DE10061601A1

DE10061601A1 - Connection to light waveguide transmission system has short range transmitter/receiver connected to light waveguide transmitter/receiver in pipe box, another in house connection box

Info

Publication number: DE10061601A1
Application number: DE2000161601
Authority: DE
Inventors: Diameter Yvind Holmeide; Snorre Kjesbu
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-13

Abstract

The device has a connection between the light waveguide in the pipe or conduit and a pipe box with a light waveguide transmitter/receiver connected to a short-range transmitter/receiver. A house connection box with a short-range transmitter/receiver is arranged outside the pipe or conduit near the pipe box. Information is passed wirelessly to and from the light waveguide between both short-range transmitter/receivers. The device has a connection between the light waveguide (2) in the pipe (1) or conduit and a pipe box (3) with a light waveguide transmitter/receiver (4) for converting the signals of the light waveguide into electrical signals. The light waveguide transmitter/receiver is connected to a short-range transmitter/receiver (5) and a house connection box (8.1) with a short-range transmitter/receiver (9) is arranged outside the pipe or conduit near the pipe box. Information is passed wirelessly to and from the light waveguide between both short-range transmitter/receivers.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anschluß an ein Lichtwellenleiter-Übertragungssy stem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a connection to an optical fiber transmission system stem according to the preamble of claim 1.

Es ist üblich, Breitband-Kommunikationsdienste für den Endverbraucher (Kunden, Ab nehmer) unter Einsatz von xDSL (DSL = Digital Subscriber Line) über existierende Kupferleitungen (Telefonleitungen) oder TV-Kabel (Kabel der Kabelfernsehanlagen) abzuwickeln. Beispiele hierfür sind "Video on Demand" und multimediale Internet- Anwendungen. Auf Basis dieser Technologie sind Datenraten von einigen hundert kbps bis zu 2 Mbps (Kilo oder Mega bits per second) übertragbar.It is common to provide broadband communications services to end users (customers, Ab subscribers) using xDSL (DSL = Digital Subscriber Line) over existing Copper lines (telephone lines) or TV cables (cables for cable television systems) handle. Examples of this are "Video on Demand" and multimedia internet Applications. This technology is based on data rates of several hundred kbps Up to 2 Mbps (kilo or mega bits per second) can be transmitted.

Eine weitere Möglichkeit auf dem Gebiet der Breitband-Kommunikationsdienste für den Endverbraucher ist die Übertragung (Kommunikation) über Lichtwellenleiter, wobei hierbei Datenraten von 10 Mbps oder 100 Mbps möglich sind. Ein Nachteil dieser Technologie ist es jedoch, daß nicht bereits existierende Datenübertragungsnetze (Te lefonleitungen, TV-Kabel) verwendet werden können. Das erforderliche Lichtwellenlei ternetz ist vielmehr neu zu installieren. Dies erfordert insbesondere relativ kostenauf wendige Erdarbeiten zur Erdverlegung. Another option in the field of broadband communication services for the The end user is the transmission (communication) via optical fibers, whereby data rates of 10 Mbps or 100 Mbps are possible. One disadvantage of this Technology, however, is that data transmission networks that do not already exist (Te telephone lines, TV cables) can be used. The required light waveguide Rather, the network has to be reinstalled. In particular, this requires relatively high costs agile earthworks for burial.

Diese kostenträchtigen Erdarbeiten können zumindest zum großen Teil vermieden werden, wenn das bestehende Abwasserrohrnetz in Gebäuden (Häusern) und das Ab wasserkanalnetz der Städte und Gemeinden zur Verlegung des Lichtwellenleiternetzes, insbesondere zur Verlegung zum Endverbraucher, herangezogen werden. Jedoch ge stalten sich die Installation zum Endverbraucher und der Anschluß beim Endverbrau cher relativ kompliziert und zeitaufwendig im Vergleich zur traditionellen Anschlußtech nik mittels Kupferleitungen (Telefonleitungen) oder TV-Kabel. Der für den Endverbrau cher bestimmte Lichtwellenleiter wird am Ort der Einmündung des Abwasserrohr- Hausanschlusses in den Abwasserkanal vom Lichtwellenleiter-Hauptstrang abgezweigt. Innerhalb des Gebäudes (Hauses) ist der Lichtwellenleiter zumindest an einer vorgege benen Stelle durch die Wandung des Abwasserrohres zu einem Lichtwellenleiter- Hausanschluß zu führen. Dies erfordert relativ zeitaufwendige und kostenaufwendige Installationsarbeiten.This costly earthwork can at least be largely avoided if the existing sewage pipe network in buildings (houses) and the Ab water channel network of cities and municipalities for laying the fiber optic network, in particular for relocation to the end user. However ge the installation to the end user and the connection to the end consumer cher relatively complicated and time consuming compared to traditional connection technology nik using copper lines (telephone lines) or TV cable. The one for the final consumption Certain optical fibers are located at the point where the sewage pipe Branched into the sewer from the fiber optic main line. Inside the building (house), the optical fiber is at least on one level through the wall of the sewage pipe to an optical fiber To lead house connection. This requires relatively time-consuming and costly Installation work.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig realisierbaren Anschluß an ein Lichtwellenleiter-Übertragungssystem der eingangs genannten Art anzugeben.The invention has for its object a low-cost connection to specify an optical fiber transmission system of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungs gemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is fiction, in connection with the features of the preamble solved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Zeit- und kostenaufwendige Installationsarbeiten zur Schaffung eines Lichtwellenleiter-Anschlus ses beim Endverbraucher vermieden werden. Auch treten keinerlei Abdichtungspro bleme auf, da die Wandung des Rohres nicht durchstoßen werden muß. Der Endver braucher erhält auf relativ kostengünstige Art und Weise einen Zugang zu Breitband- Kommunikationsdiensten für Internet-Dienste, TV-Dienste und Telefon-Dienste.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that time and costly installation work to create an optical fiber connection This can be avoided at the end consumer. There are also no sealing projects bleme on, because the wall of the tube does not have to be pierced. The final ver consumer has relatively inexpensive access to broadband Communication services for Internet services, TV services and telephone services.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further advantages are evident from the description below.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims net.

Dabei hat die vorgeschlagene drahtlose Energieversorgung der elektrischen/elektroni schen Baukomponenten der Rohrbox den Vorteil, daß keine Batterien verwendet wer den müssen. Hierdurch entfällt der Wartungsaufwand und Kostenaufwand, der durch den erforderlichen Austausch der Batterien bedingt wäre.The proposed wireless power supply for the electrical / electronic The components of the pipe box have the advantage that no batteries are used have to. This eliminates the maintenance and cost involved in the necessary replacement of the batteries would be necessary.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawing Examples explained. Show it:

Fig. 1, 2, 3 eine Grundausführung und zwei Ausführungsvarianten des Anschlusses an ein Lichtwellenleiter-Übertragungssystem, Fig. 1, 2, 3, a basic embodiment and two variants of the connector to a fiber optic transmission system,

Fig. 4 eine Prinzipanordnung des eingesetzten Energieübertragungssystems. Fig. 4 shows a basic arrangement of the energy transmission system used.

In Fig. 1 ist eine Grundausführung des Anschlusses an ein Lichtwellenleiter-Übertra gungssystem dargestellt. Es ist ein Abwasserrohr 1 zu erkennen, wobei in das Rohrin nere ein Lichtwellenleiter 2 eingeschoben ist. Das Ende des Lichtwellenleiters 2 mündet in einer im Abwasserrohr 1 befindlichen Rohrbox 3. Diese Rohrbox 3 weist einen Licht wellenleiter-Sender/Empfänger 4, einen Nahbereich-Sender/Empfänger 5, eine Ener gieversorgungseinheit 6 und einen Magneten 7 auf, wobei diese Baueinheiten in einem wasserdichten Gehäuse eingebettet sind.In Fig. 1, a basic version of the connection to an optical fiber transmission system is shown. A sewage pipe 1 can be seen, an optical waveguide 2 being inserted into the pipe interior. The end of the optical waveguide 2 opens into a pipe box 3 located in the sewage pipe 1 . This tube box 3 has an optical waveguide transmitter / receiver 4 , a short-range transmitter / receiver 5 , an energy supply unit 6 and a magnet 7 , these units being embedded in a watertight housing.

Außerhalb des Abwasserrohres 1 befindet sich eine Hausanschlußbox 8.1 etwa auf gleicher Höhe wie die Rohrbox 3. Diese Hausanschlußbox 8.1 weist eine Energieein speiseeinheit 17, einen Nahbereich-Sender/Empfänger 9 und einen Magneten 11 auf, wobei diese Baueinheiten in einem wasserdichten Gehäuse eingebettet sind. Die Hausanschlußbox 8.1 ist über ein Kabel 16 (verdrilltes Leiterpaar) mit einem lokalen Netzwerk (LAN) oder einem Einzelgerät eines Endverbrauchers (Kunden) verbunden. Optional enthält die Hausanschlußbox 8.1 einen Verstärker 15 zur Signalverstärkung, insbesondere wenn es sich um ein ausgedehntes lokales Netzwerk handelt.Outside the sewage pipe 1 there is a house connection box 8.1 at approximately the same height as the pipe box 3 . This house connection box 8.1 has a Energieein feed unit 17 , a short-range transmitter / receiver 9 and a magnet 11 , these units are embedded in a waterproof housing. The house connection box 8.1 is connected via a cable 16 (twisted pair) to a local area network (LAN) or a single device of an end user (customer). Optionally, the house connection box 8.1 contains an amplifier 15 for signal amplification, especially if it is an extensive local area network.

Die Funktionsweise des vorgeschlagenen Anschlusses an ein Lichtwellenleiter- Übertragungssystem ist wie folgt: Die über den Lichtwellenleiter 2 übertragenen Infor mationen werden im Lichtwellenleiter-Sender/Empfänger 4 der Rohrbox 3 in elektrische Signale umgewandelt, welche mittels der beiden Nahbereich-Sender/Empfänger 5 und 9 als drahtlose Signale, beispielsweise Funksignale, zwischen der Rohrbox 3 und der Hausanschlußbox 8.1 (bzw. 8.2 oder 8.3, siehe Fig. 2 und 3) übertragbar sind. Die drahtlose Übertragung erfolgt beispielsweise im Frequenzbereich 2,4 GHz (ISM-Band). Alternativ kann die Übertragung im Mikrowellenbereich erfolgen. Die Kommunikation erfolgt zweckmäßig in beiden Richtungen. Zur Energieversorgung der Rohrbox 3 wird auf die Ausführungen unter Fig. 4 verwiesen.The operation of the proposed connection to an optical fiber transmission system is as follows: The information transmitted via the optical fiber 2 is converted in the optical fiber transmitter / receiver 4 of the tube box 3 into electrical signals, which are generated by the two short-range transmitter / receiver 5 and 9 as wireless signals, for example radio signals, can be transmitted between the pipe box 3 and the house connection box 8.1 (or 8.2 or 8.3 , see FIGS. 2 and 3). The wireless transmission is carried out, for example, in the frequency range 2, 4 GHz (ISM band). Alternatively, the transmission can take place in the microwave range. Communication is expedient in both directions. For the energy supply of the pipe box 3 , reference is made to the explanations under Fig. 4.

Die mechanische Befestigung der Rohrbox 3 an der Innenwandung des Abwasserroh res beruht auf magnetischen Anziehungskräften zwischen den Magneten 7 und 11. Die Magnete können dabei als Permanentmagnete oder als elektrische Magnete ausgebil det sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, daß lediglich die Rohrbox einen Magne ten aufweist, während die Hausanschlußbox ein magnetisch wirksames Bauteil (bei spielsweise ein Eisenteil) anstelle des Magneten aufweist. In gleicher Weise ist es möglich, daß lediglich die Hausanschlußbox einen Magneten aufweist und die Rohrbox ein magnetisch wirksames Bauteil (beispielsweise ein Eisenteil) anstelle des Magneten aufweist. Als magnetisch wirksames Bauteil kann dabei jeweils das Gehäuse oder ein Gehäuseabschnitt dienen.The mechanical attachment of the pipe box 3 to the inner wall of the sewage pipe res is based on magnetic attraction forces between the magnets 7 and 11 . The magnets can be ausgebil det as permanent magnets or as electrical magnets. Alternatively, it is also possible that only the pipe box has a magnet, while the house connection box has a magnetically active component (for example an iron part) instead of the magnet. In the same way, it is possible that only the house connection box has a magnet and the pipe box has a magnetically active component (for example an iron part) instead of the magnet. The housing or a housing section can serve as the magnetically active component.

Besonders vorteilhaft ist es, während der Montage die Rohrbox 3 zunächst lediglich in die Nähe der Hausanschlußbox 8 zu bringen. Nach Aktivierung der Energieeinspeise einheit 17 der Hausanschlußbox nimmt die Energieversorgungseinheit 6 der Rohrbox 3 ihren Betrieb auf, d. h. alle elektrischen und elektronischen Baukomponenten werden jetzt mit elektrischer Energie versorgt. Hierdurch wird auch der Magnet 7 der Rohrbox 3 aktiviert und der Magnet 7 wird aufgrund der magnetischen Kräfte zwischen den Ma gneten 7 und 11 unmittelbar zum Magneten 11 gezogen. Hierdurch wird die Rohrbox in die gewünschte Position gebracht, in welcher sich auch die beiden Nahbereich- Sender/Empfänger 5 und 9 unmittelbar gegenüberliegen.It is particularly advantageous to initially bring the pipe box 3 only in the vicinity of the house connection box 8 during assembly. After activation of the energy feed unit 17 of the house connection box, the energy supply unit 6 of the pipe box 3 starts operating, ie all electrical and electronic components are now supplied with electrical energy. This also activates the magnet 7 of the tube box 3 and the magnet 7 is drawn directly to the magnet 11 due to the magnetic forces between the magnets 7 and 11 . As a result, the pipe box is brought into the desired position in which the two short-range transmitters / receivers 5 and 9 are directly opposite one another.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsvariante des Anschlusses an ein Lichtwellenleiter- Übertragungssystem dargestellt. Die bei dieser ersten Variante verwendete Hausan schlußbox 8.2 weist außer der Energieeinspeiseeinheit 17, dem Nahbereich- Sender/Empfänger 9 und dem Magneten 11 einen Funk-Sender/Empfänger 13 auf, welcher drahtlos mit mindestens einem Funk-Sender/Empfänger 14 eines lokalen Netzwerkes oder einem einzelnen Funk-Sender/Empfänger oder mehreren Funk- Sender/Empfänger eines Kunden oder Abnehmers kommuniziert. Die Ausbildung der Rohrbox ist wie unter Fig. 1 beschrieben.In FIG. 2, a first embodiment of the terminal is displayed on a fiber optic transmission system. The Hausan circuit box 8.2 used in this first variant has, in addition to the energy supply unit 17 , the short-range transmitter / receiver 9 and the magnet 11, a radio transmitter / receiver 13 which is wireless with at least one radio transmitter / receiver 14 of a local network or communicates with a single radio transmitter / receiver or multiple radio transmitters / receivers of a customer or customer. The design of the pipe box is as described in Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsvariante des Anschlusses an ein Lichtwellenleiter- Übertragungssystem dargestellt. Die bei dieser zweiten Variante verwendete Hausan schlußbox 8.3 weist außer der Energieeinspeiseeinheit 17, dem Nahbereich- Sender/Empfänger 9 und dem Magneten 11 einen Lichtwellenleiter-Sender/Empfänger 10 auf, welcher über einen Lichtwellenleiter 12 mit einem lokalen Netzwerk oder einem Lichtwellenleiter-Sender/Empfänger eines Kunden oder Abnehmers verbunden ist. Die Ausbildung der Rohrbox ist wie unter Fig. 1 beschrieben.In Fig. 3 a second embodiment of the terminal is displayed on a fiber optic transmission system. The house connection box 8.3 used in this second variant has, in addition to the energy feed unit 17 , the short-range transmitter / receiver 9 and the magnet 11, an optical waveguide transmitter / receiver 10 which is connected via an optical waveguide 12 to a local area network or an optical waveguide transmitter / A recipient of a customer or customer is connected. The design of the pipe box is as described in Fig. 1.

In Fig. 4 ist eine Prinzipanordnung des eingesetzten Energieübertragungssystems dar gestellt. Es sind die Energieversorgungseinheit 6 der Rohrbox 3 und die Energieein speiseeinheit 17 der Hausanschlußbox 8.1, 8.2 oder 8.3 zu erkennen. Die Energieein speiseeinheit 17 weist einen vorzugsweise an ein örtliches Strom/Spannungs-Netz an geschlossenen Oszillator 18 auf, welcher einen Schwingkreis speist, bestehend aus einem Resonanzkondensator 19 und einer Primärwicklung 20. Die der Primärwicklung 20 zugeführte Schwingung liegt vorzugsweise im mittelfrequenten Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz. Die Primärwicklung 20 erzeugt ein magnetisches Feld.In FIG. 4 is a schematic arrangement of the energy transfer system employed is Depicted. The energy supply unit 6 of the pipe box 3 and the energy supply unit 17 of the house connection box 8.1 , 8.2 or 8.3 can be seen. The energy supply unit 17 has an oscillator 18 , preferably connected to a local current / voltage network, which feeds an oscillating circuit, consisting of a resonance capacitor 19 and a primary winding 20 . The oscillation supplied to the primary winding 20 is preferably in the medium frequency range from approximately 15 kHz to approximately 15 MHz. The primary winding 20 generates a magnetic field.

Die Energieversorgungseinheit 6 dient zur elektrischen Energieversorgung sämtlicher elektrischer/elektronischer Baukomponenten der Rohrbox und weist einen Schwing kreis auf, bestehend aus einer zur Energieentnahme aus dem erzeugten mittelfre quenten Magnetfeld geeigneten Sekundärwicklung 21 und einem Resonanzkondensa tor 22. Die Resonanzfrequenz dieses sekundären Resonanzkreises ist auf die Reso nanzfrequenz des primärseitigen Resonanzkreises abgestimmt. Durch magnetische Kopplung von Primärwicklung 20 und Sekundärwicklung 21 im Sinne eines Mittelfre quenz-Transformators wird eine drahtlose Versorgung der elektrischen/elektronischen Komponenten der Rohrbox 3 mit elektrischer Energie sichergestellt. Ein Energiewand ler 23 (Gleichrichter) mit angeschlossenem Speicherkondensator (oder Akkumulator) 24 dienen zur Wandlung/Speicherung der drahtlos empfangenen Energie. The energy supply unit 6 is used for the electrical energy supply of all electrical / electronic components of the tube box and has a resonant circuit, consisting of a secondary winding 21 suitable for energy extraction from the generated medium frequency magnetic field and a resonance capacitor 22 . The resonance frequency of this secondary resonance circuit is tuned to the resonance frequency of the primary-side resonance circuit. A magnetic supply of primary winding 20 and secondary winding 21 in the sense of a medium frequency transformer ensures a wireless supply of the electrical / electronic components of the tube box 3 with electrical energy. An energy converter 23 (rectifier) with a connected storage capacitor (or accumulator) 24 are used for converting / storing the wirelessly received energy.

Vorstehend ist der Anschluß an ein Lichtwellenleiter-Übertragungssystem am Beispiel des Abwasserrohres erläutert. Die vorgeschlagene Anschlußtechnologie eignet sich beispielsweise des weiteren auch für LuftkanalsystemeAbove is the connection to an optical fiber transmission system using the example of the sewage pipe explained. The proposed connection technology is suitable for example, also for air duct systems

Claims

1. Connection to an optical waveguide transmission system, wherein the optical waveguides run at least partially within a tube or channel, characterized in that
that an optical waveguide ( 2 ) of the optical waveguide transmission system is connected to a pipe box ( 3 ) within the pipe ( 1 ) or channel,
that the tube box ( 3 ) has an optical fiber transmitter / receiver ( 4 ) for converting the signals of the optical fiber into electrical signals,
that the optical fiber transmitter / receiver ( 4 ) is connected to a short-range transmitter / receiver ( 5 ),
that outside the pipe or channel near the pipe box, a house connection box ( 8.1 , 8.2 , 8.3 ) is provided, which has a short-range transmitter / receiver ( 9 ) and
that the information from and to the optical waveguide is wirelessly transmitted between at the short-range transmitter / receiver ( 5 , 9 ).

2. Connection according to claim 1, characterized in that the Hausan circuit box ( 8 ) has an energy supply unit ( 17 ) which generates a magnetic field, and that the tube box ( 3 ) has an energy supply unit ( 6 ) which takes energy from this magnetic field and converted into electrical energy for feeding their electrical / electronic units.

3. Connection according to claim 2, characterized in that the energy supply unit ( 17 ) has a resonant circuit, consisting of oscillator ( 18 ), resonance capacitor ( 19 ) and primary winding ( 20 ).

4. Connection according to claim 2, characterized in that the Energiever supply unit ( 6 ) has a resonant circuit consisting of a resonance capacitor ( 22 ) and secondary winding ( 21 ), the electrical energy of the resonant circuit being rectified by means of an energy converter ( 23 ).

5. Connection according to claim 4, characterized in that the electrical energy of the resonant circuit is stored by means of a storage capacitor ( 24 ) or an accumulator.

6. Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical fastening of the tube box ( 3 ) within the tube or channel is carried out by magnetic forces.

7. Connection according to claim 6, characterized in that the tube box ( 3 ) has a magnet ( 7 ).

8. Connection according to claim 6 and / or 7, characterized in that the house connection box ( 8.1 , 8.2 , 8.3 ) has a magnet ( 11 ).

9. Connection according to one of claims 6 to 8, characterized by the Use of at least one electric magnet.

10. Connection according to one of claims 6 to 9, characterized by the Use of at least one permanent magnet.

11. Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the house connection box ( 8.1 , 8.2 , 8.3 ) has an electrical connection for a cable ( 16 ).

12. Connection according to claim 11, characterized in that the Hausan circuit box ( 8.1 , 8.2 , 8.3 ) has an amplifier ( 15 ) for signal amplification.

13. Connection according to one of claims 1 to 10, characterized in that the house connection box ( 8.1 , 8.2 , 8.3 ) has an optical fiber transmitter / receiver ( 10 ) for connecting an optical fiber ( 12 ).

14. Connection according to one of claims 1 to 10, characterized in that the house connection box ( 8.1 , 8.2 , 8.3 ) has a radio transmitter / receiver ( 13 ) which with at least one spatially remote radio transmitter / receiver ( 14 ) local network or customer communicates.

15. Connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the information from and to the optical waveguide is transmitted by radio between the two short-range transmitters / receivers ( 5 , 9 ).

16. Connection according to at least one of the preceding claims 1 to 14, characterized in that the information from and to the optical waveguide in the micro wave area between two short-range transmitters / receivers ( 5 , 9 ) is transmitted.