elektrisch leitfähige Kabel als auch ohne andere kabelgebundene Übertragung, etwa mittels Glasfaser, handelt. Angelehnt an einen funkbasierten Access Point (Wi-Fi Access Point) wird somit eine Kommunikation ab- seits von Festkörpermedien beschrieben. Dabei können die funkbasierten Übertragungs- wege durch optisch-drahtlose Übertragungskanäle ersetzt oder implementiert werden. Es ist jedoch auch denkbar, eine Mischform beider Technologien in einem Knoten zu kombi- nieren. Die optische Übertragung hat den Vorteil, dass der Bereich der Übertragung sehr genau durch Optiken abgegrenzt werden kann, was die Anzahl der Störsignale reduziert, gegebenenfalls bis hin zu einem Minimum, und die Signalqualität deutlich erhöht. Die räum- liche Beschränkung bietet die Möglichkeit zur Positionsbestimmung, etwa da mit dem ab- gegrenzten Raum und einer stattfindenden Kommunikation auch eine Anwesenheit in die- sem Raum assoziiert werden kann. Die Positionsinformation kann zur Lokalisierung genutzt werden und/oder dafür, spezielle Daten nur an einen oder an mehreren speziellen, ausge- wählten Knoten bereitzustellen.

Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Li-Fi (engl.: Light Fidelity, Da- tenübertragung mittels Licht). Derartige Netzwerke können optisch-drahtlose Knoten um- fassen (Li-Fi-Knoten) und optisch-drahtlose Geräte (Li-Fi-Geräte) aufweisen, etwa soge- nannte „Teilnehmervorrichtungen“ oder Endgeräte.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Verteilerknotens 10 gemäß einem Aus- führungsbeispiel. Der Verteilerknoten ist zur optisch-drahtlosen Kommunikation eingerich- tet und kann beispielsweise als Li-Fi-Knoten bezeichnet werden. Die optisch-drahtlose Kommunikation kann beispielsweise in einem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk erfolgen. Der Verteilerknoten 10 kann ausgebildet sein, um eine Verstärkung optischer Sen- designale und/oder optischer Empfangssignale auszuführen. Dies kann genutzt werden, um geringe Leistungen einer Teilnehmervorrichtung zumindest teilweise auszugleichen. Sendet eine Teilnehmervorrichtung beispielsweise mit geringer Sendeleistung, kann dies durch eine hohe Empfängerverstärkung ausgeglichen werden.

Der Verteilerknoten 10 umfasst zumindest zwei, zumindest drei oder zumindest vier, etwa fünf, sechs, acht oder zehn oder mehr Schnittstellen 12,·. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel handelt es sich exemplarisch um vier Schnittstellen 12₁ bis 12₄. Mittels der Schnittstel- len 12₁ bis 12₄ können optische Transceiver 14₁ bis 14₄ angesteuert werden. Mittels der Transceiver 14₁ bis 14₄ können optisch-drahtlose Kommunikationssignale gesendet und/o- der empfangen werden. Obwohl der Verteilerknoten 10 so dargestellt ist, dass jede der Schnittstellen 12₁ bis 12₄ mit einem assoziierten oder zugeordneten Transceiver 14₁ bis 14₄ ausgerüstet ist, können in einem Betrieb des Verteilerknotens auch eine oder mehrere Schnittstellen 12₁ bis 12₄ ohne einen Transceiver 14₁ bis 14₄ ausgestattet werden. Das er- möglicht beispielsweise, dass eine Grundausstatung oder Auslieferung des Verteilerkno- tens 10 für vielfältige Anwendungszwecke vorgesehen sein kann und anwenderseitig die- jenigen Schnittstellen 12₁ bis 12₄ mit Transceivern 14₁ bis 14₄ bestückt werden, welche für den tatsächlichen Betrieb erforderlich sind. Mittels der Transceiver 14₁ bis 14₄ können op- tisch-drahtlose Signale in Sende- und/oder Empfangskegeln 16₁ bis 16₄ gesendet bzw. empfangen werden. Die dargestellten Sende-/Empfangskegel 16₁ bis 16₄ bezeichnen dabei beispielhaft Bereiche, in welche ein optisch-drahtloses Signal ausgesendet werden kann und/oder aus welchem ein optisch-drahtloses Signal empfangen werden kann.

Der Verteilerknoten 10 umfasst zumindest eine erste Schnittstelle 12₁ zum Ansteuern eines ersten optisch-drahtlosen Transceivers 14₁ für eine optisch-drahtlose Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteilnehmer und eine zweite Schnittstelle 12₂ zum Ansteuern eines zweiten optisch-drahtlosen Transceivers 14₂ für eine optisch-drahtlose Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer. Das bedeutet, in unterschiedlichen Sende-ZEmpfangs- kegeln 16₁ bis 16₄ können sich unterschiedliche Netzwerkteilnehmer befinden oder dort angeordnet sein. Zumindest einer der dort angeordneten Netzwerkteilnehmer ist eine Inf- rastrukturvorrichtung des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks. Das bedeutet, der Verteilerknoten 10 ist dafür eingerichtet, um zu verteilende Signale zu verteilen undZoder zu sammeln und weiterzuleiten.

Die Infrastrukturvorrichtung kann dabei eine Datenquelle, eine Datensenke und/oder einen weiteren Verteilerknoten umfassen.

Einer der zumindest zwei Kommunikationspartner des Verteilerknotens kann dabei eine Teilnehmervorrichtung sein, etwa eine stationäre oder mobile Vorrichtung zur Generierung undZoder Wiedergabe von Informationen basierend auf einem optisch-drahtlosen Datensig- nal. Die Teilnehmervorrichtung kann somit ein mobiler Netzwerkteilnehmer sein.

Der Verteilerknoten 10 kann als ein optisch-drahtloses Relay betrieben werden, etwa um optisch-drahtlose Signale zwischen zwei Infrastrukturvorrichtungen weiterzuleiten. Diese Ausführungen sind miteinander kombinierbar, insbesondere beim Vorsehen oder Anordnen von zumindest drei optisch-drahtlosen Transceivern 14, etwa zumindest zwei Transceivern zum Betreiben des Verteilerknotens als Relay und zumindest eines optisch-drahtlosen Transceivers 14 zum Kommunizieren mit einer Teilnehmervorrichtung. Der Verteilerknoten 10 kann beispielsweise ausgebildet sein, um als optisch-drahtloser Zu- gangspunkt (engl.: Access Point) für das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk be- trieben zu werden, was es beispielsweise ermöglicht, eine optisch-drahtlose Kommunika- tion zwischen zwei Teilnehmervorrichtungen des optisch-drahtlosen Netzwerks bereitzu- stellen.

Der Verteilerknoten 10 kann eine Steuereinheit oder Switch 18 umfassen. Die Steuereinheit 18, die beispielsweise einen Prozessor, einen Mikrocontroller, ein feldprogrammierbares Gaterarray (FPGA) oder eine sonstige Recheneinheit aulweisen kann, kann ausgebildet sein, um basierend auf einem an einer Eingangsschnittstelle empfangenen, optisch-draht- losen Eingangssignal zumindest eine Ausgangsschnittstelle auszuwählen und diese anzu- steuern. Die Steuereinheit 18 kann ausgebildet sein, um die Ausgangsschnittstelle anzu- steuern, um ein entsprechendes optisch-drahtloses Ausgangssignal auszusenden. Die Steuereinheit 18 kann dabei ausgebildet sein, um unter Verwendung einer Routing-Tabelle oder einer Port-Tabelle die entsprechende Ausgangsschnittstelle aus einer Mehrzahl von möglichen Ausgangsschnittstellen auszuwählen, um Daten in die entsprechende Richtung zu übertragen. Die beispielhafte Routing-Tabelle oder Port-Tabelle kann beispielsweise in einem Speicher 22 hinterlegt sein, auf welchem die Steuereinheit 18 Zugriff hat. So kann die Steuereinheit 18 beispielsweise Kenntnis darüber erlangen, dass ein empfangenes op- tisch-drahtloses Signal an eine bestimmte Teilnehmervorrichtung odereine Gruppe hiervon weiterzuleiten ist. Die Steuereinheit 18 kann beispielsweise Kenntnis darüber haben, mit welchem SendeVEmpfangskegel 16₁ bis I6₄ die jeweilige Vorrichtung zu erreichen ist und kann denjenigen Transceiver 14₁ bis 14₄ verwenden, um das entsprechende Signal auszu- senden. Im Speicher 22 können somit Informationen hinterlegt sein, mit welchem Sende- /Empfangskegel I6₁ bis 16₄ bzw. optischen Transceiver 14₁ bis 14₄ oder Schnittstelle 12₁ bis 12₄eine entsprechende Vorrichtung erreicht werden kann, entweder direkt oder indirekt mittels eines zusätzlichen Zwischenschrits oder Hops.

Ist zumindest eine der Schnitstellen 12₁ bis 12₄ nicht mit einem optisch-drahtlosen Transceiver 14₁ bis 14₄ ausgestatet, so kann dies in der entsprechenden Information in dem Speicher 22 hinterlegt sein. Zum Erhalten und/oder Aktualisieren der entsprechenden Informationen kann der Verteilerknoten 10 die empfangene und/oder ausgesendete Infor- mation aus den optisch-drahtlosen Signalen auswerten und/oder entsprechende Tabellen von einem übergeordneten Knoten empfangen. So kann beispielsweise zumindest eine Schnittstelle des Verteilerknotens 10 zum Aus- tausch eines elektrischen Signals und zur lösbaren mechanischen Verbindung, etwa mittels Schrauben, Klicken oder Klemmen oder dergleichen, mit einem optisch-drahtlosen Transceiver eingerichtet sein. Der optisch-drahtlose Transceiver kann zum Aussenden ei- nes optisch-drahtlosen Signals basierend auf einem elektrischen Signal und/oder zum Be- reitstellen eines elektrischen Signals basierend auf einem optisch-drahtlosen Signal einge- richtet sein. Ein derartiger Verteilerknoten kann eine Vielzahl von Schnittstellen 12₁ bis 124 aufweisen, die zur entsprechenden lösbaren mechanischen Verbindung mit einem jeweili- gen optischen Transceiver 14₁ bis 14₄ eingerichtet sind. Der Verteilerknoten 10 kann aus- gebildet sein, um eine Bestimmung auszuführen, ob ein optischer Transceiver 14₁ bis 14₄ mit der Schnittstellen 12₁ bis 12₄ verbunden ist oder nicht. Basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung kann die Steuereinheit 18 bzw. der Verteilerknoten 10 eine Schnittstelle 12₁ bis 12₄ für die optisch-drahtlose Kommunikation auswählen und/oder nicht auswählen. Das bedeutet, basierend darauf, ob ein Transceiver an der Schnittstelle angeordnet ist, kann die entsprechende Schnittstelle aktiviert oder deaktiviert werden.

Die Bestimmung kann beispielsweise so ausgeführt werden, dass zusätzlich zu einer An- wesenheit des optischen Transceivers (etwa im Sinne einer binären Entscheidung) zumin- dest eine Obertragungseigenschaft des optischen Transceivers 14 ermittelt wird. So kann die Steuereinheit 18 beispielsweise Informationen darüber erhalten, welcher Abstrahlwin- kel, welcher Empfangswinkel, welche Sendeleistung, welche Empfangsleistung, welches Signai-zu-Rauschverhältnis vorliegt und/oder welche Transceiverausrichtung oder derglei- chen vorgesehen ist. So kann beispielsweise ein Typ oder ein Modell des Transceivers abgefragt werden und mit einer in dem Speicher 22 hinterlegten Tabelle abgeglichen wer- den. Alternativ kann der Transceiver die Informationen auch direkt bereitstellen.

Die Steuereinheit 18 kann beispielsweise ausgebildet sein, um eine Positionsbestimmung einer mit dem Verteilerknoten 10 kommunizierenden Teilnehmervorrichtung auszuführen. Auch kann eine Lokalisierung der mit dem Verteilerknoten kommunizierenden Teilnehmer- vorrichtung erfolgen bzw. von der Steuereinheit 18 ausgeführt werden, etwa mittels einer Auswertung, über welche Schnittstellen 12₁ bis 12₄ eine Kommunikation mit der entspre- chenden Teilnehmervorrichtung erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer- einheit 18 ausgebildet sein, um eine Diagnose einer oder mehrerer Komponenten (Schnitt- stelle 12, Transceiver 14 und/oder Abdeckung des Kegels 18) auszuführen. Hierzu können Diagnoseprozeduren vorgesehen werden, welche Fehlerrate, Datendurchsatz oder einen anderen Parameter der Datenqualität der Komponente prüfen. Dies kann beispielsweise auch eine Bestimmung eines Datendurchsatzes und/oder eine Kommunikationsqualität mit der Teilnehmervorrichtung umfassen.

Zumindest eine der Schnittstellen 12₁ bis 12₄, insbesondere solche Schnittstellen, die zur mechanisch lösbaren Verbindung mit einem optischen Transceiver eingerichtet sind, kön- nen mechanisch verschiebbar und/oder verkippbar angeordnet sein, das bedeutet, eine veränderliche Position an dem Verteilerknoten 10 aufweisen und/oder eine veränderliche Orientierung. Dies ermöglicht die Ausrichtung des Transceivers 14₁ bis 14₄ in eine bevor- zugte oder benötigte oder angestrebte Richtung, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn sich beispielsweise die Implementierung des Transceivers ändert. So kann beispiels- weise ein anderer Typ oder eine andere Art von Transceivern einen anderen Abstrahlwinkel oder Empfangswinkel aufweisen, was mit einer Neujustierung der Schnittstelle berücksich- tigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Verteilerknoten für eine veränderliche oder anpassbare Kommunikationsrichtung ausgebildet sein, etwa basierend auf einer au- tomatisierten oder gesteuerten Nachführung der Ausrichtung oder Position.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verteilerknoten 10 ausgebildet, um die Schnitt- stelle 12₁ bis 12₄ und/oder den optischen Transceiver 14₁ bis 14₄ automatisch zu bewegen. Hierfür kann der Verteilerknoten 10 Aktuatorik aufweisen, etwa Motoren und/oder Stellglie- der. Der Verteilerknoten 10 kann ausgebildet sein, um die Schnittstelle 12 bzw. den opti- schen Transceiver 14 basierend auf einem externen Steuersignal und/oder einer internen Steuerung automatisch zu bewegen. So kann der Verteilerknoten 10 beispielsweise aus- gelegt sein, um einer mobilen Teilnehmervorrichtung, die mit dem Verteilerknoten 10 in optisch-drahtloser Kommunikation steht, zu folgen, etwa um zu gewährleisten, dass sich die Teilnehmervorrichtung stets innerhalb oder außerhalb eines entsprechenden Sende- /Empfangskegels 16 befindet. Alternativ oder zusätzlich können Alterungseffekte ausgeglichen werden, etwa indem Veränderungen in der Abstrahlcharakteristik, der Emp- fangscharakteristik oder der mechanischen Ausjustierung ausgeglichen werden. Die Posi- tion der mobilen Teilnehmervorrichtung und/oder die Alterungseffekte können beispiels- weise durch den Verteilerknoten 10 selbstbestimmt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Bestimmung in einem externen Knoten oder einer externen Stelle erfolgen, die dann mitels eines externen Steuersignals entsprechende Be- fehle an den Verteilerknoten zur Justierung und/oder Ausrichtung der Schnittstelle 12 und/oder des optischen Transceivers 14 bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann sowohl durch externe Steuersignale als auch durch eine interne Steuerung eine Installation des Verteilerknotens automatisiert werden. So kann beispielsweise im Sinne einer Fernbedie- nung mittels eines externen Steuersignals eine Justierung der Ausrichtung der Schnittstelle 12 und/oder des optischen Transceivers 14 erfolgen, was es beispielsweise unnötig ma- chen kann, dass eine Person mittels einer Leiter oder dergleichen versucht, schwer erreich- bare Stellen zu erreichen. Alternativ oder zusätzlich kann der Verteilerknoten 10 auch bei- spielsweise ausgelegt sein, um einen entsprechenden Sendebereich oder Empfangsbe- reich oder mögliche Positionen der Schnittstelle 12 bzw. des Transceivers 14 abzufahren, etwa im Sinne eines Scans, bis beispielsweise ein optisch-drahtloser Link mit einem weite- ren Teilnehmer hergestellt ist. Das bedeutet, der Verteilerknoten 10 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, um automatisch eine Justierung oder sonstige Konfiguration des Transceivers 14 im Hinblick auf eine weitere optisch-drahtlose Schnittstelle vorzunehmen.

Die Sende/Empfangsbereiche können auch als Illuminationsbereiche bezeichnet werden. Jeder der eingesetzten optischen Transceiver kann insofern einen Illuminationsbereich auf- weisen. Die Illuminationsbereiche können sich gegenseitig überlagern oder disjunkt vonei- nander sein, das bedeutet, keine Überlappung aufweisen. Dies ermöglicht, dass unter- schiedliche Zielbereiche ausgeleuchtet werden, was sowohl für den Empfang als auch für das Senden von optisch-drahtlosen Signalen gilt. So kann beispielsweise die Gesamtheit der Illuminationsbereiche, etwa der Bereiche 16₁ bis 164 in Fig. 1, so verteilt sein, dass ein gesamter Zielbereich ausgeleuchtet wird, der beispielsweise 360° bezüglich des Verteiler- knotens 10 in zumindest einer Ebene betragen kann. Es ist jedoch ohne Einschränkungen möglich, lediglich einen Teilbereich hiervon auszuleuchten, etwa wenn eine Ausleuchtung bestimmter Bereiche nicht nötig oder nicht gewünscht ist. Die Transceiver 14₁ bis 14₄ kön- nen dabei gleiche oder voneinander verschiedene Winkelbereiche ausleuchten und somit Illuminationsbereiche bereitstellen, die gleiche oder verschiedene Winkelausdehnungen aufweisen.

Der Verteilerknoten 10 kann mit einer internen und/oder externen Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden. So kann der Verteilerknoten 10 beispielsweise einen Anschluss zur Energieversorgung durch ein Energieversorgungsnetz aufweisen, etwa ei- nen Stecker zur Anwendung an einer Steckdose oder einer sonstigen elektrischen Verbin- dung. Alternativ oder zusätzlich kann der Verteilerknoten 10 einen Energiespeicher, bei- spielsweise eine Batterie oder einen Akkumulator, zu Energieversorgung aufweisen. In anderen Worten zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Komponenten eines Li- Fi-Knotens. Komponenten, die als wichtig erachtet werden können, sind der Switch/Steue- rung, ein oder mehrere Transceiver-Einheiten zur Kommunikation über Knoten-Links und ein oder mehrere Transceiver-Einheiten zur Kommunikation über Geräte-Links. Allen Li-Fi- Knoten kann gemein sein, dass sie eine Switch-Komponente enthalten können, die den Datentransfer regelt. Eine derartige Steuerungseinheit/Switch bestimmt beispielsweise, ob ein ankommendes Paket über einen Knoten-Link (das heißt zu einem oder mehreren an- deren Knoten hin) oder über Geräte-Links weitergeleitet wird. Der Switch kann die Über- gabe von mobilen Li-Fi-Geräten von einem Geräte-Link zum nächsten Geräte-Link regeln, wenn das mobile Gerät sich von einem Li-Fi-Knoten zum nächsten Li-Fi-Knoten bewegt (Handover). Der Switch kann zur Positionsbestimmung, Lokalisierung oder Diagnose ge- nutzt werden. Über die Routing-Tabelle (Port-Tabelle) des Switches weiß dieser immer, von wo Pakete ankommen und wohin sie weiterverschickt werden sollen. Da bekannt ist, welche Transceiver-Einheit mit welchem Switch-Port verbunden ist und über die Transceiver-Ein- heit auch der nächste Li-Fi-Knoten bekannt ist, kann die Paketverfolgung und somit Lokali- sierung, Positionsbestimmung und auch Diagnose über die des beobachteten der Ports erfolgen.

Darüber hinaus ist der Li-Fi-Knoten modular aufgebaut, so dass er eine, mehrere oder alle der folgenden Komponenten enthalten kann:

• eine oder mehrere Sende-/Empfangseinheiten für Kommunikation zwischen Li-Fi- Knoten zur Implementierung von Knoten-Links o Diese Sende-/Empfangseinheiten (Transceiver-Einheiten) können modular an die verschiedenen Seiten des Li-Fi-Knotens angebracht werden. Dabei ist die Anzahl nicht fest festgelegt. Es ist denkbar, den Platz für vier (jede Einheit deckt beispielsweise in etwa 90 Grad ab), sechs (jede Einheit deckt beispielsweise in etwa 60 Grad ab), acht (jede Einheit deckt beispielsweise in etwa 45 Grad ab), usw. vorzusehen, um die Möglichkeit zu bieten, eine volle Abdeckung zu erreichen, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 3 dargestellt ist. o Die Transceiver-Einheiten können beispielsweise einfach an den Li-Fi-Kno- ten „eingeklickt“ werden, d. h., sie werden direkt auf einen dafür vorgesehe- nen Stecker gesteckt. * Dabei gibt es beispielsweise an den Seiten eine fixe Anzahl von Ste- ckern, die direkt die Abstrahlrichtung vorgibt, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben ist.

^■ Alternativ oder zusätzlich ist eine Anzahl von Steckern am oberen oder unteren Ende des Geräts vorgesehen. Die Geräte werden dann unabhängig von ihrer finalen Position oben angesteckt und in der Seite auf ein Schienensystem eingeklickt. So ist es möglich, sie ent- lang der Seite zu verfahren und so die ideale Abstrahlrichtung einzu- stellen, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit der Fig. 3 be- schrieben ist. o Es ist denkbar, dass es eine Option gibt, bei der sich die Transceiver-Einheiten automatisch entlang der Schiene verfahren lassen, beispielsweise zur vereinfachten Mon- tage.

• ein oder mehrere Sende-/Empfangseinheiten für eine Kommunikation zwischen dem Li-Fi-Knoten und einem oder mehreren Geräten (Geräte-Links)

• Die Anzahl der Sende-/Empfangseinheiten, sowohl für Knoten-Links als auch für Geräte-Links kann zwischen ein und N oder M betragen. Die Anzahl von N und M kann unabhängig voneinander sein und je nach Einsatz zweckgebildet werden. Die Anzahl ist hier prinzipiell nicht begrenzt. Die Baugröße kann hier die Anzahl begren- zen oder beeinflussen.

Der Li-Fi-Knoten ist in der Regel mit dem Netzstrom verbunden oder zu verbinden, so dass seine Leistungsaufnahme nicht so kritisch wie die des Li-Fi-Geräts ist. Falls das Li-Fi-Gerät als Low-Power-Gerät konzipiert ist, welches Abstriche beim Link-Budget macht (beispiels- weise geringe Sendeleistung), so kann der Li-Fi-Knoten so konzipiert sein, dass er eine höhere optische Sendeleistung aufweist, bzw. eine größere optische Verstärkung bereit- stellt, um das Link-Budget wieder auszugleichen, was auch möglich ist, wenn das Li-Fi- Gerät kein Low-Power-Gerät ist. Ein Formfaktor und eine Leistungsaufnahme können des- halb höher sein als beim Li-Fi-Gerät.

Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Verteilerknotens 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Verteilerknoten 20 kann gleich oder ähnlich aufgebaut sein wie der Verteilerknoten 10. Beispielhaft weist der Verteilerknoten 20 zumindest Schnittstel- len 12₁ und 12₂ zum mechanisch lösbaren oder unlösbaren Verbinden mit optischen Transceivern 14₁ und 14₂ auf, so dass Sende- und/oder Empfangsbereiche 16₁ und 16₂ beispielhaft in einer x/y-Ebene oder parallel hierzu verlaufen. Dies schränkt die Sende- /Empfangsbereiche 16₁ und 16₂ nicht dahin gehend ein, dass diese keine Signalauf- faltung entlang positiver und/oder negativer z-Richtung aufweisen können, eine Hauptkom- munikationsrichtung der Transceiver 14₁ und 14₂ kann nur beispielhaft eine Richtungskom- ponente aufweisen, die entlang der x/y-Ebene verläuft. Dies verhindert nicht, dass die Transceiver 14₁ und 14₂ bezogen auf die x/y-Ebene geneigt zueinander sind, etwa um an örtliche Gegebenheiten des Verteilerknotens 20 angepasst zu werden.

Die Schnittstellen 12₁ und 12₂ können beispielsweise sogenannte „Infrastrukturschnittstel- len“ sein, die dazu ausgelegt sind, mit Infrastrukturvorrichtungen zu kommunizieren. Als Infrastrukturvorrichtungen können beispielsweise weitere Verteilerknoten, Datenquellen und/oder Datensenken des Kommunikationsnetzwerks verstanden werden.

Die Schnittstelle 16₃ kann so angeordnet sein, dass eine Richtungskomponente des Sende/Empfangsbereichs 16₃ des optischen Transceivers 14₃ senkrecht zu der x/y-Ebene verläuft, beispielsweise innerhalb eines Toleranzbereichs von 60°, bevorzugt 45° oder wei- ter bevorzugt 20° senkrecht zu der x/y-Ebene. Mit dem optischen Transceiver 14₃ kann der Verteilerknoten 20 beispielsweise mit einer Teilnehmervorrichtung kommunizieren. Von der Teilnehmervorrichtung kann der Verteilerknoten 20 beispielsweise optisch-drahtlose Sig- nale aufnehmen oder an diese senden, während beispielsweise eine Art Verteilemetzwerk mit unterschiedlichen Verteilerknoten in der x/y-Ebene oder parallel hierzu implementiert wird. Vorteile ergeben sich hieraus beispielsweise dadurch, dass in dem Verteilernetzwerk relativ statische Gegebenheiten des Netzwerks ausgenutzt werden können, um optisch- drahtlose Kommunikationsverbindungen/Links aufzubauen. Teilnehmervorrichtungen, die möglicherweise mobil sind, können sich an unterschiedlichen Verteilerknoten 20 befinden oder mit diesen kommunizieren und können durch ihre Bewegung beispielsweise veränder- liche Kommunikationsverbindungen aufweisen. Verteilerknoten gemäß hierin beschriebe- nen Ausführungsbeispielen können beispielsweise als optisch-drahtloser Zugangspunkt (engl.: Access Point) für ein optisch-drahtloses Kommunikationsnetzwerk betrieben wer- den, um eine Kommunikation zwischen zwei Teilnehmervorrichtungen des optisch-drahtlo- sen Kommunikationsnetzwerks bereitzustellen und/oder zwischen der Teilnehmervorrich- tung und einer Datenquelle oder Datensenke.

Auch wenn Ausführungsbeispiele hierauf nicht beschränkt sind, so besteht die Möglichkeit, Verteilerknoten so zu implementieren, dass diese eine Mehrzahl von Schnittstellen aufwei- sen können. Jede der Mehrzahl von Schnittstellen kann zur Kommunikation mit entweder einer Infrastrukturvorrichtung oder einer Teilnehmervorrichtung eingerichtet sein. Diese Im- plementierung kann zumindest teilweise durch eine relative Ausrichtung der Schnittstelle und/oder des optischen Transceivers an dem Verteilerknoten implementiert werden, aber auch im Hinblick darauf, welchen Datendurchsatz durch die Schnittstelle 12 bereitgestellt wird.

Der Verteilerknoten 20 kann zur Kommunikation mit zumindest einem oder zumindest zwei Infrastrukturteilnehmern und zumindest einer Teilnehmervorrichtung über jeweils eine indi- viduelle Schnittstelle eingerichtet sein. Optional kann der Verteilerknoten 20 zusätzliche in negative z-Richtung ausgerichtete oder zumindest eine entsprechende Richtungskompo- nente der Schnittstelle aufweisen, um mit zumindest einer zweiten Teilnehmervorrichtung zu kommunizieren. Durch die Anordnung für Teilnehmervorrichtungen und/oder Infrastruk- turteilnehmern individueller Schnitstellen können die entsprechenden optisch-drahtlosen Signale bezüglich ihres Dateninhalts individuell ausgestaltet werden, was im Hinblick auf die Datensicherheit vorteilhaft ist.

Der Verteilerknoten 20 kann, ebenso wie der Verteilerknoten 10, eine Datenschnittstelle 24 aufweisen, die drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt ist, etwa funkbasiert. Hierdurch können mit anderen Teilnehmern des Netzwerks oder mit weiteren Netzwerken und/oder Vorrichtungen Daten und/oder Informationen ausgetauscht werden.

Obwohl lediglich zwei Schnittstellen 12₁ und 12₂ in der x/y-Ebene dargestellt sind, können noch zusätzliche Schnittstellen hierzu vorgesehen sein, etwa an den in Fig. 2 verborgenen Seiten. Alternativ kann auch lediglich die Datenschnittstelle 12₁ oder 12₂ vorgesehen sein.

In anderen Worten zeigt Fig. 2 eine Realisierungsmöglichkeit eines Li-Fi-Knotens in Qua- derform mit vier Seitenelementen. An jedem Seitenelement sitzt ein zugehöriger Stecker, so dass eine Transceiver-Einheit einfach angeklickt oder geschraubt werden kann, die dann in die jeweilige Richtung kommuniziert. Das bedeutet, die Transceiver-Einheit kann mittels eines Adapters angebracht werden und optisch und/oder elektrisch verbunden werden. Au- ßerdem ist die Transceiver-Einheit für den Geräte-Link dargestellt, die Transceiver-Einheit 14₃. Diese ist in Vorzugsrichtung des Bodens ausgerichtet. Die Ansteuerung über den Ste- cker oder Schnittstelle kann elektrisch, optisch oder anders erfolgen. Beispielsweise, wenn der Transceiver ein komplexeres Interface aufweist, kann auch ein optisches oder internes optisch-drahtloses Interface eingesetzt werden. Gemäß Ausführungsbeispielen ist der Übergang bzw. das Interface zum Austausch elektrischer Signale gebildet. Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Verteilerknotens 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel, der gleich oder ähnlich aufgebaut sein kann wie der Verteiler- knoten 20. Jedoch kann der Verteilerknoten 30 Elemente 26i und/oder 262 zur Bewegungs- führung und/oder Bewegung eines oder mehrerer Transceiver 14₁ und/oder 14₂ und/oder 14₃ aufweisen. Beispielsweise können die Elemente 26₁ und/oder 26₂ Führungsschienen oder dergleichen sein. Mechanisch und/oder unter Verwendung entsprechender Aktuatorik kann eine relative Ausrichtung und/oder Position eines oder mehrerer Transceiver 14₁ bis 14₃ an dem Verteilerknoten 30 veränderlich sein. Die Elemente 26 können beispielhaft auch in einem entsprechenden Aktuator integriert sein oder basierend auf der Kraft des Aktuators entfallen. Anstelle von Führungsschienen können auch andere Möglichkeiten der Positions- veränderung und/oder Fixierung vorgesehen sein, beispielsweise magnetische Kräfte, ther- mische Verformungen oder dergleichen.

Die Transceiver 14₁, 14₂ und/oder 14₃ können mit den jeweiligen Schnittstellen 12 beispiel- haft über flexible Verbindungen 28₁ und/oder 28₂ verbunden sein, die eine drahtgebundene Energieübermittlung und/oder Informationsübermitlung ermöglichen und an eine Bewe- gung der Transceiver 14 angepasst sind. Optional kann die Energieübertragung und/oder Informationsübertragung auch drahtlos erfolgen.

In weiter anderen Worten zeigt die Fig. 3 eine Realisierungsmöglichkeit eines Li-Fi-Knotens in Zylinderform mit umlaufenden Schienen. Die Stecker befinden sich auf der Oberseite des Li-Fi-Knotens. Die Transceiver-Einheiten werden in das Schienensystem eingehängt und können dann entlang der Schienen verfahren und so manuell oder automatisch ausgerich- tet werden. ln anderen Worten zeigt Fig. 1 den schematischen Aufbau eines optisch-drahtlosen Kno- tens (Li-Fi-Knoten). Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei schematische Realisierungen des Li- Fi-Knotens. Die Li-Fi-Knoten werden auch als Verteilerknoten bezeichnet und können den Infrastrukturvorrichtungen einer Netzwerkarchitektur zugeordnet werden, ebenso wie Ba- sisstationen (wobei in manchen Ausführungen ein genannter Li-Fi-Knoten auch als Basis- station operieren kann, dies ist optional). Während Verteilerknoten zunächst gleichberech- tigt sein können und den Datentransfer untereinander regeln können oder basierend auf einer übergeordneten Regelinstanz geregelt werden können, können in diesem Sinne alle Verteilerknoten Basisstationen implementieren oder von einer als Basisstation agierenden übergeordneten Instanz gesteuert werden. Als Basisstation kann aber auch eine Quelle oder Senke von Daten verstanden werden, etwa ein PC, ein Rechner, ein zu steuerndes Gerät oder dergleichen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines optisch-drahtlosen Kommunika- tionsnetzwerks 400, welches beispielsweise in einem Gebäude, beispielsweise einem Krankenhaus oder einer medizinischen Einrichtung, implementiert ist. Unterschiedliche Ab- schnitte 410, 420 und 430 des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 400 sind bei- spielsweise in unterschiedlichen Räumen des Gebäudes implementiert, welches durch Ab- grenzungen oder Wände 32 unterteilt ist. In einer gemeinsamen Ebene (x/y-Ebene) können mehrere Verteilerknoten 10₁, 10₂, 10₃ und/oder 10₄ angeordnet sein, wobei jeder der Ver- teilerknoten 10₁ bis 10₄ als Verteilerknoten 10_,20 oder 30 oder Mischformen hieraus imple- mentiert sein kann.

Benachbarte Verteilerknoten 10₁ bis 10₄ können miteinander in optisch-drahtloser Verbin- dung stehen. Eine Gebäudewand 32₁ kann jedoch beispielsweise zwischen den Verteiler- knoten 10₁ und 10₂ angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Gebäudewand 32₂ zwischen den Verteilerknoten 10₃ und 10₄ angeordnet sein. Diese Gebäudewände 32₁ und/oder 32₂ können beispielsweise transparente Bereiche 34₁ bzw. 34₂ aufweisen, die für optisch-drahtlose Kommunikationssignale zumindest teilweise transparent ist, um die Kom- munikation zwischen den benachbarten und durch die Wände 32₁ bzw. 32₂ getrennten Ver- teilerknoten zu ermöglichen. Beispielsweise kann es sich hierbei um Fenster oder Ausspa- rungen oder dergleichen handeln.

Einer oder mehrere der Verteilerknoten 10₁ bis 10₄ können dabei beispielsweise an Raum- decken des Gebäudes angeordnet sein. Dies verhindert nicht, dass unterschiedliche Raum- deckenhöhen oder Höhenlevel im Sinne der x/y-Ebene vorgesehen sind. Das bedeutet, die x/y-Ebene muss nicht eine Ebene im mathematischen Sinn sein, sondern kann sich auf einen Bereich erstrecken, insbesondere einen Bereich, der von Menschen nur in Ausnah- mefällen betreten wird. Unterschiedliche Abstände zu den Decken und/oder unterschiedli- che Deckenhöhen und/oder unterschiedliche Höhenlevel können beispielsweise durch aus- reichendgroße Beleuchtungskegel, eine Neigung optischer Transceiver und/oder einer Um- lenkung optischer Signale, etwa mittels Spiegeln oder dergleichen, kompensiert oder aus- geglichen werden. Während beispielsweise die Verteilerknoten 10₁, 10₃ und 10₄ ausgelegt sind, um mit Teil- nehmervorrichtungen 36₁, 36₂ und/oder 36₃ zu kommunizieren, die ebenfalls zur optisch- drahtlosen Kommunikation eingerichtet sind, ist beispielsweise der Verteilerknoten IO2 auf eine Relay-Funktion zwischen dem Verteilerknoten 10₁ und 10₃ (optional zusätzlicher Ver- teilerknoten) beschränkt. Allerdings sehen Ausführungsbeispiele vor, dass der Verteilerkno- ten 10₂ eine Schnittstelle aufweist, an die ein Transceiver gekoppelt werden kann, um bei- spielsweise einen unausgeleuchteten Bereich 38 in dem Netzwerkabschnitt 420 zusätzlich auszuleuchten.

Auch kann einer der Verteilerknoten oder mehrere Verteilerknoten als Relay und/oder drahtloser optischer Zugangspunkt eingerichtet werden, um eine Kommunikation zwischen zwei Teilnehmervorrichtungen zu ermöglichen, beispielsweise zwischen den Teilnehmer- Vorrichtungen 36₁ und 36₂.

Während die Teilnehmervorrichtungen 36₁ und 36₃ beispielsweise stationär sind, etwa da sie mit medizinischen Vorrichtungen gekoppelt sind, kann die Teilnehmervorrichtung 36₂ beispielsweise mobil sein. Hierbei kann es sich um ein zu tragendes Gerät handeln und/o- der eine Einrichtung, die beispielsweise mit einem mobilen Krankenbett oder dergleichen verbunden ist.

So kann beispielsweise der Teilnehmerknoten 10₃ ausgelegt sein, um eine Anwesenheit der Teilnehmervorrichtung 36₂ festzustellen und den Sende-ZEmpfangsbereich 167 lediglich dann zu aktivieren, wenn die Teilnehmervorrichtung 36₂ in dem entsprechenden Ausleuch- tungsbereich angeordnet ist. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Verteilerknotens 10₂ kann beispielsweise dieser den entsprechenden Transceiver aktivieren, sollte sich die Teilnehmervorrichtung 36₂ aus dem Ausleuchtungsbereich des Verteilerknotens 10₃ her- ausbewegen und in den Ausleuchtungsbereich des Verteilerknotens 10₂ hineinbewegen. Das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk 400 kann ausgebildet sein, um basierend darauf, dass eine Teilnehmervorrichtung einen Kommunikationsbereich 16 eines mit ihr in Datenverbindung stehenden Verteilerknotens verlässt, eine Handover-Prozedur auszufüh- ren, um die Datenverbindung unter Verwendung eines anderen Verteilerknotens, in dessen Kommunikationsbereich die Teilnehmervorrichtung angeordnet ist, weiterzuführen. Bewegt sich die Teilnehmervorrichtung 36₂ beispielsweise in dem Bereich 410 oder 430, so kann die Datenverbindung über den Verteilerknoten 10₁ bzw. 10₄ weitergeführt werden. Das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk 400 kann ausgebildet sein, um eine Posi- tionsbestimmung bezüglich einer mit zumindest einem Verteilerknoten 10₁ bis 10₄ verbun- denen Teilnehmervorrichtung 36₁ bis 36₃ bereitzustellen, Dies kann auf die Bestimmung einer Anwesenheit einer oder mehrerer Vorrichtungen gerichtet sein, ist aber nicht hierauf beschränkt. Ausführungsbeispiele ermöglichen auch eine Lokalisierung einer bestimmten mit der Teilnehmervorrichtung verbundenen Person, Geräte oder Material. Das bedeutet, das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk kann ausgebildet sein, um eine Lokalisie- rung einer bestimmten Teilnehmervorrichtung in dem Kommunikationsnetzwerk 400 vorzu- nehmen, etwa automatisch oder auf Anfrage.

Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise möglich, einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk 400 verfügbaren Dateninhalt nur an eine oder eine Gruppe von ausgewählten Teilnehmervorrichtungen bereitzustellen. Wird beispielsweise der Bereich 420 betrachtet, so kann beispielsweise ein Dateninhalt zu einem Patienten 42 lediglich in dem Ausleuchtungsbereich des Sende-/Empfangsbereichs 16₇ wiedergegeben werden und/oder lediglich an autorisierte Teilnehmervorrichtungen 36, etwa einem Arzt oder der- gleichen. Die Lokalisierung von Teilnehmervorrichtungen und/oder die Einschränkung des Dateninhalts zumindest im örtlichen Sinn ist besonders vorteilhaft bei einer Kombination beider Ausführungsformen.

Das optisch-drahtlose Kommunikationsnetzwerk 400 kann auch eine andere Anzahl von Verteilerknoten aufweisen, zumindest einen, zumindest zwei, zumindest drei, zumindest vier oder eine höhere Anzahl, etwa zumindest 10, zumindest 20 oder zumindest 30. Durch diese Anzahl von Verteilerknoten können, insbesondere bei Kommunikation mit mehreren Verteilerknoten untereinander, unterschiedliche Routen erhalten werden, über die eine Teil- nehmervorrichtung ausgehend von einer bestimmten Vorrichtung, etwa einer Datenquelle, einer Datensenke und/oder einer anderen Teilnehmervorrichtung, erreicht werden kann. Derartige Informationen können beispielsweise im Speicher 22 hinterlegt sein, so dass für eine bestimmte Teilnehmervorrichtung bestimmte Dateninhalte entlang Routen, über wel- che diese Vorrichtung nicht erreicht wird, erst gar nicht gesendet werden.

Gemäß Ausführungsbeispielen weist ein optisch-drahtloses Kommunikationsnetzwerk eine Vielzahl von Verteilerknoten auf. Die Verteilerknoten können als Infrastrukturvorrichtungen des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks verstanden werden, die zur Kommuni- kation untereinander eingerichtet sind. Einige, mehrere oder alle dieser Infrastrukturvorrich- tungen können zusätzlich zur Kommunikation mit einer Teilnehmervorrichtung eingerichtet sein.

Eine entsprechende Kommunikation mit einer Teilnehmervorrichtung kann optisch-drahtlos entlang einer Richtung (-z), d. h., umfassend eine Richtungskomponente entlang einer Oberflächennormalen des Ebenenbereichs, erfolgen.

Ausführungsbeispiele sehen vor, dass eine Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen in dem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetz angeordnet ist. Zumindest einer der Teilnehmer- vorrichtungen ist eine optisch-drahtlose Kommunikationsverbindung eindeutig zugeordnet. Das bedeutet, dass beispielsweise die mobile Teilnehmervorrichtung eines Arztes und/oder eines bestimmten Patienten dazu ausgelegt ist, um personenindividuelle Dateninhalte zu transportieren, die an andere Vorrichtungen nicht weitergegeben werden.

Ausführungsbeispiele sehen vor, Kommunikationslinks zu unterschiedlichen Teilnehmer- vorrichtungen örtlich abzugrenzen. Dies kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass die Sende-ZEmpfangsbereiche 16 eine örtliche Limitierung des entsprechenden Da- tensignals ermöglichen und beispielsweise lediglich geeignete Dateninhalte für individuelle Teilnehmervorrichtungen in individuellen Sende-/Empfangsbereichen bereitgestellt und/o- der aufgenommen werden.

In anderen Worten zeigt Fig. 4 ein optisch-drahtloses Netzwerk mit optisch-drahtlosen Kno- ten (Li-Fi-KnotenA/erteilerknoten) und optisch-drahtlosen Geräten (Li-Fi-Geräten, Teilneh- mervorrichtungen) am Anwendungsbeispiel eines Krankenhausnetzwerks.

Ausführungsbeispiele sehen an dieser Stelle auch Mehrwegeausbreitungen im Netzwerk vor, das bedeutet, dass ein Li-Fi-Gerät über unterschiedliche Routen entlang zumindest teilweise unterschiedlicher Li-Fi-Knoten erreichbar ist, so dass ein Ausfall eines Knotens ausgeglichen werden kann.

In Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass Li-Fi-Knoten sich in den Gängen und Zim- mern vorzugsweise an der Decke, befinden, und über optischen Knoten-Links miteinander verbunden sind. Fenster über den Türen können für den Zugang in die Zimmer sinnvoll sein und können auch ästhetisch wertvoll sein. Alternativ können solche Wege durch intranspa- rente Objekte (Wände) auch Ober Kabel- oder funkbasierte Übertragungen adressiert wer- den. Der Installationsaufwand ist in jedem dieser Fälle deutlich reduziert. Die Li-Fi-Knoten können über Geräte-Links mit mobilen oder festen Li-Fi-Geräten kommunizieren, welche sich beispielsweise in Gängen, Zimmern und/oder Operationssälen befinden und etwa an Personen, Geräten und/oder Material angebracht sein können.

Beispielsweise kann jedem Patientenbett ein Link zugeordnet werden. Der Patiententrans- port kann so besser überwacht und gesteuert werden.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, bestimmte Daten nur an einem bestimmten Ort bereitzustellen. Beispielsweise sind Patientendaten zu einem Patienten nur in seinem Zim- mer oder im Mitarbeiterbüro verfügbar, nicht aber in den Zimmern anderer Patienten. Es ist beispielsweise auch möglich, bestimmte Daten nur bestimmten Personen bereitzustellen, beispielsweise dem Arzt oder dem behandelnden Personal (über deren persönliche Li-Fi- Geräte). Alternativ oder zusätzlich hat beispielsweise nur das technische Service-Personal Zutrit auf die technischen Sensordaten der Geräte. Diese Ausführungsbeispiele sind ohne Weiteres miteinander kombinierbar. Der Einsatz von Li-Fi hat hier generell den Vorteil, die Anzahl der Kabel/Leitungen an den Geräten zu verringern, so dass diese mobiler werden.

Ein optisch-drahtloses Gerät bzw. eine Teilnehmervorrichtung oder Li-Fi-Geräte, die auch als Teilnehmervorrichtung bezeichnet werden können, können fest verbaut oder auch mobil sein. Dies ermöglicht eine optisch-drahtlose bidirektionale Kommunikation. Sie können an Inventar (beispielsweise feste Tische, fahrbare Schränke, Betten usw.) oder Personen (Pa- tienten, Ärzte) angebracht sein. Es können ein oder mehrere Sende-/Empfangseinheiten für die Kommunikation zwischen dem Li-Fi-Gerät und dem Li-Fi-Knoten (Geräte-Links) vor- gesehen sein. Das Li-Fi-Gerät kann als mobiles Gerät mit geringem Leistungs-Budget kon- zipiert sein. Als solches zeichnet es sich durch geringe Leistungsaufnahme und kleinen Formfaktor aus. Dafür kann akzeptiert werden, Abstriche beim Link-Budget zu machen, beispielsweise in Form reduzierter Sendeleistungen (geringere Emissionsleistung) oder durch kleinere Optiken (geringere optische Verstärkung am Empfänger).

Die Ortung von Personen, Geräten, Material und dergleichen kann auf Basis der Sende- /Empfangseinheiten stattfinden. Durch die Kenntnis, über welche Sende-/Empfangseinheit kommuniziert wird, können durch die sehr genaue Abgrenzung der optischen Kanäle Per- sonen, Geräte und/oder Material sehr genau lokalisiert werden. Die genaue Kenntnis, wel- ches Li-Fi-Gerät über welchen Geräte-Link Zugang zu den Daten hat, erlaubt auch räumlich getrennte Zugangsrechte für bestimmte Daten. So ist es beispielsweise möglich, Patien- tendaten nur vor einem Patientenbett an autorisierte Li-Fi-Geräte oder Nutzerendgeräte auszugeben. Die Zuordnung, ob das medizinische Personal vor dem Patientenbett steht, kann beispielsweise über die Li-Fi-Schnittstelle realisiert werden, indem beispielsweise ge- prüft wird, ob sich beide Li-Fi-Geräte (für den Patienten/das Bett und der Arzt) im gleichen oder benachbarten Li-Fi-Link aufhält. Über eine gleiche oder vergleichbare Weise können einfach neu aufgenommene Daten (etwa Befunde, Ultraschall-Aufnahmen, Medikationssta- tus, EKG-Daten und dergleichen) direkt in die entsprechende Krankenakte übertragen wer- den, solange die Daten in räumlicher Nähe zum Patienten erhoben werden.

Im Gegensatz zu Deckenleuchten, die mit Li-Fi ausgestattet werden, und die über Daten- Kabel angebunden werden, ermöglichen Ausführungsbeispiele die Übertragung bzw. Wei- terleitung von Daten über drahtlose Links.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 500 gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel. Das Verfahren 500 kann beispielsweise dazu angewendet werden, um einen Verteilerknoten zu betreiben, etwa den Verteilerknoten 10, 20 und/oder 30. Ein Schritt 510 umfasst ein Ansteuern eines ersten drahtlosen, optischen Transceivers für eine drahtlose, optische Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteilnehmer, mittels einer ersten Schnitt- stelle. Ein Schritt 520 umfasst ein Ansteuern eines zweiten, drahtlosen, optischen Transcei- vers für eine drahtlose, optische Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer, mittels einer zweiten Schnittstelle. Das Verfahren wird so ausgeführt, dass der erste Netz- werkteilnehmer und/oder der zweite Netzwerkteilnehmer eine Infrastrukturvorrichtung des drahtlosen optischen Kommunikationsnetzwerks ist.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfah- rens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent- sprechender Verfahrensschrit oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu steilen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrens- schrit beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Vari- ationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten ein- leuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutz- umfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsen- tiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Patentansprüche

1. Verteilerknoten, der zur optisch-drahtlosen Kommunikation in einem optisch-draht- losen Kommunikationsnetzwerk eingerichtet ist und der Folgendes aufweist: eine erste Schnittstelle (12₁) zum Ansteuern eines ersten optisch-drahtlosen Transceivers (14₁) für eine drahtlose optische Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteilnehmer; eine zweiten Schnittstelle (12₂) zum Ansteuern eines zweiten optisch-drahtlosen Transceivers (14₂) für eine drahtlose optische Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer; wobei der erste Netzwerkteilnehmer und/oder der zweite Netzwerkteilnehmer eine Infrastrukturvorrichtung des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks ist.

2. Verteilerknoten gemäß Anspruch 1 , wobei die Infrastrukturvorrichtung eine Daten- quelle oder Datensenke oder einen weiteren Verteilerknoten umfasst.

3. Verteilerknoten gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem entweder der erste Netzwerk- teilnehmer oder zweite Netzwerkteilnehmer eine Teilnehmervorrichtung (36) ist.

4. Verteilerknoten gemäß Anspruch 3, der eingerichtet ist, um mit der Teilnehmervor- richtung als mobile Netzwerkteilnehmer zu kommunizieren.

5. Verteilerknoten gemäß Anspruch 3 oder 4, bei dem der erste Netzwerkteilnehmer eine Infrastrukturvorrichtung ist und bei dem der zweite Netzwerkteilnehmer eine Teilnehmervorrichtung (36) ist; wobei der Verteilerknoten eine Mehrzahl von Infra- strukturschnittstellen aufweist, welche die erste Schnittstelle (12₁) umfassen, wobei der Verteilerknoten ausgebildet ist, um mit einer korrespondierenden Mehrzahl von Infrastrukturvorrichtungen über die Mehrzahl von Infrastrukturschnittstellen zu kommunizieren.

6. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der ausgebildet ist, um entlang einer ersten Richtung mit der Infrastrukturvorrichtung und entlang einer zweiten Richtung, die innerhalb eines Toleranzbereichs von 60°, bevorzugt 45° und weiter bevorzugt 20° senkrecht hierzu mit einer Teilnehmervorrichtung (36) zu kommunizieren.

7. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der ausgebildet ist, um als drahtloses, optisches Relay für eine erste Infrastrukturvorrichtung und eine zweite Infrastrukturvorrichtung betrieben zu werden.

8. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der ausgebildet ist, um als drahtloser, optischer Zugangspunkt für das drahtlose optische Kommunika- tionsnetzwerk betrieben zu werden, um eine Kommunikation zwischen zwei Teil- nehmervorrichtungen (36) des optisch-drahtlosen Netzwerks oder einer Teilneh- mervorrichtung (36) und einem externen Kommunikationsteilnehmer bereitzustel- len.

9. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der zumindest eine zusätzliche funkbasierte Datenschnittstelle oder zumindest eine zusätzliche draht- gebundene Datenschnittstelle aufweist.

10. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Steuereinheit (18) die ausgebildet ist, um basierend auf einem an einer Eingangs- schnittstelle empfangenen, optisch-drahtlosen Eingangssignal zumindest eine Ausgangsschnittstelle auszuwählen und diese anzusteuern, um ein entsprechen- des optisch-drahtlosen Ausgangssignals auszusenden, wobei die Steuereinheit (18) ausgebildet ist, um unter Verwendung eines internen Speichers (22), der eine Routing-Tabelle oder Port-Tabelle aufweist, die Ausgangsschnittstelle aus einer Mehrzahl von möglichen Ausgangsschnittstellen auszuwählen, um Daten in die entsprechende Richtung zu übertragen.

11. Verteilerknoten gemäß Anspruch 10, bei dem die Steuereinheit (18) ausgebildet ist, um eine Positionsbestimmung einer mit dem Verteilerknoten kommunizieren- den Teilnehmervorrichtung (36), eine Lokalisierung der mit dem Verteilerknoten kommunizierenden Teilnehmervorrichtung (36); oder eine Diagnose auszuführen.

12. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der zumindest eine aus der ersten Schnittstelle (12₁) und der zweiten Schnittstelle (12₂) zum Aus- tausch eines elektrischen Signals und zur lösbaren mechanischen Verbindung mit einem optisch-drahtlosen Transceiver (14) eingerichtet ist, wobei der drahtlose op- tische Transceiver (14) zum Aussenden eines optisch-drahtlosen Signals basie- rend auf einem elektrischen Signal und/oder zum Bereitstellen eines elektrischen Signals basierend auf einem optisch-drahtlosen Signal eingerichtet ist.

13. Verteilerknoten gemäß Anspruch 12, mit einer Vielzahl von Schnittstellen (12), die zur lösbaren mechanischen Verbindung mit einem optischen Transceiver (14) ein- gerichtet sind, wobei der Verteilerknoten ausgebildet ist, um eine Bestimmung aus- zuführen, ob ein optischer Transceiver (14) mit der Schnittstelle (12) verbunden ist oder nicht, und um basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung eine Schnitt- stelle (12) für die drahtlose optische Kommunikation auszuwählen.

14. Verteilerknoten gemäß Anspruch 13, die ausgebildet ist, um die Bestimmung so auszuführen, dass zusätzlich zu einer Anwesenheit des optischen Transceivers (14) zumindest eine Übertragungseigenschaft des optischen Transceivers (14) er- mittelt wird.

15. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine der Schnittstellen (12) mechanisch verschiebbar am Verteilerknoten und/oder verkippbar angeordnet ist, so dass sich dessen Kommunikationsrichtung in Form dessen lllumationsbereiches (16) ändert.

16. Verteilerknoten gemäß Anspruch 15, der ausgebildet ist, um die Schnittstelle (12) und/ oder den optischen Transceiver (14) automatisch zu bewegen.

17. Verteilerknoten gemäß Anspruch 16, der ausgebildet ist, um die Schnittstelle (12) und/oder den optischen Transceiver (14) basierend auf einem externen Steuersig- nal oder einer internen Steuerung automatisch zu bewegen.

18. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der zur Verwendung einer Mehrzahl von optisch-drahtlosen Transceivern (14) eingerichtet ist, die zum Senden und/oder Empfangen optisch-drahtloser Signale eingerichtet sind, wobei jeder der Mehrzahl von optisch-drahtlosen Transceivern (14) einen Illuminations- bereich (16) aufweist, wobei sich die Illuminationsbereiche (16) überlagern oder unterschiedliche Zielbereiche ausgeleuchtet werden und die Gesamtheit der Illumi- nationsbereiche dabei so verteilt ist, dass ein gesamter Zielbereich ausgeleuchtet wird, wobei die Illuminationsbereiche (16) gleiche oder verschiedene Winkelaus- dehnungen aufweisen.

19. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der zur Kommunika- tion mit zumindest einem oder zumindest zwei Infrastrukturteilnehmern und zumin- dest einer oder zumindest zwei Teilnehmervorrichtungen (36) über jeweils eine in- dividuelle Schnittstelle eingerichtet ist.

20. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Mehrzahl von Schnittstellen, wobei jede der Mehrzahl von Schnittstellen zur Kommunikation mit entweder einer Infrastrukturvorrichtung oder einer Teilnehmervorrichtung (36) eingerichtet ist.

21. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der einen Anschluss zur Energieversorgung durch ein Energieversorgungsnetz aufweist und/oder der ei- nen Energiespeicher zur Energieversorgung aufweist.

22. Verteilerknoten gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der ausgebildet ist, um eine Verstärkung optischer Sendesignale und/oder optischer Empfangssignale auszuführen.

23. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk (400) mit: zumindest einem Verteilerknoten (10; 20;30) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.

24. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 23, mit einer Vielzahl von Verteilerknoten (10;20;30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wo- bei die Verteilerknoten Infrastrukturvorrichtungen des optisch-drahtlosen Kommu- nikationsnetzwerks darstellen und zur Kommunikation untereinander eingerichtet sind.

25. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 24, bei der zu- mindest eine Teilmenge der Vielzahl von Verteilerknoten in einem Ebenenbereich angeordnet ist, und zumindest einer der Verteilerknoten (10; 20; 30) ausgebildet ist, um mit einer Teilnehmervorrichtung drahtlos optisch entlang einer Richtung umfassend eine Richtungskomponente (z) entlang einer Oberflächennormalen des Ebenenbereichs zu kommunizieren.

26. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 24 oder 25, bei dem eine Gebäudewand (32) zwischen den zwei benachbarten Verteilerknoten der Vielzahl von Verteilerknoten angeordnet ist, und in einem Bereich des Ebenenbe- reichs und einer Sichtverbindung zwischen benachbarten Verteilerknoten einen für ein drahtloses, optisches Datensignal transparenten Bereich (34) aufweist.

27. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 26, bei dem zu- mindest eine Teilmenge der Verteilerknoten an Raumdecken eines Gebäudes an- geordnet ist, welches die Gebäudewand (32) aufweist.

28. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 27, das ausgebildet ist, um eine Positionsbestimmung bezüglich einer mit zu- mindest einem Verteilerknoten (10; 20; 30) des optisch-drahtlosen Kommunikati- onsnetzwerks verbundenen Teilnehmervorrichtung (36) bereitzustellen.

29. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28, das zur Lokalisierung einer mit einem Verteilerknoten (10; 20; 30) des op- tisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks verbundenen Teilnehmervorrichtung (36) eingerichtet ist, um damit verbundene Personen, Geräte oder Material zu or- ten.

30. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 29, das eingerichtet ist, um einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikations- netzwerk verfügbaren Dateninhalt nur in Teilbereichen eines Gesamtbereichs be- reitzustellen, wobei der Gesamtbereich eine Gesamtabdeckung durch das draht- lose, optische Kommunikationsnetzwerk beschreibt.

31. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 30, das eingerichtet ist, um einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikations- netzwerk verfügbaren Dateninhalt nur für zumindest eine ausgewählte Teilnehmer- vorrichtung (36) bereitzustellen.

32. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 31 , das eingerichtet ist, um einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikations- netzwerk verfügbaren Dateninhalt nur in Teilbereichen eines Gesamtbereichs be- reitzustellen, wobei der Gesamtbereich eine Gesamtabdeckung durch das draht- lose, optische Kommunikationsnetzwerk beschreibt; und das eingerichtet ist, um einen in dem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk verfügbaren Datenin- halt nur an zumindest eine ausgewählte Teilnehmervorrichtung (36) bereitzustel- len.

33. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 32, mit einer Mehrzahl von Teilnehmervorrichtungen (36), wobei zumindest ei- ner der Teilnehmervorrichtungen (36) eine drahtlose, optische Kommunikations- verbindung eindeutig zugeordnet ist.

34. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 33, das ausgebildet ist, basierend darauf, dass eine Teilnehmervorrichtung (36) einen Kommunikationsbereich (16) eines mit ihr in Datenverbindung stehenden Verteilerknotens (10; 20; 30) verlässt, eine Handover-Prozedur auszuführen, um die Datenverbindung unter Verwendung eines anderen Verteilerknotens, in dessen Kommunikationsbereich die Teilnehmervorrichtung angeordnet ist, weiterzuführen.

35. Drahtloses, optisches Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der Ansprüche 23 bis 34, das ausgebildet ist, um Kommunikationslinks zu unterschiedlichen Teilneh- mervorrichtungen örtlich abzugrenzen.

36. Verfahren (500) zum Betreiben eines Verteilerknotens, der zur optisch-drahtlosen Kommunikation in einem optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerk eingerichtet ist, mit folgenden Schritten:

Ansteuern (510) eines ersten optisch-drahtlosen Transceivers für eine drahtlose optische Kommunikation mit einem ersten Netzwerkteilnehmer, mittels einer ersten Schnittstelle;

Ansteuern (520) eines zweiten optisch-drahtlosen Transceivers für eine drahtlose optische Kommunikation mit einem zweiten Netzwerkteilnehmer, mittels einer zweiten Schnittstelle; so dass der erste Netzwerkteilnehmer und/oder der zweite Netzwerkteilnehmer eine Infrastrukturvorrichtung des optisch-drahtlosen Kommunikationsnetzwerks ist.

37. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 36, wenn das Programm auf einem Computer läuft.