DE3128182C2

DE3128182C2 -

Info

Publication number: DE3128182C2
Application number: DE19813128182
Authority: DE
Inventors: Hans-Martin Dipl-Ing. 8000 Muenchen De Christiansen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1988-09-22
Also published as: DE3128182A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Programmzuführungssystem, das in einer leitungsgebundenen Ton- und Fernsehanlage zwischen einer Ton- und Fernsehsignale abgebenden Rundfunk-Empfangsstelle und einer Sendestelle für ein Verteilnetz angeordnet ist und mehrere Ton- und Fernsehsignale überträgt.

Aus der Zeitschrift "fernmelde-praxid", 53 (1976) 22, Seiten 973 bis 990 ist eine derartige kabelgebundene Ton- und Fernsehanlage der Deutschen Bundespost in Düsseldorf bekannt. Die Rundfunk-Empfangsstelle ist unter 3), die Programmzuführungsleitung, die auch als Anführstrecke bezeichnet wird, ist unter 5), die Sendestelle ist unter 6) und das Verteilernetz ist unter 7) beschrieben. Eine schematische Übersicht der Anlage zeigt Bild 2.

Eine Rundfunk-Empfangsstelle gibt derzeit bis zu acht Fernsehsignale nebst Begleitton und bis zu zehn Ultrakurzwellen(UKW)- Frequenzmodulation(FM)-Tonsignale ab.

Die Fernsehsignale werden in der Rundfunk-Empfangsstelle in den Frequenzbereich des Fernsehsignal-ZF-Bandes umgesetzt, nach Bearbeitung in geeigneter Anlagen-Übertragungskanäle rückumgesetzt und in dieser Frequenzlage an die Sendestelle des Verteilnetzes geliefert.

Die Bildträger-Nominalfrequenz in ZF-Lage beträgt 38,9 MHz. Die Frequenz des Farbträgers liegt etwa 4,43 MHz unterhalb der Bildträgerfrequenz, also bei 34,47 Mhz. Die Trägerfrequenz des Begleittons liegt ungefähr 5,5 MHz unterhalb der Bildträgerfrequenz, also bei 33,4 MHz. Das gesamte ZF-Band erstreckt sich demnach von 33,15 bis 40,15 MHz.

Für die UKW-Tonkanäle liegt die Tonsignal-ZF-Mittenfrequenz bei 10,7 MHz und das Band reicht von 10,575 MHz bis 10,825 MHz.

Aus dem Buch "Einführung in die Nachrichtentechnik", Stoll, 1. Auflage, Berlin-Frankfurt a. M., Allgemeine Elektricitäts- Gesellschaft AEG-Telefunken, 1978, Seiten 133-135 ist ein Abtasttheorem 2. Art bekannt, das sich auf Signale bezieht, die sowohl eine obere Frequenzgrenze als auch eine von Null verschiedene untere Frequenzgrenze haben. Ist letzteres der Fall, so kann unter Umständen die Abtastfrequenz niedriger als das abzutastende Frequenzband des modulierenden Signals sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die Übertragung zwischen Rundfunk-Empfangsstelle und Sendestelle eine besonders wirtschaftliche und betriebssichere Lösung anzugeben.

Ausgehend von einem Programmzuführungssystem der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe in einer ersten Variante erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Abtastschaltern für die Tonsignale im Tonsignal-ZF-Band ein erster Multiplexer nachgeschaltet ist, daß Abtastschaltern für die Fernsehsignale im Fernsehsignal-ZF-Band und dem Ausgang des ersten Multiplexers ein zweiter Multiplexer nachgeschaltet ist, daß dem Ausgang des zweiten Multiplexers eine Kettenschaltung bestehend aus einem Pulsphasen(PPM)-Modulator oder aus einem Pulscodemodulation(PCM)- Codierer, aus einem elektrooptischen Umsetzer, aus einem Lichtwellenleiter, aus einem optoelektrischen Umsetzer und aus einem PPM-Demodulator oder aus einem PCM-Decodierer nachgeschaltet ist, daß ein zweiter Demultiplexer vorgesehen ist, dessen Ausgänge mit Tonsignal-ZF-Bandpaßfiltern verbunden sind, die die Tonsignale wieder abgeben, daß ein erster Demultiplexer vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des PPM-Demodulators oder des PCM-Decodierers, dessen einer Ausgang mit dem Eingang des zweiten Demultiplexers und dessen andere Ausgänge mit Fern sehsignal-ZF-Bandpaßfiltern verbunden sind, die die Fernsehsignale wieder abgeben, daß für die den Fernsehsignalen zugeordneten Abtastschalter eine Fernsehsignal-Abtastfrequenz f _T-TV unterhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes verursacht, und daß für die den Tonsignalen zugeordneten Abtastschalter (2′′) eine Tonsignal-Abtastfrequenz

mit n = ganze Zahl gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Tonsignal-ZF-Bandes verursacht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß Abtastschaltern für die Tonsignale im Tonsignal-ZF-Band über PPM-Modulatoren oder PCM-Codierer ein erster Multiplexer nachgeschaltet ist, daß Abtastschaltern für die Fernsehsignale im Fernsehsignal-ZF-Band über PPM-Modulatoren oder PCM-Codierer und dem Ausgang des ersten Multiplexers ein zweiter Multiplexer nachgeschaltet ist, daß dem Ausgang des zweiten Multiplexers eine Kettenschaltung bestehend aus einem elektrooptischen Umsetzer, aus einem Lichtwellenleiter und aus einem optoelektrischen Umsetzer nachgeschaltet ist, daß ein zweiter Demultiplexer vorgesehen ist, dessen Ausgänge über PPM-Demodulatoren oder PCM-Decodierer mit Tonsignal-ZF-Bandpaßfiltern verbunden sind, die die Tonsignale wieder abgeben, daß ein erster Demultiplexer vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des optoelektrischen Umsetzers, dessen einer Ausgang mit dem Eingang des zweiten Demultiplexers und dessen andere Ausgänge über PPM-Demodulatoren oder PCM-Decodierer mit Fernsehsignal-ZF- Bandpaßfiltern verbunden sind, die die Fernsehsignale wieder abgeben, daß für den Fernsehsignalen zugeordneten Abtastschalter eine Fernsehsignal-Abtastfrequenz f _T-TV unterhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes verursacht und daß für die den Tonsignalen (T 1-T 16) zugeordneten Abtastschalter eine Tonsignal-Abtastfrequenz

mit n = ganze Zahl gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Tonsignal-ZF-Bandes verursacht. Gegenüber der ersten Variante ergibt sich eine Verminderung des Nebensprechens.

Die Erfindung wird nur in der Kombination gesehen. Elementenschutz für Einzelmerkmale oder Unterkombinationen wird nicht beansprucht.

Als ZF-Bandpaßfilter kann auch das entsprechende Filter in der Sendestelle dienen.

Für eine Übertragung von drei Fernsehsignalen und sechzehn Tonsignalen ist es vorteilhaft, wenn die Abtastschalter für Fernsehsignale mit einer Fernseh-Abtastfrequenz von 16,06 MHz und die Abtastschalter für Tonsignale mit einer Ton signal-Abtastfrequenz von 1,00375 MHz betätigt werden.

Lichtwellenleiter weisen gegenüber Kupferkabeln eine Reihe von Vorteilen auf. Sie sind leichter und flexibler, sie sind gegen äußere Störungen und Blitzeinschlag unempfindlich und sie ermöglichen eine breitbandige Übertragung mit größeren Verstärkerabständen. Problematisch sind die Linearitätsforderungen an den elektrooptischen Umsetzer bei einer Übertragung analoger Signale und das Dunkelrauschen auf der Empfangsseite. Das Linearitätsproblem wird durch die Verwendung von PPM oder PCM gelöst, die zugleich größere Verstärkerabstände ermöglichen.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein Programmzuführungssystem für Ton- oder Fernsehsignale,

Fig. 2 zeigt ein erstes Programmzuführungssystem mit drei Fernsehkanälen und sechzehn Tonkanälen,

Fig. 3 zeigt ein zweites Programmzuführungssystem mit drei Fernsehkanälen und sechzehn Tonkanälen und

Fig. 4 zeigt einen Pulsrahmen für ein System nach Fig. 2 oder 3.

Fig. 1 zeigt ein Programmzuführungssystem. Das System enthält einen Eingang 1, einen Abtastschalter 2, einen PPM-Modulator 3, einen elektrooptischen Umsetzer 4, einen Lichtwellenleiter 5, einen optoelektrischen Umsetzer 6, einen PPM-Demodulator 7, ein ZF-Bandpaßfilter 8 und einen Ausgang 9. Das ZF-Bandpaßfilter 8 weist für Fernsehsignale Grenzfrequenzen 33,15 MHz und 40,15 MHz und für Tonsignale Grenzfrequenzen 10,575 MHz und 10,825 MHz auf.

An den Eingang 1 wird beispielsweise ein Fernseh-ZF-Band in einer Breite von 7 MHz angelegt. Theoretisch genügt für die Umsetzung dieses Bandes eine Abtastfrequenz <14 MHz. Unter Berücksichtigung, daß keine Überschneidung der bei der Abtastung entstehenden Seitenbändern auftreten darf, beträgt die niedrigste Abtastfrequenz 16,06 MHz. Mit dieser Frequenz wird der Abtastschalter 2 geschaltet. Der PPM-Modulator 3 setzt die Abtastproben in PPM-Signale um, die im elektrooptischen Umsetzer 4 wiederum in optische Signale umgesetzt werden. Empfangsseitig werden diese im optoelektrischen Umsetzer 6 in PPM-Signale umgesetzt, die im PPM-Demodulator 7 demoduliert werden. Bei dieser Demodulation entsteht ein Pulsamplitudenmoduliertes Signal einer Folge von 16,06 MHz. Im ZF-Bandpaßfilter 8 werden die nicht benötigten Seitenbänder unterdrückt. Am Ausgang 9 erscheint wieder das Fernseh-ZF-Band.

Vorteilhaft bei der PPM ist der geringe Aufwand. Pulscodeverfahren wie Pulscodemodulation (PCM), Differenz pulscodemodulation (DPCM) oder Delta-Modulation sind demgegenüber nur für eine Übertragung über größere Entfernungen, bei denen Zwischenverstärker benötigt werden, gerechtfertigt. Denn nur in diesem Fall wird durch Regeneration in den Zwischenverstärkern ein merklicher Geräuschgewinn gegenüber einer Analogübertragung erzielt. Beim erfindungsgemäßen Programmzuführungssystem mit einem Lichtwellenleiter einer Länge <2 km wird dagegen kein Zwischenverstärker benötigt, wodurch auch kein merklicher Geräuschgewinn bei Digitalübertragung nötig ist. Die PPM ist zu diesem Zweck bei Lichtwellenleiterübertragung daher ein besonders geeignetes Modulationsverfahren.

Tonsignale müssen am Ausgang 9 im 10,7-MHz-Band anfallen. Um einheitliche Verhältnisse zu schaffen, werden eingangsseitig die Tonkanäle stets separiert und ins 10,7-MHz-Band umgesetzt an den Eingang 1 angelegt. Dieses Signal wird mit dem Abtastschalter 2 beispielsweise im Takt von 1,00375 MHz abgetastet. Diese Frequenz entsteht durch Teilung der Frequenz 16,06 MHz : 16. Sie läßt sich leicht aus der Fernsehabtastfrequenz gewinnen und erfüllt das Abtasttheorem für das 250-kHz-Band der Tonkanal-Zwischenfrequenz, das zwischen 10,575 MHz und 10,825 MHz liegt.

Fig. 2 zeigt ein Programmzuführungssystem für drei Fernsehsignale TV 1 bis TV 3 und sechzehn Tonsignale T 1 bis T 16. Das Programmzuführungssystem enthält Eingänge 1′ für die Fernsehsignale, Eingänge 1′′ für die Tonsignale, Abtastschalter 2′ für die Fernsehsignale, Abtastschalter 2′′ für die Tonsignale, einen PAM-Multiplexer 10 für die Tonsignale, einen PAM-Multiplexer 11 für die Fernsehsignale und das Summensignal aller Tonsignale, einen PPM-Modulator 3, einen elektrooptischen Umsetzer 4, einen Lichtwellenleiter 5, einen optoelektrischen Umsetzer 6, einen PPM-Demodulator 7, einen PAM-Demultiplexer 12, für die Fernsehsignale und das Summensignal aller Tonsignale, einen PAM-Demultiplexer 13 für die Tonsignale, ZF-Bandpaßfilter 8′ für die Fernsehsignale, ZF-Bandpaßfilter 8′′ für die Tonsignale, Ausgänge 9′ für Fernsehsignale und Ausgänge 9′′ für Tonsignale. Die ZF-Bandpaßfilter 8′ für die Fernsehsignale haben Grenzfrequenzen 33,15 MHz und 40,15 MHz und die ZF-Bandpaßfilter 8′′ für die Tonsignale weisen Grenzfrequenzen von 10,575 MHz und 10,825 MHz auf. PAM bedeutet Pulsamplitudenmodulation.

Die Abtastschalter 2′ werden gestaffelt mit 16,06 MHz und die Abtastschalter 2′′ werden gestaffelt mit 1,00375 MHz derart abgetastet, daß der in Fig. 4 dargestellte Pulsrahmen entsteht. Die Folgefrequenz des Pulsrahmens wird durch die Tonkanäle bestimmt. Sie muß 1,00375/n MHz betragen, wobei n eine ganze Zahl ist. Zur Markierung des jeweiligen Pulsrahmenanfangs kann man bei einer Rahmenfolge von 1,00375 Mhz (n =1) einen Tonkanal entfallen lassen. Das entstehende "Pulsloch" x dient dann als Markierung. Man kann stattdessen auch einen zeitlich verlängerten Puls vorsehen. Selbstverständlich sind auch andere Markierungen denkbar.

Das Programmzuführungssystem nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 dadurch, daß die PPM-Modulatoren 3′ und 3′′ vor den geeigneten Multiplexern 10′ und 11′ und die PPM-Demodulatoren 7′ und 7′′ nach den geeigneten Demultiplexern 12′ und 13′ angeordnet sind. Zwar sind hier mehr Modulatoren erforderlich, jedoch ergibt sich dadurch ein geringeres Nebensprechen.

Claims

1. Programmzuführungssystem, das in einer leitungsgebundenen Ton- und Fernsehanlage zwischen einer Ton- und Fernsehsignale abgebenden Rundfunkempfangsstelle und einer Sendestelle für ein Verteilnetz angeordnet ist und mehrere Ton- und Fernsehsignale überträgt, gekennzeichnet durch die Kombination,

- daß Abtastschaltern (2′′) für die Tonsignale (T 1-T 16) im Ton signal-ZF-Band ein erster Multiplexer (10) nachgeschaltet ist,
- daß Abtastschaltern (2′) für die Fernsehsignale (TV 1-TV 3) im Fernsehsignal-ZF-Band und dem Ausgang des ersten Multiplexers (10) ein zweiter Multiplexer (11) nachgeschaltet ist,
- daß dem Ausgang des zweiten Multiplexers (11) eine Kettenschaltung, bestehend aus einem Pulsphasen(PPM)-Modulator (3) oder aus einem Pulscodemodulations(PCM)-Codierer, aus einem elektrooptischen Umsetzer (4), aus einem Lichtwellenleiter (5), aus einem optoelektrischen Umsetzer (6) und aus einem PPM-Demodulator (7) oder aus einem PCM-Decodierer nachgeschaltet ist,
- daß ein zweiter Demultiplexer (13) vorgesehen ist, dessen Ausgänge mit Tonsignal-ZF-Bandpaßfiltern (8′′) verbunden sind, die die Tonsignale (T 1-T 16) wieder abgeben,
- daß ein erster Demultiplexer (12) vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des PPM-Demodulators (7) oder des PCM-Decodierers, dessen einer Ausgang mit dem Eingang des zweiten Demultiplexers (13) und dessen andere Ausgänge mit Fernsehsi gnal-ZF-Bandpaßfiltern (8′) verbunden sind, die die Fensehsignale (TV 1-TV 3) wieder abgeben,
- daß für die den Fernsehsignalen (TV 1-TV 3) zugeordneten Abtastschalter (2′) eine Fernsehsignal-Abtastfrequenz f _T-TV unterhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes verursacht, und
- daß für die den Tonsignalen (T 1-T 16) zugeordneten Abtastschalter (2′′) eine Tonsignal-Abtastfrequenz mit n = ganze Zahl gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Tonsignal-ZF-Bandes verursacht (Fig. 2).

2. Programmzuführungssystem, das in einer leitungsgebundenen Ton- und Fernsehanlage zwischen einer Ton- und Fernsehsignale abgebenden Rundfunkempfangsstelle und einer Sendestelle für ein Verteilnetz angeordnet ist und mehrere Ton- und Fernsehsignale überträgt, gekennzeichnet durch die Kombination,

- daß Abtastschaltern (2′′) für die Tonsignale (T 1-T 16) im Ton signal-ZF-Band über PPM-Modulatoren (3′′) oder PCM-Codierer ein erster Multiplexer (10′) nachgeschaltet ist,
- daß Abtastschaltern (2′) für die Fernsehsignale (TV 1-TV 3) im Fernsehsignal-ZF-Band über PPM-Modulatoren (3′) oder PCM-Codierer und dem Ausgang des ersten Multiplexers (10′) ein zweiter Multiplexer (11′) nachgeschaltet ist,
- daß dem Ausgang des zweiten Multiplexers (11′) eine Kettenschaltung bestehend aus einem elektrooptischen Umsetzer (4), aus einem Lichtwellenleiter (5) und aus einem optoelektrischen Umsetzer (6) nachgeschaltet ist,
- daß ein zweiter Demultiplexer (13′) vorgesehen ist, dessen Ausgänge über PPM-Demodulatoren (7′′) oder PCM-Decodierer mit Tonsignal-ZF-Bandpaßfiltern (8′′) verbunden sind, die die Tonsignale (T 1-T 16) wieder abgeben,
- daß ein erster Demultiplexer (12′) vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des optoelektrischen Umsetzers (6), dessen einer Ausgang mit dem Eingang des zweiten Demultiplexers (13′) und dessen andere Ausgänge über PPM-Demodulatoren (7′) oder PCM-Decodierer mit Fernsehsignal-ZF-Bandpaßfiltern (8′) verbunden sind, die die Fernsehsignale (TV 1-TV 3) wieder abgeben,
- daß für die den Fernsehsignalen (TV 1-TV 3) zugeordneten Abtastschalter (2′) eine Fernsehsignal-Abtastfrequenz f _T-TV unterhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Fernsehsignal-ZF-Bandes verursacht, und
- daß für die den Tonsignalen (T 1-T 16) zugeordneten Abtastschalter (2′′) eine Tonsignal-Abtastfrequenz mit n = ganze Zahl gewählt ist, die bei der Abtastung keine Seitenbänder innerhalb des Tonsignal-ZF-Bandes verursacht (Fig. 3).

3. Programmzuführungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als ZF-Bandpaßfilter das ZF-Bandpaßfilter der Sendestelle dient.

4. Programmzuführungssystem nach Anspruch 1 oder 2 für drei Fernsehsignale und für sechzehn Tonsignale, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastschalter (2′) für Fernsehsignale (TV 1-TV 3) mit einer Fernsehsignal-Abtastfrequenz von 16,06 MHz und die Abtastschalter (2′′) für Tonsignale (T 1-T 16) mit einer Tonsignal- Abtastfrequenz von 1,00375 MHz betätigt werden.