DE19527094A1 - System, Teilnehmereinrichtung, Zentrale und Verfahren für Video-on-Demand-Dienst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein insbesondere für Multimediadienste einschließlich eines Video-on-Demand-Dienstes, geeignetes System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine dafür geeignete Teilnehmereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 2, eine Zentrale nach dem Oberbegriff von Anspruch 3 und ein Verfahren zur Durchführung solcher Dienste nach dem Oberbegriff von Anspruch 4.

Bekannt sind hierfür Verteilnetze mit breitbandigen Hin-Kanälen zu Teilnehmern und schmalbandigen Rückkanälen zur Zentrale.

Es ist bekannt, solche Verteilnetze als gemeinsames Übertragungsmedium für verschiedene Dienste zu verwenden. Um die Dienste leicht voneinander trennen zu können, werden dabei oft verschiedene Frequenzkanäle verwendet, die völlig unabhängig voneinander sind. Grundlage ist dabei oft ein Fernsehverteilnetz, bei dem schon einige Frequenzkanäle mit frei zugänglichen Fernsehprogrammen belegt sind. In Zukunft werden immer mehr Fernsehprogramme nur bei Bedarf gesendet werden. Dies ist als Video on Demand im Gespräch. Hierfür sind zwingend Datenreduktionen erforderlich, weshalb nur digitale Verfahren als Endzustand angestrebt werden. Sowohl die Speicherung wie auch die Übertragung soll deshalb mittels der ATM-Technik (ATM = Asynchronous Transfer Mode) in Form von ATM-Zellen erfolgen.

Deshalb ist es erforderlich, auch die von den Teilnehmern in deren Rückkanälen kommenden Anforderungs- und sonstigen Signalisierdaten in ein ATM-Netz einzuführen.

Dies erfolgt erfindungsgemäß nach der Lehre der Ansprüche 1 bis 4.

Der Grundgedanke dabei ist, daß der Teilnehmer seine Nachrichten bereits in Form von ATM-Zellen erzeugt und diese transparent in einem ihm allein (zumindest für die Zeit der Signalisierung) zugeordneten Rückkanal überträgt.

Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines erfindungsgemäßen Systems.

Fig. 2 zeigt eine mögliche Frequenzaufteilung für das erfindungsgemäße System.

Fig. 3 zeigt die Zuordnung von ATM-Zellen zu synchronen Kanälen.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen System, in dem die erfindungsgemäße Zentrale mit weiteren Details dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Zentrale mit weiteren Details.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Teilnehmereinrichtung.

Das System nach Fig. 1 weist eine ATM-Vermittlungsstelle 10, eine Vorfeld-Zentrale 20, mehrere Teilnehmereinrichtungen 30, zwei Abrufzentralen 40, ein Breitband-Fernmeldenetz 50 und zwei optische Breitband-Netzabschlußeinheiten 60 auf.

In der ATM-Vermittlungsstelle 10 ist ein Koppelfeld 11 angedeutet und einige ATM-Anschlußschaltungen 12, 13 und 14.

Eine der Abrufzentralen 40 ist über eine Anschlußleitung 41 an einer der ATM-Anschlußschaltungen 12 an die ATM-Vermittlungsstelle 10 angeschlossen. Die andere der beiden dargestellten Abrufzentralen 40 ist über eine Anschlußleitung 41 an eine nicht dargestellte ATM-Vermittlungsstelle des Breitband-Fernmeldenetzes 50 angeschlossen. Dieses wieder ist über eine Verbindungsleitung 51 mit einer weiteren ATM-Anschlußschaltung 12 der ATM-Vermittlungsstelle 10 verbunden.

Die ATM-Vermittlungsstelle 10 ist mit der Vorfeld-Zentrale 20 einerseits über mehrere einseitig vor der ATM-Vermittlungsstelle 10 zur Vorfeld-Zentrale 20 gerichtete ATM-Kanäle 15 und andererseits über einen zweiseitig gerichteten ATM-Kanal 16 verbunden.

Die Vorfeld-Zentrale 20 ist mit den optischen Breitband-Netzabschlußeinheiten 60 über je eine Breitbandverbindung 61 und eine Schmalbandverbindung 63 verbunden. Die Verbindungen führen von den Netzabschlußeinheiten 60 zu den Teilnehmereinrichtungen 30 als Breitbandverbindung 62 bzw. Schmalbandverbindung 64 weiter.

Als Abrufzentrale 40 wird eine Einrichtung verstanden, die im weitesten Sinn durch Fernbedienung zur Sendung ausgewählter Daten veranlaßt werden kann. Gedacht ist insbesondere an eine interaktive Fernbedienung im Rahmen eines Multimediadienstes, bei der die ersten Schritte der Fernbedienung die Auswahl eines Video-Servers zur Ausführung eines Video-on-Demand-Dienstes und die weiteren Schritte die Auswahl eines ganz bestimmten Videofilms betreffen. Der durch diese Fernbedienung ausgewählte Film wird anschließend per Datenübertragung zum Teilnehmer übertragen. Auch eine Fernbedienung über Sprachsteuerung ist nicht ausgeschlossen.

Die Datenübertragung soll in ATM erfolgen, weshalb auch die erforderlichen Anforderung- und sonstigen Signalisierungsdaten, d. h. die Fernbedienung, in ATM erfolgen soll.

Solche Abrufzentralen 40 können an beliebiger Stelle des Breiband-Fernmeldenetzes 50 angeordnet sein. Dieses muß nicht überall in ATM-Technik arbeiten. Jedenfalls der hier betrachteten ATM-Vermittlungsstelle 10 gegenüber muß dann gegebenenfalls eine Netzanpassung erfolgen.

Die ATM-Vermittlungsstelle 10 einschließlich des darin enthaltenen Koppelfeldes 11 und der darin enthaltenen ATM-Anschlußschaltungen 12, 13 und 14 sind nicht erfindungsspezifisch ausgestaltet. Allenfalls die Tatsache, daß die Anschlußschaltungen 12 überwiegend ankommenden und die Anschlußschaltungen 13 ausschließlich abgehenden Verkehr führen, könnte Anlaß zu einer besonderen Ausgestaltung sein.

Die Verbindungen zwischen der ATM-Vermittlungsstelle 10 und der Vorfeld-Zentrale 20 wurden hier bewußt etwas vage als Kanäle bezeichnet. Es kommt nicht darauf an, ob hier optische oder elektrische Übertragung erfolgt und ob nur eine Leitung mit einer Vielzahl von wellenlängen- oder frequenzmäßig getrennten Übertragungswegen oder ob mehrere optische oder elektrische Leitungen verwendet werden. Entsprechendes gilt für die "Verbindungen" zwischen der Vorfeld-Zentrale 20, der Netzabschlußeinheit 60 und den Teilnehmereinrichtungen 30.

Beim zugrundeliegenden Projekt soll im Bereich zwischen ATM-Vermittlungsstelle 10 und Netzabschlußeinheit 60 mit Glasfasern und im Bereich der Teilnehmer ab der Netzabschlußeinheit 60 mit Koaxialkabeln gearbeitet werden. Dabei sollen weitgehend bestehende Breitbandkabelnetze mit verwendet werden, wobei weiterhin Fernsehprogramme in herkömmlicher Weise mit übertragen werden sollen. Die Zusammenführung kann in der Vorfeld-Zentrale 20 oder in den Netzabschlußeinheiten 60 erfolgen. Für die Schmalbandverbindungen 64 könnten unter Umständen die bestehenden Telephonanschlußleitungen mit verwendet werden, im folgenden wird eine andere Möglichkeit aufgezeigt.

Die Teilnehmereinrichtungen 30 können entweder Schnittstelleneinrichtungen nach Art eines Modems als Beistelleinrichtung (auch Set Top Units genannt) zu Fernsehgeräten oder PCs sein oder auch Fernsehgeräte oder PCs mit solchen Schnittstelleneinrichtungen.

Fig. 2 zeigt nun einen möglichen Frequenzplan für die Informationsübertragung zwischen den Netzabschlußeinheiten 60 und den Teilnehmereinrichtungen 30. Zugrundegelegt wird dabei ein Frequenzraster mit Kanälen mit 8 MHz Bandbreite, das derzeit auch für das analoge Fernsehen verwendet wird. Einige dieser Kanäle können und sollen auch bei diesem System der Verteilung von Fernsehprogrammen in analoger Form dienen. Einige andere dieser Kanäle sollen der Übertragung von Fernsehsignalen in digitaler Form dienen. Durch Verwendung redundanzreduzierender Verfahren z. B. nach dem MPEG-Standard (MPEG = Motion Picture Expert Group) und geeigneter Modulationsverfahren, z. B. 64-stufige Quadratur-Amplituden-Modulation, QAM64, lassen sich etwa fünf oder sechs Fernsehsignale in einem Kanal übertragen. Dies kann sowohl laufend zum Zwecke der Verteilung wie auch auf gezielten Abruf von einer Abrufzentrale erfolgen.

Nun soll nicht nur abwärts zu den Teilnehmern hin, sondern auch aufwärts zur Vorfeld-Zentrale hin Information zum Zwecke der Signalisierung oder Fernsteuerung übertragen werden. Hierzu sind einige Kanäle im unteren Frequenzbereich vorgesehen. Diese können ein gänzlich anderes Kanalraster aufweisen. Beispielsweise ist es möglich, jedem Teilnehmer einen eigenen Kanal mit eigenem Träger für ein Signal mit 64 kbit/s zuzuweisen. Beim zugrundeliegenden Projekt sind sechs Kanäle vorgesehen, von denen jeweils vier aktiv sind und zwei als Reserve dienen. Die aktiven Kanäle enthalten je ein PCM 30/32-Zeitmultiplexsignal mit 2 Mbit/s (genaugenommen 2048 kbit/s). Jeder dieser insgesamt 120 Zeitmultiplexkanäle mit je 64 kbit/s könnte nun fest einem Teilnehmer zugeordnet werden. Wie weiter unten noch dargelegt wird, insbesondere anhand der Fig. 3, wird aber eine Betriebsweise bevorzugt, bei der erst bei Bedarf ein Kanal zugewiesen wird, dann aber gegebenenfalls auch mehrere. Statt Frequenz- oder Zeitmultiplex ist auch Codemultiplex möglich.

Da Fernbedienung bevorzugt anhand von Menüs interaktiv erfolgt, ist beim Beispiel noch einer der abwärts gerichteten 8 MHz-Kanäle der Steuerung vorbehalten. Hier wird mittels QAM64 ein ATM-Datenstrom ausschließlich für Signalisierung übertragen.

Diese frequenzmäßige Aufteilung hat den Vorteil, leicht an verschiedene Verhältnisse angepaßt werden zu können. Je nach vorhandener Infrastruktur und je nach organisatorischer Aufteilung von Diensten auf verschiedene Betreiber, aber auch abhängig beispielsweise von der Teilnehmerdichte, die dann wieder die Entfernungen beeinflußt und auch abhängig von der Verfügbarkeit von Technologie und Geräten können Aufwärts- und Abwärtsrichtungen gemeinsame oder getrennte Übertragungsmedien verwenden oder können weitere Dienste wie Verteildienste und Telephon mit eingebunden werden oder auch nicht.

Anhand der Fig. 3 wird nun schematisch dargestellt, wie die Aufwärtsrichtung der Signalisierung zu denken ist. Die erste Zeile der Fig. 3 zeigt einen ATM-Datenstrom bestehend aus aufeinanderfolgenden ATM-Zellen. Jede ATM-Zelle weist einen Zellkopf auf, der hier als schwarzer Block dargestellt ist und einen Informationsteil, der hier jeweils ein bestimmtes Muster trägt. Zellen, deren Informationsteil das gleiche Muster tragen, gehören demselben Datenstrom an. Zellen ohne Muster sind Leerzellen. Ihr Zellkopf weist sie als Leerzellen aus, ihr Informationsteil trägt keine Information.

Eine der Zellen ist durch ein "M" als Meta-Signalisierungs-Zelle gekennzeichnet. Durch die ITU-T Empfehlung Q.2120 wird ein Protokoll für die Signalisierung bei ATM empfohlen, das hier beispielhaft zugrundegelegt werden soll. Es wurde von der ITU veröffentlicht unter der Nummer COM 11-R 50-E im Februar 1994. Ein Meta-Signalisierungs-Kanal wird als Anrufkanal zur Verfügung gestellt, über den die Zuordnung individueller Signalisierungskanäle, sogenannter Signalling Virtual Channel (SVC) erfolgt.

Der in der Fig. 3 in der ersten Zeile dargestellte ATM-Datenstrom ist zumindest im Teilnehmerbereich ein fiktiver Datenstrom. Jede einzelne der Teilnehmereinrichtungen 50 bereitet die von ihr ausgehende Signalisierung in Form solcher ATM-Zellen auf. Dabei wird im Zellkopf unter anderem der per Meta-Signalisierung zugeteilte Signalling Virtual Channel genannt. Die Übertragung zur Netzabschlußeinheit 60 über die Schmalbandverbindung 64 erfolgt aber nun nicht so, daß die einzelnen Teilnehmereinrichtungen der Reihe nach ihre zu sendenden Zellen in den Datenstrom einfügen. Vielmehr erfolgt diese Übertragung nun in synchroner Zeitmultiplextechnik, wie in der zweiten Zeile von Fig. 3 dargestellt.

Diese zweite Zeile von Fig. 3 zeigt einen einzelnen Zeitrahmen eines normalen PCM30/32-Datenstroms. Wie üblich, bilden je acht Bit einen Zeitschlitz. Die Zeitschlitze 0 und 15 sind nicht für die Datenübertragung frei. Sie sind hier, wie auch die Zellköpfe der Zellen in der ersten Zeile, als schwarze Blöcke dargestellt, haben aber mit diesen nichts zu tun. Der Zeitschlitz 1 ist für den o.g. Meta-Signalisierungs-Kanal reserviert, die Zeitschlitze 2 bis 14 und 16 bis 31 sind für "Signalling Virtual Channel" vorgesehen. Es ist nun erkennbar, daß die verschiedenen Schraffierungen aus der ersten Zeile auch in den verschiedenen Zeitschlitzen der zweiten Zeile auftreten. Schraffierungen, die in der ersten Zeile bei den Zellen häufig auftreten, treten dabei auch bei den Zeitschlitzen in der zweiten Zeile häufig auf.

Im Zuge der Zuordnung individueller Signalisierungskanäle, der SVCs, erfolgt auch die Vergabe der Zeitschlitze, wobei jedem SVC mindestens ein Zeitschlitz zugeteilt wird, unter Umständen auch mehrere Zeitschlitze. Innerhalb der jeweils zugeteilten Zeitschlitze erfolgt nun die Übertragung kompletter ATM-Zellströme mit ausschließlich kompletten Zellen einschließlich der Zellköpfe. Jede Teilnehmereinrichtung 30 sendet also, solange ihr Zeitschlitze zugeteilt sind, laufend einen ATM-Zellstrom mit möglicherweise darin enthaltenen Leerzellen aus. Sind mehrere Zeitschlitze demselben SVC zugeordnet, so werden sie bevorzugt der Reihe nach verwendet. Im gezeigten Beispiel sind die Zeitschlitze 3, 11, 20 und 31 gleich schraffiert und gehören damit demselben Datenstrom an und tragen damit aufeinanderfolgende Oktette dieses Datenstroms. Ein wesentlicher Punkt der Erfindung kommt bei dieser Darstellung nicht zum Ausdruck, nämlich die Tatsache, daß auch die Zellköpfe der ATM-Zellen in die Zeitschlitze mit eingereiht werden.

Für den Zugriff auf den Meta-Signalisierungs-Kanal im Zeitschlitz 1 ist jedes geeignete Zugriffsverfahren verwendbar. Derzeit vorgesehen ist das ALOHA-Verfahren, bei dem jede Teilnehmereinrichtung, die zu signalisieren wünscht, unkoordiniert einen entsprechenden Wunsch absetzt. Wenn eine Teilnehmereinrichtung allein sendet, so wird sie von der Gegenseite in der Vorfeld-Zentrale verstanden und erhält eine Antwort. Senden zwei Teilnehmereinrichtungen gleichzeitig, so stören sie sich gegenseitig, werden nicht verstanden und erhalten keine Antwort. Beide versuchen es dann mit zufälligen Verzögerungen erneut. Beim auch möglichen Pollingverfahren werden die Teilnehmereinrichtungen der Reihe nach abgefragt. Sind die Teilnehmereinrichtungen in einem Ring angeordnet, so kommt auch das TOKEN-Ring-Verfahren in Frage. Ein Zeichen ("Token") ist im Umlauf und wird von derjenigen Teilnehmereinrichtung angehalten, die den Meta-Signalisierungs-Kanal zu ergreifen wünscht. Anschließend wird das Zeichen weitergegeben. Bei insgesamt geringem zu erwartenden Signalisierungsaufwand könnte eines dieser Verfahren für die Signalisierung selbst verwendet werden, womit für alle Teilnehmer zusammen nur ein Kanal benötigt wird.

Je nach der Konfiguration der die Schmalbandverbindung 64 führenden Leitungen im Teilnehmeranschlußbereich ist auch der in der zweiten Zeile von Fig. 3 gezeigte Zeitrahmen mehr oder weniger fiktiv. Durch geeignete Synchronisationsmaßnahmen, die an sich bekannt sind, muß jedenfalls dafür gesorgt werden, daß an der Netzabschlußeinheit die von den einzelnen Teilnehmereinrichtungen kommenden Signale sich zeitrichtig in den Rahmen einfügen.

Anhand der Fig. 4 wird nun noch das Gesamtsystem, abgesehen von den Teilnehmereinrichtungen, detaillierter beschrieben. Gezeigt ist die ATM-Vermittlungsstelle 10, die Vorfeld-Zentrale 20, eine der Abrufzentralen 40 und eine der optischen Breitband-Netzabschlußeinheiten 60 sowie eine Verteildienst-Zentrale 70, eine Schmalband-Vermittlungsstelle 17 und eine optische Breitband-Netzabschlußeinheit anderer Art 65. In der Vorfeld-Zentrale 20 sind ein ATM-Koppelnetz 21, ein Schmalband-Multiplexer 22 und mehrere optische Leitungsabschlußeinheiten 23 gezeigt.

Die Verteildienstzentrale 70 weist symbolisch mehrere Eingänge für Videosignale auf, die teils analog über Modulatoren MOD und teils digital mittels Quadratur-Amplituden-Modulatoren QAM in verschiedene Frequenzbänder umgesetzt, über einen Summierer zusammengefaßt und nach elektro-optischer Wandlung verteilt werden. Die Verteil-Dienste sind hier als CATV (cable TV), DVB (Digital Video Broadcasting) und nVoD (near Video on Demand) bezeichnet. Bei near Video on Demand werden ausgewählte Sendungen mit gestaffelten Anfangszeiten mehrfach gesendet. Die Verteilung ist hier durch Splitter dargestellt. Eine der vom Splitter abgehenden optischen Fasern geht hier zur Vorfeld-Zentrale ("Hub") 20. Das Signal wird zunächst in einem faseroptischen Verstärker FOA verstärkt und über einen weiteren Splitter den einzelnen Leitungsabschlußeinheiten (OLT1. . .OLT16) 23 zugeleitet. Dort werden sie wiederum verstärkt (FOA), mit anderen zu sendenden optischen Signalen in einem Summierer summiert und über eine wellenlängenselektive Richtungsweiche und einen weiteren Splitter an die angeschlossenen optischen Breitband-Netzabschlußeinheiten 60 und 65 und von dort über Koaxkabel Coax verteilt. Dazu wird es opto-elektrisch gewandelt und über ein Interface elektrisch angepaßt, im Fall der Netzabschlußeinheiten 65 auch noch gefiltert.

Über die ATM-Vermittlungsstelle 10 gelangen einerseits von der Abrufzentrale 40 (VoD Server) und andererseits vom Breitband-Fernmeldenetz 50 kommende Verbindungen zur Vorfeld-Zentrale 20. Abgesehen von den hier betrachteten Video-on-Demand- und anderen Multimedia-Diensten (VoD, MM) sind dies beliebige andere ATM-Verbindungen. In der Vorfeld-Zentrale 20 ist hier beispielhaft das ATM-Koppelfeld 21 vorgesehen, um die Verbindungen zwischen der ATM-Vermittlungsstelle und den einzelnen Leitungsabschlußeinheiten 23 herzustellen. Verbindungen, die der Signalisierung beispielsweise mit der Abrufzentrale 40 dienen, gelangen über ein ATM-Teil ATM und einen Quadratur-Amplituden-Modulator QAM zu einem Summierer und werden dort mit den breitbandigen Nutzsignalen (VoD, MM) summiert, die direkt über Quadratur-Amplituden-Modulatoren QAM kommen. Nach elektro-optischer Wandlung werden sie im schon erwähnten Summierer mit den Verteildienstsignalen zusammengeführt und mit diesen weiter verteilt.

Mit den beiden verschiedenen Netzabschlußeinheiten 60 und 65 sind auch verschiedene Möglichkeiten gezeigt, Breitband- und Schmalbandverbindungen 61 und 63 sowie 62 und 64 zu übertragen. Zwischen Vorfeld-Zentrale 20 und Netzabschlußeinheit 60 oder 65 werden sie in diesem Beispiel in getrennten Kanälen, aber auf gemeinsamen Leitungen geführt. In der Netzabschlußeinheit 60 werden sie nicht getrennt und deshalb auf gemeinsamer Leitung (Koaxkabel) zu den Teilnehmereinrichtungen geführt. In der Netzabschlußeinheit 65 dagegen erfolgt eine Trennung derart, daß die Breitbandverbindungen über die im Zusammenhang mit den Verteildienstsignalen genannten Filter zusammen mit den Verteildienstsignalen selbst auf die Koaxialkabel geführt werden, während die Schmalbandverbindungen über eine Hochfrequenz-Netzabschlußeinheit RFNT und eine Multimediaschnittstelle MM-Intf. auf separate Leitungen MM ausgekoppelt werden. Über diese Netzabschlußeinheit RFNT und eine Telephonschnittstelle POTS Intf. wird auch noch ein Anschluß für ein herkömmliches Telephon POTS (Plain Old Telephone System, "Gutes Altes Telephon") ausgekoppelt.

Die Schmalbandvermittlungsstelle 17 ist einerseits mit einem Schmalband-Fernmeldenetz (dem "normalen" Telephonnetz) und andererseits mit dem Schmalband-Multiplexer 22 in der Vorfeld-Zentrale 20 verbunden. Ob die Verbindung für analoges (Gutes Altes) Telephon POTS oder digitales Telephon ISDN ausgelegt ist oder beides zuläßt, sei hier dahingestellt. Auch die Frage, welche der dafür in Frage kommenden Techniken zur Übertragung von POTS verwendet wird, wird hier nicht näher untersucht. Der Multiplexer 22 stellt die Verbindung zu je einem Schmalband-Teil NB in den Leitungsabschlußeinheiten 23 her. Jedes Schmalband-Teil NB steht bidirektional mit einer Hochfrequenz-Leitungsabschlußeinheit RFLT in Verbindung. Die Hochfrequenz-Leitungsabschlußeinheit RFLT sendet in einem der anhand der Fig. 2 beschriebenen Kanäle. Dieser Kanal wird in dem schon erwähnten Summierer mit den quadraturamplitudenmodulierten breitbandigen Nutzsignalen und der Signalisierung vom ATM-Teil ATM zusammengeführt. Das Signal der Gegenrichtung wird in der wellenlängenselektiven Richtungsweiche ausgekoppelt und nach opto-elektronischer Wandlung der Hochfrequenz-Leitungsabschlußeinheit RFLT zugeführt, von wo es über das Schmalband-Teil NB und den Multiplexer 22 zur Schmalbandvermittlungsstelle 17 gelangt.

Auch die Signalisierung von einer Teilnehmereinrichtung zur Abrufzentrale 40 nimmt bis zur Hochfrequenz-Leitungsabschlußeinheit RFLT denselben Weg und geht von dort über das ATM-Teil ATM, das Koppelnetz 21 und die ATM-Vermittlungsstelle 10.

Signalisierung zwischen einer der Teilnehmereinrichtungen und der Vorfeld-Zentrale 20 endet dort im ATM-Teil ATM. Eine solche Signalisierung dient vor allem der Zuteilung von Zeitschlitzen.

Auch im Bereich zwischen Vorfeld-Zentrale 20 und den Breitband-Netzabschlußeinheiten 60 und 65 ist eine Führung der Breitbandverbindungen 61 und der Schmalbandverbindungen 63 über getrennte (optische oder elektrische) Kabel möglich. Vorteilhaft ist dies dann, wenn die Signalisierung und andere Schmalbandsignale zum Teilnehmer hin auf ATM umgesetzt und in die Breitbandverbindungen hinein verlagert wird. Breitband- und Schmalbandverbindungen sind dann jeweils nur einseitig gerichtet. Dies ergibt eine verhältnismäßig einfache Technik.

Anhand der Fig. 5 werden nun weitere Details der Vorfeld-Zentrale 20 dargestellt. Fig. 5 zeigt das ATM-Koppelnetz 21 und einen Ausschnitt aus einer optischen Leitungsabschlußeinheit 23 mit der Hochfrequenz-Leitungsabschlußeinheit RFLT, dem ATM-Teil ATM und dem vom ATM-Teil ATM abgehenden Quadratur-Amplituden-Modulator QAM.

Die Hochfrequenz-Leitungsabschlußeinheit RFLT weist für jeden der vier je einen Zeitmultiplexstrom tragenden Kanäle eine Empfangseinheit 81 mit Kanalfilter und Demodulator und eine Anpaßeinheit 82 auf. Die Anpaßeinheit 82 dient unter anderem der Synchronisation.

Im ATM-Teil ATM befindet sich eine Formatwandlereinheit 83, eine Entschlüsselungseinrichtung 84, ein Pufferspeicher 85, ein ATM-Multiplexer 86, eine Steuereinheit 87 mit einer Signalisierungs-Überwachungsschaltung 88, einer Signalisierungs-Bearbeitungsschaltung 89, einer Signalisierschaltung 90 und einer Zeitschlitz-Zuweisungsschaltung 91 und eine Verschlüsselungseinrichtung 92.

Die Formatwandlereinheit 83 wandelt die vier Zeitmultiplexdatenströme in 120 Datenströme mit kompletten ATM-Zellen. Diese Datenströme werden in der Entschlüsselungseinrichtung 84 entschlüsselt und im Pufferspeicher 85 so gepuffert, daß sie im ATM-Multiplexer 86 zu einem normalen ATM-Datenstrom zusammengefaßt werden. ATM-Zellen, die ausweislich ihres Zellkopfs nicht an die ATM-Vermittlungsstelle weiterzureichen sind, werden vom ATM-Multiplexer nicht in den Datenstrom eingefügt. Dagegen werden freie Kapazitäten mit Leerzellen aufgefüllt.

Die Steuereinheit 87 hat die Aufgabe, die erfindungsgemäß gebildeten Rückkanäle zu bearbeiten. Dies wird besonders von der Signalisierungs-Bearbeitungsschaltung 89 durchgeführt. Ihr werden hierzu alle Kapazitäts-Anforderungen von Teilnehmereinrichtungen über die Signalisierungs-Überwachungsschaltung 88 und alle Kapazitätszuweisungen, die von der ATM-Vermittlungsstelle oder über diese kommen, von der Signalisierschaltung 90 gemeldet. Die Bearbeitungsschaltung 89 verwaltet damit die vier mal 30 zur Verfügung stehenden Zeitschlitze. Zuweisungen oder Rücknahmen von Zeitschlitzen werden einerseits der betroffenen Teilnehmereinrichtung über die Signalisierschaltung 90 in Form von ATM-Zellen signalisiert und andererseits über die Zeitschlitz-Zuweisungsschaltung 91 der Formatwandlereinheit 83.

Anhand der Fig. 6 wird noch eine Teilnehmereinrichtung insoweit beschrieben, als die Signalisierung betroffen ist. Der Weg der Nutzinformation ist hier nicht dargestellt. Hier wird ein Multimediagerät unterstellt, das von mehreren Gegenstationen Nutzinformation empfängt und deshalb auch zu mehreren Gegenstationen Steuerkanäle unterhält. Diese Einrichtung kann aber auch eine Schnittstellenschaltung sein, die für mehrere unabhängige Endgeräte die Signalisierung bearbeitet. Als Einrichtung für ein einfaches Endgerät mit nur einer Gegenstation entfallen im unteren Teil die parallelen Verarbeitungswege.

Fig. 6 ist praktisch das Spiegelbild zu Fig. 5; einander entsprechende Teile sind auch mit einander entsprechenden Bezugszeichen versehen. Fig. 6 zeigt einen Demodulator QAM′ für Quadratur-Amplituden-Modulation, eine Hochfrequenz-Netzabschlußeinheit RFNT′ und ein ATM-Teil ATM′. Der Demodulator QAM′ und die Netzabschlußeinheit RFNT′ sind eingangs- bzw. ausgangsseitig an das Koaxialkabel Coax angeschlossen.

Die Netzabschlußeinheit RFNT′ weist eine Anpaßeinheit 82′ und eine Sendeeinheit 81′ mit Modulator und Frequenzumsetzer auf.

Das ATM-Teil ATM′ weist eine Schnittstellenschaltung 93, einen ATM-Demultiplexer 86′, eine Verschlüsselungseinrichtung 84′, eine Formatwandlereinheit 83′, eine Steuereinheit 87′ mit einer Signalisierungs-Überwachungsschaltung 88′, einer Signalisierungs-Berechnungsschaltung 89′, einer weiteren Signalisierungs-Überwachungsschaltung 90′ und einer Zeitschlitz- und Kanal-Zuweisungsschaltung 91′ und eine Entschlüsselungseinrichtung 92′ auf.

Im Gegensatz zur Signalisierungs-Bearbeitungsschaltung 89 in der Vorfeld-Zentrale gibt die Signalisierungs-Berechnungsschaltung 89′ hier keine Anweisungen, sondern führt nur aus. Sie überwacht deshalb nur beide Richtungen, ohne selbst Signale einzufügen. Allerdings wird hier davon ausgegangen, daß teilnehmerseitig nur ein einziger Zeitmultiplexstrom zur Verfügung steht. Deshalb muß auch der Frequenzumsetzer in der Sendeeinheit 81′ noch abgestimmt werden.

Claims (14)

1. System, insbesondere für Multimediadienste (MM) einschließlich eines Video-on-Demand-Dienstes (VoD), mit einer Zentrale (20, Hub), einem Verteilnetz (61, . . ., 64; Coax) und daran angeschlossenen Teilnehmereinrichtungen (30), mit breitbandigen Kanälen (61, 62) von der Zentrale zu den Teilnehmereinrichtungen und schmalbandigen Rückkanälen (63, 64) von den Teilnehmereinrichtungen zur Zentrale, dadurch gekennzeichnet, daß jede rückkanalfähige Teilnehmereinrichtung (30) eine Sendeeinrichtung (81′, 82′, 83′, 86′) aufweist, mittels derer aus den an die Zentrale zu sendenden Nachrichten ein aus ATM-Zellen bestehender Datenstrom gebildet und in einen dieser Teilnehmereinrichtung zugeordneten Rückkanal umgesetzt und in das Verteilnetz (Coax) eingespeist wird und daß die Zentrale (20, Hub) Empfangseinrichtungen (RFLT, ATM) aufweist, mittels derer jeweils der Datenstrom eines Rückkanals als Folge von ATM-Zellen rückgewonnen und zwischengespeichert wird und daß die Zentrale einen Multiplexer (86) aufweist, der die einzelnen Datenströme zu einem Gesamt-ATM-Datenstrom zusammenfaßt.

2. Teilnehmereinrichtung (30), insbesondere für Multimediadienste (MM) einschließlich eines Video-on-Demand-Dienstes (VoD), mit einer Empfangseinrichtung zur Auswahl eines von mehreren breitbandigen Kanälen und zum Empfang eines darin übertragenen breitbandigen Datenstroms, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sendeeinrichtung (81′, 82′, 83′, 86′) vorhanden ist, mittels derer aus der an eine Zentrale (20, Hub) zu sendenden Nachrichten ein aus ATM-Zellen bestehender Datenstrom gebildet und in einen der Teilnehmereinrichtung zugeordneten Rückkanal umgesetzt und in das Verteilnetz (Coax) eingespeist wird.

3. Zentrale (20, Hub), insbesondere für Multimediadienste (MM) einschließlich eines Video-on-Demand-Dienstes (VoD), dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale Empfangseinrichtungen (RFLT, ATM) aufweist, mittels derer jeweils der Datenstrom eines Rückkanals als Folge von ATM-Zellen rückgewonnen und zwischengespeichert wird und daß die Zentrale einen Multiplexer (86) aufweist, der die einzelnen Datenströme zu einem Gesamt-ATM-Datenstrom zusammenfaßt.

4. Verfahren, insbesondere für Multimediadienste (MM) einschließlich eines Video-on-Demand-Dienstes (VoD), bei dem in Hinkanälen (61, 62) breitbandig Informationen an Teilnehmereinrichtungen (30) gesendet werden und bei dem die Teilnehmereinrichtungen in Rückkanälen (63, 64) schmalbandig Nachrichten an eine Zentrale (20, Hub) senden, insbesondere zur Auswahl der an sie in einem Hinkanal zu sendenden Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Nachrichten je einer Teilnehmereinrichtung ein aus ATM-Zellen bestehender Datenstrom gebildet und in einen dieser Teilnehmereinrichtung zugeordneten Rückkanal umgesetzt und in das Verteilnetz (61, . . ., 64; Coax) eingespeist wird und daß in der Zentrale die Datenströme je eines Rückkanals als Folge von ATM-Zellen rückgewonnen und zwischengespeichert werden und daß die Datenströme aller Rückkanäle zu einem Gesamt-ATM-Datenstrom zusammengefaßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilnehmereinrichtung (30) ein Rückkanal zugeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß allen Teilnehmereinrichtungen (30) ein einziger Rückkanal zugeordnet wird, den die Teilnehmereinrichtungen (30) abwechselnd nutzen.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmereinrichtungen mittels eines verteilten Zugriffsverfahrens, insbesondere des Polling-, ALOHA- oder TOKEN-Ring-Verfahrens auf den Rückkanal zugreifen.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der einer der Teilnehmereinrichtungen zugeordneten Rückkanäle von der Zentrale dynamisch verändert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Teilnehmereinrichtungen an die Zentrale über einen ihr zugeordneten Rückkanal eine Nachricht sendet, auf den hin die Zentrale die Zahl der dieser Teilnehmereinrichtungen zugeordneten Rückkanäle verändert.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale über zusätzliche Hinkanäle Nachrichten an die Teilnehmereinrichtungen sendet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale über die zusätzlichen Hinkanäle ATM-Zellen transparent an die Teilnehmereinrichtungen sendet.

12. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rückkanal in einem eigenen Frequenzband übertragen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rückkanäle in einem Frequenzband mittels Zeit- oder Code-Multiplex übertragen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Rückkanal übertragenen Nachrichten verschlüsselt werden.