NL1013709C2

NL1013709C2 - Telecommunication system.

Info

Publication number: NL1013709C2
Application number: NL1013709A
Authority: NL
Inventors: Jacobus Petrus Maria Pennings; Edwin Robert Otter
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2001-06-05
Also published as: AU2558201A; WO2001041325A3; WO2001041325A2

Description

T elecommunicatiesy steem.Telecommunication system.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een telecommunicatiesysteem omvattende eerste- en tweede telecommunicatiemiddelen die door tussenkomst van een 5 telecommunicatieverbinding onderling met elkaar zijn verbonden, waarbij de telecommunicatieverbinding een vermogensleiding omvat, omvattende een buitenmantel die ten minste één stroom voerende ader omringt, welke ader is gekoppeld aan de telecommunicatiemiddelen om een telecommunicatiesignaal over te brengen.The present invention relates to a telecommunication system comprising first and second telecommunication means which are mutually connected by means of a telecommunication connection, the telecommunication connection comprising a power line, comprising an outer jacket surrounding at least one current-carrying vein, which vein is coupled to the telecommunication means to transmit a telecommunication signal.

10 Een dergelijk telecommunicatiesysteem is met name toepasbaar voor al of niet openbare elektriciteitsbedrijven die gewoonlijk over een uitgebreid en fijn vertakt elektriciteitsdistributienetwerk beschikken voor de levering van elektriciteit aan huishoudens, bedrijven en instellingen. De vermogensleidingen waaruit een dergelijk netwerk is opgebouwd, lenen zich echter behalve voor elektriciteitslevering in beginsel 15 tevens voor telecommunicatiediensten, wat een meervoudige exploitatie van het netwerk mogelijk maakt. Daarbij dient niet alleen te worden gedacht aan telefonie maar bijvoorbeeld ook aan diverse vormen van telemetrie en datacommunicatietoepassingen, zoals internet. Daar komt bij dat elektriciteitslevering in toenemende mate in handen zal worden gelegd van verscheidene private partijen, waardoor een additionele behoefte 20 ontstaat om meterstanden op afstand uit te kunnen lezen. Het moge duidelijk zijn dat een dergelijke uitlezing van de meterstanden bij voorkeur over het eigen distributienetwerk plaats vindt.10 Such a telecommunications system is particularly applicable to public or non-public electricity companies, which usually have an extensive and finely branched electricity distribution network for the supply of electricity to households, companies and institutions. However, the power lines from which such a network is built lend themselves, in principle, to telecommunication services, in addition to electricity supply, which allows for multiple exploitation of the network. This should not only include telephony, but also, for example, various forms of telemetry and data communication applications, such as the internet. In addition, electricity supply will increasingly be placed in the hands of various private parties, creating an additional need to be able to read meter readings remotely. It will be clear that such reading of the meter readings preferably takes place over the own distribution network.

Een elektriciteitsdistributienetwerk is tot aan de gebruiker opgebouwd uit 25 vermogensleidingen variërend van hoogspanningsleidingen voor elektriciteitslevering over grotere afstanden tot vermogensleidingen tussen een distributiecentrum en een meterkast van de eindgebruiker. Deze laatste categorie van leidingen omvat gewoonlijk een (grond)kabel met een metalen buitenmantel, waarin een aantal aders is opgenomen die zorgen voor de elektriciteitslevering bij de gangbare netspanning. De buitenmantel 30 beschermt daarbij de aders tegen mechanische inwerking van buitenaf.An electricity distribution network is built up to the user from 25 power lines ranging from power lines for electricity supply over longer distances to power lines between a distribution center and the meter box of the end user. The latter category of pipes usually comprises a (ground) cable with a metal outer jacket, which contains a number of wires that ensure the electricity supply at the usual mains voltage. The outer sheath 30 thereby protects the cores against mechanical action from the outside.

Bij een bekend telecommunicatiesysteem van de in de aanhef genoemde soort word een telecommunicatiesignaal tussen twee van deze aders aangeboden. Aan de zijde van de eindgebruiker wordt dit signaal van de leiding gefilterd en aan de 35 telecommunicatiemiddelen toegevoerd. Aldus wordt voorzien in een symmetrische signaaloverdracht over de aders van de vermogensleiding.In a known telecommunication system of the type mentioned in the opening paragraph, a telecommunication signal is provided between two of these wires. On the end-user's side, this signal is filtered from the line and supplied to the telecommunication means. Thus, symmetrical signal transmission across the wires of the power line is provided.

101 3709101 3709

, I, I

-2--2-

Een bezwaar van een dergelijk systeem blijkt echter de verzwakking en de vervorming van het signaal bij het transport over de leidingen van het distributienetwerk. Hierdoor komt het signaal vaak slechts gebrekkig door, wat met name voor telemetrie en datacommunicatie ontoelaatbaar is. Met de uitvinding wordt beoogd in een 5 teelcommunicatiesysteem van de in de aanhef genoemde soort te voorzien, waarin dit althans in belangrijke mate wordt vermeden.A drawback of such a system, however, appears to be the attenuation and the distortion of the signal during the transport over the pipes of the distribution network. As a result, the signal often only comes through poorly, which is inadmissible in particular for telemetry and data communication. The object of the invention is to provide a cultivation communication system of the type mentioned in the opening paragraph, in which this is at least largely avoided.

Om het beoogde doel te bereiken heeft een telecommunicatiesysteem van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding als kenmerk dat de dat de 10 telecommunicatiemiddelen aan de genoemde ader en aan de buitenmantel van de vermogensleiding zijn gekoppeld om het telecommunicatiesignaal daartussen aan te bieden. Aldus wordt het signaal niet tussen de aders onderling maar steeds tussen een ader en de buitenmantel aangeboden. Doordat de buitenmantel actief wordt betrokken in de doorgifte van het telecommunicatiesignaal fungeert de vermogensleiding als het 15 ware als een co-axiale kabel met een relatief stabiele impedantie, die een asymmetrisch signaaltransport mogelijk maakt. De buitenmantel zorgt bovendien voor een adequate afscherming tegen externe interferenties, waardoor een aanmerkelijk geringere distorsie van het signaal optreedt dan bij het bekende systeem wordt ervaren.In order to achieve the intended object, a telecommunication system of the type mentioned in the preamble according to the invention has the feature that the telecommunication means are coupled to the said core and to the outer jacket of the power line in order to provide the telecommunication signal therebetween. The signal is thus not presented between the cores themselves, but always between a core and the outer jacket. Because the outer jacket is actively involved in the transmission of the telecommunication signal, the power line functions as it were as a co-axial cable with a relatively stable impedance, which enables an asymmetrical signal transport. In addition, the outer jacket provides adequate shielding against external interferences, causing significantly less distortion of the signal than is experienced with the known system.

20 Niet zelden omvat het openbare deel van de vermogensleiding die naar de eindgebruiker voert een aantal aders die niet alle worden benut voor de doorsnee eindgebruiker. Zo omvat in Nederland de vermogensleiding die bij een eindgebruiker diens meterkast in komt vier aders, te weten een nul en drie fasen. Gewoonlijk wordt slechts één van deze fases aangesloten, waarbij de specifieke fase die wordt aangesloten van eindgebruiker 25 tot eindgebruiker varieert om de belasting daarover te verdelen. Om er zeker van te zijn dat iedere eindgebruiker een mee getransporteerd telecommunicatiesignaal kan ontvangen, heeft een voorkeursuitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding als kenmerk dat de vermogensleiding een aantal stroom voerende aders omvat die in staat zijn om een in hoofdzaak identiek telecommunicatiesignaal te 30 voeren ten opzichte van de buitenmantel en dat althans één van beide telecommunicatiemiddelen aan al deze aders is gekoppeld om daarmee het telecommunicatiesignaal uit te wisselen. Doordat aan althans één van beide zijden het telecommunicatiesignaal aldus aan alle aders wordt aangeboden, zal het aan de andere zijde van het telecommunicatiepad steeds beschikbaar zijn.20 Not infrequently, the public part of the power line leading to the end-user comprises a number of wires that are not all used for the average end-user. In the Netherlands, for example, the power line that enters its meter cupboard at an end-user has four wires, namely zero and three phases. Usually only one of these phases is connected, with the specific phase being connected varying from end user to end user to distribute the load thereon. In order to ensure that every end-user can receive a telecommunication signal transported along, a preferred embodiment of the telecommunication system according to the invention is characterized in that the power line comprises a number of current-carrying wires capable of carrying a substantially identical telecommunication signal. relative to the outer jacket and that at least one of the two telecommunication means is coupled to all these wires in order to exchange the telecommunication signal therewith. Since the telecommunication signal is thus presented to all wires on at least one of the two sides, it will always be available on the other side of the telecommunication path.

35 1013709 -3-35 1013709 -3-

De superponering van het telecommunicatiesignaal in het electriciteitsnetwerk kan op zichzelf op verschillende wijzen geschieden. Een bijzondere uitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding heeft in dit opzicht als kenmerk dat althans één van de telecommunicatiemiddelen door tussenkomst van ten minste één 5 condensator capacitief aan de ten minste ene ader van de vermogensleiding zijn gekoppeld. Hierbij wordt het telecommunicatiesignaal capacitief op de vermogensleiding overgebracht c.q. daarvan afgenomen. Een voorkeursuitvoeringsvorm van het telecommunicatienetwerk heeft in dit opzicht bovendien als kenmerk dat de telecommunicatiemiddelen door tussenkomst van ten minste twee condensatoren op 10 verschillende locaties aan de ten minste ene ader van de vermogensleiding zijn gekoppeld. Door aldus de telecommunicatiemiddelen met ten minste twee condensatoren op onderscheiden plaatsen aan de vermogensleiding te koppelen, zullen twee gelijke telecommunicatiesignalen met een onderling faseverschil gezamenlijk worden getransporteerd. Dit faseverschil zal afhangen van het weglengteverschil van de 15 beide signalen dat wordt veroorzaakt door de verschillende plaatsen waarop de condensatoren op de vermogensleiding aangrijpen. Hiervan kan aan de ontvangerzede dankbaar gebruik worden gemaakt door beide signalen te onderscheppen en het sterkste van beide te gebruiken voor het herwinnen van de daarin besloten informatie. Een dergelijke techniek wordt wel aangeduid als ‘antenna diversity’.The superimposition of the telecommunication signal in the electricity network can in itself be effected in various ways. In this respect, a special embodiment of the telecommunication system according to the invention is characterized in that at least one of the telecommunication means is capacitively coupled to the at least one core of the power line by means of at least one capacitor. The telecommunication signal is capacitively transferred to or taken from the power line. In this respect, a preferred embodiment of the telecommunication network is furthermore characterized in that the telecommunication means are coupled to the at least one core of the power line by means of at least two capacitors at 10 different locations. By thus coupling the telecommunication means with at least two capacitors at different locations to the power line, two equal telecommunication signals with mutually phase difference will be transported together. This phase difference will depend on the path length difference of the two signals caused by the different places at which the capacitors act on the power line. This can be gratefully used by the recipient by intercepting both signals and using the strongest of both to retrieve the information contained therein. Such a technique is sometimes referred to as "antenna diversity".

2020

In een verdere bijzondere uitvoeringsvorm heeft het telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding als kenmerk dat de althans één van de telecommunicatiemiddelen door tussenkomst van een antenne radiografisch aan de ten minste ene ader van de vermogensleiding zijn gekoppeld. Hierbij wordt gekozen voor een volledig ontkoppelde 25 signaaloverdracht tussen de telecommunicatiemiddelen en het netwerk, waarvan de vermogensleiding deel uitmaakt. Een voorkeursuitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem heeft hierbij volgens de uitvinding als kenmerk dat de antenne een dipoolantenne omvat waarvan een stralingsveld althans in hoofdzaak in een axiale richting van de ten minste ene ader van de vermogensleiding ligt. Door het veld 30 van de dipoolantenne aldus in de axiale richting van de vermogensleiding te leggen, wordt een grotere overlap en dus inkoppeling bereikt dan wanneer de dipoolantenne onder een andere hoek zou zijn gericht, wat de kwaliteit van het telecommunicatiesignaal ten goede komt.In a further special embodiment, the telecommunication system according to the invention has the feature that the at least one of the telecommunication means is radiographically coupled to the at least one core of the power line by means of an antenna. Here, a completely decoupled signal transmission is chosen between the telecommunication means and the network, of which the power line forms part. According to the invention, a preferred embodiment of the telecommunication system is characterized in that the antenna comprises a dipole antenna whose radiation field lies at least substantially in an axial direction of the at least one core of the power line. Thus, by laying the field 30 of the dipole antenna in the axial direction of the power line, greater overlap and thus coupling is achieved than if the dipole antenna were directed at a different angle, which improves the quality of the telecommunication signal.

101 37 09 -4-101 37 09 -4-

Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem heeft volgens de uitvinding als kenmerk dat althans een van beide telecommunicatiemiddelen door tussenkomst van een bandfilter aan de vermogensleiding zijn gekoppeld en dat de telecommunicatiemiddelen in staat zijn tot bedrijf binnen een door het bandfilter 5 doorgelaten frequentiebereik. Het bandfilter laat slechts een specifiek frequentiebereik door, waarop de frequenties van de toegepaste draaggolven voor het telecommunicatiesignaal alsmede de telecommunicatiemiddelen zijn afgestemd. Door aldus binnen een strikt frequentiebereik te opereren, is het mogelijk om signalen buiten dit frequentiedomein uit te sluiten waardoor het telecommunicatiesignaal onvermengd 10 kan worden benut. Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding heeft in dit verband als kenmerk dat het frequentiebereik althans nagenoeg ligt tussen 5 en 25 MHz. Dit frequentiebereik is in althans veel elektriciteitsdistributienetwerken nog onbenut in tegenstelling tot lagere frequenties waarop in sommige gevallen reeds signalen worden verzonden. Hogere 15 frequenties leiden daarentegen tot meer verzwakking tijdens het transport en zijn onder meer om die reden minder aantrekkelijk.According to the invention, a further special embodiment of the telecommunication system is characterized in that at least one of the two telecommunication means are coupled to the power line by means of a band filter and that the telecommunication means are capable of operation within a frequency range transmitted by the band filter 5. The band filter only allows a specific frequency range to which the frequencies of the carriers used for the telecommunication signal and the telecommunication means are tuned. By thus operating within a strict frequency range, it is possible to exclude signals outside this frequency domain, so that the telecommunication signal can be used unmixed. In this connection, a further preferred embodiment of the telecommunication system according to the invention has the feature that the frequency range is at least substantially between 5 and 25 MHz. This frequency range is still unused in at least many electricity distribution networks, in contrast to lower frequencies on which signals are already sent in some cases. Higher frequencies, on the other hand, lead to more attenuation during transport and are therefore, for that reason, less attractive.

In tegenstelling tot zeer hoge frequenties, is het hiervoor aangegeven frequentiebereik nog betrekkelijk gevoelig voor distorsie als gevolg van interferenties. Mede met het oog 20 daarop heeft een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem . volgens de uitvinding als kenmerk dat de telecommunicatiemiddelen in staat zijn tot bedrijf volgens het DECT-protocol. DECT staat voor Digital Enhanced Cordless Telephony en is uitvoerig omschreven in de desbetreffende door het Europees Telecommunicatie Standaardisatie Instituut (ETSI) uitgevaardigde standaard, welke 25 voor zover nodig hierin geacht wordt te zijn opgenomen. Het daaraan ten grondslag liggende protocol is evenwel binnen het kader van de onderhavige uitvinding ook buiten het gebied van draadloze telefonie toepasbaar en is uitermate geschikt om met verstoringen om te gaan, doordat het is gebaseerd op het zogenaamde ‘make before brake’-principe. Indien binnen een bepaalde frequentieband teveel interferentie 30 aanwezig is om het signaal in stand te houden, zal op basis van dit protocol eerst naar een betere frequentieband worden gezocht, om het signaal eventueel daarin voort te zetten, voordat de verbinding wordt verbroken. Aldus wordt optimaal gebruik gemaakt van de aanwezige bandbreedte om het telecommunicatiesignaal over te dragen. Dit protocol leent zich voor telefonie als voor data-overdracht, waardoor het voor alle thans 35 denkbare toepassingsmogelijkheden geschikt is.In contrast to very high frequencies, the frequency range indicated above is still relatively sensitive to distortion due to interferences. Partly for this purpose, a further preferred embodiment of the telecommunication system. according to the invention, characterized in that the telecommunication means are capable of operating according to the DECT protocol. DECT stands for Digital Enhanced Cordless Telephony and is described in detail in the relevant standard issued by the European Telecommunications Standardization Institute (ETSI), which is deemed to be included in this as far as necessary. However, the underlying protocol can also be applied outside the field of wireless telephony within the scope of the present invention and is extremely suitable for dealing with disruptions, because it is based on the so-called "make before brake" principle. If, within a certain frequency band, there is too much interference 30 to maintain the signal, based on this protocol, a better frequency band will first be searched for, if necessary, to continue the signal therein before the connection is broken. Thus, optimum use is made of the available bandwidth to transmit the telecommunication signal. This protocol lends itself to telephony as well as to data transfer, making it suitable for all currently possible applications.

1 01 3709 -5-1 01 3709 -5-

Een verdere maatregel om hoogfrequente ruis en andere hoogfrequente verstoringen aan het nuttige signaal te onderdrukken wordt geboden door een verdere uitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding dat is gekenmerkt doordat de vermogensleiding ten minste een smoorspoel, welke in staat is om hoog-frequente 5 interferenties althans ten dele te onderdrukken.A further measure to suppress high-frequency noise and other high-frequency disturbances to the useful signal is provided by a further embodiment of the telecommunication system according to the invention, characterized in that the power line has at least one choke, which is capable of at least high-frequency interferences to suppress in part.

In een hybride netwerk van de hier beschreven soort is het van groot belang dat de veelal op laagspanning functionerende telecommunicatieapparatuur is ontkoppeld van het hoogspanningsdeel van het elektriciteitsnetwerk. Hiertoe heeft een bijzondere 10 uitvoeringsvorm van het telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding als kenmerk dat althans één van beide telecommunicatiemiddelen aan een secundaire stroomkring van een transformator zijn gekoppeld, waarvan een primaire stroomkring de vermogensleiding omvat. Door de tussenkomst van de transformator wordt een effectieve scheiding van het vermogensnetwerk en het telecommunicatienetwerk bereikt 15 die de mogelijkheid Iaat om een hoog-frequent telecommunicatiesignaal te laten passeren, zodat de telecommunicatiemiddelen op een veilige wijze kunnen functioneren.In a hybrid network of the type described here, it is of great importance that the telecommunications equipment, which usually operates on low voltage, is disconnected from the high-voltage part of the electricity network. To this end, a special embodiment of the telecommunication system according to the invention has the feature that at least one of the two telecommunication means are coupled to a secondary circuit of a transformer, of which a primary circuit comprises the power line. Through the intervention of the transformer, an effective separation of the power network and the telecommunication network is achieved, which allows the possibility of passing a high-frequency telecommunication signal, so that the telecommunication means can function in a safe manner.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening. In de tekening toont: 20 figuur 1 schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een telecommunicatiesysteem volgens de uitvinding;The invention will now be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment and an accompanying drawing. In the drawing: figure 1 shows schematically an embodiment of a telecommunication system according to the invention;

De tekening is zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name zijn ter wille van de duidelijkheid sommige dimensies sterk overdreven weergegeven. Overeenkomstige delen zijn zoveel mogelijk met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.The drawing is purely schematic and not drawn to scale. In particular, for the sake of clarity, some dimensions are strongly exaggerated. Corresponding parts are designated with the same reference numerals as much as possible.

2525

Het telecommunicatiesysteem van figuur 1 is gebaseerd op een el of niet bestaand electriciteitsdistributienetwerk dat is opgebouwd uit een aantal vermogensleidingen waarover elektriciteit aan huishoudens, bedrijven en instellingen wordt geleverd. Het hier getoonde gedeelte van het systeem is geïnstalleerd in het laatste deel van het 30 distributienetwerk waaraan deze eindgebruikers rechtreeks zijn aangesloten. Het netwerk eindigt daarbij in een meterkast 10 bij de eindgebruiker. Gewoonlijk zijn enkele honderden eindgebruikers aldus door middel van afzonderlijke vermogensleidingen 30 aangesloten Op een gemeenschappelijk sub-centrum 20 dat typisch een afstand van de orde van grootte van 300 meter verwijderd ligt. Het sub-centrum wordt gevoed vanuit 35 gemeenschappelijke stamkabels die op een hogere spanning worden bedreven.The telecommunications system of Figure 1 is based on a cubic or nonexistent electricity distribution network composed of a number of power lines over which electricity is supplied to households, businesses and institutions. The part of the system shown here is installed in the last part of the distribution network to which these end users are directly connected. The network ends in a meter box 10 at the end user. Typically, several hundred end users are thus connected by separate power lines 30 to a common sub-center 20 which is typically a distance of the order of 300 meters. The sub-center is powered from 35 common master cables operated at a higher voltage.

1 01 37 09 -6-1 01 37 09 -6-

De vermogensleiding die naar de eindgebruikers voert, omvat vier aders, te weten drie fasen R,S.T die ieder een wisselspanning van circa 220 Volt (RMS) voeren en een nul N. De aders R,S,T,N zijn omgeven door een mechanische afscherming in de vorm van een metalen mantel 31. Deze mantel beschermt de leiding 30, die gewoonlijk als 5 grondkabel op een zekere diepte onder het maaiveld ligt begraven, tegen lichte graafwerkzaamheden en andere mechanische inwerkingen van buitenaf. Om de afscherming is tot slot een kunststof isolatie 32 aangebracht van bijvoorbeeld polyvinylchloride (PVC) of polypropyleen (PP). Deze kunststof isolatie zorgt niet alleen voor een elektrische isolatie van de kabel, maar sluit bovendien de kabel hermetisch af 10 voor vocht.The power line that leads to the end users consists of four wires, namely three phases R, ST, each of which carries an alternating voltage of approximately 220 Volt (RMS) and a zero N. The wires R, S, T, N are surrounded by a mechanical shielding in the form of a metal jacket 31. This jacket protects the conduit 30, which is usually buried as a ground cable at a certain depth below ground level, against light excavation work and other mechanical influences from the outside. Finally, a plastic insulation 32 of, for example, polyvinyl chloride (PVC) or polypropylene (PP) is arranged around the shield. This plastic insulation not only provides electrical insulation of the cable, but also hermetically seals the cable from moisture.

In de meterkast 10 bevinden zich drie hoofdzekeringen 11,12,13. Bij een eenvoudig huishouden is hiervan er slechts één aangesloten aan de kabel 30. De nul N is rechtstreeks doorverbonden door middel van een geschikt aansluitblok 14. Aldus 15 beschikt het huishouden over één fase S en een nul N, die door tussenkomst van een gebruikelijke, hier niet getekende, zekeringkast verder worden verdeeld over de diverse stopcontacten en andere aansluitpunten in het huis.There are three main fuses 11, 12, 13 in the meter box 10. In a simple household, only one of these is connected to cable 30. The zero N is directly connected by means of a suitable terminal block 14. Thus, the household has one phase S and a zero N, which, through the use of a conventional, not drawn here, the fuse box must be further distributed among the various sockets and other connection points in the house.

Het hier getoonde distributienetwerk is niet alleen geschikt voor elektriciteitslevering 20 maar leent zich ook voor telecommunicatie ten behoeve van in beginsel willekeurige telecommunicatiemiddelen 40, die hier schematisch zijn weergegeven. De telecommunicatiemiddelen zijn aan de zijde van de eindgebruiker door tussenkomst van een DECT-interface 41 en een frequentieconvertor 42 aan de vermogensleiding 30 gekoppeld. Dit deel van het telecommunicatienetwerk is door middel van een 25 transformator 43 ontkoppeld van het vermogensgedeelte om een verschil in impedantie tussen beide delen van het netwerk op te vangen. In het gebruikersdeel 40 van het netwerk heerst een standaard impedantie van 50 ohm, terwijl het signaal in de praktijk in het vermogensdeel een impedantie ondervindt die typisch tussen 3 en 10 ohm ligt. Dankzij de tussenschakeling van de transformator 43 kunnen beide delen van het 30 netwerk niettemin probleemloos met elkaar communiceren.The distribution network shown here is not only suitable for electricity supply 20, but also lends itself for telecommunication for, in principle, arbitrary telecommunication means 40, which are shown schematically here. The telecommunication means on the end-user's side are coupled to power line 30 through a DECT interface 41 and a frequency converter 42. This part of the telecommunications network is disconnected from the power section by means of a transformer 43 to accommodate a difference in impedance between both parts of the network. In the user part 40 of the network, a standard impedance of 50 ohms prevails, while in practice the signal in the power part experiences an impedance which is typically between 3 and 10 ohms. Thanks to the intermediate connection of the transformer 43, both parts of the network can nevertheless communicate with each other without problems.

DECT staat voor Digital Enhanced Cordless Telephony en is gebaseerd op een standaard communicatieprotocol dat door het Europees Telecommunicatie Standaardisatie Instituut (ETSI) als zodanig is vastgelegd (ETS 300 175). Hoewel de 35 naamgeving anders doet vermoeden, leent dit protocol zich in beginsel voor alle vormen 1 0 1 3709 -7- van telecommunicatie, dus niet alleen voor draadloze telefonie maar bijvoorbeeld ook voor draadgebonden telefonie, telemetrie en datacommunicatie. Het DECT-protocol wordt in het onderhavige voorbeeld geïmplementeerd op dragerffequenties van circa 5-25 MHz waarmee telecommunicatiesignalen in het netwerk worden getransporteerd.DECT stands for Digital Enhanced Cordless Telephony and is based on a standard communication protocol established by the European Telecommunications Standardization Institute (ETSI) as such (ETS 300 175). Although the naming suggests otherwise, this protocol is in principle suitable for all forms of telecommunications, ie not only for wireless telephony but also, for example, for corded telephony, telemetry and data communication. The DECT protocol is implemented in the present example on carrier sequences of approximately 5-25 MHz with which telecommunication signals are transported in the network.

5 Omdat DECT in principe is gebaseerd op bedrijf bij frequenties rond 1880 MHz, zorgen de frequentieconversiemiddelen 42 voor de noodzakelijke frequentie omschakeling. In dit voorbeeld wordt uitgegaan van het navolgende frequentieschema: DECT-kanaal dragerfrequentie 9_ 6,912 10 8 8,640 7 10,368 6 12,096 5 13,824 4 15,552 15 3 17,280 2 19,008 1 20,736 _0__22,464 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1013709 DECT is een protocol dat ontworpen is om om te gaan met interferenties en andere 2 storingen op de leidingen. Het zogenaamde ‘make before break’ mechanisme zorgt 3 ervoor dat bij te grote verstoringen van het signaal wordt uitgeweken naar een ander 4 kanaal om het signaal daarin voort te zetten. Op overeenkomstige wijze past DECT zich 5 aan aan het momentane communicatieverkeer op het netwerk, waardoor 6 frequentiebanden automatisch worden gealloceerd en niet voortdurend vooraf behoeven 7 te worden gepland. Aldus levert DECT een communicatiesignaal van een aanmerkelijk 8 betere en betrouwbaarder kwaliteit dan een normale open lijnverbinding. Dit is met 9 name in het onderhavige systeem van voordeel omdat het niet op de normale hoge 10 DECT-frequentie rond 1880 MHz wordt bedreven maar uitgaat van dragerfrequenties 11 in het bereik van 5-25 MHz dat aanmerkelijk gevoeliger is voor interferenties.Since DECT is in principle based on operation at frequencies around 1880 MHz, the frequency conversion means 42 provide the necessary frequency switching. This example is based on the following frequency scheme: DECT channel carrier frequency 9_ 6,912 10 8 8,640 7 10,368 6 12,096 5 13,824 4 15,552 15 3 17,280 2 19,008 1 20,736 _0__22,464 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1013709 DECT is a protocol designed to deal with interferences and other 2 disturbances on the pipes. The so-called "make before break" mechanism 3 ensures that in the event of excessive disturbances of the signal, it is diverted to another 4 channel to continue the signal therein. Similarly, DECT 5 adapts to the instantaneous communication traffic on the network, whereby 6 frequency bands are automatically allocated and 7 does not have to be pre-planned continuously. Thus, DECT provides a communication signal of a significantly better and more reliable quality than a normal open line connection. This is advantageous in particular in the present system because it is not operated at the normal high DECT frequency around 1880 MHz but assumes carrier frequencies 11 in the range of 5-25 MHz which is considerably more sensitive to interferences.

-8--8-

Het telecommunicatiesignaal wordt conform de uitvinding tussen althans één van de aders R,S,T,N van de vermogensleiding en de metalen afscherming 31 gelegd. Hiertoe zijn de telecommunicatiemiddelen 40 door tussenkomst van een condensator 44 en een bandfilter 45 aan in de meterkast 10 aan één van de fasen S en aan de afscherming 31 5 gekoppeld. Het bandfilter 45 selecteert daarbij het hiervoor genoemde frequentiegebied van 5-25 MHz en laat dit louter door aan de telecommunicatiemiddelen. De daaronder gelegen banden van 0-5 MHz worden doorgegeven aan de meterkast 10 en zijn aldus nog beschikbaar voor simpele telemetrische toepassingen, zoals het schakelen en uitlezen van een in de meterkast aanwezige, doch niet getekende, verbruiksmeter.According to the invention, the telecommunication signal is placed between at least one of the wires R, S, T, N of the power line and the metal shield 31. For this purpose, the telecommunication means 40 are coupled through a capacitor 44 and a band filter 45 in the meter box 10 to one of the phases S and to the shield 31. The band filter 45 thereby selects the aforementioned frequency range of 5-25 MHz and only passes this on to the telecommunication means. The bands below 0-5 MHz are passed on to the meter box 10 and are thus still available for simple telemetric applications, such as switching and reading a consumption meter present in the meter box, but not shown.

10 Signalen bij frequenties boven 25 MHz worden door het filter 45 niet doorgelaten. Bovendien zorgen ook smoorspoelen 46 in de leidingen R,S,T voor een adequate onderdrukking van hoog-frequente signaalcomponenten die anders met het nuttig signaal zouden kunnen interfereren. De condensator 44 zorgt voor de gewenste uitwisseling van het telecommunicatiesignaal met de vermogensleiding S en bovendien 15 voor een ontkoppeling van het gebruikersgedeelte 40 van het netwerk van het vermogensdeel. Dit laatste is met name vanuit veiligheidsoogpunt van belang.10 Signals at frequencies above 25 MHz are not passed through filter 45. In addition, chokes 46 in lines R, S, T also adequately suppress high-frequency signal components that might otherwise interfere with the useful signal. The capacitor 44 provides the desired exchange of the telecommunication signal with the power line S and furthermore a decoupling of the user part 40 from the network of the power part. The latter is particularly important from a safety point of view.

Door aldus de mechanische afscherming 31 en althans één van de aders S te gebruiken voor een asymmetrisch transport van het telecommunicatiesignaal fungeert de 20 vermogenskabel als een co-axiaalkabel en zorgt zo zelf voor een elektrische afscherming van het telecommunicatiesignaal tegen interferenties. Aldus wordt een aanmerkelijke kwaliteitswinst geboekt ten opzichte van bestaande systemen waarbij wordt getracht telecommunicatie via een elektriciteitsnetwerk te laten verlopen. De impedantie van de voedingskabel is betrekkelijk stabiel en ligt in de praktijk tussen 3 en 25 10 ohm. Door de ontkoppeling dankzij de transformator 43 wordt een eventule impedantie-mismatch opgevangen en kunnen de telecommunicatiemiddelen 40 niettemin worden bedreven met verbindingen met een meer gangbare impedantie van 50 ohm.Thus, by using the mechanical shield 31 and at least one of the wires S for an asymmetrical transport of the telecommunication signal, the power cable functions as a co-axial cable and thus itself provides an electrical shielding of the telecommunication signal against interferences. In this way, a considerable quality gain is made compared to existing systems, in which an attempt is made to run telecommunication via an electricity network. The impedance of the power cable is relatively stable and in practice is between 3 and 10 ohms. Due to the decoupling thanks to the transformer 43, an eventual impedance mismatch is absorbed and the telecommunication means 40 can nevertheless be operated with connections with a more common impedance of 50 ohms.

30 In het sub-centrum 20 bevindt zich een stelsel van transformatoren 23 die in het vermogensnetwerk zorgen voor de gewenste spanningsomzetting van hoogspanning naar de gewenste openbare netspanning. Hier wordt conform de uitvinding het telecommunicatiesignaal door tussenkomst van een ffequentieconvertor 22, een transformator 23 en een condensator 24 uitgewisseld met de vermogensleiding 30, zij 35 het dat hier alle fasen R,S,T in de kabel 30 parallel worden aangesloten opdat in iedere 1013709 -9- meterkast 10 het telecommunicatiesignaal op iedere fase beschikbaar is. Het telecommunicatiesignaal wordt aldus aangeboden tussen de respectieve ader R,S,T en de gemeenschappelijke mantel 31 van de vermogensleiding 30. Door tussenkomst van een DECT-interface 21 is het sub-centrum 20 gekoppeld aan een netwerkcentrale. Dit 5 kan via het elektriciteitsnetwerk geschieden of via een separate, daarop toegesneden hoogwaardige telecommunicatieverbinding. De transformatoren 23 fungeren overigens tevens als smoorspoel en dempen aldus hoog-frequente interferenties, waardoor een separate plaatsing van smoorspoelen 46 zoals aan de gebruikerszijde 40 hier achterwege kan blijven. Al met al is behalve elektriciteitsdistributie tevens telecommunicatie tussen 10 de verschillende eindgebruikers binnen het netwerk mogelijk. Op op zichzelf bekende wijze kan het netwerk worden gekoppeld aan één of meer andere netwerken opdat ook communicatie met gebruikers van die netwerken mogelijk is.In the sub-center 20 there is a system of transformers 23 which provide the desired voltage conversion from high voltage to the desired public mains voltage in the power network. Here, in accordance with the invention, the telecommunication signal is exchanged with the power line 30 through an frequency converter 22, a transformer 23 and a capacitor 24, albeit here that all phases R, S, T in the cable 30 are connected in parallel so that in every 1013709 Meter box 10 the telecommunication signal is available on each phase. The telecommunication signal is thus presented between the respective wires R, S, T and the common jacket 31 of the power line 30. Through a DECT interface 21, the sub-center 20 is coupled to a network exchange. This can take place via the electricity network or via a separate, high-quality telecommunication connection tailored to this. The transformers 23 also function as a choke and thus attenuate high-frequency interferences, so that a separate arrangement of chokes 46 such as on the user side 40 can be omitted here. All in all, apart from electricity distribution, telecommunication between the different end users within the network is also possible. In a manner known per se, the network can be linked to one or more other networks so that communication with users of those networks is also possible.

De inkoppeling van het telecommunicatiesignaal op de vermogensleiding kan op 15 zichzelf op verschillende wijzen tot stand worden gebracht. De figuren 2 tot en met 5 geven hiervan voorbeelden. In de figuren 2 en 3 wordt uitgegaan van een capacitieve inkoppeling, terwijl bij figuur 4 en 5 de uitwisseling van het telecommunicatiesignaal met de vermogensleiding 30 geschiedt met behulp van een dipoolantenne.The coupling of the telecommunication signal to the power line can itself be effected in various ways. Figures 2 to 5 give examples of this. Figures 2 and 3 assume a capacitive coupling, while figures 4 and 5 exchange the telecommunication signal with the power line 30 by means of a dipole antenna.

20 In figuur 2 wordt het telecommunicatiesignaal RF via een gemeenschappelijke leiding aan een viertal condensatoren 24 aangeboden, c.q. daarvan afgenomen, die in de kabel 30 aan de respectieve aders N,R,S,T daarvan zijn gesoldeerd of anderszins verbonden. Aldus is het DECT-signaal RF op alle aders beschikbaar. Voor een adequate signaaloverdracht en tevens een veilige ontkoppeling van het laagspanningssignaal RF 25 met de vermogensleiding 30 worden hier bij voorkeur betrekkelijk zware condensatoren 24 toegepast met een capaciteit van ten minste circa.. mF. Desgewenst kunnen per ader N,R,S,T meer van dergelijke condensatoren naast elkaar worden toegepast.In figure 2, the telecommunication signal RF is applied via a common line to four capacitors 24, or taken from them, which are soldered or otherwise connected in the cable 30 to their respective wires N, R, S, T. Thus, the DECT signal RF is available on all wires. For adequate signal transmission and also a safe decoupling of the low-voltage signal RF 25 with the power line 30, relatively heavy capacitors 24 are preferably used here with a capacity of at least approximately .mF. If desired, more such capacitors can be used side by side for each wire N, R, S, T.

Een verbetering van de signaal/ruisverhouding kan worden bereikt door toepassing van 30 het zogenaamde diversity-principe, hetgeen in figuur 3 wordt getoond. Hierbij wordt het telecommunicatiesignaal RF vanuit verschillende bronnen RF1,RF2 door afzonderlijke condensatoren 24,24' op de respectieve aders N,R,S,T ingekoppeld. Het positieverschil d tussen de condensatoren resulteert in een weglengteverschil van beide signalen RF1,RF2 en daarmee in een faseverschil. Aan de ontvangerzede worden beide signalen 35 RF1,RF2 benut door daaruit steeds het sterkste signaal te selecteren opdat een hogere 1 01 3709 -10- signaal/ruisverhouding en signaalsterkte wordt behouden dan bij gebruik van slechts een enkelvoudige inkoppeling. De hiervoor noodzakelijke elektronica is commercieel beschikbaar en wordt daarom hier niet nader uiteengezet.An improvement of the signal / noise ratio can be achieved by applying the so-called diversity principle, which is shown in figure 3. Here, the telecommunication signal RF from different sources RF1, RF2 is coupled by separate capacitors 24, 24 'to the respective wires N, R, S, T. The position difference d between the capacitors results in a path length difference of both signals RF1, RF2 and thus in a phase difference. On the receiver side, both signals RF1, RF2 are utilized by always selecting the strongest signal therefrom so that a higher 1 01 3709 -10 signal-to-noise ratio and signal strength is maintained than when using only a single coupling. The electronics required for this are commercially available and are therefore not further explained here.

5 In plaats van capacitief kan het telecommunicatiesignaal ook inductief met de vermogensleiding worden uitgewisseld. Hiertoe kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een dipool-antenne 25, zoals in figuur 4 is weergegeven. De dipool-antenne 25 wordt tussen de aders van de vermogensleiding 30 geplaatst zodanig dat het dipoolveld 26 van de antenne, dat in de figuur schematisch is weergegeven, althans een 10 deel van de aders omvat. Het telecommunicatiesignaal RF wordt via een hoog-frequente leiding 27 naar de antenne geleid, c.q. daarvan afgenomen, en aldus inductief met de vier aders R,S,T,N uitgewisseld.5 Instead of capacitive, the telecommunication signal can also be exchanged inductively with the power line. For this purpose use can be made, for example, of a dipole antenna 25, as shown in figure 4. The dipole antenna 25 is placed between the wires of the power line 30 such that the dipole field 26 of the antenna, which is schematically shown in the figure, comprises at least a part of the wires. The telecommunication signal RF is fed to or taken from the antenna via a high-frequency line 27, and is thus exchanged inductively with the four wires R, S, T, N.

Hoewel de opzet van figuur 4 geschikt is, wordt de voorkeur gegeven aan die van figuur 15 5 waarbij de oriëntale van de dipoolantenne 25 in de kabel 30 circa 90° verschilt. Door deze draaiing van de dipoolantenne 25 wordt een grotere overlap met de aders R,S,T,N bereikt en daardoor een sterkere koppeling van het dipoolveld. Het moge duidelijk zijn dat dit de signaalsterkte ten goede komt.Although the arrangement of Figure 4 is suitable, preference is given to that of Figure 15 wherein the oriental of the dipole antenna 25 in the cable 30 differs by approximately 90 °. Due to this rotation of the dipole antenna 25, a greater overlap with the cores R, S, T, N is achieved and, as a result, a stronger coupling of the dipole field. It will be clear that this improves the signal strength.

20 Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een aantal uitvoerings- voorbeelden nader werd toegelicht, zal het duidelijk zijn dat de uitvinding geenszins tot de gegeven voorbeelden is beperkt. Integendeel zijn voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk zonder te verlangen buiten het kader van de onderhavige uitvinding te treden.Although the invention has been further elucidated above on the basis of only a number of exemplary embodiments, it will be clear that the invention is by no means limited to the examples given. On the contrary, many variations and appearances are still possible for an average skilled person without desiring to depart from the scope of the present invention.

2525

In het algemeen verschaft de uitvinding een oplossing voor telecommunicatie over een elektriciteitsdistributienetwerk.In general, the invention provides a solution for telecommunication over an electricity distribution network.

30 101 37 0930 101 37 09

Claims

A telecommunication system comprising first and second telecommunication means interconnected by means of a telecommunication connection 5, the telecommunication connection comprising a power line, comprising an outer jacket surrounding at least one current-carrying core, which core is coupled to the telecommunication means about a to transmit a telecommunication signal, characterized in that the telecommunication means are coupled to the said core and to the outer jacket of the power line in order to provide the telecommunication signal therebetween.

2. Telecommunication system according to claim 1, characterized in that the power line comprises a number of current-carrying wires capable of carrying a substantially identical telecommunication signal with respect to the outer jacket and that at least one of the two telecommunication means is coupled to all these wires. to exchange the telecommunication signal with it.

3. Telecommunication system according to claims 1 or 2, characterized in that at least one of the telecommunication means is capacitively coupled to the at least one core of the power line by means of at least one capacitor.

4. Telecommunication means according to claim 3, characterized in that the telecommunication means are coupled to the at least one core of the power line through at least two capacitors at different locations.

5. Telecommunication system according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one of the telecommunication means are radiographically coupled to the at least one core of the power line by means of an antenna.

6. Telecommunication means according to claim 5, characterized in that the antenna comprises a dipole antenna, a radiation field of which lies at least substantially in an axial direction of the at least one core of the power line. 1 01 3709 -12-

Telecommunication system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two telecommunication means is coupled to the power line by means of a band filter and that the telecommunication means are capable of operating within a frequency range transmitted by the band filter. 5

Telecommunication means according to claim 7, characterized in that the frequency range is at least substantially between 5 and 25 MHz.

Telecommunication system according to any one of the preceding claims, characterized in that the telecommunication means are capable of operating according to the DECT protocol.

10. Telecommunication system according to any one of the preceding claims, characterized in that the power line has at least one choke, which is capable of at least partially suppressing high-frequency interferences.

Telecommunication system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two telecommunication means is coupled to a secondary circuit of a transformer, of which a primary circuit 20 comprises the power line. 1 01 3709