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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Zentralknoten Konverter mit den
im A1 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren nach dem A7 für ein lokales oder
Haus-Kommunikationsnetz,
das Interaktionen zwischen mehreren Empfangs- und Sende-Endgeräten ermöglicht.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung oder
Schaltung zum Umwandeln eines Wohnungs-Netzsystems mit nur einem
Koaxialkabel in ein Netzwerksystem zur Erleichterung der Interaktion
zwischen mehreren empfangenden und sendenden Endgeräten innerhalb
eines Hauses oder einer Wohnung.
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Die
DE 39 13 207 A1 offenbart
ein Zweirichtungs-Kabelfernsehnetz mit Filtern bzw. Torfiltern zur Sicherstellung
einer rauscharmen Kommunikation jedes einzelnen Endgeräts mit einem
zentralen Provider über
eine Kopfstelle.
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Aus
der
DE 38 37 069 C2 und
aus der
DE 44 36 818
C1 sind weitere bidirektionale Kabel-TV-Anlagen bekannt,
bei denen TV-Signale
vom Provider zu den Endgeräten
und Datensignale von den Endgeräten
zum Provider geschickt werden. Gemäß der
DE 38 37 069 C2 werden dabei
die Daten in Aufwärtsrichtung,
d. h. die vom Endgerät
zum Provider gerichteten Daten, in einer durch Frequenzverschiebung codierten
Form übertragen.
Es findet jedoch keine Kommunikation zwischen den einzelnen Endgeräten statt.
Lediglich eine Reglerschaltung mit Übergangslogik zur Medienzugangsverwaltung
sorgt dafür,
daß Datenkollisionen
bei der Datenübertragung
in Richtung Provider vermieden werden. Das Besondere an der bidirektionalen
Kabel-TV-Anlage gemäß der
DE 44 36 818 C1 besteht
in der Verwendung von Lichtwellenleitern, die jeweils hinter dem
teilnehmernächsten
Koaxialleitungsverstärker
mit den von dort zu den Teilnehmern führenden Zweigen des Koaxialleitungsnetzes
bidirektional verbunden sind.
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In
den Nachrichtenübertragungssystemen gemäß
DE 41 16 660 A1 und
DE 41 04084 A1 findet eine
bidirektionale Übertragung
von Fernsprech- und Datensignalen zwischen der Zentrale und den
Teilnehmern statt. Das Besondere dabei ist, dass das dazu verwendete
Netz ein Lichtwellenleiternetz mit Stern-Stern-Struktur ist, bei
dem zwischen aufeinanderfolgenden Verzweigungspunkten faseroptische Verstärker vorhanden
sind. Eine Kommunikation der Endgeräte untereinander findet jedoch
auch in diesen Anlagen nicht statt.
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Die
US 4,079,415 A offenbart
einen Frequenzumsetzer mit Oszillator, Mischer und zwei Anpassungsnetzwerken
speziell für
Zwecke der Fernsehtechnik.
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Aus
der
US 5,361,394 A ist
ein bidirektionales Kabelfernsehsystem bekannt, bei dem TV-Signale
vom Provider zu den Endgeräten
und Datensignale von den Endgeräten
zum Provider gesendet werden, ohne daß eine Kommunikation der Endgeräte untereinander
stattfindet. Gemäß der
US 5,361,394 A wird dabei
die Datensignalübertragung
mittels spezieller Niveaueinstelleinrichtungen gesteuert.
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Aus
der
US 5,389,964 A sind
eine Vorrichtung und ein dazugehöriges
Verfahren bekannt, mit deren Hilfe innerhalb eines Kabelfernsehnetzes
die Kanalbelegungen innerhalb einzelner Hausanschlüsse providerseitig
gesteuert werden können.
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Die
EP 0 639 030 A2 offenbart
ein weiteres bidirektionales Kabel-TV-System, bei dem einzelne Endgeräte über eine
Kopfstelle mit dem Provider kommunizieren. Die genannten Endgeräte können gemäß der
EP 0 639 030 A2 mit
Hilfe einer Fernsteuerungseinrichtung, die ihrerseits ebenfalls
mit der Kopfstelle kommuniziert, ferngesteuert werden.
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Bekannte
Kabel-Übertragungssysteme, über die
vorhandenen Wohnungen oder Häusern
Kabelfernsehprogramme zugeführt
werden, sind in der Regel mit einem einzigen Koaxialkabel ausgerüstet, das eine
Kabelfernsehgesellschaft mit jedem einzelnen Teilnehmer verbindet.
Ein solches System ist in 1 gezeigt. 1 zeigt eine Wohnung oder
ein Haus 2, das über
ein Haupt-Koaxialkabel 4 mit
einer Kabelfernsehgesellschaft verbunden ist. Das Haus 2 ist
wie viele andere Häuser
derart mit Kabeln ausgerüstet,
daß verschiedene
Empfangs- und Sende-Endgeräte über verschiedene
Anschlußdosen, die über die
Wohnung oder das Haus verteilt sind, mit einem Kabel 4 verbunden
sind. Bei solchen Einkabelsystemen verwendet man einen Verteiler 3,
wenn mehrere verschiedene Geräte
an das Kabel 4 angeschlossen werden sollen. Der Verteiler 3 teilt
das Haupt-Koaxialkabel 4 in getrennte lokale Leitungen 4A, 4B auf,
die den Kabelservice an unterschiedlichen Stellen im Haus, z.B.
Schlaf- und Wohnräumen, bereitstellen.
Jede lokale Leitung 4A, 4B verbindet das Hauptkabel 4 mit
Endgeräten,
z.B. Kassetten-Videorecordern 6 und Fernsehgeräten B. Beispielsweise
speist die lokale Leitung 4A einen Kabelservice in Geräte ein,
die sich in einem Wohnraum befinden, z.B. einen Videorecorder 6A und
ein Fernsehgerät 8A,
während
eine lokale Leitung 4B einen Kabelservice in Geräte einspeist,
die sich in einem Schlafraum befinden, z.B. ein Videorecorder 6B und
ein Fernsehgerät 8B.
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Nachteil
derartiger Einkabelsysteme ist, daß, abgesehen davon, daß jedes
Empfangsgerät
Kabelfernsehsignale empfängt,
beispielsweise eine Vielzahl von von der Kabelgesellschaft angebotene
Kabelkanäle,
jedes Empfangsgerät
nur mit dem Sendegerät
zusammenwirkt und Informationen vom Sendegerät empfängt, mit dem es verbunden ist.
So zeigt ein in einem Wohnraum befindliches Fernsehgerät 8A,
zusätzlich
zum Empfang verschiedener Kabelsignale nur ein vom Videorecorder 6A erzeugtes
Signal an und kann keine Videoinformationen empfangen oder anzeigen,
die von dem im Schlafraum befindlichen Videorecorder 8B gesendet
oder übertragen
werden. Ebenso kann das Fernsehgerät 8B keine vom Videorecorder 6A übertragenen
Videoinformationen empfangen oder anzeigen. Ein-Koaxialkabelsysteme
erlauben also keine Interaktion zwischen verschiedenen, auf ein
Haus oder eine Wohnung verteilten Endgeräten, die an das gemeinsame
einzige Koaxialkabel 4 angeschlossen sind.
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Neuere
Häuser
und Wohnungen sind mit einer Verbraucher-Elektronikschiene (CEBus) mit zwei getrennten
Koaxialkabeln ausgestattet, die in jedem Raum des Hauses Anschlüsse oder
Dosen aufweisen. Ein solches System, wie es in 2 gezeigt ist, erlaubt Interaktion zwischen
verschiedenen Endgeräten
im Haus, unabhängig
davon, wo sie aufgestellt sind. Solche Dual-Koaxialkabelsysteme weisen eine Hauptverbindung
auf, z.B. ein Koaxialkabel 104, das eine Kabelgesellschaft über einen
dualen Koaxialknoten-Umsetzer 100 mit einem Teilnehmer
oder Haus 102 verbindet. Der Knoten-Umsetzer 100 verbindet
in verschiedenen Räumen
befindliche Sende- und Empfangs-Endgeräte, beispielsweise einen Videorecorder 106A und
ein Fernsehgerät 108A,
die in einem Wohnraum aufgestellt sind, und einen Videorecorder 106B und
ein Fernsehgerät 108B,
die in einem Schlafraum aufgestellt sind, mit dem Hauptkabel 104.
Die Sendegeräte
(Videorecorder) 106 sind über lokale interne Leitungen 120A bzw. 120H an eine
interne Leitung 120 angeschlossen, während die Fernsehgeräte 108A und 108B über lokale
externe Leitungen 118A bzw. 118B an den Knoten-Umsetzer 100 angeschlossen
sind.
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Das
die Kabelfernsehsignale enthaltende Frequenzband auf dem Hauptkabel 104 wird
durch einen Verstärker 114 verstärkt. Die
verstärkten
Signale, die durch mehrere Kabelkanäle dargestellt werden, z.B.
die Kanäle
1 bis 40, werden über
ihre jeweiligen lokalen Leitungen 118, die über einen
ersten Splitter oder Verteiler 116B an das Hauptkabel 104 angeschlossen
sind, Fernsehgeräten 108 zugeführt. Beide
Fernsehgeräte 108A, 108B empfangen
das Kabelsignal direkt vom Hauptkabel 104. Die sendenden
Geräte
(Videorecorder) 106A, 106B sind andererseits nicht
direkt mit den Fernsehgeräten
verbunden, sondern über
lokale interne Leitungen 120A, 120B an die interne
Leitung 120 angeschlossen, und zwar über einen zweiten Verteiler
oder Splitter 116A.
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Die
meisten, wenn nicht alle, im Handel erhältlichen Videorecorder sind
zur Übertragung
auf einem von zwei Kanälen
ausgelegt, dem Kanal 3 (60–68
MHz) oder Kanal 4 (68–74
MHz). Wenn der Videorecorder 106A, der z.B. in einem Wohnraum
im Haus 102 aufgestellt ist, eingeschaltet wird, überträgt er ein
Datensignal (Video und/oder Audio), das auf die interne Leitung 120 ausgegeben
wird. Das Signal wird einem Blockumsetzer und Hochpaßfilter 110 und
einem Tiefpaßfilter 112 zugeführt. Der
Blockumsetzer und Hochpaßfilter 110 entfernt
die niederfrequenten Komponenten vom Signal des Videorecorders und
verschiebt das verbleibende Signal auf eine höhere Frequenz, vorzugsweise
außerhalb
des zur Verfügung
stehenden Kabelfernsehbandes, worauf das sich ergebende verschobene
Signal einem Verstärker 114 und
den Fernsehgeräten 108A und 108B zugeführt wird.
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Die
Frequenzverschiebung durch den Blockumsetzer 110 ist notwendig,
um eine Unterbrechung oder eine gegenseitige Beein flussung mit den zur
Verfügung
stehenden empfangenen Kabelkanalsignalen zu vermeiden. Ein von einem
Videorecorder erzeugtes Signal mit Frequenzkomponenten im Bereich
von 60–70
MHz stört
nämlich
die Kabelfernsehsignale bei dieser Frequenz, und umgekehrt. Durch Verschieben
des vom Videorecorder erzeugten Signals auf eine Frequenz über oder
außerhalb
der zur Verfügung
stehenden Bandbreite kann das Videorecordersignal auf einem der
Fernsehgeräte 108A, 108B oder
auf beiden betrachtet werden, ohne daß es zu einer gegenseitigen
Störung
mit den zur Verfügung
stehenden Kabelfernsehsignalen kommt. Stehen beispielsweise normalerweise
die Kabelkanäle
1 bis 40 zur Verfügung,
dann kann das erzeugte Videorecordersignal vom Blockumsetzer und
Hochpaßfilter 110 auf
einen nicht benutzten Kanal verschoben werden, z.B. den Kanal 73,
so daß das
Videorecordersignal durch Wahl des Kanals 73 auf einem der beiden
Fernsehgeräte 108 gesehen
werden kann.
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Eine ähnliche
Situation ergibt sich für
ein vom Videorecorder 106B erzeugtes Signal. Der Videorecorder 106B muß jedoch
so eingestellt werden, daß er
seine Signale in einen unterschiedlichen Kanal einspeist, um eine
gegenseitige Störung
mit dem Videorecorder 106A zu vermeiden. Mit anderen Worten,
wird der Videorecorder 106A auf den Kanal 3 geschaltet,
dann muß der
Videorecorder 106B auf Kanal 4 geschaltet werden. Somit
kann nach einer derartigen Verschiebung das Signal vom Videorecorder 106B durch
Wahl des Kanals 74 auf jedem Fernsehgerät gesehen werden. Wird ein
dritter Videorecorder verwendet, kann zusätzlich ein Modulator 122 vorgesehen
werden, um das vom Videorecorder erzeugte Signal von einem der gewählten Kanäle (3 oder
4) auf einen weiteren unterschiedlichen Kanal zu verschieben, bevor
das Signal vom Blockumsetzer 110 verarbeitet wird.
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Das
Tiefpaßfilter 112 dient
dazu, ein im System vorhandenes schmales Steuersignalband am Blockumsetzer 110 vorbeizuleiten,
so daß das
Steuersignal nicht auf eine höhere
Frequenz verschoben wird. Das Tiefpaßfilter 112 filtert
somit das hochfrequente Videorecordersignal aus, ohne sich mit dem Steuersignal
zu stören,
das üblicherweise
im Bereich von 4–5
MHz liegt. Das Steuersignal gewährleistet die
richtige Verbindung zwischen den verschiedenen, mit dem Knotenumsetzer 100 verbundenen
Endgeräten.
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3 zeigt das Frequenzspektrum
für die externe
und die interne Kabelleitung des dualen Koaxialsystems der 2. Das vom Videorecorder
erzeugte Signal vor der Verschiebung ist mit "Datenkanal Senden" bezeichnet und bei 100 MHz zentriert, wäh rend das
verschobene, vom Videorecorder erzeugte Signal mit "Datenkanal Empfangen" bezeichnet und auf
eine Mittenfrequenz von 500 MHz verschoben ist. Das Band "Datenkanal Empfangen" liegt außerhalb
der Bandbreite des zur Verfügung
stehenden Kabelfernsehsignals. Die in 2 gezeigte Schaltung
liefert das Datenkanalempfangssignal zur externen Kabelleitung hinter
dem Blockumsetzer 110. In 3 ist
der Empfangsdatenkanal auf dem Frequenzspektrum des externen Kabels
als "optionaler
Datenkanal Empfangen" bezeichnet
und als mit einer gestrichelten Linie umrandeter Bereich gezeigt.
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Das
vorstehend beschriebene duale koaxiale CEBus-System wird gegenüber einem
System mit einer einzigen Koaxialleitung bevorzugt, weil es eine Vernetzung
verschiedener Endgeräte
in einem Haus ermöglicht,
so daß beispielsweise
ohne gegenseitige Störung
mit den zur Verfügung
stehenden Kabelfernsehsignalen mit jedem Fernsehgerät jedes
beliebige von einem Videogerät
erzeugte Signal oder Programm beobachtet werden kann. Ein solches
System steht jedoch in vielen vorhandenen oder älteren Wohnungen und Häusern nicht
zur Verfügung,
die nicht mit der CEBus-Technologie ausgestattet sind. Bei solchen
Häusern
und Wohnungen ist eine Interaktion zwischen verschiedenen Endgeräten nur
nach einem umfangreichen und kostspieligen Umbau möglich, bei
dem ein internes Koaxialkabel hinzugefügt wird, das aus jedem Raum
der Wohnung/des Hauses zugänglich
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, mit denen es möglich
ist, ein Kabelsystem mit einem einzigen Kabelsystem der in vielen
Häusern
und Wohnungen vorhandenen Art in ein simuliertes Kabelsystem mit
dualem Koaxialkabel umzuwandeln, bei dem Interaktion zwischen mehreren
Endgeräten
möglich ist,
die in verschiedener Weise damit verbunden sind.
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Die
Aufgabe wird durch einen Zentralknoten-Konverter mit den Merkmalen
des A1 und ein Verfahren gemäß A7 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
stellt einen Zentralknoten-Konverter zur Verbindung mit einem Anschluß eines
lokalen Kommunikationsnetzs dar, das Frequenzkomponenten extern übertragener Signale
oder Daten in einem festen Frequenzband führt, das zwischen einem minimalen
und einem maximalen Frequenzwert liegt. Das Kommunikationsnetz enthält ein Empfangs- Endgerät zum Empfangen von
Signalen innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs, der das feste
Frequenzband umfaßt,
sowie ferner ein übertragendes
oder sendendes Gerät
zum Erzeugen eines intern übertragenen
Signals mit Frequenzkomponenten innerhalb des festen Frequenzbandes.
Der erfindungsgemäße Konverter
enthält
ein erstes Filter, dessen Eingang an den Verbindungsabschnitt angeschlossen
ist und das von den extern übertragenen
Signalen Frequenzkomponenten entfernt, die unterhalb des minimalen
Frequenzwertes liegen, und zum Durchleiten von Frequenzkomponenten
innerhalb des festen Frequenzbandes zu seinem Ausgang. An den Ausgang
des ersten Filters ist eine interne Leitung angeschlossen, die die
durchgelassenen Frequenzkomponenten führt. An die interne Leitung
und das Sendegerät
ist ein Modulator angeschlossen, der das intern übertragene Signal zu einem
Signal verschiebt, dessen Frequenzkomponenten außerhalb des bestimmten Bereichs
liegen, und der das verschobene Signal auf die interne Leitung ausgibt.
Der Eingang eines zweiten Filters ist an die interne Leitung angeschlossen,
sein Ausgang führt das
verschobene, intern übertragene
Signal einem Blockumsetzer zu. Der Blockumsetzer liegt zwischen dem
Ausgang des ersten und dem Ausgang des zweiten Filters und wandelt
das bereits verschobene, intern übertragene
Signal in ein Signal mit Frequenzkomponenten um, die außerhalb
des festen Frequenzbandes, aber innerhalb des vorgegebenen oder
bestimmten Bereichs liegen. An die Ausgänge des ersten und zweiten
Filters und die interne Leitung ist ein Verstärker angeschlossen, der die
gefilterten, extern übertragenen
Signale und das umgewandelte Signal verstärkt; das verstärkte Signal
wird dem empfangenden Endgerät
zugeführt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung dient ein zweiter Modulator zur Modulation eines
von einem zweiten Sendegerät
erzeugten Signals, so daß zwei
getrennte, intern erzeugte Signale für das empfangende Gerät zur Verfügung stehen,
wobei keines der Signale zu gegenseitigen Störungen mit dem Empfang der
extern übertragenen
Signale oder Daten führt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist auf die Kommunikation zwischen einem empfangenden und einem
sendenden Endgerät
gerichtet, die beide mit einem Verbindungsabschnitt eines Kommunikationsnetzs
verbunden sind und einen Anschluß für extern übertragene Signale mit Frequenzkomponenten
in einem festen Frequenzband mit einem minimalen und einem maximalen
Frequenzwert bilden. Das empfangende Endgerät empfängt Signale innerhalb eines
bestimmten Frequenzbereichs, der Frequenzkomponenten innerhalb des
festen Frequenzbandes umfaßt.
Das sendende Endgerät
erzeugt ein intern übertragenes
Signal mit Frequenzkomponenten innerhalb des festen Frequenzbandes.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden die extern übertragenen
Signale gefiltert, wobei Frequenzkomponenten unterhalb des minimalen
Frequenzwerts entfernt und Frequenzkomponenten oberhalb des minimalen
Frequenzwertes durchgelassen werden. Das intern übertragene, vom sendenden Gerät erzeugte Signal
wird moduliert oder auf eine Frequenz außerhalb des bestimmten Bereichs
verschoben. Das verschobene Signal wird gefiltert, so daß Frequenzen
innerhalb des festen Frequenzbandes entfernt und das modulierte,
intern übertragene
Signal durchgelassen wird. Das gefilterte Signal wird dann in ein
Signal außerhalb
des festen Frequenzbandes, jedoch innerhalb des bestimmten Bereichs
umgewandelt. Das erhaltene Signal wird zum Empfang durch das empfangende
Endgerät
verstärkt.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild
eines bekannten Systems mit einem einzigen Koaxialkabel,
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2 ein Blockschaltbild eines
dualen Koaxialkabelsystems mit CEBus,
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3 ein Frequenzbanddiagramm
der Signale des dualen Koaxialkabelsystems der 2,
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4 ein System mit einem einzigen
Koaxialkabel mit einem erfindungsgemäßen Konverter, und
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5 ein Frequenzbanddiagramm
für die
Signale der Anordnung der 4.
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4 zeigt ein Blockschaltbild
eines erfindungsgemäß abgewandelten
Systems mit einem einzigen Koaxialkabel. Ein Verbindungsabschnitt
oder Anschluß in
Form eines Haupt-Koaxialkabels 204 verbindet eine Kabelgesellschaft über ein
Hauskabel 205 mit einem bestimmten Kabelteilnehmer, beispielsweise
einer Wohnung oder einem Haus 202. Das Hauptkabel 204 liefert
verschiedene, in einem festen Frequenzband enthaltene Daten, z.B.
Kabelfernsehinformationen, die von Empfangsgeräten 208A und 208B empfangen
werden. Die Empfangsgeräte 208 können sich
in verschiedenen Räumen des
Hauses befinden, beispielsweise in einem Wohnraum und einem Schlafraum.
Diese empfangen Signale innerhalb eines vorbestimmten oder bestimmten Frequenzbereichs,
der das feste Frequenzband umfaßt.
Die empfangenden Endgeräte 208A, 208B (beispielsweise
Fernseher) sind mittels eines Zentralknoten-Konverters 200 über eine
lokale Leitung 240 für das
Endgerät 208A und
eine lokale Leitung 238 für das Endgerät 208B mit
dem Hauptkabel 204 verbunden. Die sendenden Endgeräte, z.B.
Videorecorder 206A, 206B, erzeugen intern übertragene
Signale innerhalb des festen Frequenzbandes; sie sind an eine das
interne Signal führende
Hauptleitung 230 angeschlossen, und zwar über Leitungen 248, 252,
die über
Verteiler 246 bzw. 250 daran angeschlossen sind.
Der Ausgang jedes Videorecorders 206A, 206B ist
an einen entsprechenden Modulator und Steuergerät 222A bzw. B angeschlossen,
der der internen Haupt-Signalleitung 230 vorgeschaltet
ist. Der Zentralknoten-Konverter 200 erlaubt Interaktion
zwischen den verschiedenen Endgeräten 206A, 206B, 208A und 208B.
Der Ausgang des Modulators und Steuergeräts 222B ist über einen
gerichteten Koppler 254 an den Verteilter 250 angeschlossen.
An den gerichteten Koppler 254 lassen sich gegebenenfalls weitere
Einheiten aus Endgeräten 206, 208 und
Modulatoren und Steuergeräten 222 anschließen.
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Zusätzlich zur
Kabelfernsehinformation, die typischerweise im Frequenzbereich von
50 bis 450 MHz liegt, führt
das Hauskabel 205 weitere Signale, so einen Steuerkanal
(im allgemeinen im Bereich von 4 bis 5 MHz), einen stromauf gelegenen
Rückkehrpfad
für vom
Haus 202 zur Kabelgesellschaft übertrage ne Daten, wenn ein
derartiges Merkmal zur Verfügung
steht, d.h. stromauf gerichtete Signale, wie z.B. von einer nicht
gezeigten Set-Top-Box erzeugte Daten zur Anforderung eines speziellen
Programms (im Bereich von 6 bis 11 MHz), ein Datenkanal-Übertragungssignal
bestehend aus durch die verschiedenen sendenden Endgeräte 206A, 206B erzeugten
Videosignalen (im Bereich von 12 bis 40 MHz) und einem Pufferbereich
oder Schutzband zur Verhinderung einer Überlappung oder Störung mit
Kabelsignalen (im Bereich von 40 bis 50 MHz). Das ankommende Signal
vom Hauptkabel 204 erreicht den Zentralknoten-Konverter 200 über das
Kabel 205 und wird über einen
gerichteten Koppler 207 einem Hochpaßfilter 212 zugeführt, das
Frequenzkomponenten außer den
Kabelfernseh-Frequenzkomponenten entfernt, d.h. Frequenzkomponenten
unterhalb 50 MHz. Das gefilterte Signal wird dann einer Addierstufe 218 zugeführt, die
diesem verschobene Videorecordersignale hinzufügt. Das sich ergebende Signal
wird vom Verstärker 214 verstärkt. Der
Ausgang des Verstärkers 214 ist
an ein Hochpaßfilter 220 angeschlossen, das
niederfrequente Signale unterhalb 50 MHz sperrt, um ein Schwingen
der Schaltung zu verhindern. Das sich ergebende Signal wird von
einem Verteiler 246 geteilt und einer Haupt-Signalleitung 230 und
dem Fernsehgerät 208B sowie
der lokalen Signalleitung 240 und dem Fernseher 208A zugeführt.
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Ein
wesentlicher Teil der Signalbandbreite der internen Haupt-Signalleitung 230 umfaßt die vom Kabelbetreiber
dem Teilnehmer übertragenen
Kabelfernseh- oder Datensignale. Beim Kabelfernsehen beispielsweise
kann der Bereich des Signals im Frequenzbereich von 50–450 MHz
das Kabelfernsehen in den Kabelkanälen 1–40 umfassen.
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Wie
erwähnt,
ermöglicht
der Zentralknotenwandler 200 eine Interaktion zwischen
mehreren sendenden und empfangenden Endgeräten, die an die Hauptleitung 204 angeschlossen
sind. Dies geschieht durch Frequenzverschiebung der von den sendenden
Endgeräten 206A, 206B erzeugten
Sendesignale auf eine Mittenfrequenz außerhalb der Kabelfernseh-Bandbreite,
d.h. auf eine Mittenfrequenz von mehr als 450 MHz. Durch Modulieren
jedes Videorecorders 206 oder anderen Sendegeräts mit einem Modula tor
und Steuergerät 222 derart,
daß das
erzeugte Signal keine Frequenzkomponenten in der zur Verfügung stehenden
Kabelfernseh-Bandbreite besetzt, wird eine gegenseitige Störung mit
vom Kabelbetreiber übertragenen,
zur Verfügung
stehenden Kabelsender vermieden.
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Bei
dem Sendegerät 206A und
im Falle eines Videorecorders wird ein erzeugtes Sendesignal dem
Modulator und Steuergerät 222A zugeführt, der das
Signal auf eine niedrigere Mittenfrequenz moduliert oder verschiebt.
Das verschobene Signal wird dann über einen Richtungskoppler 244 der
Signalleitung 230 zugeführt.
Der Modulator und Steuergerät 222A erzeugt
ferner ein Steuersignal, das in noch zu beschreibender Weise mit
anderen Endgeräten
auf der Signalleitung 230 kommuniziert.
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Das
modulierte Signal wird sowohl stromauf in Richtung des Pfeils B
zu einer internen Signalleitung 232 und stromab in Richtung
des Pfeils C über die
Signalleitung 230 den Endgeräten 206B und 208B zugeführt. Da,
wie beschrieben, herkömmliche Videorecorder
bei nur einer von zwei Mittenfrequenzen oder Kanälen selektiv betreibbar sind,
die die von der Kabelfernsehgesellschaft oder vom Netzbetreiber
zur Verfügung
stehenden Kanäle überlappen, wird
zur Vermeidung von Störungen
das vom Videorecorder 206 erzeugte übertragene Signal durch den Modulator 222A auf
eine Mittenfrequenz moduliert, die nicht direkt durch die Fernsehgeräte 208A und 208B abstimmbar
ist. Überträgt beispielsweise
der Videorecorder 206A ein Signal auf Kanal 3 (im Band zwischen
60 und 68 MHz), dann verschiebt der Modulator 222A das
Signal auf eine Frequenz unterhalb der minimalen Frequenz, die durch
die empfangenden Geräte
abstimmbar ist, d.h. unter 50 MHz, und vorzugsweise im Bereich von
12 und 40 MHz. Obwohl also ein Teil des verschobenen Signals auf
der Signalleitung 230 in Richtung des Pfeils C zur Verfügung steht,
beeinflußt
dieses Signal nicht die stromab gelegenen Empfangs-Endgeräte, weil
es auf einer Frequenz unterhalb der Empfangsfähigkeit solcher Geräte liegt.
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Der
in Richtung des Pfeils B zur Verfügung gestellte Teil des modulierten
Videosignals wird durch einen Koppler 224 geteilt. Ein
Teil des geteilten Signals wird durch das Hochpaß filter 220 gefiltert,
um eine Drift in den Ausgang des Verstärkers 214 zu verhindern.
Der Rest wird auf die interne Signalleitung 232 geleitet
und von zwei gestaffelten Tiefpaßfiltern 226A und 226B verarbeitet.
Das Filter 226A ist ein Tiefpaßfilter, das Frequenzen oberhalb
der modulierten übertragenen
Frequenzen sperrt, die von den sendenden Geräten 206A und 206B erzeugt
werden. Da, wie erwähnt,
die übertragenen
Signale im Bereich von 12–40
MHz liegen, läßt das Tiefpaßfilter 226A diese
Frequenzen durch und sperrt Signale mit Frequenzen oberhalb etwa
40 MHz.
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Die
sich ergebenden niederfrequenten Komponenten werden dann vom Filter 226A auf
eine Übertragungsleitung 236 gegeben
und mittels eines Verteilers 228 zwischen einem Tießpaßfilter 226B und
einem Blockkonverter und Hochpaßfilter 210 geteilt.
Das Filter 226B läßt Frequenzen
unterhalb der übertragenen
Signalfrequenzkomponenten durch, d.h. Frequenzen unterhalb 12 MHz,
die, wie erwähnt, die
stromauf fließenden
Signale enthalten, wenn ein derartiges Merkmal zur Verfügung steht.
Diese Frequenzkomponenten werden auf einer Leitung 234 ausgegeben,
die dann zum Hauskabel 205 und zum Hauptkabel 204 führt, und
zwar über
den Richtungskoppler 207 für das Stromauf-Ausgangssignal
in Gegenrichtung zum Pfeil A zur Kabelgesellschaft (gestrichelter
Pfeil). Dieses stromauf fließende
Signal kann vom Teilnehmer erzeugte Daten zum Bestellen oder Wählen eines
optionalen Programms von der Kabelgesellschaft enthalten.
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Wie
erwähnt,
führt die Übertragungsleitung 236 die
von den sendenden Geräten 206A, 206B erzeugten
Videosignale, die Steuersignale und die stromauf gerichteten, von
den Modulatoren 222 erzeugten Signale. Dieses Signal wird
einem Blockumsetzer und Hochpaßfilter 210 zugeführt, der
die Steuersignale und die stromauf gerichteten Signale ausfiltert,
so daß die
Sendesignalkomponenten im Bereich von 12 bis 40 MHz getrennt und
zurückgehalten
werden. Dieses gefilterte Signal wird dann durch den Blockumsetzer
auf eine höhere
Frequenz außerhalb des
zur Verfügung
stehenden Kabelfernsehfrequenzspektrums verschoben, worauf es über die
Addierstufe 218 mit dem einlaufenden Kabelfernsehsignal gemischt,
durch einen Verstärker 214 ver stärkt und dann
(über das
Hochpaßfilter 220)
auf die Signalleitung 230 geleitet, so daß es von
den verschiedenen Empfangs-Endgeräten empfangen werden kann.
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Z.B.
in einem Kabelsystem, das dem Teilnehmer 40 Kanäle (Kanäle 1 bis 40) zur Verfügung stellt, wird
ein vom übertragenden
Gerät 206A erzeugtes Signal
mittels des Modulators 222A moduliert oder verschoben auf
eine Frequenz unterhalb den Empfangsmöglichkeiten des empfangenden
Geräts 208, d.h.
unter 40 MHz. Dieses anfangs verschobene Signal wird dann durch
den Blockumsetzer 210 auf eine höhere Frequenz verschoben, so
daß das
Signal empfangen und durch Wahl eines neuen Kanals, z.B. des Kanals
73, auf den empfangenden Endgeräten 208A, 208B betrachtet
werden kann. Auf den Kanal 73 wurde das Signal durch den Blockumsetzer 210 verschoben. Ähnlich wird
ein vom Sendegerät 206B erzeugtes
Signal vom Modulator 222B auf eine niedrige Frequenz verschoben,
die sich von der vom Modulator 222A erzeugten Frequenz
unterscheidet. Dieses Signal wird dann ebenfalls durch den Blockumsetzer 210 auf
eine Frequenz außerhalb
des normal verwendeten Kabelspektrums verschoben, wodurch das verschobene
Signal durch die Empfangsgeräte 208A, 208B durch
Abstimmen des Empfangsgeräts
auf den geeigneten verschobenen Kanal, z.B. den Kanal 74, wiedergewonnen
werden kann.
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Wie
erwähnt,
erzeugen die Modulatoren/Steuergeräte 222A, B zusätzlich zur
Modulation oder Verschiebung jedes vom Sendegerät 206A, B erzeugten übertragenen
Signals auch ein Steuersignal mit niedriger Frequenz, vorzugsweise
unterhalb 11 MHz. Das Steuersignal wird zur Kommunikation mit den
Sendegeräten
verwendet, die an die Haupt-Signalleitung 230 angeschlossen
sind, um sicherzustellen, daß die
abwärts
verschobenen Signale einander nicht überlappen. Wenn beispielsweise der
Modulator 222A das vom Sendegerät 206A erzeugte Signal
auf eine Mittenfrequenz von 35 MHz verschiebt, erzeugt der Modulator/Steuergerät 222A ein
Steuersignal, das dem Modulator/Steuergerät 222B zugeführt wird.
Hierdurch wird der Modulator 222B informiert, keine Frequenzen
bei oder in der Nähe
von 30 MHz zu benutzen, weil solche Frequenzen zu einer Störung mit
dem modulierten Signal von der Sendeeinheit 206A führen.
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5 zeigt ein Frequenzspektrum
für das abgewandelte
System der 4 mit einem
einzigen Koaxialkabel. Im Gegensatz zum Frequenzspektrum der 3 liegen nun die Frequenzkomponenten
der verschiedenen Signale auf einem einzigen Kabel. Der Steuerkanal
liegt bei 4–5
MHz, das optionale, stromab gerichtete Rücksignal liegt bei 6–11 MHz, und
das Übertragungssignal
ist aus dem 12–40 MHz-Band
in den Bereich von 450– 550
MHz verschoben, also über
die höchste
Frequenz des zur Verfügung
stehenden Kabelsignals hinaus, nämlich 450
MHz. Der Zentralknoten-Konverter 200 und die Modulatoren/Steuergeräte 222A,
B ergeben somit zusammen die Funktion eines zweifachen Koaxialkabels
in einem System mit einfachem Koaxialkabel, ohne daß eine Neuverkabelung
des Kabelsystems mit einem Koaxialkabel notwendig wäre, um eine
lokale interne Koaxialleitung zur Verbindung mit den verschiedenen
Sendegeräten
hinzufügen
zu müssen.
Interaktion und Kommunikation zwischen den verschiedenen Endgeräten sind
somit ohne gegenseitige Störung
mit vorhandenen Kabeldiensten möglich.
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Die
Anordnung der 4 wurde
zwar zusammen mit dem Kabelfernsehen beschrieben, sie kann jedoch
leicht auch bei Kommunikationsnetzwerken und -geräten verwendet
werden, wodurch ein Hauptkabel solche Dienste einer Wohnung oder
anderen Einrichtung zur Verfügung
stellt. Bei solchen Anwendungen können die Fernseh- und Videorecorder-Endgeräte der dargestellten
Anordnungen ersetzt werden durch Kommunikations-Endgeräte wie Videophone,
Facsimilegeräte,
Computer usw. Auch die besonderen Frequenzbereiche, wie sie vorstehend
beschrieben und in 5 dargestellt
sind, sind nur beispielhaft. Im Rahmen der Erfindung können auch
andere Frequenzbereiche zugeordnet oder gewählt werden. D.h., es ist lediglich
erwünscht,
daß die gewählten Bereiche
die über
die Hauptleitung 204 von der Kabelsignalquelle übertragenen
Signale nicht überlappen
oder gegenseitige Störungen
entstehen. Ferner kann die als Kabelleitung dargestellte Verbindung 204 auch
eine Satellitenschüssel
oder ein anderes Empfangs- und Sendegerät sein, das über Funk übertragene
Signale zu oder von einem Teilnehmer oder einer Wohnung empfängt bzw.
sendet.