DE3918530A1

DE3918530A1 - Optical cable TV transmission system

Info

Publication number: DE3918530A1
Application number: DE19893918530
Authority: DE
Inventors: Hans Juergen Dr Ing Matt
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1990-12-13

Abstract

A cable T.V. communication network handles a number of signals at different frequencies. The signals are applied as inputs to a modulator (1) that operates with a carrier frequency generator (2). The output is filtered (3) and operates a drive stage (4) coupled to a laser (4) providing an input to an optical fibre cable (5). The recived signal is converted by a photo detector (PD) coupled to an amplifier (6), filter (7) and demodulator (8). The demodulator mixes the spectrum signal with the carrier (fo) recovered from the transmission.

Description

Modulatoren/Demodulatoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, z. B. solche, die eine Einseitenband-Amplitudenmodulation oder die entsprechende Demodulation bewirken, sind für sich bekannt aus "Meinke-Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 4. Auflage, Band 3, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1986, Seiten 01 bis 06.Modulators / demodulators according to the generic term of Claim 1, e.g. B. those who have a Single sideband amplitude modulation or the corresponding demodulation are in themselves known from "Meinke-Gundlach: Taschenbuch der High Frequency Technology ", 4th edition, volume 3, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1986, pages 01 to 06.

Es sind dort mehrere Arten von solchen Modulatoren/Demodulatoren erläutert. Auch in der älteren Patentanmeldung P 39 13 520 sind diese genannt, und es ist darauf hingewiesen, daß jede Art von Modulatoren, die eine Einseitenband-Amplitudenmodulation eines Trägers bewirkt als "Modulator", im Sinne der Anmeldung zu betrachten ist.There are several types of them Modulators / demodulators explained. Even in the older one Patent application P 39 13 520 these are called, and it it should be noted that any type of modulator, which a single sideband amplitude modulation Carrier acts as a "modulator", in the sense of the registration is to be considered.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den ausdrücklich genannten Modulatoren/Demodulatoren einen weiteren anzugeben, der ebenfalls dazu geeignet ist, ein Frequenzband in eine andere Frequenzlage umzusetzen. It is the object of the present invention in addition to the expressly mentioned Modulators / demodulators to specify another that is also suitable for converting a frequency band into a implement different frequency.

Die Aufgabe wird wie im Patentanspruch 1 angegeben gelöst.The task is as specified in claim 1 solved.

Eine Weiterbildung der Erfindung, die die Anwendung bei einem System nach der erwähnten älteren Anmeldung betrifft, ist Gegenstand des Anspruchs 8.A further development of the invention, the application at a system according to the earlier application mentioned is the subject of claim 8.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described with reference to the drawings for example explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems, in dem der Modulator/Demodulator verwendet ist, und Fig. 1 is a block diagram of a transmission system in which the modulator / demodulator is used, and

Fig. 2 die Signalspektren an verschiedenen Stellen des Blockschaltbildes nach Fig. 1. FIG. 2 shows the signal spectra at various points in the block diagram according to FIG. 1.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Kabelfernseh-Verteilnetzes beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß sie in jeglichen Fällen anwendbar ist, bei denen irgendein Frequenzband in ein anderes Frequenzband umzusetzen ist.The invention is based on a Cable television distribution network is described, however noted that in any case is applicable, in which any frequency band in one another frequency band is to be implemented.

Ein Band von Signalen unterschiedlicher Frequenz mit einer Bandbreite von z. B. 40 bis 450 MHz, in den Zeichnungen als BKTV-Band bezeichnet, wird im System nach Fig. 1 auf den Eingang eines Abtasters 10 gegeben. Dieser Abtaster erhält von einem Trägerfrequenzgenerator 20 einen Träger mit einer Frequenz f_T, z. B. 1,2 GHz, der den Abtaster so steuert, daß er sein Eingangssignal mit der Frequenz f_T abtastet. Ein dem Abtaster 10 nachgeschaltetes Bandfilter 30 filtert aus dem Ausgangssignal des Abtasters das zur Übertragung geeignete Frequenzband heraus, wobei es alle anderen unerwünschten Frequenzen unterdrückt, und gibt es auf seinen mit dem Eingang eines Lasertreibers 4 verbundenen Ausgang.A band of signals of different frequencies with a bandwidth of e.g. B. 40 to 450 MHz, referred to in the drawings as BKTV band, is given to the input of a scanner 10 in the system of FIG. 1. This scanner receives from a carrier frequency generator 20 a carrier with a frequency f _T , z. B. 1.2 GHz, which controls the scanner so that it samples its input signal at the frequency f _T. A band filter 30 connected downstream of the scanner 10 filters the frequency band suitable for transmission from the output signal of the scanner, while suppressing all other undesirable frequencies, and outputs it to its output connected to the input of a laser driver 4 .

Als "Lasertreiber" ist die übliche Steuerschaltung eines als Lichtquelle für die optische Übertragungsstrecke verwendeten Halbleiterlasers L bezeichnet. Der Lasertreiber sorgt dafür, daß der Halbleiterlaser mit seinem Eingangssignal intensitätsmoduliert wird.The usual control circuit is a "laser driver" as a light source for the optical transmission path used semiconductor laser L. The Laser driver ensures that the semiconductor laser with its input signal is intensity modulated.

Der Abtaster 10, der Generator 20 und das Filter 30 bilden zusammen einen Frequenzlagen-Umsetzer, hier auch Einseitenband-Amplitudenmodulator genannt. Dieser setzt sein Eingangs-Frequenzband, das BKTV-Band, durch den Abtastvorgang mit Hilfe eines hochfrequenten Trägers in ein höherfrequentes Band um, wobei das Filter so die Frequenzen mit der gewünschten Frequenzlage durchläßt und alle anderen Frequenzen unterdrückt. Dieses wird im folgenden als Übertragungs-Frequenzband bezeichnet, weil es das zum Zweck der optischen Übertragung gebildete Frequenzband, d.h. das zur Intensitätsmodulation des Halbleiterlasers L verwendete Frequenzband, ist. Die Funktion der bisher beschriebenen Sendeeinrichtung nach Fig. 1 wird nun anhand der Fig. 2 eingehender erläutert.The scanner 10 , the generator 20 and the filter 30 together form a frequency position converter, here also called a single-sideband amplitude modulator. This converts its input frequency band, the BKTV band, into a higher-frequency band through the scanning process with the aid of a high-frequency carrier, the filter allowing the frequencies with the desired frequency position to pass through and suppressing all other frequencies. This is referred to below as the transmission frequency band because it is the frequency band formed for the purpose of optical transmission, ie the frequency band used for intensity modulation of the semiconductor laser L. The function of the previously described transmission device according to FIG. 1 will now be explained in more detail with reference to FIG. 2.

Die Fig. 2 zeigt mit großen Buchstaben bezeichnet die Signalspektren, die an verschiedenen, mit den entsprechenden Buchstaben bezeichneten Stellen des Blockschaltbilds nach Fig. 1 auftreten. Mit AA ist das Spektrum am Eingang des Abtasters 10 bezeichnet, das im betrachteten Beispiel eine Bandbreite von 40 bis 550 MHz hat. FIG. 2 shows, with large letters, the signal spectra that occur at different points in the block diagram according to FIG. 1, designated by the corresponding letters. AA denotes the spectrum at the input of the scanner 10 , which has a bandwidth of 40 to 550 MHz in the example under consideration.

Nach dem bekannten Abtasttheorem von Nyquist und C. E. Shannon für ein frequenzband-begrenztes Signal bewirkt eine Abtastung des Eingangssignals mit dem Spektrum AA mit der Abtastfrequenz f_T, daß ein Ausgangssignal entsteht, das ein Spektrum aufweist, wie es mit BB in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses enthält nicht nur das Spektrum des Eingangssignals, sondern weitere, jeweils symmetrisch zu Vielfachen der Frequenz f_T liegende Frequenzbänder. Damit die Frequenzbänder nicht überlappen, ist die Abtastfrequenz f_T so zu wählen, daß sie mehr als das Doppelte der höchsten Frequenz (550 MHz) des abgetasteten Frequenzbandes trägt. Aus diesem Spektrum BB filtert das Bandfilter 30 das zur Übertragung geeignete Frequenzband, das sogenannte Übertragungs-Frequenzband aus, im gezeigten Beispiel ist dies das Seitenband unterhalb der Abtastfrequenz f_T, also das Frequenzband von ca. 600 bis 1150 MHz. Dieses ist in Fig. 2 als das Spektrum CC dargestellt und wird in dem System nach Fig. 1 zur Intensitätsmodulation des Halbleiterlasers L verwendet.According to the known sampling theorem by Nyquist and CE Shannon for a frequency band-limited signal, sampling the input signal with the spectrum AA with the sampling frequency f _T results in an output signal having a spectrum as shown by BB in FIG. 2 . This contains not only the spectrum of the input signal but also further frequency bands, each symmetrical to multiples of the frequency f _T. So that the frequency bands do not overlap, the sampling frequency f _T should be chosen so that it carries more than twice the highest frequency (550 MHz) of the sampled frequency band. From this spectrum BB, the bandpass filter 30 filters out the frequency band suitable for transmission, the so-called transmission frequency band, in the example shown this is the sideband below the sampling frequency f _T , that is to say the frequency band from approximately 600 to 1150 MHz. This is shown in FIG. 2 as the spectrum CC and is used in the system according to FIG. 1 for intensity modulation of the semiconductor laser L.

Der Halbleiterlaser L des Systems nach Fig. 1 sendet über eine Lichtwellenleiterstrecke 5 ein dem elektrischen Signal mit dem Spektrum CC entsprechendes optisches Signal zur Empfangseinrichtung, in der ein optischer Empfänger, bestehend aus einer Fotodiode PD und einem Verstärker 6, das optische Signal in ein entsprechendes elektrisches Signal umsetzt. Ein Abtaster 80, der ebenfalls mit einer Frequenz f_T betrieben wird, die ein Generator 70 liefert, tastet das vom Verstärker 6 ausgegebene elektrische Signal ab, und ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter 90 ergibt an seinem Ausgang das in das ursprüngliche Frequenzband, das BKTV-Band, rückumgesetzte übertragene Signal. Auf der Empfangsseite des Systems nach Fig. 1 ist der Abtaster 80 zusammen mit dem Generator 70 und dem Tiefpaßfilter 90 als Demodulator zu betrachten.The semiconductor laser L of the 1 system of FIG. Transmits via a light waveguide path 5, a the electrical signal with the spectrum CC corresponding optical signal to the receiving device, in which an optical receiver consisting corresponding one of a photodiode PD and an amplifier 6, the optical signal into a converts electrical signal. A sampler 80 , which is also operated at a frequency f _T, which is supplied by a generator 70 , samples the electrical signal output by the amplifier 6 , and a downstream low-pass filter 90 gives at its output that in the original frequency band, the BKTV band, converted signal. On the receiving side of the system according to FIG. 1, the scanner 80, together with the generator 70 and the low-pass filter 90, is to be regarded as a demodulator.

Durch die Verwendung von Abtastern in der Sendeeinrichtung und in der Empfangseinrichtung des Systems ist dafür gesorgt, daß bei der Modulation und Demodulation kaum Nichtlinearitäten vorhanden sind und daher auch keine oder nur geringfügige Intermodulationsprodukte entstehen können.By using scanners in the Sending device and in the receiving device of the Systems ensures that the modulation and Demodulation hardly any non-linearities are present and therefore no or only minor Intermodulation products can arise.

Aus Kostengründen kann man auch an einer Seite des Systems, z. B. empfangsseitig, anstelle eines Abtasters einen Mischer zur Rückumsetzung des übertragenen Frequenzbandes verwenden.For cost reasons you can also on one side of the Systems, e.g. B. on the receiving side, instead of a scanner a mixer to reverse the transferred Use the frequency band.

Anwendbar ist die bisher beschriebene Erfindung nicht nur für jegliche Arten von Modulatoren und Demodulatoren zur Umsetzung eines Frequenzbandes in ein anderes Frequenzband, sondern auch zur Realisierung der in der älteren Anmeldung P 39 13 520 gezeigten Modulatoren und Demodulatoren. Sämtliche Vorteile der Erfindung gemäß der älteren Anmeldung bleiben dadurch erhalten. Die hier beschriebene Modulation hat die Eigenschaft, daß der Träger systematisch unterdrückt wird. Sie ist daher vorzugsweise auf die Variante des oben genannten Systems anwendbar, bei der der Träger bei der Modulation unterdrückt und für die Übertragung nicht wieder hinzugesetzt wird.The invention described so far is not applicable only for all types of modulators and demodulators to convert one frequency band into another Frequency band, but also to realize the in the older application P 39 13 520 shown modulators and Demodulators. All advantages of the invention according to the older registration is retained. This one described modulation has the property that the Carrier is systematically suppressed. It is therefore preferably on the variant of the above system applicable where the carrier is modulating suppressed and not for transmission again is added.

Im Bedarfsfall kann der Träger nach dem Filter 30 mit geeignetem Pegel dem Übertragungs-Frequenzband hinzugefügt, d.h. zusammen mit diesem übertragen werden. If necessary, the carrier after the filter 30 can be added to the transmission frequency band at a suitable level, ie transmitted together with it.

Im folgenden wird Inhalt der älteren Anmeldung, soweit diese Variante betroffen ist und die hier beschriebene Erfindung darauf anwendbar ist, wiedergegeben: Der wesentliche Vorteil der in der älteren Anmeldung beschriebenen Erfindung liegt darin, daß das ursprüngliche Frequenzband in ein Frequenzband umgesetzt wird, das bezogen auf dessen unterste Frequenz weniger als eine Oktave breit ist. Dadurch haben die Intermodulationsprodukte zweiter Ordnung Frequenzen, die in das nicht belegte Band zwischen der Frequenz 0 und der Trägerfrequenz sowie in Bereiche oberhalb der doppelten Trägerfrequenz fallen und sich daher in der Empfangseinrichtung leicht herausfiltern lassen. Infolge dessen läßt sich der Laser stärker aussteuern, und es läßt sich eine größere Streckendämpfung überbrücken. Vorteilhaft ist auch, daß durch die Umsetzung der Signale in das höherfrequente Band niedrige Frequenzbänder frei werden und für andere Telekommunikationsdienste (Fernsprechen, Datenübertragung) auf einfache Weise genutzt werden können.In the following, the content of the older application, as far as this variant is affected and the one described here Invention applicable to it reproduced: The main advantage of that in the older application described invention is that the original frequency band converted into a frequency band based on its lowest frequency than an octave wide. As a result, the Second order intermodulation products frequencies that in the unoccupied band between the frequency 0 and the carrier frequency and in areas above the fall twice the carrier frequency and therefore in the Have the receiver easily filtered out. As a result the laser can be controlled more strongly, and it greater path loss can be bridged. It is also advantageous that the implementation of Signals in the higher frequency band low Frequency bands become free and for others Telecommunication services (telephony, Data transmission) can be used in a simple manner can.

Die Erfindung gemäß der älteren Anmeldung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.The invention according to the earlier application is now based on the drawings, for example.

Es zeigen:Show it:

Fig. 3 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems in einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 is a block diagram of the system according to the invention in a first embodiment;

Fig. 4 die Signalspektren an verschiedenen Stellen des Blockschaltbildes nach Fig. 3, Fig. 4 shows the signal spectra at various points of the block diagram of Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems in einer zweiten Ausführungsform, und Fig. 5 is a block diagram of the system according to the invention in a second embodiment, and

Fig. 6 im Blockschaltbild eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Frequenzband in mehreren Teilen in das Übertragungs-Frequenzband umgesetzt wird. Fig. 6 in block diagram an embodiment of the invention, in which the frequency band is converted into a plurality of parts in the transmission frequency band.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Kabelferseh-Verteilnetzes beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß sie jegliche Anwendungsfälle umfaßt, bei denen eine Vielzahl von Signalen unterschiedlicher Frequenz, die ein breites Frequenzband belegen, also ein breitbandiges Frequenzmultiplexsignal, von einem Punkt A zu einem oder mehreren Punkten B zu übertragen ist.The invention is based on a Cable television distribution network is described, however noted that they have any use cases includes a variety of signals different frequency covering a wide frequency band a broadband frequency division multiplex signal, from a point A to one or more points B. is transferred.

Ein Band von Signalen unterschiedlicher Frequenzen, z. B. für Fernseh- und Hörfunkübertragung nach dem bekannten Frequenzplan des 440 MHz-Koaxialkabel-KTV-System der Deutschen Bundespost, mit einer Bandbreite von 40 bis 440 MHz, in den Zeichnungen als BKTV-Band bezeichnet, wird im System nach Fig. 3 auf den Eingang eines Modulators 1 gegeben. Dieser Modulator erhält von einem Trägerfrequenzgenerator 2 einen Träger mit einer Frequenz f₀, im Beispiel mit 800 MHz, und bewirkt zunächst eine Zweiseitenband-Amplitudenmodulation des Trägers. Ein dem Modulator 1 nachgeschaltetes Filter 3 filtert aus dem Ausgangssignal des Modulators das obere Seitenband heraus und gibt dieses auf seinen mit dem Eingang eines Lasertreibers 4 verbundenen Ausgang.A band of signals of different frequencies, e.g. B. for television and radio transmission according to the known frequency plan of the 440 MHz coaxial cable KTV system of the Deutsche Bundespost, with a bandwidth of 40 to 440 MHz, referred to in the drawings as the BKTV band, is in the system according to FIG. 3 given the input of a modulator 1 . This modulator receives from a carrier frequency generator 2 a carrier with a frequency f ₀ , in the example at 800 MHz, and initially effects a double sideband amplitude modulation of the carrier. A filter 3 connected downstream of the modulator 1 filters the upper sideband out of the output signal of the modulator and outputs it to its output connected to the input of a laser driver 4 .

Das Filter 3 ist, wenn es wie erwähnt, das obere Seitenband durchläßt, ein Bandpaß für das obere Seitenband. Man könnte statt des oberen Seitenbandes auch das untere verwenden. Dann müßte das Filter 3 ein Bandpaß für das unter Seitenband sein. In jedem Falle ist es ein Einseitenband-Filter.If, as mentioned, the filter 3 passes the upper side band, it is a bandpass for the upper side band. You could also use the lower one instead of the upper one. Then the filter 3 would have to be a bandpass for the lower sideband. In any case, it is a single sideband filter.

Der Modulator 1, der auch als Mischer bezeichnet werden kann, der Generator 2 und das Einseitenband-Filter 3 bilden also zusammengenommen einen Einseitenband-Modulator. Dieser setzt sein Eingangs-Frequenzband, das BKTV-Band, durch Einseitenband-Amplitudenmodulation eines hochfrequenten Trägers in ein höherfrequentes Band um. Dieses wird im folgenden als Übertragungs-Frequenzband bezeichnet, weil es das zum Zweck der optischen Übertragung gebildete Frequenzband, d.h. das zur Intensitätsmodulation des Halbleiterlasers L verwendete Frequenzband ist.The modulator 1 , which can also be referred to as a mixer, the generator 2 and the single-sideband filter 3 thus together form a single-sideband modulator. This converts its input frequency band, the BKTV band, into a higher-frequency band by single-sideband amplitude modulation of a high-frequency carrier. This is referred to below as the transmission frequency band because it is the frequency band formed for the purpose of optical transmission, ie the frequency band used for intensity modulation of the semiconductor laser L.

Die Funktion der bisher beschriebenen Sendeeinrichtung nach Fig. 3 wird nun anhand der Fig. 4 eingehender erläutert. Die Fig. 4 zeigt mit großen Buchstaben bezeichnet die Signalspektren, die an verschiedenen mit den entsprechenden Buchstaben bezeichneten Stellen des Blockschaltbilds nach Fig. 3 auftreten. Mit A ist das Spektrum am Eingang des Modulators 1 bezeichnet, das im betrachteten Beispiel eine Bandbreite von 40 bis 440 MHz hat. Durch Mischung mit dem Träger mit der Frequenz f₀ im Modulator 1 ergibt sich zunächst eine Zweiseitenband-Amplitudenmodulation mit einem unteren Frequenzband USB und einem oberen Frequenzband OSB, wie mit dem Spektrum B dargestellt. Bei dieser Modulation kann, je nach Ausführung des Mischers, der Träger unterdrückt werden oder im Ausgangssignal des Modulators noch vorhanden sein. Mit dem Spektrum B ist der letztere Fall gezeigt. Mit C ist das Spektrum am Ausgang des Einseitenband-Filters 3 gezeigt, das nur noch das obere Seitenband enthält, und in dem der Träger abgesenkt ist. Dieses Signalspektrum mit dem Träger wird zur Intensitätsmodulation des Halbleiterlasers L in Fig. 3 verwendet, wenn der Träger zur Empfangseinrichtung mit übertragen werden soll.The function of the previously described transmission device according to FIG. 3 will now be explained in more detail with reference to FIG. 4. FIG. 4 shows, with large letters, the signal spectra that occur at different points in the block diagram according to FIG. 3, designated by the corresponding letters. A denotes the spectrum at the input of modulator 1 , which has a bandwidth of 40 to 440 MHz in the example under consideration. Mixing with the carrier with the frequency f ₀ in the modulator 1 initially results in a double-sideband amplitude modulation with a lower frequency band USB and an upper frequency band OSB, as shown with the spectrum B. With this modulation, depending on the design of the mixer, the carrier can be suppressed or still present in the output signal of the modulator. The latter case is shown with spectrum B. C shows the spectrum at the output of the single sideband filter 3 , which only contains the upper sideband, and in which the carrier is lowered. This signal spectrum with the carrier is used for intensity modulation of the semiconductor laser L in FIG. 3 if the carrier is also to be transmitted to the receiving device.

Der Halbleiterlaser L des Systems nach Fig. 3 sendet über eine Lichtwellenleiterstrecke 5 ein dem elektrischen Signal mit dem Spektrum C entsprechendes optisches Signal zur Empfangseinrichtung, in der ein optischer Empfänger, bestehend aus einer Fotodiode PD und einem Verstärker 6, das optische Signal in das elektrische Signal umsetzt, dessen Spektrum in Fig. 4 gezeigt und mit D bezeichnet ist. Dies entspricht dem durch Einseitenband-Amplitudenmodulation entstandenen Spektrum C, enthält jedoch auch Intermodulationsprodukte, wie unterhalb f₀ dargestellt. Um diese zu entfernen, wird das Spektrum D in einem Einseitenband-Filter 7 gefiltert, so daß das Spektrum E entsteht, in dem der Träger, soweit mit vernünftigem Aufwand möglich, unterdrückt ist. Ein Demodulator 8, der auch als Mischer bezeichnet werden könnte, mischt das Spektrum E mit dem Träger f₀, und ein nachgeschalteter Tiefpaß 9 mit einer Grenzfrequenz von 500 MHz ergibt an seinem Ausgang das in das ursprüngliche Frequenzband, das BKTV-Band, rückumgesetzte übertragene Signal, wie es in Fig. 3 als Spektrum F dargestellt ist. The semiconductor laser L of the system according to FIG. 3 sends an optical signal corresponding to the electrical signal with the spectrum C via an optical fiber link 5 to the receiving device in which an optical receiver, consisting of a photodiode PD and an amplifier 6 , the optical signal into the electrical Converts signal, the spectrum of which is shown in FIG. 4 and labeled D. This corresponds to spectrum C resulting from single-sideband amplitude modulation, but also contains intermodulation products, as shown below f ₀ . To remove this, the spectrum D is filtered in a single-sideband filter 7 , so that the spectrum E is created, in which the carrier is suppressed, as far as possible with reasonable effort. A demodulator 8 , which could also be referred to as a mixer, mixes the spectrum E with the carrier f ₀ , and a downstream low-pass filter 9 with a cut-off frequency of 500 MHz gives at its output that which has been converted back into the original frequency band, the BKTV band Signal as shown as spectrum F in FIG. 3.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der für den Demodulator 8 erforderliche Träger f₀ dadurch bereitgestellt, daß er aus dem empfangenen Signal wiedergewonnen wird. Hierzu ist eine Trägerrückgewinnungs-Schaltung 10 erforderlich, für die an späterer Stelle einige Beispiele gegeben werden. Der Träger f₀ wird dadurch von der Sendeeinrichtung zur Empfangseinrichtung des Systems übertragen, daß er, wie oben erläutert bei der Einseitenband-Amplitudenmodulation nicht unterdrückt wird. Falls der Modulator 1 und das Einseitenband-Filter aber die Eigenschaft haben, den Träger zu unterdrücken, kann er auch vom Ausgang des Generators 2 abgegriffen, geeignet verstärkt oder gedämpft und dem Ausgangssignal des Einseitenband-Filters 3 hinzuaddiert werden.As shown in Fig. 3, the carrier f ₀ required for the demodulator 8 is provided by recovering it from the received signal. This requires a carrier recovery circuit 10 , some examples of which will be given later. The carrier f ₀ is transmitted from the transmitting device to the receiving device of the system in that, as explained above, it is not suppressed in the case of single-sideband amplitude modulation. However, if the modulator 1 and the single-sideband filter have the property of suppressing the carrier, it can also be tapped from the output of the generator 2 , suitably amplified or attenuated and added to the output signal of the single-sideband filter 3 .

Es gibt auch Anwendungsfälle, bei denen es nicht zwingend notwendig ist, daß das am Ausgang der Empfangseinrichtung (Punkt F in Fig. 5) erscheinende BKTV-Band frequenzmäßig genau mit dem in die Sendeeinrichtung (Punkt A in Fig. 3) eingespeisten BKTV-Band übereinstimmt, sondern eine Frequenzverschiebung um Δf toleriert werden kann.There are also applications in which it is not absolutely necessary for the BKTV band appearing at the output of the receiving device (point F in FIG. 5) to have exactly the same frequency as the BKTV band fed into the transmitting device (point A in FIG. 3) agrees, but a frequency shift by Δf can be tolerated.

Dies ist z. B. dann der Fall, wenn am Ausgang der Empfangseinrichtung nicht eine weitere Signalverarbeitung, z. B. Modulation, Multiplexbildung usw., zum Zwecke einer anschließenden Fern-Übertragung erfolgen muß, sondern das Frequenzband direkt auf die Endgeräte, für die seine Signale bestimmt sind, z. B. Fernsehempfänger, gegeben wird. Diese Endgeräte tolerieren die Frequenzverschiebung. Auch der Empfänger selbst verträgt eine gewisse Verschiebung der Frequenz oder Phase des Trägers. Daher kann in solchen Fällen auf eine Trägerrückgewinnung vollständig verzichtet werden. This is e.g. B. the case when at the exit of Receiving device not another Signal processing, e.g. B. modulation, multiplexing etc., for the purpose of subsequent remote transmission must be done, but the frequency band directly on the Terminals for which its signals are intended, e.g. B. TV receiver is given. These end devices tolerate the frequency shift. Even the recipient itself tolerates a certain shift in frequency or phase of the vehicle. Hence, in such cases carrier recovery can be completely dispensed with.

Eine Abwandlung des Systems für solche Fälle ist in Fig. 5 gezeigt. Sie unterscheidet sich von dem System nach Fig. 3 dadurch, daß der Träger nicht aus dem empfangenen Signal wiedergewonnen wird, sondern in der Empfangseinrichtung in einem dort vorhandenen freischwingenden Generator 20 erzeugt wird. Der Generator 20 erzeugt einen Träger, der bis auf eine Ungenauigkeit f mit dem vom Generator 2 der Sendeeinrichtung erzeugten Träger übereinstimmt. Zweckmäßigerweise wird in der Sendeeinrichtung ein Einseitenband-Filter 13 verwendet, das den Träger soweit möglich unterdrückt. An den Punkten C′, D′ und E′ erscheinen Spektren, die sich von den mit den entsprechenden Buchstaben bezeichneten Spektren nach Fig. 4 nur dadurch unterscheiden, daß der Träger fehlt. Im übrigen unterscheidet sich das System nach Fig. 5 nicht von dem nach Fig. 4 und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.A modification of the system for such cases is shown in FIG. 5. It differs from the system according to FIG. 3 in that the carrier is not recovered from the received signal, but rather is generated in the free-floating generator 20 in the receiving device. The generator 20 generates a carrier which, apart from an inaccuracy f, corresponds to the carrier generated by the generator 2 of the transmitting device. A single-sideband filter 13 , which suppresses the carrier as far as possible, is expediently used in the transmission device. At the points C ', D' and E ', spectra appear which differ from the spectra designated by the corresponding letters in FIG. 4 only in that the carrier is missing. Otherwise, the system according to FIG. 5 does not differ from that according to FIG. 4 and therefore requires no further explanation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die Sendeeinrichtung nach Fig. 3 oder Fig. 5 betrifft, wird nun anhand von Fig. 4 erläutert. Das BKTV-Band wird parallel auf vier verschiedene Bereichsfilter B₁ bis B₄ gegeben, wobei jedes Bereichsfilter einen speziellen Bereich aus dem BKTV-Band herausfiltert. Die Bereiche sind dabei so gewählt, daß die entstehenden Teilbänder bezogen auf ihre untere Grenzfrequenz weniger als eine Oktave breit sind und daß jedes der im BKTV-Band enthaltenen Signale in einem der Teilbänder liegt. (Unbelegte Bereiche des BKTV-Bandes können unterdrückt werden.) Es wird also das BKTV-Band in vier Teilbänder aufgeteilt. Dabei kann auch die im BKTV-Band vorhandene Unterteilung in Bereiche berücksichtigt werden. Beispielsweise kann durch die Bereichsfilter B₁ bis B₄ das BKTV-Band in die folgenden vier Teilbänder aufgeteilt werden:
Teilband 1 = 47- 68 MHz
Teilband 2 = 88-108 MHz
Teilband 3 = 125-230 MHz
Teilband 4 = 230-438 MHz.An embodiment of the invention, which relates to the transmitter unit of FIG. 3 or FIG. 5, is now based on Fig. 4 explained. The BKTV band is applied in parallel to four different area filters B ₁ to B ₄ , each area filter filtering a specific area from the BKTV band. The ranges are chosen so that the resulting subbands are less than one octave wide in relation to their lower cut-off frequency and that each of the signals contained in the BKTV band lies in one of the subbands. (Unused areas of the BKTV band can be suppressed.) So the BKTV band is divided into four sub-bands. The division into areas in the BKTV volume can also be taken into account. For example, the BKTV band can be divided into the following four sub-bands by the range filters B ₁ to B ₄ :
Subband 1 = 47-68 MHz
Subband 2 = 88-108 MHz
Subband 3 = 125-230 MHz
Subband 4 = 230-438 MHz.

Jedem der Bereichsfilter B₁ bis B₄ ist ein Modulator M₁ bis M₄ nachgeschaltet, der auch als Mischer bezeichnet werden könnte, und der wie anhand von Fig. 1 beschrieben sein Eingangs-Frequenzband mit dem von dem Trägergenerator 2 erzeugten Träger mischt. Ebenfalls wie in Fig. 4 gezeigt ist dem jeweiligen Modulator ein Einseitenband-Filter E₁ bis E₄ nachgeschaltet, das das untere Seitenband unterdrückt.Each of the range filters B ₁ to B ₄ is followed by a modulator M ₁ to M ₄ , which could also be referred to as a mixer, and which, as described with reference to FIG. 1, mixes its input frequency band with the carrier generated by the carrier generator 2 . Also, as shown in FIG. 4, the respective modulator is followed by a single sideband filter E ₁ to E ₄ , which suppresses the lower sideband.

Jeder Modulator bildet mit dem nachgeschalteten Einseitenband-Filter also einen Modulator, der das ihm zugeführte Frequenzband durch Einseitenband-Amplitudenmodulation des hochfrequenten Trägers in ein höherfrequentes Band umsetzt. Dieses Frequenzband wird mit einem der Verstärker V₁ bis V₄ verstärkt, und alle vier verstärkten Frequenzbänder werden in einem passiven Leistungsaddierer 40 addiert, so daß ein Signalgemisch mit einem Spektrum gemäß dem Spektrum C nach Fig. 4 entsteht. Dieses Signalgemisch wird zur Intensitätsmodulation des Lasers verwendet. Wie anhand von Fig. 3 und Fig. 5 beschrieben, kann auch bei der Sendeeinrichtung nach Fig. 6 der Träger unterdrückt oder durchgelassen oder direkt vom Ausgang des Gernerators hinzugefügt werden. Each modulator forms a modulator with the downstream single-sideband filter, which converts the frequency band supplied to it into a higher-frequency band by single-sideband amplitude modulation of the high-frequency carrier. This frequency band is amplified with one of the amplifiers V ₁ to V ₄ , and all four amplified frequency bands are added in a passive power adder 40 , so that a signal mixture with a spectrum according to the spectrum C according to FIG. 4 is produced. This signal mixture is used for intensity modulation of the laser. As with reference to FIG. 3 and FIG. 5 describes the carrier may also at the Transmitting device according to Fig. 6 suppressed or transmitted or to be added directly from the output of Gernerators.

Auch die Sendeeinrichtung nach Fig. 6 beruht auf dem anhand von Fig. 3 erläuterten Prinzip der Erfindung, daß das zu übertragende Frequenzband durch Einseitenband-Amplitudenmodulation eines hochfrequenten Trägers in ein Übertragungs-Frequenzband umgesetzt wird. Es hat nur die Besonderheit, daß das Frequenzband in mehrere Teile zerlegt und dem entsprechend in mehreren Teilen in das Übertragungs-Frequenzband umgesetzt wird.Also, the transmitter unit of FIG. 6 based on the reference to FIG. 3 described principle of the invention that the transmission frequency band is implemented to be transmitted frequency band through single-sideband amplitude modulation of a high-frequency carrier into a. It only has the peculiarity that the frequency band is broken down into several parts and is accordingly converted into several parts in the transmission frequency band.

Der Vorteil der Sendeeinrichtung nach Fig. 6 liegt darin, daß Intermodulationsprodukte zweiter Ordnung irgendeines Signals des Eingangs-Signalgemischs eines Modulators in einem Frequenzbereich liegen, in dem keine weiteren Signale aus dem Eingangs-Signalgemisch desselben Modulators liegen. Kein Eingangssignal eines Modulators kann also mit Intermodulationsprodukten eines anderen Eingangssignals desselben Modulators interferieren.The advantage of the transmission device according to FIG. 6 is that second order intermodulation products of any signal of the input signal mixture of a modulator lie in a frequency range in which no further signals from the input signal mixture of the same modulator are located. No input signal from a modulator can therefore interfere with intermodulation products of another input signal from the same modulator.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die vier weitgehend voneinander unabhängigen Zweige, entsprechend unterschiedlichen Zuverlässigkeits- oder Qualitätsanforderungen ausgestattet werden können. Durch die Aufteilung in mehrere Zweige ist auch ein stufenweiser Ausbau des Systems entsprechend wachsenden Kommunikationsbedürfnissen der angeschlossenen Teilnehmer möglich.Another advantage is that the four are largely mutually independent branches, accordingly different reliability or Quality requirements can be equipped. By the division into several branches is also one gradual expansion of the system accordingly growing Communication needs of the connected Participants possible.

Nachstehend werden einge Ergänzungen erläutert. Als Beispiel für eine geeignete Trägerfrequenz f₀ wurde in der bisherigen Beschreibung 800 MHz angegeben. Geeignet ist jede Trägerfrequenz, mit der das zu übertragende Frequenzband in ein Übertragung-Frequenzband umgesetzt werden kann, das bezogen auf seine unterste Frequenz weniger als eine Oktave breit ist, d.h. bei dem die oberste Frequenz weniger als das Doppelte der untersten Frequenz beträgt.Some additions are explained below. In the previous description, 800 MHz was given as an example of a suitable carrier frequency f ₀ . Any carrier frequency is suitable with which the frequency band to be transmitted can be converted into a transmission frequency band which is less than an octave wide in relation to its lowest frequency, ie in which the highest frequency is less than twice the lowest frequency.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist der Modulator, der die Einseitenband-Amplitudenmodulation des Trägers bewirkt, als Mischer mit nachgeschaltetem Einseitenband-Filter dargestellt. Selbstverständlich sind auch andere Arten von Modulatoren, die eine solche Modulation bewirken, geeignet, z. B. ein nach der sogenannten Phasenmethode oder ein nach dem Pilotton-Verfahren (Verfahren nach Weaver) arbeitender Modulator, wie sie z. B. in Meinke-Gundlach: "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 4. Auflage, Band 3, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1986, Seiten 01 bis 06 erläutert sind.In the above embodiments, the Modulator that uses single sideband amplitude modulation of the carrier, as a mixer with a downstream Single sideband filter shown. Of course are also other types of modulators that do Effect modulation, suitable, e.g. B. one after the so-called phase method or one after the Pilot tone method (Weaver method) working Modulator, such as. B. in Meinke-Gundlach: "Paperback der Hochfrequenztechnik ", 4th edition, volume 3, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1986, pages 01 to 06 are explained.

Claims

1. modulator / demodulator for converting a signal occupying a frequency band (AA, CC) into another frequency band (CC, AA) with the aid of a carrier (f ₀ ), characterized in that it consists of a with the frequency of the carrier (f _T ) operated scanner ( 10 , 80 ) and a downstream filter ( 30 , 90 ).

2. System for the optical transmission of a frequency division multiplex signal occupying a broad frequency band with a transmission device which contains a semiconductor laser which can be modulated in intensity, and with a reception device which converts the transmitted optical signal back into the frequency division multiplex signal, characterized in that the transmission device has a modulator ( 1 , 2 , 3 ; B _i , M _i , E _i ), which converts the frequency band (A) by single-sideband amplitude modulation of a carrier (f ₀ ) into a transmission frequency band (C) that the transmission frequency band (C ) and optionally also the carrier (f ₀ ) is used for intensity modulation of the semiconductor laser (L) and that the receiving device contains a demodulator ( 7 , 8 , 9 ) for converting the transmission frequency band (C) into the original frequency band (A).

3. System according to claim 2, characterized in that the modulator ( 1 , 2 , 3 ) of the transmitting device suppresses the carrier (f ₀ ) during the modulation and the transmitting device does not transmit a carrier to the receiving device and that the receiving device has a carrier generator ( 20 ) , which generates a carrier, the frequency of which is the same as that of the carrier used in the transmitter, for the demodulator ( 8 ) for converting the transmission frequency band (C ') ( Fig. 4).

4. System according to claim 2 or 3, characterized in that the frequency (f ₀ ) of the carrier is selected so that the transmission frequency band (C, C ') formed by the modulation, based on its lowest frequency, less than one Octave wide.

5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the modulator (B ₁ to B ₄ , M ₁ to M ₄ , E ₁ to E ₄ , V ₁ to V ₄ , 40 ) of the transmitting device, the frequency band to be transmitted (A ) in several parts by single sideband amplitude modulation in the transmission frequency band ( Fig. 6).

6. System according to claim 5, characterized in that the transmitting device contains a plurality of filters (B ₁ to B ₄ ) which divide the frequency band (A) to be transmitted into several subbands, that the modulator of the transmitting device consists of several modulators (M ₁ , E ₁ to M ₄ , E ₄ ), which convert the subbands by single-sideband amplitude modulation into a higher-frequency band, that the transmitting device contains an adder ( 40 ) which, by adding the plurality of higher-frequency bands, forms the transmission frequency band (C) that forms the semiconductor laser (L) intensity modulated ( Fig. 6).

7. System according to claim 6, characterized in that each of the subbands related to its lowest frequency is less than an octave wide.

8. System according to claim 3, or according to claim 4, referred back to claim 3, or according to claim 5, characterized by a modulator / demodulator according to claim 1 ( Fig. 1).

9. System according to any one of claims 2 to 7, characterized characterized in that in the transmitter Modulator according to claim 1 and in the receiving device a demodulator with a mixer is used.