DatenZugangsVorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Datenzugangsvorrichtung zum drahtlosen Datenaustausch zwischen einem drahtgebundenen Heimnetzwerk bzw. Breitbandnetzwerk und Datenendgeräten.

Der Bedarf an breitbandiger Datenübertragung innerhalb von Gebäuden zu Datenendgeräten nimmt stetig zu. Insbesondere der Empfang von Audio/Video-Daten für Computer, Fernsehgeräte und Radioempfangsgeräte innerhalb einer Wohnung oder eines Büros bedarf hoher Datenübertragungsraten über Breitband- Datenübertragungskabel.

Fig. 1 zeigt ein Datenübertragungssystem für ein Gebäude nach dem Stand der Technik. Bei diesem Datenübertragungssystem sind die Datenendgeräte, wie PC, Fernseher, Radio, PAD (Per¬ sonal Address Directory), über Kabel an eine Datenquelle (z. B. Home Gateway oder Homeserver) angeschlossen, welches mit einem externen Breitband-Datennetzwerk verbunden ist. Die Datenendgeräte befinden sich in verschiedenen Räumen eines Gebäudes. Das Home Gateway empfängt über ein Breitband- Datenübertragungskabel, beispielsweise über ein Glasfaserka- bei oder ein Koaxkabel, Daten für die Datenendgeräte (Down- link) und sendet Daten, beispielsweise Download-Anfragen, von den Datenendgeräten zu dem Breitbandnetzwerk (Uplink) . Das in Fig. 1 dargestellt Heim-Datenübertragungssystem ermöglicht beispielsweise die Übertragung von Video-Daten aus einem Netzwerk zu einem in einem Raum des Gebäudes befindlichen Fernseh-Datenendgerät.

Der Nachteil des in Fig. 1 dargestellten Datenübertragungs¬ systems besteht darin, dass der Aufwand für die Verkabelung sehr hoch ist, insbesondere, wenn sich mehrere Datenendgeräte in einem Raum befinden. Ein weiterer Nachteil des in Fig. 1 dargestellten Datenübertragungssystems besteht darin, dass die Datenendgeräte in den jeweiligen Räumen nicht frei beweg¬ bar sind.

Es wurden daher WLAN-Datenübertragungssysteme (WLAN: Wireless Local Area Network) entwickelt. Fig. 2 zeigt ein herkömmli¬ ches WLAN-Datenübertragungssystem nach dem Stand der Technik. Bei diesem Datenübertragungssystem ist das Home Gateway an eine WLAN-Sende- und -Empfangseinrichtung angeschlossen, wel¬ che eine drahtlose Datenverbindung mit den in dem Gebäude be- findlichen Datenendgeräten herstellt. Die WLAN-Sende- und -Empfangsstation stellt mit jedem Datenendgerät eine getrenn¬ te drahtlose Datenverbindung zum Senden und Empfangen von Da¬ ten her. Damit möglichst viele Datenendgeräte innerhalb des Gebäudes erreicht werden, überträgt die WLAN-Sende- und - Empfangseinrichtung ein hochfrequentes Funk-Datensignal mit einer hohen Sendeleistung innerhalb eines schmales Frequenz¬ bandes.

Fig. 5 zeigt das Sendeleistungssignalspektrum bei herkömmli- chen WLAN-Datenübertragungssystemen nach dem Standard 802.IIB, 801.HG und 802.HA. Bei WLAN 802.HA erfolgt der drahtlose Datenaustausch mit den Datenendgeräten in einem schmalbandigen Frequenzband zwischen 5.15 GHz und 5.35 GHz. WLAN 802.HA erlaubt acht Datenübertragungskanäle mit einer Datenübertragungsrate von 54 Megabit pro Sekunde. Datenüber¬ tragungssysteme gemäß WLAN 802.HB und 802-11G nutzen ein Frequenzband zwischen 2,4 und 2,48 GHz mit jeweils drei Da¬ tenübertragungskanälen. WLAN 802.HB bietet eine Datenüber¬ tragungsrate von 11 Megabit pro Sekunde und WLAN 802.HG eine Datenübertragungsrate von 54 Megabit pro Sekunde.

Das in Fig. 2 dargestellte WLAN-Datenübertragungssystem nach dem Stand der Technik weist einige erhebliche Nachteile auf. Da sich die Datenendgeräte, wie PC, TV, Radio, in unter- schiedlichen Räumen des Gebäudes befinden, werden die von der WLAN-Sendeeinrichtung ausgesendeten Signale durch die Gebäu¬ dewände gedämpft, so dass die in verschiedenen Räumen des Ge- bäudes verfügbare Datenübertragungsrate unterschiedlich ist. Durch die Signaldämpfung, die vor allem durch die Gebäudewän¬ de hervorgerufen wird, sinkt der Signalrauschabstand SNR des von den Datenendgeräten empfangenen Signals, so dass die Bit- fehlerrate BER ansteigt. Falls die Bitfehlerrate BER an dem Datenendgerät einen gewissen Schwellenwert überschreitet, wird das übertragene Datenpaket durch das Datenendgerät von dem Home Gateway erneut angefordert, so dass die effektive Datenrate sinkt. Dies ist insbesondere bei Audio- und Video- Datenübertragungen, die eine Echtzeit-Datenübertragung erfor¬ dern, nicht tolerierbar. Das in Fig. 2 dargestellte herkömm¬ liche WLAN-Datenübertragungssystem kann nicht in jedem Raum des Gebäudes die notwendige Quality of Service (QoS) für Au¬ dio- und Videodatenübertragung garantieren. Befindet sich das Datenendgerät, beispielsweise ein Fernseher, weit entfernt von der WLAN-Sende-/Empfangseinrichtung, ist eine Audio- und Video-Datenübertragung mit dem herkömmlichen WLAN-Datenüber¬ tragungssystem nicht möglich.

Ein weiterer Nachteil des in Fig. 2 dargestellten herkömmli¬ chen WLAN-Datenübertragungssystems besteht darin, dass die Sendesignalleistung der WLAN-Sende-/Empfangseinrichtung sehr hoch ist, damit möglichst viele Datenendgeräte in dem Gebäude erreicht werden. Dies führt zu einer erhöhten Belastung der Personen, die sich in demselben Raum wie die WLAN-Sende- /Empfangseinrichtung befinden (Elektrosmog) .

Ein weiterer gravierender Nachteil des in Fig. 2 dargestell¬ ten herkömmlichen WLAN-Datenübertragungssystems besteht dar- in, dass die WLAN-Sende-/Empfangseinrichtung eine Sende- und Empfangsreichweite von etwa 100 m (im freien Feld) aufweist, so dass Sicherheitsprobleme entstehen. Die zwischen der WLAN- Sende-/Empfangseinrichtung und den Datenendgeräten ausge¬ tauschten Daten können durch Dritte, die sich beispielsweise außerhalb des Gebäudes befinden, ebenfalls empfangen und ab¬ gehört werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass ein Dritter sich über seinen PC und die WLAN-Sende- /Empfangseinrichtung einen ungewollten Netzzugang verschafft und beispielsweise auf Kosten des Inhabers des Datenübertra¬ gungssystems im Internet surft.

Ein weiterer Nachteil des in Fig. 2 dargestellten herkömmli¬ chen WLAN-Datenübertragungssystems besteht darin, dass die zur Verfügung stellbaren Brutto-Datenübertragungsraten be¬ grenzt sind, beispielsweise bei WLAN 802.IIA, 802-11G maximal 54 Megabit pro Sekunde betragen. Dies stellt für viele Anwen- düngen keine ausreichende Datenübertragungsrate dar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Da¬ tenzugangsvorrichtung zum drahtlosen Datenaustausch zwischen Endgeräten und einem Breitbandnetzwerk zu schaffen, die die Nachteile eines herkömmlichen WLAN-Datenübertragungssystems vermeidet und eine sichere Datenübertragung mit einer hohen Datenübertragungsrate bei geringem Verkabelungsaufwand ermög¬ licht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heimnetzwerkar¬ chitektur, die einen drahtgebundenen Datenaustausch zwischen den Räumen vorsieht und die den Datenaustausch innerhalb ei¬ nes jeden Raumes drahtlos, mit Hilfe einer Datenzugangsvor¬ richtung mit den im Patentanspruch 1 und durch ein Datenüber- tragungssystem mit den in Patentanspruch 26 angegebene Merk¬ malen gelöst.

Die Erfindung schafft eine Datenzugangsvorrichtung zum draht¬ losen Datenaustausch zwischen einem hausinternen Breitband- netzwerk und Datenendgeräten mit mindestens einem ersten Datenübertragungsmodul zum Aufbau ei¬ ner leitungsgebundenen Datenverbindung mit dem drahtgebunde¬ nen Heimnetzwerk, und mit einem zweiten Datenübertragungsmodul zum Aufbau von drahtlo- sen Datenverbindungen mit den Datenendgeräten, wobei das zweite Datenübertragungsmodul eine Hochfrequenz- Sende-/Empfangseinrichtung aufweist, die hochfrequente Funk- Datensignale mit einer niedrigen Sendeleistung innerhalb ei¬ nes breiten Frequenzbandes an die Datengeräte sendet und von den Datengeräten empfängt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung weist das erste Datenübertragungsmo¬ dul zum Aufbau einer leitungsgebundenen Datenverbindung mit dem Heimnetzwerk eine Verbindungsaufbaueinrichtung auf, die zum Aufbau einer Datenverbindung mit einer über die Datensig- nalleitung angeschlossenen weiteren Datenzugangsvorrichtung gemäß einem ersten Verbindungsaufbauprotokoll vorgesehen ist.

Bei diesem ersten Verbindungsaufbauprotokoll handelt es sich beispielsweise um das IEEE 1394-Datenübertragungsprotokoll.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist das erste Verbin¬ dungsaufbauprotokoll das UWB-(Ultra-Wide Band-)Datenübertra¬ gungsprotokoll.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das erste Verbindungsaufbauprotokoll das USB Datenübertragungsproto¬ koll.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung weist das zweite Datenübertragungsmo¬ dul zum Aufbau einer drahtlosen Datenverbindung eine Verbin¬ dungsaufbaueinrichtung auf, die zum Aufbau einer Datenverbin¬ dung zu den Datenendgeräten gemäß einem zweiten Verbindungs¬ aufbauprotokoll vorgesehen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung ist das zweite Verbindungsaufbaupro¬ tokoll das UWB-(Ultra-Wide Band-)Datenübertragungsprotokoll.

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung ist das zweite Verbindungsaufbaupro- tokoll ein WLAN-(Wireless Local Area Network-)Datenübertra¬ gungsprotokoll.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung ist das zweite Verbin¬ dungsaufbauprotokoll ein Bluetooth-Datenübertragungsproto¬ koll.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung ist das zweite Verbin¬ dungsaufbauprotokoll ein „Wireless USB" Datenübertragungspro¬ tokoll.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung ist das zweite Verbin¬ dungsprotokoll ein „Wireless 1394" Datenübertragungsproto¬ koll.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung enthält diese einen Mikroprozessor, der über einen internen Datenbus an die Datenübertragungsmo¬ dule angeschlossen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner eine integ- rierte Stromversorgung zur Stromversorgung des Mikroprozes¬ sors und der Datenübertragungsmodule vorgesehen, wobei die Stromversorgungseinrichtung an ein Hausstromnetz anschließbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Daten¬ übertragungsmodul der Datenzugangsvorrichtung über mindestens eine Datensignalleitung an eine weitere Datenzugangsvorrich¬ tung anschließbar.

Bei der Datensignalleitung handelt es sich vorzugsweise um eine Faserleitung zur optischen Signalübertragung. Bei einer ersten Ausführungsform bestehen die Faserleitungen aus optischen Plastikfaserleitungen (POF) .

Bei einer alternativen Ausführungsform bestehen die Faserlei- tungen aus optischen Glasfaserleitungen (GOF) .

Bei weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Datenzu¬ gangsvorrichtungen sind die Datensignalleitungen Leitungen zur elektrischen Signalübertragung.

Bei einer ersten Ausführungsform besteht die elektrische Da- tensignalübertragungsleitung aus einem USB-Kabel.

Bei einer alternativen Ausführungsform besteht die elektri- sehe Datensignalübertragungsleitung aus einem Ethernet-Kabel.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform besteht die Datensignalübertragungsleitung aus mindestens einer Kupfer¬ leitung.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform besteht die Datensignalübertragungsleitung aus einem Koaxkabel.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung weist das breite Frequenzband eine untere Grenzfrequenz von 3 GHz und eine obere Grenzfrequenz von 10,6 GHz auf.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die niedrige Signalleistung der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsein- richtung -41,3 dBm/MHz.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung beträgt die Sendereichweite der Hoch- frequenz-Sende-/Empfangseinrichtung etwa 10 m. Die Erfindung schafft ferner ein Datenübertragungssystem für ein Gebäude mit mehreren über Datensignalleitungen verbunde¬ nen Datenzugangsvorrichtungen zum drahtlosen Datenaustausch zwischen einem Gebäude-Breitbandnetzwerk mit Datenendgeräten, die sich in Räumen des Gebäudes befinden, wobei jede Datenzu¬ gangsVorrichtung mindestens ein erstes Datenübertragungsmodul zum Aufbau einer leitungsgebundenen Datenverbindung mit dem Breitbandnetzwerk und ein zweites Datenübertragungsmodul zum Aufbau von drahtlosen Datenverbindungen mit den Datenendgeräten aufweist, wobei das zweite Datenübertragungsmodul eine Hochfrequenz- Sende-/Empfangseinrichtung aufweist, die hochfrequente Funk- Datensignale mit einer niedrigen Sendeleistung innerhalb ei- nes breiten Frequenzbandes an die Datenendgeräte sendet und von den Datenendgeräten empfängt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems ist für jeden Raum des Gebäudes eine eigene Datenzugangsvorrichtung vorgesehen.

Bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Daten¬ übertragungssystems sind die Datenzugangsvorrichtungen ket¬ tenförmig verbunden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Da¬ tenübertragungssystems sind die Datenzugangsvorrichtungen ringförmig verbunden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Da¬ tenübertragungssystems sind die Datenzugangsvorrichtungen baumförmig miteinander verbunden.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Datenübertragungssystems sind die Datenzugangs¬ vorrichtungen sternförmig miteinander verbunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems weist das Datenübertragungssystem ein Gateway zu einem externen Breitbandnetzwerk auf.

Des Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der erfin¬ dungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung zum drahtlosen Datenaus¬ tausch zwischen einem Breitbandnetzwerk und Datenendgeräten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein verkabeltes Breitband-Datenübertragungssystem nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein WLAN-Datenübertragungssystem nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Datenübertragungssystem;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung;

Fig. 5 das Sendeleistungsspektrum bei einem herkömmlichen WLAN-Datenübertragungssystem und bei einer bevorzugten Aus¬ führungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems.

Fig. 3 zeigt ein Datenübertragungssystem 1 gemäß der Erfin¬ dung. Das Datenübertragungssystem 1 enthält mehrere Datenzu- gangsvorrichtungen 2, die über Datensignalübertragungsleitun- gen 3 miteinander verbunden sind. Das Datenübertragungssystem 1 befindet sich in einem Gebäude 4, welches bei dem darge¬ stellten Beispiel vier Räume, 4a, 4b, 4c, 4d aufweist. In je¬ dem Raum des Gebäudes 4 befindet sich eine zugehörige Daten- Zugangsvorrichtung 2. Die Datenzugangsvorrichtungen 2 sind jeweils für den drahtlosem Datenaustausch mit mindestens ei¬ nem in dem jeweiligen Raum befindlichen Datenendgerät vorge- sehen. Bei dem Datenendgerät kann es sich um ein beliebiges Datenendgerät, wie beispielsweise ein PC, einen Fernseher, ein Radio oder ein persönliches Notizbuch (PAD) handeln.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel befindet sich im Raum 4a ein Radio als Datenendgerät, im Raum 4b zwei PC als Datenendgeräte, im Raum 4c ein Fernsehgerät als Datenendgerät und im Raum 4d ein elektronisches Notizbuch als Datenendge¬ rät.

Die Datenzugangsvorrichtungen 2 sind über breitbandige Daten- signalleitungen 3 miteinander verbunden, die ein im Gebäude 4 befindliches internes Breitbandnetzwerk bilden. Das Daten¬ übertragungssystem weist in einem Raum 4a des Gebäudes 4 ein Gateway 5 zum Anschluss an ein externes Breitbandnetzwerk 6 auf. Die Topologie des erfindungsgemäßen Datenübertragungs¬ systems 1 ist beliebig, d.h. es ist eine kettenförmige, ring¬ förmige, baumförmige oder sternförmige Netzwerktopologie mög¬ lich.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung 2. Jede Datenzugangsvorrichtung 2 des Datenübertragungssystems enthält mindestens ein erstes Datenübertragungsmodul 7 zum Aufbau einer leitungsgebundenen Datenverbindung mit dem in¬ ternen Breitbandnetzwerk und ein zweites Datenübertragungsmo¬ dul 8 zum Aufbau von drahtlosen Datenverbindungen mit den im gleichen Raum befindlichen Datenendgeräten.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weist die Da¬ tenzugangsvorrichtung 2 zwei Datenübertragungsmodule 7 zum Aufbau einer leitungsgebundenen Datenverbindung auf. Bei ei¬ ner alternativen Ausführungsform ist die Anzahl der ersten Datenübertragungsmodule 7-i höher.

Jedes Datenübertragungsmodul 7 ist über eine zugehörige Da¬ tenübertragungsleitung an eine weitere Datenzugangsvorrich- tung 2 anschließbar. Die Datenzugangsvorrichtung 2 enthält ferner einen Mikroprozessor 9, der über einen internen Daten¬ bus 10 mit den verschiedenen Datenübertragungsmodulen 8, 7-i verbunden ist.

Darüber hinaus enthält die Datenzugangsvorrichtung 2 eine Stromversorgungseinrichtung 11 zur Stromversorgung des Mikro¬ prozessors 9 und der Datenübertragungsmodule 8, 7-i, wobei die Stromversorgungseinrichtung 11 über ein Kabel an ein Stromversorgungsnetz des Gebäudes 4 anschließbar ist.

Die ersten Datenübertragungsmodule 7-i enthalten jeweils eine Verbindungsaufbaueinrichtung 12-i und eine Signalanpassungs¬ schaltung 13-i. Die Signalanpassungsschaltung 13-i ist zur Signalanpassung des über die Datensignalleitung 3-i übertra¬ genen Signals vorgesehen. Die Verbindungsaufbaueinrichtungen 12-i sind zum Aufbau einer Datenverbindung mit einer über die Datensignalleitung 3-i angeschlossenen weiteren Datenzugangs¬ vorrichtung 2 gemäß einem ersten Verbindungsaufbauprotokoll vorgesehen. Bei diesem ersten Verbindungsaufbauprotokoll kann es sich beispielsweise um das IEEE 1394- Datenübertragungsprotokoll, das UWB-(Ultra-Wide Band-) Daten¬ übertragungsprotokoll oder das USB Protokoll handeln.

Das zweite Datenübertragungsmodul 8 der Datenzugangsvorrich¬ tung 2 ist zum Aufbau von drahtlosen Datenverbindungen mit dem im gleichen Raum befindlichen Datenendgeräten vorgesehen. Hierzu weist das zweite Datenübertragungsmodul 8 eine Hoch- frequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 14 und eine Verbindungs- aufbaueinrichtung 15 auf. Die Hochfrequenz-Sende-/Empfangs- einrichtung 14 sendet hochfrequente Funk-Datensignale mit ei¬ ner niedrigen Sendeleistung innerhalb eines breiten Frequenz¬ bandes an die Datenendgeräte und empfängt das hoch-frequente Funk-Datensignal von diesen Datenendgeräten.

Die Verbindungsaufbaueinrichtung 15 des zweiten Datenübertra¬ gungsmoduls 8 dient zum Aufbau der drahtlosen Datenverbindung entsprechend einem zweiten Verbindungsaufbauprotokoll. Bei diesem zweiten Verbindungsaufbauprotokoll handelt es sich beispielsweise um das UWB-(Ultra-Wide Band- )Datenübertragungsprotokoll, ein WLAN-(Wireless Local Area Network-)Datenübertragungsprotokoll oder ein Bluetooth- Datenübertragungsprotokoll ein Wireless USB- Datenübertragungsprotokoll oder ein Wireless 1394- Datenübertragungsprotokoll. Die Hochfrequenz-Sende- /Empfangseinrichtung ermöglicht den Aufbau einer drahtlosen Datenverbindung gleichzeitig zu mehreren Datenendgeräten, die sich im gleichen Raum befinden wie die Datenzugangsvorrich¬ tung 2. Hierzu tauschen die Datenendgeräte Daten mit der Da¬ tenzugriffsvorrichtung über getrennte Datenübertragungskanäle aus.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Datenzugangsvorrichtung 2 ist das zweite Verbin¬ dungsaufbauprotokoll, welches durch die Verbindungsaufbauein¬ richtung 15 des zweiten Datenübertragungsmoduls 8 eingesetzt wird, das UWB-(Ultra-Wide Band-)Datenübertragungsprotokoll. Die Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung sendet dabei ein Sendesignal in einem sehr breiten Frequenzband mit einer re¬ lativ niedrigen Signalleistung.

Fig. 5 zeigt das Sendesignalspektrum einer Hochfrequenz- Sende-/Empfangseinrichtung 14 gemäß der Erfindung für das Ultra-Wide Band-Datenübertragungsprotokoll. Daten werden in einem breiten Frequenzband zwischen einer unteren Grenzfre¬ quenz von 3 GHz und einer oberen Grenzfrequenz von maximal 10,6 GHz zwischen den Datenendgeräten und der Datenzugangs¬ vorrichtung 2 übertragen. Die Signalleistung der Hochfre- quenz-Sende-/Empfangseinrichtung 14 beträgt dabei vorzugswei¬ se -41,3 dBm/MHz. Wie man aus Fig. 5 erkennen kann, ist die verwendete Frequenzbandbreite im Vergleich WLAN-Datenübertra- gungssystemen erheblich größer, und die Sendesignalleistung ist wesentlich geringer als die bei WLAN-Datenübertragungs- systemen eingesetzte Sendesignalleistung. Aufgrund der nied- rigen Sendesignalleistung beträgt auch die Reichweite der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 14 gemäß der Erfin¬ dung maximal nur etwa 10 m. Bei Verwendung des Ultra-Wide Band-Datenübertragungsprotokolls können mehrere Datenendgerä- te innerhalb eines Raumes durch eine Datenzugriffsvorrichtung 2 mit Daten versorgt werden. Die zur Verfügung gestellte Da¬ tenübertragungsrate beträgt dabei 100 bis 500 Megabit pro Se¬ kunde.

Die in der Datenzugangsvorrichtung 2 vorgesehenen ersten Da¬ tenübertragungsmodule 7-i sind über Datensignalleitungen 3-i und weitere Datenzugangsvorrichtungen 2 anschließbar. Bei den Datensignalleitungen 3-i handelt es sich alternativ um Faser¬ leitungen zur optischen Signalübertragung oder um Leitungen zur elektrischen Signalübertragung. Bei optischen Signalüber¬ tragungsleitungen kann es sich alternativ um optische Plas¬ tikfaserleitungen (POF) oder um optische Glasfaserleitungen (GOF) handeln.

Werden elektrische Datensignalleitungen zur Verbindung der Datenzugriffsvorrichtungen verwendet ist eine Verkabelung mittels USB-Kabeln, Ethernet-Kabeln, Kupferleitungen oder Ko- axkabeln möglich.

Die Datenzugangs- bzw. Datenzugriffsvorrichtung 2 weist bei einer bevorzugten Ausführungsform einen eigenen Mikroprozes¬ sor 9 auf. Der Mikroprozessor 9 ist für die Datenweiterlei- tung der über die Datenübertragungsmodule 7, 8 empfangenen Datenpakete zuständig. Bei einer Konfiguration des erfin- dungsgemäßen Datenübertragungssystems erhalten die Daten¬ zugriffsvorrichtungen 2-i jeweils Netzwerkadressen, die ent¬ sprechend der Netzwerktopologie des Datenübertragungssystems 1 logisch verkettet sind. Der Mikroprozessor 9 leitet ein von dem zweiten Datenübertragungsmodul empfangenes Datenpaket entsprechend der in den Header-Daten des Datenpakets enthal¬ tenen Zieladresse über eine der beiden ersten Datenübertra¬ gungsmodule 7-1, 7-2 an die nächste Datenzugangsvorrichtung 2 weiter, welche ihrerseits das empfangene Datenpaket weiter¬ leitet, bis das Gateway 5 durch das Datenpaket erreicht wird bzw. eine Ziel-Datenzugangsvorrichtung 2 erreicht wird, die das empfangene Datenpaket an ein gewünschtes Datenendgerät drahtlos überträgt. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Datenpakete von einem PC, der sich in einem ersten Raum des Gebäudes 4 befindet, an einen Ziel-PC in einem ande¬ ren Raum des Gebäudes zu übertragen. Alternativ kann ein PC eine Datenanfrage über das Heim-Gateway 5 und das externe Breitbandnetzwerk an einen Server senden und Datenpakete, die Audio- und Video-Daten enthalten, über das Heim-Gateway 5 und seriell verschaltete Datenzugangsvorrichtungen 2 empfangen. Das Datenübertragungsmanagement erfolgt mit Hilfe der in den Datenzugangsvorrichtungen 2 enthaltenen Mikroprozessoren 9, in welchen die logische Struktur des erfindungsgemäßen Daten¬ übertragungssystems 1 abgespeichert ist.

Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem 1 erfordert ei¬ nen vergleichsweise geringen Verkabelungsaufwand, da in jedem Raum des Gebäudes 4 lediglich eine Datenzugangsvorrichtung 2 unabhängig von der Anzahl der in dem Raum vorgesehenen Daten¬ endgeräte verkabelt werden muss. Die niedrige Sendeleistung der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 14 mit einer niedrigen Sendereichweite von maximal 10 m verhindert auf- grund der Wanddämpfung, dass Datenströme zwischen der Daten¬ zugangsvorrichtung 2 und den Datenendgeräten von außerhalb des Gebäuderaumes ungewollt von Dritten angezapft werden kön¬ nen. Die Verwendung eines breiten Frequenzbandes zur Daten¬ übertragung ermöglicht sehr hohe Datenübertragungsraten von bis zu 500 Megabit pro Sekunde. Da in jedem Raum des Gebäudes 4 eine eigene Datenzugangsvorrichtung 2 vorgesehen ist, kön¬ nen auch bei Video- und Audioanwendungen eine ausreichende Datenrate für Echtzeitanwendungen garantiert werden. Hier¬ durch wird es möglich, zuverlässig Audio- und Videodaten in einem Downlink über ein internes Breitbandnetzwerk an Daten¬ endgeräte, wie Fernseher und Radioempfänger, zu übertragen. Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem ist skalierbar und kann koexistent mit bestehenden WLAN-Datenübertragungs- systemen eingesetzt werden. Die Datenendgeräte können gemäß den entsprechenden Bedürfnissen der Nutzer im zugehörigen Raum der Datenzugangsvorrichtung 2 frei bewegt werden. Die Anzahl der in einem Raum anschließbaren Datenendgeräte hängt von der Anzahl der zur Verfügung gestellten Datenübertra¬ gungskanäle ab. Die mobilen Datenendgeräte können beispiels¬ weise Digitalkameras, PCs, PDAs, Mobiltelefone, Fernsehgeräte oder Radiogeräte sein. Die erfindungsgemäße Datenzugangsvor¬ richtung 2 stellt eine Point-to-Multipoint-Datenverbindung her, die eine drahtlose Datenverbindung zu einer Vielzahl von Datenendgeräten ohne Verwendung von Kabeln ermöglicht. Hier¬ durch ist der Installierungsaufwand für das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem sehr gering.

Insbesondere durch die Verwendung von optischen Signalleitun¬ gen zur Datenübertragung kann der Verkabelungsaufwand weiter reduziert werden. Optische Fasern aus Plastik (POF) sind in einem Temperaturbereich von -40° bis +85° einsetzbar und vib- rationsresistent. Sie erlauben eine Datenübertragungsrate von bis zu 400 Megabit pro Sekunde, wobei eine leitungsgebundene Datenübertragung über eine Strecke von bis zu 100 m möglich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung wird das IEEE 1394-Daten- übertragungsprotokoll zum Verbindungsaufbau eingesetzt, wel¬ ches eine Datenübertragung in Echtzeit mit einer bestimmten skalierbaren Datenübertragungsrate garantiert. Vorzugsweise erfolgt eine Selbstkonfigurierung, die Plug-and-Play ermög¬ licht. Das IEEE 1394-Datenübertragungsprotokoll ermöglicht die Datenübertragung sowohl über elektrische als auch über optische Signalübertragungsleitungen. Bezugszeichenliste

1 Datenübertragungssystem 2 Datenzugangsvorrichtung 3 Signalübertragungsleitung 4 Gebäude 5 Gateway 6 externes Breitbandnetzwerk 7 erstes Datenübertragungsmodul 8 zweites Datenübertragungsmodul 9 Mikroprozessor 10 interner Datenbus 11 Stromversorgungseinrichtung 12 Verbindungsaufbaueinrichtung 13 Signalanpassungsschaltung 14 Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 15 Verbindungsaufbaueinrichtung