DE102004030934B3

DE102004030934B3 - Anordnung zur optischen Datenübertragung

Info

Publication number: DE102004030934B3
Application number: DE102004030934A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Hasenau
Original assignee: Individual
Current assignee: Tempelhof Handels De GmbH
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-06-26
Also published as: WO2006000202A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur optischen Datenübertragung mit wenigstens einer Sendeeinheit (S, S') zum Übertragen von optischen Signalen zur wenigstens einer im Abstand zu der Sendeeinheit (S, S') angeordneten Empfangseinheit (E, E') zum Empfang von optischen Signalen durch eine Wasser oder Gas führende Leitung (HL, NL, NL'), wobei die optischen Signale über das in der Leitung (HL, NL, NL') fließende Medium übertragen werden und wobei die Sendeeinheit (S, S') und die Empfangseinheit (E, E') jeweils mit einem Wandler (W, W') gekoppelt sind, zur Umwandlung der optischen Signale in die Signalform eines an die Wandler (W, W') angeschlossenen Datennetzes (Q, TV) oder Datenempfangsgeräts (G).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur optischen Datenübertragung mit wenigstens einer Sendeeinheit zum Übertragen von optischen Signalen zu wenigstens einer im Abstand zu der Sendeeinheit angeordneten Empfangseinheit.
In der Netzwerktechnik werden immer größere Bandbreiten erforderlich. Kupferleitungen stoßen hinsichtlich ihrer Übertragungskapazität an die physikalischen Grenzen. Bekannt ist die Lichtleitertechnik, bei welcher elektrische Signale in optische Signale umgewandelt werden. Mit Hilfe von Glas, Quarz oder Kunststofffasern kann das Licht über lange Strecken transportiert werden. Am Ende der Übertragung werden die Lichtimpulse wieder in elektrische Signale umgewandelt. Während die elektrischen Signale in Kupferleitungen als Elektronen von einem zum anderen Ende wandern, übernehmen in Lichtwellenleitern Photonen diese Aufgabe. Jede Farbe des sichtbaren Lichts wird einer bestimmten Frequenz der elektromagnetischen Welle zugeordnet. Durch die Verwendung unterschiedlicher Farben (Frequenzen) lassen sich auf einem Lichtwellenleiter mehrere Datenkanäle unabhängig voneinander betreiben, um so die Bandbreite zu erhöhen.

In der Kommunikationstechnik besteht der gesamte Übertragungsweg in der Regel aus mehreren aufeinander folgenden Übertragungsabschnitten, die unterschiedliche Übertragungsmedien nutzen. Grundsätzlich lassen sich drahtgebundene Übertragungen von drahtlosen Übertragungswegen unterscheiden. Während Funkwege wie z.B. der Richtfunk, Mobilfunk und Satellitenfunk relativ aufwändige Sender und Empfänger erforderlich machen und keine Kosten für das Übertragungsmedium anfallen, ist dieses Verhältnis bei drahtgebundenen Übertragungsmedien umgekehrt, insbesondere wenn diese unterirdisch als Erdkabel verlegt werden, da oftmals nicht unerhebliche Erdarbeiten erforderlich sind. Dies gilt insbesondere für die so genannte "Last Mile", d.h. den letzten Leitungsabschnitt zum Hausanschluss. Es ist bekannt, ein Kabel zur Übertragung von Informationen in ein Gasrohr eines Gasverteilungsnetzes einzuziehen, um zusätzliche Erdarbeiten zu vermeiden ( EP 0 795 942 B1 ). Ebenso zählt durch die DE 198 10 870 A1 ein elektroakustisches Kommunikationssystem zum Stand der Technik, bei welchem eine wassergefüllte Röhre als Übertragungsmedium für Ultraschall dient. In der DE 197 57 899 A1 wird das Verlegen von Kommunikationsleitungen innerhalb von bereits vorhandenen Medien führenden Hohlleitungen, die im Erdreich oder überirdisch verlegt sind, und zum Transport von Wasser, Stadtgas, Erdgas oder Abwasser dienen vorgeschlagen.

Aus der US 3,558,891 ist eine Anordnung zur optischen Übertragung von Daten zwischen einer Sende- und einer Empfangseinheit bekannt, wobei die optischen Signale in einer Gas führenden Leitung übertragen werden. Innerhalb der Leitung muss eine exakt eingestellte Strömungsgeschwindigkeit eingehalten werden, um ein gewünschtes Brechzahlprofil des fließenden Mediums zu schaffen über das die optische Welle geführt wird. Die Gas führende Leitung dient ausschließlich als Wellenleiter. In der US 2,651,715 und der US 3,575,602 wird ebenfalls die Übertragung von optischen Signalen durch Gas gefüllte Leitungen beschrieben.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Anordnung zur optischen Datenübertragung zu schaffen, die insbesondere im Bereich der "Last Mile" zum Einsatz kommen kann, vorhandene Infrastruktur nutzt und hohe Datenübertragungsraten erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Hierbei ist vorgesehen, dass optische Signale durch eine Wasser führende Leitung oder Gas führende Leitung, wobei die Gas führende Leitung eine Gasversorgungsleitung ist, von einer Sendeeinheit zu einer Empfangseinheit übertragen werden, wobei das Leitungsmedium der optischen Signale das in der Leitung befindliche Fluid ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Diese neuartige Anordnung kann bei Gasversorgungsleitungen und insbesondere bei Trinkwasserleitungen zum Einsatz kommen. Die hohe Reinheit des Daten übertragenden Mediums ist Voraussetzung, um auch weite Strecken überbrücken zu können und um eine hinreichende Bandbreite der Datenübertragung zu gewährleisten.

Die Anordnung ist insbesondere zur breitbandigen Datenübertragung von TV- und Videosignalen vorgesehen und eignet sich zur uni- oder bidirektionalen Datenübertragung von einer Hauptleitung zu mehreren Endabnehmern, d.h. zur Überbrückung der "Last Mile".

Hohe Transmissionsraten in reinem Wasser werden insbesondere bei Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung von weniger als 500 nm erreicht. Das bedeutet, dass bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine Datenübertragung sowohl im UV-Bereich als auch im angrenzenden Spektralbereich bei Wellenlängen von 400 nm bis 500 nm erfolgen kann. Im reinem Wasser sind besonders hohe Transmissionsraten für elektromagnetische Strahlungen einer Wellenlänge von 420 nm bis 450 nm, insbesondere 430 nm zu erwarten, da bei diesen Wellenlängen die Wasserstoffatome nur zu sehr geringen Schwingungen angeregt werden. Dieser Wellenlängenbereich entspricht der Farbe Indigoblau.

Bekannterweise ist UV-Strahlung geeignet, Viren, Keime und Bakterien im Wasser abzutöten und damit desinfizierend zu wirken. Die spezifischen Wellenlängen, die für diese Reaktion verantwortlich sind, befinden sich zwischen 240 nm bis 280 nm mit einer Hauptwellenlänge von 265 nm. UV-Strahlung verändert weder den Geschmack, den Geruch, die Farbe noch den pH-Wert des Wassers.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist unter bestimmten Voraussetzungen eine von dem theoretischen Optimum von 430 nm abweichende Wellenlänge zu wählen, abhängig von den im Wasser vorhandenen Schwebestoffen, Mineralien und sonstigen Strahlungen absorbierenden Elementen. Grundsätzlich wird eine möglichst geringe Absorption der elektromagnetischen Wellen angestrebt. Die Datenübertragung kann auch im UV-Bereich bei Wellenlängen von 200 nm bis 400 nm erfolgen. In Gasen wird ein Wellenlängenbereich von 200 nm bis 420 nm als vorteilhaft angesehen. Aufgrund des gegenüber Wasser niedrigeren Brechungsindex eines Gases ist die Datenübertragung über eine Gas führende Leitung eher für kürzere Distanzen vorgesehen.

Um die Übertragungskapazität zu erhöhen, können optische Signale unterschiedlicher Wellenlängen gleichzeitig in der Wasser oder Gas führenden Leitung übertragen werden. Die optischen Sender und Empfänger sind exakt auf das Übertragungsmedium eingestellt, um hohe Übertragungsraten auch auf längeren Übertragungsstrecken zu erreichen. Ein entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass kein zusätzlicher Bauraum für die Datenübertragung erforderlich wird und bereits in Wasser oder Gas führenden Leitungen geringen Querschnitts hohe Datenmengen übertragen werden können, ohne das Transportmedium zu beeinträchtigen. Es bestehen keine Probleme hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit der Datenübertragung.

Die Sendeeinheiten sind vorzugsweise mit Leuchtdioden (LED) oder mit Laserdioden als Lichtquellen ausgestattet. Laserdioden senden ein kohärentes Licht mit geringer Spektralbreite aus, wobei hohe Leistungen einkoppelbar sind. Laserdioden eignen sich insbesondere für die die Datenübertragung über längerer Strecken, z.B. in einer Hauptleitung. Durch kontinuierliche Kühlung mittels des in der Regel kalten Fluids ist die von den Sendeeinheiten abgegebene Wärme vernachlässigbar. Es können unter bestimmten Voraussetzungen, d.h. insbesondere bei kontinuierlich fließendem Wasser sogar hohe Leistungen eingebracht werden, die besonders lange Übertragungswege ermöglichen. Leuchtdioden können bevorzugt auf kürzeren Distanzen zum Einsatz kommen. Z.B. im Bereich eines Hausanschlusses.

Grundsätzlich ist durch den Einsatz von Laserdioden oder auch von Leuchtdioden, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgeben, ein Halb- oder Vollduplexbetrieb möglich, wobei für den Duplexbetrieb jeweils an einem Ende des Datenübertra gungswegs der Wasser oder Gas führenden Leitung eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit angeordnet sind, die mit der Sendeeinheit und der Empfangseinheit des anderen Endes des Datenübertragungswegs korrespondieren.

Die Wahl des Leuchtmittels hat großen Einfluss auf die Datenübertragung. Während bei Laserdioden der Abstrahlwinkel grundsätzlich gering ist, kann bei Leuchtdioden ein mittlerer bis hoher Abstrahlwinkel festgestellt werden. Durch die Reflektion der elektromagnetischen Wellen innerhalb der Wasser oder Gas führenden Leitung können sich im Bereich der Empfangseinheit unterschiedlichste Konstellationen des Lichteinfalls ergeben, die entscheidenden Einfluss auf die Datenübertragungsrate haben. Ebenso wie bei Lichtwellenleitern ist bei der Datenübertragung innerhalb einer Wasser oder Gas führenden Leitung die Möglichkeit gegeben, dass Licht, welches in relativ guter Übereinstimmung mit der optischen Achse der Wasser oder Gas führenden Leitung eintrifft, einen kürzeren Weg zurücklegt als Licht, das mit einem nicht genau definierten Winkel eingespeist wird und daher einen insgesamt längeren Weg mit mehrfachen Reflektionen zurücklegt, so dass sich unterschiedliche Laufzeiten für jeden Einfallwinkel ergeben. Dieser Dispersionseffekt verbreitert die Signalimpulse und beschränkt damit die erreichbare Übertragungsrate. Es sind daher Mittel zur Einstellung der Richtung des Lichtaustritts an der Sendeeinheit vorgesehen. Dies können zum Beispiel reflektierende oder Grenzflächen zwischen zwei Medien mit voneinander abweichendem Brechungsindex sein.

Hinsichtlich der Anordnung der Sendeeinheit an einer Wasser oder Gas führenden Leitung sind unterschiedlichste Konfigurationen vorstellbar. Eine Möglichkeit ist, dass die Sendeeinheit mehrere, den Leitungsinnenraum umgebende, ringförmig bzw. sternförmig angeordnete Lichtquellen umfasst. Bei einer sternförmigen Anordnung bietet sich die Möglichkeit, die Abstrahlwinkel der einzelnen Lichtquellen zu variieren, um ohne zusätzliche Mittel zur Einstellung der Richtung des Lichtaustritts und unabhängig vom Reflektionsverhalten hohe Übertragungsraten zu realisieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer sternförmigen Anordnung kein unmittelbarer Eingriff in den Wasser- oder Gasstrom erforderlich ist. Grundsätzlich können die optischen Signale in jede Raumrichtung eingespeist werden. Die Signalausbreitung erfolgt selbsttätig über das Fluid. Umlenkmittel dienen ausschließlich der Ausbreitungsoptimierung.

Es ist insbesondere vorstellbar, dass die Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit zwischen Anschlussmittel, insbesondere Anschlussflansche zweier benachbarter Leitungsabschnitte der Wasser oder Gas führenden Leitung eingegliedert ist. Es ist auch grundsätzlich denkbar, dass die Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit in Muffenverbindungen oder auch Gewindeverbindungen integriert sind. Die Sendeeinheiten und Empfangseinheiten können über geeignete Verbindungsmittel auch in verlötete oder verschweißte Leitungen eingebracht werden.

Die Sendeeinheit oder Empfangseinheit kann als separates Bauteil zwischen zwei einander benachbarten Leitungsabschnitten eingegliedert sein. Über zusätzliche Dichtungsmittel wird die Fluiddichtigkeit der Verbindung mit den angeschlossenen Leitungsabschnitten gewährleistet. Es ist aber auch möglich, dass die Sendeeinheit oder Empfangseinheit in ein zwischen den Anschlussflanschen angeordnetes Dichtungsmittel eingegliedert ist, wobei das Dichtungsmittel zumindest bereichsweise eine Transmission von mehr als 90 % für Licht mit einer Wellenlänge von unter 500 nm aufweist. Es ist denkbar, dass das Dichtungsmittel hierzu separate Bereiche mit hoher Transmissionsrate besitzt. Diese lichtdurchlässigen Bereiche können als optischer Filter ausgestaltet sein.

Photosensoren wie auch Lichtquellen, z.B. in Form von Photodioden, sind relativ kleine Bauteile, die grundsätzlich im Innenraum der Wasser oder Gas führenden Leitung angeordnet sein können. Eine räumliche Trennung von Lichtquellen bzw. Photosensoren und Trinkwasser/Gas lässt sich durch Verwendung von Lichtwellenleitern vergrößern, die sich zwischen dem Inneren der Wasser oder Gas führenden Leitung und dem Äußeren der Wasser oder Gas führenden Leitung erstrecken. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit sind bei dieser Konfiguration außerhalb der Wasser oder Gas führenden Leitung angeordnet. Das hat den Vorteil, dass die aktiven Komponenten der Sendeeinheit und Empfangseinheit für Wartungsarbeiten relativ leicht zugänglich sind, ohne dass ein Eingriff in die Wasser oder Gas führende Leitung erforderlich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1 zeigt eine Anordnung zur optischen Datenübertragung über eine ein Fluid führende Versorgungsleitung. Bei dieser Versorgungsleitung handelt es sich um eine Trinkwasser führende Leitung oder um eine Gasleitung. An eine in der Bildebene von oben nach unten verlaufende Hauptleitung HL sind mehrere Nebenleitungen NL angeschlossen, die beispielsweise zu einzelnen Häusern führen können und stellvertretend für die "Last Mile" der Datenübertragung sind. Im oberen Bilddrittel ist eine Sendeeinheit S und eine Empfangseinheit E zu erkennen, die jeweils an die Hauptleitung HL angeschlossen sind. Beide Einheiten sind mit einem Wandler W gekoppelt, der wiederum an eine Datenquelle Q angeschlossen ist. Die Datenquelle Q kann beispielsweise ein weiteres Netzwerk sein, wie z.B. das Internet. Es kann sich bei der Datenquelle Q auch um ein Audio- oder Videosignal, insbesondere ein TV-Signal handeln, das in seiner Signalform an die Signalform der Sendeeinheit S angepasst wird. Diese Aufgabe übernimmt der bidirektionale Wandler W. Bei dieser Ausführungsform ist durch die Empfangseinheit ein Rückkanal vorhanden. Im Vollduplexbetrieb liegen die abgegeben und die empfangenen optischen Signale in unterschiedlichen Frequenzbereichen bzw. Wellenlängenbereichen.
Das in die Wasser oder Gas führende Hauptleitung HL eingespeiste optische Signal wird von an den Nebenleitungen NL angekoppelten Empfangseinheiten E empfangen und jeweils einem Wandler W zugeführt, der das optische Signal in ein für ein Datenempfangsgerät G bearbeitbares Format umwandelt, insbesondere durch Einspeisung in ein lokales Netzwerk. Zusätzlich kann für den Duplexbetrieb an jeder Nebenleitung NL eine Lichtsendeinheit S vorgesehen sein, die ebenfalls mit dem Wandler W gekoppelt wird.
Im unteren Bilddrittel sind mehrere Empfangseinheiten E' mit den zugehörigen Wandlern W' dargestellt. Diese sind hinsichtlich der Wellenlänge der optischen Signale auf eine Sendeeinheit S' mit zugehörigem Wandler W' eingestellt, die ebenfalls lokal an der Nebenleitung NL' vorhanden ist. Dieses Beispiel verdeutlicht einen Anwendungsfall bei dem lokal, z.B. in einem Hotel, ein TV-Signal in die Nebenleitung NL' eingespeist wird, um es den einzelnen Datenempfangsgeräten G' innerhalb eines Abnehmerkreises zur Verfügung zu stellen.
Selbstverständlich ist auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur optischen Datenübertragung eine Entkopplung der einzelnen Übertragungsbereiche durch optische Barrieren denkbar. Eine optische Trennung kann ohne wesentliche Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse bereits durch ein Flügelrad gegeben sein, wie es beispielsweise bei Wasserzählern vorhanden ist. Eine vollständige Entkopplung ist selbstverständlich auch durch vollständiges Absperren der Fluid führenden Leitung möglich.
2 zeigt beispielsweise einen Ausschnitt einer Wasserleitungsinstallation. Die Wasserleitung NL wird gleichzeitig zur Datenübertragung genutzt. Beim Eintritt in ein Gebäude ist die Wasserleitung NL in der Regel über eine Hauptabsperrarmatur AS1 vom Wassernetz abkoppelbar. An die Hauptabsperrarmatur AS1 schließen sich weitere Installationselemente wie beispielsweise ein Filter F und eine Wasseruhr WU an. Abschließend kann eine weitere Absperrarmatur AS2 vorgesehen sein. Da die optischen Signale diese Installation nur mit Verlusten passieren können, ist vorgesehen, dass vor und hinter dem unpassierbaren Bereich jeweils eine Empfangseinheit E und bei Duplexbetrieb auch eine Sendeeinheit S angeordnet ist. Über eine Bypass-Leitung B sind die Empfangseinheiten E bzw. Sendeeinheiten S mit einem Verstärker V gekoppelt, der die optischen Signale an den Absperrarmaturen AS1 und AS2 und den weiteren Installationen vorbeiführt. Bei ausreichender Leistung kann gegebenenfalls ohne Verstärker eine direkte Verbindung durch Lichtwellenleiter erfolgen.
3 zeigt den Verbindungsbereich zweier Wasser oder Gas führenden Leitungsabschnitte A1, A2 im Längsschnitt. Die Leitungsabschnitte A1, A2 sind über eine Flanschverbindung FV miteinander verschraubt. Mit unterbrochener Linie sind im Bereich der Flansche Schraubbolzen angedeutet. Zwischen den sich gegenüberliegenden Flanschen der Leitungsabschnitte A1, A2 sind zwei Sendeeinheiten S1, S2 angeordnet. Die Sendeeinheiten S1, S2 sind in diesem Ausführungsbeispiel in ein ringscheibenförmiges Dichtungsmittel D1, D2 eingegliedert. Jedes Dichtungsmittel D1, D2 nimmt eine Mehrzahl von Leuchtmitteln L in Form von Leuchtdioden auf, die von der äußeren Umfangsseite US her in die Dichtungsmittel D1, D2 eingesetzt sind. Die Leuchtdioden L strahlen optische Signale radial nach innen in das Dichtungsmittel D1, D2 ab. Innerhalb des Dichtungsmittels D1, D2 ist ein für elektromagnetische Wellen der Leuchtdioden durchlässiger Bereich LB vorhanden, der von Dichtungsmaterial umgeben ist. Dieser lichtdurchlässige Bereich LB kann als separater Kanal ausgebildet sein oder auch als umlaufende Ringscheibe, so dass die Leuchtdioden L an beliebiger Stelle umfangsseitig in das Dichtungsmittel D1, D2 eingegliedert werden können. Der lichtdurchlässige Bereich LB erstreckt sich bis zu einer reflektierenden Umlenkstelle U, die den Lichtstrahl in diesem Ausführungsbeispiel um 90° umlenkt. Die eingezeichneten Pfeile P verdeutlichen die Richtung des Lichtaustritts. Das in der Bildebene rechte Dichtungsmittel D2 ist in der gleichen Art und Weise aufgebaut, mit dem Unterschied, dass der Lichtaustritt in der Bildebene nach rechts erfolgt. Die Umlenkung erfolgt in dieser Ausführungsform über einen Lichtwellenleiter LWL. Alle Leuchtmittel L der Sendeeinheiten S1, S2 sind mit einem Wandler W gekoppelt. Der Wandler W ist an ein nicht näher dargestelltes Datennetz oder ein Datenverarbeitungsgerät angeschlossen.
Die Ausführungsform der 4 beschreibt die Möglichkeit der Eingliederung einer Sendeeinheit S in eine Muffenverbindung MV zweier Leitungsabschnitte A1, A2. Die beiden Leitungsabschnitte A1, A2 sind durch eine Überwurfmutter M miteinander verbunden, die einen Ringkragen R an dem in der Bildebene rechten Leitungsabschnitt A2 hintergreift und an einem Gewindeabschnitt GW des linken Leitungsabschnitts A1 fixiert ist. Die Überwurfmutter M besitzt umfangsseitig wenigstens eine Aussparung Z, in welche ein Leuchtmittel L, insbesondere in Form einer LED eingesetzt ist. Das Leuchtmittel L ist hinsichtlich des Abstrahlwinkels auf einen für Licht der abgestrahlten Wellenlänge durchlässigen Bereich LB eines Dichtungsmittels D3 gerichtet, das zwischen die Enden der Leitungsabschnitte A1, A2 eingegliedert ist. Wie in der zuvor beschriebenen Weise tritt die elektromagnetische Strahlung über eine Umlenkfläche U in den Fluid leitenden Leitungsabschnitt A1 ein. Der Pfeil P verdeutlicht, dass das Licht in diesem Fall in der Bildebene nach links abgestrahlt wird. Analog zu den Ausführungsformen der 3 und 4 können die LEDs durch Empfangseinheiten ersetzt sein, um auftreffende optische Signale einem Wandler zuführen zu können.
5 zeigt den Querschnitt durch eine mögliche Ausführungsform eines Dichtungselements D3. Dieses Dichtungselement D3 entspricht im Wesentlichen der Bauform der 3. Eine Mehrzahl von Leuchtdioden L1, L2 ist sternförmig um die Mittellängsachse MLA der Fluid führenden Leitung angeordnet. Optische Signale werden radial nach innen gerichtet abgegeben und treten über Licht leitende Bereiche LB in einen Umlenkbereich U' ein. Der ringförmige Umlenkbereich U' ist als Spiegelfläche ausgebildet, mit dem Ziel, die von den Leuchtdioden L1, L2 abgegebenen optischen Signale um 90° umzulenken und in die Fluid führende Leitung einzuspeisen. Bei dieser Bauform ist das Lichtsignal jeder zweiten Leuchtdiode L1 auf den Betrachter der 5 gerichtet, d.h. es tritt aus der Bildebene heraus. Dies ist durch einen Punkt in den betreffenden Lichtkegeln LK gekennzeichnet. Die in die Bildebene hinein weisenden optischen Signale sind durch mit unterbrochener Linie eingezeichnete Lichtkegel LK' und mit X gekennzeichnet. Der Unterschied gegenüber der Bauform der 3 ist, dass die Umlenkung der optischen Signale innerhalb eines Dichtungsmittels in entgegengesetzte Richtung erfolgen kann, um optische Signale in beide Richtungen der Fluid führenden Leitungen abgeben zu können.
Selbstverständlich sind im Dichtungsmittel mehrere Bohrungen BR vorgesehen, um die die Flansche verbindenden Schraubbolzen durchstecken zu können. Des Weiteren sind die einzelnen Leuchtdioden L1, L2 über einen das Dichtungsmittel D3 außenseitig umschlingenden Gurt GT fixiert, der die einzelnen Leuchtdioden L1, L2 in dem Dichtungsmittel D3 hält. Der Gurt GT ist über eine schematisch angedeutete Schnalle SN gespannt. Die Leuchtdioden L1, L2 können mit dem Gurt GT leicht ausgetauscht werden. Die Leuchtdioden L1, L2 können auch nur auf einem Umfangsteilbereich angeordnet sein.

Claims

Anordnung zur optischen Datenübertragung mit wenigstens einer Sendeeinheit (S, S') zum Übertragen von optischen Signalen zu wenigstens einer im Abstand zu der Sendeeinheit (S, S') angeordneten Empfangseinheit (E, E') zum Empfang von optischen Signalen durch eine Wasser führende Leitung (HL, NL, NL') oder eine Gas führende Leitung (HL, NL, NL'), wobei die Gas führende Leitung eine Gasversorgungsleitung ist, wobei die optischen Signale über das in der Leitung (HL, NL, NL') fließende Medium übertragen werden und wobei die Sendeeinheit (S, S') und die Empfangseinheit (E, E') jeweils mit einem Wandler (W, W') gekoppelt sind, zur Umwandlung der optische Signale in die Signalform eines an die Wandler (W, W') angeschlossenen Datennetzes (Q, TV) oder Datenempfangsgeräts (G).
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Signale eine Wellenlänge von unter 500 nm besitzen.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der optischen Signale zwischen 400 nm und 500 nm, insbesondere zwischen 420 nm und 450 nm liegt.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der optischen Signale zwischen 200 nm und 420 nm liegt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser führende Leitung (HL, NL, NL') eine Trinkwasserversorgungsleitung ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellenlängen der optischen Signale unterschiedlicher Sendeeinheiten (S, S') unterscheiden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (S, S') Mittel zur Einstellung der Richtung des Lichtaustritts der optischen Signale umfasst.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Datenübertragung im Halb- oder Vollduplexbetrieb jeweils an einem Ende des Datenübertragungswegs der Wasser oder Gas führenden Leitung eine Sendeeinheit (S, S') und eine Empfangseinheit (E, E') angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (S, S') den Strömungskanal der Wasser oder Gas führenden Leitung umgebende, ringförmig angeordnete Lichtquellen umfasst.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (S, S', S1, S2) und/oder die Empfangseinheit (E, E') zwischen Anschlussmittel einander benachbarter Leitungsabschnitte (A1, A2) einer Wasser oder Gas führenden Leitung angeordnet ist .
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (S, S', S1, S2) und/oder die Empfangseinheit (E, E') zwischen die Anschlussflansche einander benachbarter Leitungsabschnitte (A1, A2) eingegliedert ist.
Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen der Sendeeinheit (S, S') und/oder Photosensoren der Empfangseinheit (E, E') in ein zwischen den Anschlussflanschen angeordnetes Dichtungsmittel (D1, D2, D3) eingegliedert sind.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel (D1, D2, D3) zumindest bereichsweise eine Transmission von mehr als 90 % für Licht mit einer Wellenlänge von unter 500 nm, insbesondere für Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 500 nm bei Wasser führenden Leitungen und von 200 nm bis 420 nm bei Gas führenden Leitungen, aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das von den Lichtquellen der Sendeeinheit (S, S') ausgehende optische Signal über Lichtleiter in das Wasser oder Gas eingespeist wird, wobei die Lichtquellen ohne Eingriff in den mit Wasser oder Gas gefüllten Innenraum der Leitung auswechselbar sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (S, S') und/oder Empfangseinheit (E, E') mit einem optischen Filter ausgestattet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (L, L1, L2) mittels eines eine ringscheibenförmige Sendeeinheit (S) umschlingenden Gurts (GT) gehalten sind.