DE10116972A1

DE10116972A1 - Datenübertragungssystem

Info

Publication number: DE10116972A1
Application number: DE10116972A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kleiner; Philippe Pretre; Daniel Matter
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Es wird ein Datenübertragungssystem zur drahtlosen Verbindung zweier Geräte (11, 12) vorgeschlagen, wobei die Geräte (11, 12) stationär sind und über eine Bluetooth Sende/Empfangseinheit verfügen. Erfindungsgemäß sind diese Sende/Empfangseinheiten je an eine Richtfunkantenne (21, 22) angeschlossen, wodurch sich die Reichweite der Verbindung über die typische Bluetooth Reichweite hinaus erweitern lässt.

Description

Einleitung

Die Bluetooth Technologie wurde für die kabellose Kommunikation von elektronischen Geräten untereinander entwickelt. Mobile Geräte, die mit Bluetooth Chips ausgerüstet sind (z. B. Computer, Drucker, Handys, Messinstrumente etc.), können in einem Netzwerk auf kurze Distanz untereinander Daten austauschen. Die typische Reichweite einer Funkverbindung zwischen zwei Bluetooth-Modulen beträgt 10 m. Aufgrund gesetzlicher Vorschriften, darf die Sendeleistung 1 mW nicht überschreiten.

Für viele Anwendungen ist es aber notwendig, Daten über eine grössere Distanzen (z. B. bis 100 m) zu übertragen. Sind bei einer solchen Anwendung beide Geräte statisch d. h. nicht mobil (Wettersensoren auf einem Mast, Verbindung zwischen zwei Gebäuden, Überwachungskameras, Sicherheitsanlagen etc.) so könnten solche Strecken zwar mitttels Richtfunk überbrückt werden, der Einsatz eines Kabels ist für solche Distanzen aber kostengünstiger.

Stand der Technik

Auf dem Markt sind Netzwerke wie "Wireless LAN" bis 30 m, und proprietäre Technologien oder auf "Wireless LAN" basierende Technologien wie IEEE 802.3 (Ethernet) für Richtfunkstrecken erhältlich (Reichweite bis zu 16 km), z. B. von der Firma Gemtek (http:/ / www.gemtek.com.tw/). Alle diese Systeme arbeiten wie Bluetooth im 2.4 GHz ISM (Industrial Scientific Medicine) Band.

Idee

Durch die Verwendung eines Bluetooth Moduls mit einer geeigneten Richtfunkantenne (z. B. eine Parabolspiegelantenne oder eine Yagi-Antenne, d. h. eine Anordnung von Stabantennen mit Richtcharakteristik), lässt sich die Reichweite der Funkverbindung zwischen zwei Geräten erhöhen. Die Bluetooth Module werden hier als Brücke "missbraucht", die Netzwerkfähigkeiten der beiden beteiligten Module bleiben in der Regel ungenutzt.

Vorteile

a) Viel kleinere Kosten im Vergleich zu herkömmlichen proprietären oder "Wireless LAN" Technologien, durch die Verwendung der Bluetooth Technologie.
b) Grössere Abhörsicherheit als "Wireless LAN" Lösungen.
c) Bluetooth Verbindung über grössere Strecken als 10 m.

Nachteile

a) Geringere Übertragungsrate als konventionelle Systeme.
b) Die Richtfunkstrecke arbeitet als Brücke, zwischen zwei Geräten, nicht als Netzwerk. Die Kommunikation ist nur zwischen zwei Teilnehmern möglich. Diese können allerdings als Gateway zu einem Netzwerk fungieren.
c) Verbindung nur zwischen statischen Geräten, da eine Ausrichtung der Richtfunkantenne notwendig ist.

Figuren

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Personal Computer als erstes Gerät 11 mit einer Wetterstation als zweites Gerät 12 über eine Richtfunkverbindung kommuniziert. An die für die Datenübertragung nach dem Bluetooth-Standard vorgesehenen, an die Geräte 11, 12 gekoppelten Sende/Empfangseinheiten sind dabei Richtflinkantennen 21, 22 angeschlossen. Die Signale, welche von den Sende/Empfangseinheiten erzeugt werden, werden dabei direkt auf die Richtfunkantennen 21, 22 geleitet und von diesen abgestrahlt. Da die Sende/Empfangseinheiten von Bluetooth Modulen bereits ein HF Radioteil umfassen, sind zusätzliche Verstärker nicht notwendig, können aber zur Erhöhung der Reichweite vorgesehen werden.

Fig. 2 zeigt eine Richtfunkverbindung zwischen einem ersten Gerät 11 und einem zweiten Gerät 12, welches an ein Netzwerk 30 angekoppelt ist und als Gateway für die Kommunikation zwischen diesem Netzwerk 30 und dem ersten Gerät 11 dient. Das Netzwerk 30 kann beispielsweise ein Bluetooth Netzwerk (wie in Fig. 2) oder ein Ethernet Netzwerk sein, wobei bis auf das stationäre zweite Gerät 12 alle weiteren Geräte des Netzwerks 30 mobil sein können. In Fig. 3 ist eine erfindungsgemässe Richtfunkverbindung zwischen einem Ethernet Netzwerk 31 und einem Bluetooth Netzwerk 32 dargestellt.

Fig. 4 zeigt eine Richtfunkverbindung mit einem Repeater 4, mit dem z. B. um Hausecken oder um andere Hindernisse herum gesendet werden kann. Eine solche Relaisstation kann mit einem einzigen Bluetooth Modul, dank dessen Netzwerkfähigkeiten, betrieben werden, wenn ein Antennendesign mit zwei Vorzugs-Empfangs/Abstrahlrichtungen verwendet wird. Der Repeater 4 kommuniziert in diesem Fall mit den beiden anderen Modulen 11, 12, welche keine direkte Verbindung zueinander haben.

Claims

1. Datenübertragungssystem zur drahtlosen Verbindung zweier Geräte (11, 12), wobei die Geräte (11, 12) stationär sind und über eine Bluetooth Sende/Empfangseinheit zur Datenübertragung im ISM-Band mit einer Trägerfrequenz im Bereich von 2.4 GHz verfügen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangseinheiten je an eine Richtfunkantenne (21, 22) angeschlossen sind.

2. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräte (11, 12) mehr als 50 m voneinander entfernt sind.

3. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gerät (12) über ein Netzwerk (32) mit weiteren Geräten verbunden ist.

4. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bluetooth- Modul (4), dessen Sende/Empfangseinheit an eine Antenne mit zwei Empfangs/Abstrahlrichtungen angeschlossen ist, als Repeater vorgesehen ist.