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Die
Erfindung betrifft eine Zusatzschaltung für Multimediakommunikation nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Das
Fernsprechnetz, das Breitband- und das Satellitenverteilnetz sind
zur Zeit als separate Netze aufgebaut. Auch die Verkabelung innerhalb
eines Gebäudes
bzw. einer Wohnung erfolgt getrennt. Für die Breitband- und Bildkommunikation
werden hierfür hauptsächlich Koaxkabel
verwendet und für
das Telefonnetz Zweidraht- oder Mehrdraht-Kupferleitungen. Der Telefonanschluß und die
Antennensteckdose sind in der Regel innerhalb der Wohnräume an unterschiedlichen
Orten installiert. So befindet sich die Antennensteckdose üblicherweise
im Wohnzimmer, während
der Telefonanschluß sich
in unmittelbarer Nähe
einer Sitzgruppe bzw. im Flur befindet. Für neue Anwendungen im Bereich
der Multimediakommunikation ist jedoch zur Erzielung einer Interaktivität die Kombination
von Antennensteckdose für
den Fernseher und ein interaktiver Zusatzkanal erforderlich, um
zum Beispiel die Bestellung einer Ware oder den Abruf von Filmen
direkt mit der Fernbedienung des Fernsehers durchführen zu
können.
In den technischen Richtlinien der Deutschen Telekom 1 TR 5 vom
November 1991 ist unter 3.2.2 ein passiver Bus mit Netzabschluß zwischen
beiden Enden beschrieben, wobei der Netzabschluß NT in den Bus eingeschleift
ist. Dadurch ergeben sich mindestens zwei getrennte Zweige, die
mit unterschiedlicher Anzahl von Dosen bestückt sein können.
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Diese
Lösung
stellt zwar eine Verbesserung der bisherigen Lösung dar die unter 3.2.1 in
den genannten Richtlinien beschrieben ist, sie eignet sich jedoch
auch nicht zur Kopplung mit vorhandenen Koaxialkabelnetzen zur Bildübertragung.
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Eine
gattungsgemäße Zusatzschaltung
für Multimediakommunikation,
die eine bi-direktionale Übertragung
zusätzlicher
Schmalband- und Breitbanddienste über eine vorhandene Hausverkabelung ermöglicht,
ist in der
US 5,027,426 offenbart.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusatzschaltung für Multimediakommunikation bzw.
-anwendung in Gebäuden
mit bereits installierten Koaxialkabelnetzen und Fernsprechleitungen
zu schaffen, die es ohne Zusatzverlegung von Kabeln ermöglicht,
das im vorhandenen Koaxialkabelnetz eine zusätzliche Übertragung von zum Beispiel
Fernsprech- und/oder Datenkanälen
möglich
ist und dass die Fernsprech- und Datenkanalanschlussmöglichkeiten
direkt am Ort des Fernsehgerätes
bzw. der Antennensteckdose geschaffen wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 charakterisiert. weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Kennzeichen der Patentansprüche 2 bis
11 charakterisiert.
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Mit
der vorgeschlagenen Zusatzschaltung ist es jetzt möglich, die üblicherweise
getrennt geführten Telekommunikationsnetze
im Haus zu einem integrierten Netz zusammenzuführen, das heißt sowohl die
TV-Kanäle
des Bildkanalnetzes als auch zum Beispiel ein ISDN-Basisanschluss
des Fernsprechnetzes werden über
ein gemeinsames, bereits im Gebäude
vorhandenes Koaxialkabel geführt.
Eine zusätzliche
Kabelverbindung zu verlegen erübrigt
sich durch diese Lösung
und außerdem
sind auch andere Verbindungstechniken, wie zum Beispiel über ein Funksystem,
nicht mehr erforderlich. Die Interaktivität für neue Anwendungen im Bereich
der Multimediakommunikation wird erreicht, in dem jetzt auch am Ort
der Antennensteckdose (Fernseher bzw. Set-top-box) interaktive Zusatzkanäle vorhanden sind.
Dies erfolgt im wesentlichen dadurch, dass das gebäudeinterne
Koaxialkabel, das zur Zeit nur mit TV-Kanälen belegt ist, mindestens
mit einem zusätzlichen
interaktiven Rückkanal ausgerüstet wird,
in dem nach dem Übergabepunkt
des Breitbandverteil- bzw. Bildkanalnetzes der Zusatzkanal eingespeist wird
und am Ort der Antennensteckdose bzw. des Fernsehers wieder ausgekoppelt
wird. Die Kopplung bzw. Einspeisung in das Koaxialkabel kann galvanisch,
kapazitiv, induktiv oder über
aktive Bauelemente erfolgen.
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Je
nach vorgesehener Multimediaanwendung besteht die Möglichkeit,
die entsprechenden Kanäle
in der Antennensteckdose zu separieren und neben den beiden Buchsen
für TV
und Radio zusätzliche
Steckmöglichkeiten
für die
eingekoppelten Kanäle
vorzusehen. Eine Trennung der Kanäle kann jedoch auch erst in
den anzuschließenden
Endgeräten,
wie zum Beispiel in der Set-top-box, im Fernseher oder im Vidoerecorder
erfolgen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.
In der Beschreibung, in den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und in
den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen
verwendeten Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen verwendet.
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In
der Zeichnung bedeuten:
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1 ein
Prinzipschaltbild einer bekannten üblichen Gebäudeverkabelung;
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2 ein
Prinzipschaltbild einer Gebäudeverkabelung
mit gekoppelten Fernsprech- und Koaxleitungen über eine Zusatzschaltung;
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3 eine
weitere Prinzipschaltung mit Zusatzschaltung für eine Gebäudeverkabelung;
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4 ein
weiteres Prinzipschaltbild mit Zusatzschaltung mit erweiterten Funktionen
und
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5 ein
detailliertes Schaltbild der Zusatzschaltung für ein integriertes Kabelnetz
in einem Gebäude
bzw. einer Wohnung.
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In 1 ist
ein bisher allgemein übliches Fernsprech-
und Breitbandverteilnetz in einem Gebäude dargestellt. Im oberen
Teil der 1 ist durch den Pfeil 1 dargestellt,
der Wohnbereich zu sehen und im unteren Teil durch den Pfeil 2 dargestellt,
der Kellerteil des Gebäudes.
Die waagrecht verlaufende gestrichelte Linie 3 stellt symbolisch
die Trennlinie zwischen dem oberen Teil des Gebäudes und dem unteren Teil dar.
Aus der Darstellung ist ganz deutlich die Trennung des Fernsprech-
und des Breitbandverteilnetzes in zwei separate Netze zu sehen.
Auf der linken Seite ist der Endverzweiger EVZ für das Fernsprechnetz 4 dargestellt,
der auf der Eingangsseite mit dem Fernsprechnetz 4 und
auf der Ausgangsseite über
Kupferleitungen 6 mit den Telefonanschlüssen 7 verbunden ist.
In diesem Beispiel ist nur ein Telefonanschluß 7 mit einem Telefon 8 dargestellt.
Auf der rechten Seite ist das Breitbandverteilernetz dargestellt,
wobei der Übergabepunkt ÜP normalerweise
im Kellergeschoß des
Gebäudes
liegt. Der Übergabepunkt ÜP ist eingangsseitig
mit dem Breitbandverteil- bzw. Bildkanalnetz 5 verbunden
und ausgangsseitig über
Koaxialkabel 9 mit dem TV/Rundfunk-Anschluß bzw. mit der Dose 10.
An dieser Dose sind die Ausgänge
für den
TV-Empfänger 11 und
die HiFi Anlage 12 getrennt als Steckverbindung ausgeführt. Der
Telefonanschluß 7 ist
in der Regel innerhalb des Wohnraumes bzw. der Wohnung an einem anderen
Ort installiert als die Antennensteckdose 10 für TV 11 bzw.
Radio 12.
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Für viele
neue Anwendungen im Bereich der Multimediakommunikation ist es aber
erforderlich, am Ort der Antennensteckdose auch zum Beispiel einen
Fernsprechanschluß zur
Verfügung
zu haben, um zum Beispiel die Bestellung einer Ware direkt mit der
Fernbedienung des Ferngerätes
durchführen
zu können.
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Um
Kabelarbeiten in den Wohnräumen
zu vermeiden, ist in 2 eine Lösung für Multimediaanwendungen gezeigt,
die den benötigten
Rückkanal in
das bereits verlegte Koaxialkabel 9 am Übergabepunkt ÜP einspeist
und am Ort der Antennensteckdose zum Beispiel in eine Kombidose 14 wieder
auskoppelt. Die Kopplung bzw. Einspeisung in das Koaxialkabel 9 kann
galvanisch, kapazitiv, induktiv oder über aktive Bauelemente erfolgen.
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Je
nach vorgesehener Anwendung besteht auch die Möglichkeit, die entsprechenden
Kanäle
in der Antennensteckdose zu separieren und neben den beiden Buchsen
für TV
und Radio zusätzliche Steckmöglichkeiten
für die
eingekoppelten Kanäle vorzusehen.
Eine Trennung der Kanäle
kann jedoch auch erst in den anzuschließenden Endgeräten, wie zum
Beispiel den Fernseher 11 und der HiFi Anlage 12 oder
einer nicht dargestellten Set-top-box erfolgen.
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Das
in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt wieder
die Unterteilung eines Gebäudes wie
in 1. Der Unterschied zum Schaltbild nach 1 besteht
darin, daß hier
das Fernsprechnetz 4 über
Kupferleitungen 6 und eine Zusatzschaltung als Einkoppelschaltung 13 in
die Koaxialleitung 9 nach dem Übergabepunkt ÜP des Bildkanalnetzes 5 eingekoppelt
wird. In den Wohnräumen
sind Kombidosen 14 für
das Telefon 8 und für
den TV-Empfänger 11 bzw.
die HiFi Anlage 12 installiert. Die Prinzipschaltung nach 2 enthält somit
eine Anschlußmöglichkeit
für den Fernsprechanschluß und zwei Anschlußmöglichkeiten
für die
Koaxialkabel. Zum Beispiel mit einer Frequenzweiche und einer Impedanzanpaßung in
der Einkoppelschaltung 13 der Zusatzschaltung wird das
Fernsprechsignal zusätzlich zu
den TV-Kanälen
rückkopplungsfrei
in das Koaxialkabel 9 eingespeist.
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Soll
jedoch die erste Anschlußmöglichkeit
für das
Telefon 8 erhalten bleiben und am Ort der Antennensteckdose
ein weiterer Fernsprechanschluß installiert
werden, so ist die Zusatzschaltung 13 wie in 3 dargestellt,
zusätzlich
um die bekannte Funktion eines automatischen Leitungsumschalters
zu ergänzen.
Durch diese Maßnahme
ist der normale Telefonanschluß 7 für ein Telefon 8 erhalten
geblieben und außerdem
steht jetzt eine Kombidose 14 zur Verfügung, an der sowohl ein Telefon 8,
ein TV-Empfänger 11 und
eine HiFi Anlage 12 und/oder ein anderes Multimediagerät gleichzeitig
angeschlossen werden kann.
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In 4 ist
ein Prinzipschaltbild wiederum für
ein Gebäude
mit einem Wohn- oder Geschäftsbereich 1 und
einem Kellerbereich bzw. einem unteren Bereich 2 dargestellt.
Symbolisch sind die Bereiche 1 und 2 durch die
gestrichelte Linie 3 getrennt. Dieses hier dargestellte
Gebäude
verfügt über mehrere
Koaxialkabel 9, die über
die Einkoppelschaltung 13 der Zusatzschaltung geführt werden
können.
Zwischen dem Übergabepunkt ÜP des Bildkanalnetzes 5 und der
Einkoppelschaltung 13 ist ein Verstärker 15 angeordnet,
der in einer Schaltungsvariante auch direkt in die Einkoppelschaltung 13 mit
integriert werden kann. Die Einkoppelschaltung 13 ist wie
in 3 mit dem Fernsprechnetz 4 und den Telefonanschlüssen 7 verbunden.
Außerdem
ist die Einkoppelschaltung mit mehreren Koaxialkabeln 9 verbunden,
die unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten,
zum Beispiel nur eine Kombidose 14, mehrere Kombidosen 14 oder eine
Kombidose 14 mit einer TV/Rundfunk-Dose 10 aufweisen.
Bei einer derartig ausgeführten
Anlage nach 4 sind auch intern Verbindungen
zum bisherigen Amtsverkehr möglich,
so daß die
Einkoppelschaltung 13 praktisch die Funktion einer Telekommunikationsanlage
aufweist. Sind über
ein Koaxialkabel 9 mehrere Antennensteckdosen, insbesondere Kombidosen 14 angeschlossen,
dann besteht die Möglichkeit, über spezielle
Mischer und Filter gleichzeitig mehrere Kanäle in das Koaxialkabel 9 einzuspeisen
und am gewünschten
Ort wieder auszukoppeln. Eine hohe Flexibilität für alle möglichen Multimediaanwendungen
bzw. Geräte
wird hierdurch erreicht.
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In 5 ist
ein detaillierteres Schaltbild der Zusatzschaltung dargestellt.
Die Zusatzschaltung besteht aus der Einkoppelschaltung 13 und
aus der Auskoppelschaltung 13'. Es soll hier beispielhaft die gemeinsame Übertragung
der TV-Kanäle
und eines ISDN-Basisanschlusses
in einem Koaxialkabel 9 bzw. 9' beschrieben werden. In der technischen Richtlinie
1 TR 5 der Deutschen Telekom sind die Anschlußbedingungen für den Netzabschluß 16 eines ISDN-Basisanschlusses
festgelegt. Mit den dort unter NT (neu) beschriebenen Funktionen
ist es möglich,
den passiven ISDN-Bus in zwei getrennte Wege 6 aufzuteilen,
wobei die Anzahl der in beide Wege zu installierenden Dosen beliebig
ist. Es gilt lediglich die maximale Dosenanzahl von 12 für den gesamten
Bus einzuhalten, wobei maximal 8 Endeinrichtungen gleichzeitig angeschlossen
sein können.
Diese neue Möglichkeit
der Aufteilung des passiven Buses in zwei getrennte Wege wird nun
benutzt, um mit dem ersten Zweig die bisher über Kupferadern versorgten Fernsprechan-schlußdosen IAEm-2
zu versorgen. Der zweite Weg wird benutzt, um den ISDN-Anschluß in das
Koaxial 9' einzuspeisen
und am Ort der Antennensteckdose IAEm-1 bzw. IAEm wieder auszukoppeln.
Je nach vorgesehener Anwendung besteht die Möglichkeit, die entsprechenden
Kanäle
in der Antennensteckdose zu seperieren und neben den beiden Buchsen
für TV
und Radio zusätzliche Steckmöglichkeiten
für die
eingekoppelten Kanäle vorzusehen
wie es in Verbindung mit 3 bzw. 4 beschrieben
worden ist. Eine Trennung der Kanäle kann jedoch auch hier erst
in den anzuschließenden
Endgeräten
erfolgen. Im nachfolgenden wird nun das Schaltbild nach 5 näher beschrieben. Die
Informationen des ISDN-Anschlusses
werden digital übertragen,
wodurch es erforderlich ist, diese Digitalsignale zur gemeinsamen Übertragung
im Koaxialkabel 9' aufzubereiten,
um Störungen
der analog übertragenen
TV-Kanäle
zu vermeiden. Die Digitalsignale werden deshalb über einen Tiefpaß TP und
einen Mischer M geleitet, um die parasitären Frequenzen der Rechteckimpulse
zu begrenzen. Die Trägerfrequenz
f1 des Mischers M ist so zu wählen,
daß sie außerhalb
des Kanalrasters der TV-Kanäle
liegt. Über
einen nachgeschalteten Bandpaß BP
wird das trägerfrequenzmodulierte
Signal auf ein Summierglied Σ geschaltet.
Dieses hat die Aufgabe, den trägermodulierten
ISDN-Kanal mit den TV-Kanälen
in das Koaxialkabel 9' einzuspeisen.
Das körperlich dargestellte
Koaxialkabel 9 soll die tatsächliche Ausführung der
Koaxialleitung 9' (Hin-
und Rückkanal) darstellen.
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Am
gewünschten
Empfangsort ist eine Auskoppelschaltung 13' angeordnet. Hier werden zunächst über eine
Weiche W die TV-Kanäle 17 wieder ausgekoppelt
und das trägerfrequenzmodulierte ISDN-Signal
wird einem Demodulator D zugeführt und
anschließend
einem Tiefpaß TP.
Dem Demodulator D wird hier wiederum die Trägerfrequenz f1 zugeführt. Ein
Regenerator R, zum Beispiel in Form eines Schmitt-Triggers werden
die ISDN-Signale wieder in die ursprüngliche digitale Form zurückgeführt und
dem Anschluß IAEm-1
bis IAEm zugeführt.
Die letzte Dose IAEm ist durch Widerstände 18 abgeschlossen.
Die Rückrichtung
bzw. der Rückkanal enthält in dem
beschriebenen Beispiel keine TV-Kanäle, so daß das Summierglied und eine
Weiche hier entfallen können.
Die Signalaufbereitung für
den interaktiven ISDN-Anschluß erfolgt
sinngemäß wie bereits vorher
beschrieben. Da bereits auch digitale TV-Kanäle im Breitbandverteil- bzw.
Bildkanal- und Satellitennetz übertragen
werden, kann in diesem Falle auf das zuvor beschriebene Modulationsverfahren
verzichtet werden und die digitalen interaktiven Kanäle werden
zum Beispiel mittels eines nicht dargestellten Multiplexers in das
Kanalraster der digitalen TV-Kanäle
integriert. Durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele ist deutlich
geworden, daß für die derzeit
bestehenden Gebäude-/Wohnungsverkabelungen
durch die Einführung
der Zusatzschaltung, bestehend aus einer Einkoppelschaltung 13 und
einer Auskoppelschaltung 13',
eine gemeinsame Übertragung
der TV-, Fernsprech-, ISDN- und Datenkanäle über das bereits bestehende
Koaxialkabelnetz ohne hohen technischen Aufwand möglich ist.
Je nach Komplexität
der vorgeschlagenen Zusatzschaltung ist die rückkopplungsfreie Einspeisung,
zum Beispiel des Fernsprechkanals bis hin zu Vermittlungsfunktionen
und damit eine weitere Mehrfachausnutzung der Koaxialkabel möglich.
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- 1
- Wohnbereich
- 2
- Kellerbereich
- 3
- Trennlinie
- 4
- Fernsprechnetz
- 5
- Bildkanalnetz
bzw. Breitbandverteilnetz
- 6
- Kupferleitung
- 7
- Telefonanschluß
- 8
- Telefon
- 9,
9'
- Koaxialleitung
- 10
- TV/Rundfunk-Anschluß (Dose)
- 11
- TV-Empfänger
- 12
- HiFi
Anlage
- 13
- Einkoppelschaltung
- 13'
- Auskoppelschaltung
- 14
- Kombidose
- 15
- Verstärker
- 16
- Netzabschluß
- 17
- TV-Kanäle
- 18
- Abschlußwiderstände
- IAE
- Anschlußdose
- TP
- Tiefpaß
- BP
- Bandpaß
- R
- Regenerator
- Σ
- Summierglied
- W
- Weiche
- f1;
f2
- Trägerfrequenz
- M
- Mischer
- D
- Demodulator
- ÜP
- Übergabepunkt
- EVZ
- Endverzweiger