DE2856217B2 - Verfahren zur gemeinsamen Übertretung von Bild- und Tonsignalen in einem Zeitmultiplexsignal über eine Lichtwellenleiterverbindung, insbesondere zwischen einer Zentrale und einem Teilnehmeransehluß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gemeinsamen Übertragung von Bild- und Tonsignalen in einem Zeitmultiplexsignal über eine Lichtwellenleiterverbindung, insbesondere zwischen einer Zentrale und einem Teilnehmeranschluß.

Mit den steigenden Anforderungen an die Empfangsqualität von Fernsehbildern und Stereotonsignalen steigt der Wunsch nach einer Zuführung dieser Programme zum Teilnehmer über Kabel. Der Einsatz derartiger Verteilnetze unter Verwendung von Koaxialkabeln ist jedoch recht aufwendig und teuer. Es gibt deshalb Vorstellungen, Fernsehverteilnetze mit Lichtwellenleiterverbindungen zwischen einzelnen Verteilzentralen bzw. Konzentratoren und zwischen der Verteilzentrale und dem Teilnehmeranschluß zu realisieren. Derartige Fensehverteilnetze sollen dabei die Möglichkeit der Übertragung von vier Fernsehsignalen jeweils einschließlich dem zugehörigen Tonsignal, außerdem von 24 Stereosignalen bzw. 48 Mono-Tonprogrammsignalen und einem Fernsprechsignal, das wegen der Zukunftssicherheit möglichst in digitaler Form mit der genormten Bitrate von 64 kbit/s übertragen werden sollte, bieten. Außerdem sollte die Möglichkeit bestehen, anstelle eines der Fernsehsignale ein Bildfernsprechsignal zu übertragen. Im Hinblick auf die Möglichkeit der Übertragung weiterer Fernsehprogramme sollte ein Rückkanal vorgesehen sein, über den die Programmwünsche der jeweiligen Verteilzentrale mitgeteilt werden können, außerdem sollten im Rückkanal das vom Teilnehmer abgehende Bildfernsprechsignal und das entsprechende digitale Fernsprechsignal zur Zentrale übertragen werden.

Es ist bereits bekannt, einzelne Fernsehbilder über Lichtwellenleiter mittels frequenzmodulierter Signale zu übertragen. Im Hinblick auf die im vorliegenden Falle geforderte Übertragung mehrerer Signale wäre dann zunächst eine Zusammenfassung der zu übertragenden Signale mittels Frequenzmultiplexverfahren erforderlich, anschließend müßte das Frequenzmultiplexsignal für die Lichtwellenleiterübertragung frequenzmoduliert werden. Dieser letzte Schritt benötigt einen aufwendigen und außerdem schwierig zu realisierenden Frequenzmodulator mit großem Frequenzhub und äußerst

linearer Kennlinie.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu finden, das vergleichsweise wenig aufwendig ist

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dedurch gelöst, daß die zu abertragenden Bild- und Tonsignale in pulslagenmodulierte (PPM-)Signale umgeformt und diese nach der Zusammenfassung zu einem Zeitmultiplexsignal übertragen werden. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß bei der Pulslagenmodulation ,einzelne Impulse kurzer Dauer übertragen werden, dies ist aber im Hinblick auf die Verwendung von Laserdioden als optische Sender besonders vorteilhaft

Eine im Hinblick auf einen möglichst wenig aufwendigen Rückkanal zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß für die Übertragung von einer Zentrale zu einem Teilnehmeranschluß ein Zeitmultiplexsignal mit einem ersten Rahmenaufbau und für die Übertragung vom Teilnehmeranschluß zur Zentrale ein weiteres Zeitmultiplexsignal mit einem zum ersten unterschiedlichen Rahmenaufbau vorgesehen ist

Eine im Hinblick auf die einfache Ausbildung der sende- und empfangsseitigen Multiplexeinrichtungen bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß das zum Teilnehmer übertragene Zeitmultiplexsignal vier Fernsehsignale jeweils einschließlich Ton, davon wahlweise ein Bildfernsprechsignal, 48 Mono-Tonprogrammsignale entsprechend 24 Stereotonsignalen und wenigstens ein digitales Fernsprechsignal enthält und daß das vom Teilnehmer zur Zentrale übertragene Zeitmultiplexsignal ein Bildfernsprechsignal, ein Wählsignal für Fernsehprogramme, wenigstens ein digitales Fernsprechsignal und wahlweise einen Teilnehmer-Signalkanal enthält.

Eine wesentliche Verbesserung des Signal-Geräusch-Verhältnisses der zur übertragenden Stereo- bzw. MonotonkanälL ergibt sich bei einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der eine einzelne Periode des zum Teilnehmeranschluß übertragenen pulslagenmodulierten Zeitmultiplexsignals mit einem gegenüber den anderen Impulsen erkennbar verbreiterten Taktimpuls beginnt bei der daran anschließend jeweils aufeinanderfolgend ein Impuls eines der vier Fernsehsignale einschließlich Ton und danach in 99 Unterperioden aufeinanderfolgend jeweils ein Impuls eines der vier Fernsehsignale und eines Unterkanals übertrager: wird und bei der in der ersten bis sechzehnten Unterperiode im Unterkanal die Signale des ersten bis achten Monotonsignals, in der siebzehnten Unterperiode ein Signal eines digitalen Fernsprechsignals in der 18. bis 49. Unterperiode die Signale der 9. bis 24. Monotonsignale, in der 50. Unterperiode ein weiteres Signal des digitalen Fernsprechsignals, in der 51. bis 82. Periode die Signale des 25. bis 40. Monotonsignals, in der 83. Unterperiode ein drittes Signal des digitalen Fernsprechsignals und in der 84. bis 99. Unterperiode die Signale des 41. bis 48. Monotonsignals übertragen werden.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 5 bis 8 beschrieben.

Die Erfindung soll im folgenden anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher 6^r> erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 den Rahmenaufbau eines von der Zentrale zum Teilnehmer übertragenen Zeitmultiplexsignals unter besonderer Berücksichtigung eines einfachen Multiplexer- und Demultiplexeraufbaus und

Fig.2 den Rahmenaufbau eines von der Zentrale zum Teilnehmer übertragenen Zeitmultiplexsignals mit einem verbesserten Signal-Geräusch-Verhältnis de·· übertragenen Tonsignale.

Der in der Fig. 1 gezeigte Rahmenaufbau eines Zeitmultiplexsignals beginnt mit einem Taktimpuls TP, der zur leichteren Erkennbarkeit .gegenüber den nachfolgenden Impulsen wesentlich verbreitert ist Diese Verbreiterung wird dadurch ermöglicht daß der Taktpuls keine Information trägt und deshalb bei der Pulslagenmodulation nicht innerhalb des vorgesehenen Zeitfensters verschoben wird. An den Taktimpuls schließen sich im Zeitraster von jeweils 15 ns pulslagenmodulierte Impulse TVl, TV2, TV3 an, die jeweils zur Übertragung des ersten, zweiten oder dritten Fernsehsignals oder zur Übertragung des Bildfernsprechsignals an der mit TV4 bezeichneten Stelle dienen. Anstelle des Bildfernsprechsignals kann ein viertes Fernsehsignal übertragen werden. Der anschließend übertragene Impuls MS1 für den ersten Impuls eines Unterkanals auf die aufeinanderfolgenden vier Impulse TV1... TV4 der Fernsehsignale bilden eine Unterperiode, die sich innerhalb des gesamten Rahmens 99mal wiederholt

Dabei wird durch den Impuls MSl bis zum Impuls MS16 das erste bis achte Monotonsignal entsprechend dem ersten bis vierten Stereotonsignal übertragen. Jedes Signal wird dabei durch zwei gegenphasig pulslagenmodulierte Impulse übertragen. Als Impuls MS17 des Unterkanals wird ein erstes Signal des digitalen Fernsprechsignals mit der Bitrate von 64 kbit/s übertragen. Die Impulse MS18 bis MS49 dienen zur Übertragung der Monotonprogramme 9 bis 24 entsprechend den Stereotonprogrammen 5 bis 12. Der Impuls MS 50 dient wiederum zur Übertragung des Signals des digitalen Fernsprechsignals, während die anschließenden Impulse MSSi bis MS82 zur Übertragung der Monotonprogramme 25 bis 40 entsprechend den Stereotonprogrammen 13 bis 20 dienen. Der Impuls MS 83 dient zur weiteren Übertragung des digitalen Fernsprechsignals, während der Impuls A/584 bis zum Impuls M 99 zur Übertragung des 41. bis 48. Monotonprogramms entsprechend dem 21. bis 24. Stereotonsignals dient.

Auf Grund dieser Rahmenanordnung ergibt sich eine Impulsfolge in jedem Fernsehkanal von 13,29MHz, während jedes Monotonprogramm bei einer Bandbreite von 15 kHz mit 132,9 kHz abgetastet wird. Das digitale Fernsprechsignal mit einer Bitrate von 64 kbit/s wird mit pulslagenmodulierten Impulsen mit einer Rate von 398,7 kHz übertragen, so daß der Aufwand für die Beseitigung von Jitterstörungen noch klein ist. Die Impulsrate des gesamten pulslagenmodulierten Zeitmultiplexsignals ist dabei 66,45 MHz entsprechend einem Impulsabstand von 15 ns. Bei einer Impulsdauer von 5 ns am Empfänger verbleibt ein ausnützbarer Zeitaussteuerungsbereich von 10 ns. Hieraus ergibt sich bei den derzeit realisierbaren mittleren Sendeleistungen von Laserdioden und bei der Dämpfung des verwendeten Lichtwellenleiters ein ausreichender Geräuschsignalabstand in den einzelnen Fernsehkanälen. Auch für die übertragenen Tonsignale in Mono- bzw. Stereotechnik ergibt sich ein ausreichender Signal-Geräusch-Abstand.

Bei der Übertragung von Sendersignalen für den UKW-Rundfunk wird jedoch für Monosignale ein Signal-Geräusch-Abstand von 71 dB gefordert. Dies

geschieht im Hinblick auf die Übertragung der Stereoinformation mittels Hilfsträger bei UKW-Rundfunk. In der F i g. 2 wird deshalb im Hinblick auf eine weitere Verbesserung des Signal-Geräusch-Abstandes für die übertragenen Tonsignale anstelle des gleichmäßigen Rahmenaufbaus nach der F i g. 1 ein ungleichmäßiger Rahmenaufbau gewählt, bei dem die zur Übertragung der Tonsignale dienenden Impulse in einem wesentlich größeren Zeitbereich pulslagenmoduliert werden können. Während bei der F i g. 1 der Zeitaussteuerungsbereich für jeden dieser Impulse 10 ns beträgt, wurde dieser Wert bei dem Rahmenaufbau nach der F i g. 2 nur für die Fernsehsignale aufrechterhalten, während den die Tonsignale übertragenden Impulsen ein maximaler Zeitaussteuerungsbereich von 100 ns zur Verfügung steht. Das Zeitmultiplexsignal nach der Fig.2 enthält zunächst in sieben unmittelbar aufeinanderfolgenden Abtastperioden VK1 ... VK 7 jeweils vier pulslagenmodulierie Impulse TVl ... TV4 zur Übertragung der Fernsehbilder bzw. anstelle des vierten Fernsehkanals zur Übertragung eines Bildfernsprechkanals. An diese sieben Abtastperioden für die TV-Kanäle schließt sich die Übertragung eines pulsla genmodulierten Impulses für den Unterkanal an. De Unterkanal umfaßt dabei 59 Impulse, so daß nach 5! derartigen Subperioden ein Impulsrahmen übertraget ist. Der erste Impuls des Unterkanals dient dabei al: Taktimpuls, dieser Impuls kann zur leichteren Erkenn barkeit auch als Mehrfachimpuls übertragen werden Die weiteren Impulse des Unterkanals dienen zu Übertragung der Tonsignale und des digitalen Fern

ίο sprechsignals mit der Bitrate von 64 kbit/s. Di< Übertragung dieser Signale ist in ähnlicher Weise wi( beim Pulsrahmen nach der F i g. 1 ineinandergeschach telt. Bei diesem Impulsrahmen ergibt sich durch der vergrößerten Zeitaussteuerungsbereich für die Impuls< des Unterkanals eine Verbesserung für die mit diesen Kanal übertragenen Signale hinsichtlich des Signal-Ge räusch-Verhältnisses von 2OdB. Diese Verbesserung wird aber dadurch erkauft, daß im Hinblick auf die ungleichmäßigere Abtastung der Fernsehsignale gege benenfalls eine Zwischenspeicherung dieser Signale notwendig wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur gemeinsamen Übertragung von Bild- und Tonsignalen in einem Zehmultiplexsignal Ober eine Lichtwellenleiterverbindung, insbesondere zwischen einer Zentrale und einem Teilnehmeranschluß, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragenden Bild- und Tonsignale in pulslagenmodulierte (PPM-)Signale umgeformt und diese anschließend zu dem Zeitmultiplexsignal zusammen- ι ο gefaßt werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung von einer Zentrale zu einem Teilnehmeranschluß ein Zeitmultiplexsignal mit einem ersten Rahmenaufbau und für die Übertragung vom Teilnehmeranschluß zur Zentrale ein weiteres Zeitmultiplexsignal mit einem zum ersten unterschiedlichen Rahmenaufbau vorgesehen ist.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Teilnehmer übertragene Zeitmultiplexsignal vier Fernsehsignale jeweils einschließlich Ton /TVl, TV2, 7V3, 7V4X davon wahlweise ein Bildfernsprechsignal, 48 Mono-Tonprogrammsignale entsprechend 24 Stereotonsignalen und wenigstens ein digitales Fernsprechsignal enthält, und daß das vom Teilnehmer zur Zentrale übertragene Zeitmultiplexsignal ein Bildfernsprechsignal, ein Wählsignal für Fernsehprogramme, wenigstens ein digitales Fernsprechsignal und wahlweise einen Teilnehmer-Signalkanal enthält.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Periode des zum Teilnehmeranschluß übertragenen pulslagenmodulierten Zeitmultiplexsignals mit einem gegenüber den anderen Impulsen erkennbar verbreiterten Taktimpuls (TP) beginnt, daß daran anschließend jeweils aufeinanderfolgend ein Impuls eines der vier Fernsehsignale (TV\, 7V2, TV3, 7Ύ4) einschließlich Ton und danach in 99 Unterperioden aufeinanderfolgend jeweils ein Impuls eines der vier Fernsehsignale und eines Unterkanals übertragen wird und daß in der ersten bis sechzehnten Unterperiode im Unterkanal die Signale des ersten bis achten Monotonsignals, in der siebzehnten Unterperiode ein Signal eines digitalen Fernsprechsignals in der 18. bis 49. Unterperiode die Signale der

9. bis 24. Monotonsignale, in der 50. Unterperiode ein weiteres Signal des digitalen Fernsprechsignals, in der 51. bis 82. Periode die Signale des 25. bis 40. Monotonsignals, in der 83. Unterperiode ein drittes Signal des digitalen Fernsprechsignals und in der 84. bis 99. Unterperiode die Signale des 41. bis 48. Monotonsignals übertragen werden.

5. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Periode des von der Zentrale zum Teilnehmer übertragenen pulslagenmodulierten Zeitmultiplexsignals jeweils 59 Unterperioden enthält und daß in jeder Unterperiode ein Impuls (UK 1) eines Unterkanals mit Vergleichs- to weise großem Zeithub und sieben Gruppen (VK 1... VK 7) aus jeweils vier Impulsen (TVX ... TV4) mit vergleichsweise kleinem Zeithub enthalten sind und durch jeden der vier Impulse eines der vier Fernsehsignale übertragen wird und die Impulse des b5 Unterkanals periodisch zur Übertragung eines Taktsignals, von 48 Tonsignalen und von zehn Teilsignalen zur Übertragung eines digitalen Fernsprechsignals dienen.

6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Impulse eins Dauer von 5 ns aufweisen und der Zeitaussteuerungsbereich für jeden Impuls des Unterkanals 100 ns und der Zeitaussteuerungsbereich für jeden Impuls der Fernsehsignale 10 ns beträgt

7. Verfahren nach Patentanspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Impulsnebensprechens jeder Abtastwert durch zwei gegenphasig pulslagenmociulierte Impulse übertragen wird.

8. Verfahren nach Patentansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Fernsprechsignal als NRZ-Signal einer Pulslagenmodulation unterworfen wird und dadurch die Nullwerte des NRZ-Signals pulslagenmodulierte Impulse mit einer maximal voreilenden oder nacheilenden Phase und die Einswerte des NRZ-Signals pulslagenmodulierte Impulse mit einer maximal nacheilenden oder voreilenden Phase ergeben.