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Frequenzmultiplexsystem zur Übertragung von Fernsprech und Vidoephonkanälen
Die Erfindung bezieht; 5) c h auf? Pin Frequenzmultiplexsystem zur Einseitenbandübertragung
von stufenweise in die Übertragungslage umsetzten Fernsprechkanälen. Diesse Frequenzmultiplexsysterne
werden auch Trägerfrequenzsysteme genannt und haben meist einen Mifbau, bei dem
die einzelnen 4 kHz breiten Fernsprechkanäle durch Träger, die ganzzahlige Vielfache
von 4 kHz darstellen, stufenweise in die Übertragungslage umgesetzt werden.
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Nach den Empfehlungen des CCITT (Comité Consultatif International
Téléphonique et Télégraphique) geben die Frequenzplane der meister Breitband-Trägerfrequenzsysteme
von der Grundprimärgruppe 60 bis 108 kHz mit 12 aneinandergereihten Fernsprechkanälen
aus. Fünf dieser Primärgruppen werden zu einer 60-Kanalgruppe, der Grundsekundärgruppe
312 bis 552 kHz zusammengefaßt. Eine weitere Bündelung kann z.B. dadurch erreicht
werden, daß fünf Grundsekundärgruppen in die 300 Kanäle umfassende (rund-tertiärgruppe
in der Lage 812 bis 2044 kHz umgesetzt werden. Dabei sind die Träger, mit denen
die einzelnen Kanäle in ein oder mehreren Stufen in die Grundprimärgruppenlage gebracht
werden und die Träger zur weiteren Umsetzung in die Grundtertiärgruppenlage jeweils
ganzzahlige Vielfache von 4 kHz Die Erfindung geht davon aus, daß nicht nur reine
Fernsprechkanäle sondern auch Fernseh-, Telefon- bzw. Videophonkanäle aul' Frequenzmultiplexsystemen
Übertragen werden sollen. Solange
jedoch kein speziell aX. die ç
Videophonübertragung zugeschnittenes Weitverkehrnetz besteht, ist es sihnvoll, ähnlich
wie es z.Z. bei der Datenübertragung bereits der Fall ist, vorhandene Frequenzmultiplexsysteme
für den Weitverkehr von Videophonkanälen mit zu benützen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, auf einem Frequenzmultiplexsystem
zur Einseitenbandübertragung von 4 kHz breiten Fernsprechkanälen, weiche durch Träger,
die ganzzahlige Vielfache von 4 kilz darstellen, stutenweise in die Ubertragungslage
umgesetzt werden, zusatzlich VideophonkanäLe mit Restseitenband und Nyquistflanke
zu übertragen, ohne daß eine störende Beeinflussung der Fernsprechkanäle durch die
Videophonübertragung und umgekehrt entsteht.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zeilenfrequenz
f, z der Videophonsignale 4 kHz oder ein ganzzahliges Vielfaches von 4 kHz gewählt
ist.
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Durch die erfindungsgemäße Wahl der Zeilenfrequenz wird erreicht,
daß alle Mischprodukte zwischen den einzelnen trägerfrequenten Videophonsignalen
- ausschließlich der kleinen Anteile der Halbbildwechselfrequenz - auf Nullfrequenzen
der Fernsprechkanäle fallen, die Ferngespräche also nicht stören.
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Die günstigsten Frequenzen für die Zeilenfrequenz sind hierbei 4 kHz
selbst, sowie 8 kHz, wobei der Frequenz 8 kHz wiederum unter Berücksichtigung der
gewählten Voraussetzungen der Vorzug zu geben ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Träger für die ein-
oder mehrstufige Umsetzung der Videophonkanäle aus der Videolage in die Ubertragungslage
derart gewählt, daß die der Frequenz Null in der Videolage entsprechenden Videoträger
in der Übertragungslage ungeradzahlige Vielfache von
4 kliz sind.
Bei dieser Wahr der Trager ergibt die Festlegung der Zeilenfrequenz 8 kHz eine Gruppierung
aller Spektra@@@-teile der Videophonkanäle in der Trägerfrequenz-Übertragungslage
um Frequenzen, die ungeradzzahlige Vielfache von 4 kHz darstellen. Alle nichtlinearen
Mischprodukte zweiter Ordnung liegen somit in der Übertragungslage in der Nähe von
ganzzahligen Vielfachen von 8 kHz, d.h. genau im Halbzeilenoffset zu den Videophon-Nutzsignalen
und stellen daher lediglich Beeinflussungen dar, die für das Auge kaum wahrnehmbar
sind.
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Samtliche Umsetzerfrequenzen der Tertiär- und Quartärgruppenumsetzer
stehen dann - als ganzzahlige Vielfache von 8 kHz -ebenfalls im Halbzeilenoffset
zu den Videophon-Nutzsignalen, d.h. ihre Trägerreste stören weniger stark im Videophonsignal.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend
an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in Fig. 1 ein Frequeiizschema
für zwei Arten des Aufbaus des erfindungsgemäßen Frequenzmultiplexsystems; Fig.
2 ein Frequenzschema für eine weitere Art des Aufbaus des erfindangsgemäßen Frequenzmultiplexsystems;
Fig. 3 ein Frequenschema der nichtlinearen Mischprodukte bei einer Zeilenfrequenzmultilplex-
von 8 kHz und Videophon-Trägerfreauenzen, die ungeradzählige Vielfache von 4 kHz
sind.
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Bei den drei Frequenzschemata nach Ffg. 1 und 2 ist jeweils ein Frequenzmultiplex-
bzw. Trägerfrequenzsystem vorausgesetzt, bei dem 4 kHz breite Fernsprechkanäle nach
dem Prinzip der Einseitenbandübertragung mit unterdrücktem Träger in mehreren Stufen
in ein mindestens 4 kHz breites Übertragungaband
umgesetzt werden.
Weitere Signale, die schmalere oder breitere Frequenzbänder als 4 kHz beanspruchen,
fügen eh in den stufenweisen Aufbau dadurch nahtplos ein, daß sie vorher zu 4 kHz
breiter Kanälen zusammengefaßt bzw erst auf einer höheren Ebeiie des stufenweisen
Aufbaus eingefügt warzen Zusätzlich wird vorausgesetzt, 4aß der stufenweise Aufbau
des Ubertragungsbandes durch Träger vorgenommen wird, die Jeweils ganzzahlige Vielfache
von 4 kHz darstellen. Überlegungen im Rahmen der Erfindung führen dazu, daß Videophonkanäle
im engeren Sinne, d.h. deren Videobänder nach dem Prinzip der Einseitenbandübertragung
mit Restseitenband und Nyquistflanke und mit einer Gesamtbandbreite von ca. 1 NHz
übertragen werden sollen und daß diese Videobänder in den Frequenzmultiplexsystem
die Stelle von Tertiärgruppen mit 300 Ferneprechkanälen einnehmen sollen. Bei den
drei in der Zeichnung dargestellten Frequenzschemata sind jeweils die Träger für
die ein- oder mehrstufige Umsetzung der Videophonkanäle aus der Videolage in die
Ubertragungslage derart gewählt, daß die der Frequenz Null in der Videolage entsprechenden
Videoträger f in der Übertragungslage ungeradzahlige Vielfache von 4 kllz sind.
Es ist also die Bedingung eigehalten fm = m # 8 kHz + 4 kHz; wobei m = ganzzahlig.
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Insbesondere bei einer Festlegung der Frequenzen der Videoträger in
der vorgenannten Art ergibt sich eine weitere Abeenkung von möglichen Störungen
durch Wahl der Zeilenfrequenz von 8 kHz.
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Abgesehen von den nennenswert kleineren Spektralanteilen der Halbbild-
und Bildwechselfrequenz ist das Frequenzgemisch eines Videophonsignals in der Trägerfrequenz-Übertra
gungslage durch Anteile der Form + n # fZ, mit - z # n # y (ganzzahlig),
gegeben,
wobei fz die Zeilenfrequenz des Videophonsignals' ist. Die Größe z bestimmt z.B.
die Breite der Nyquistflanke und die Größe y die Videophonkanalbandbreite. für den
Fall, daß die Videoträger;alle ungeradzahlige Vielfache von 4 kllz darstellen und
die /Pjeilenfrequenz z = 8 kllz gewählt ist, sind alle Spektralanteile der Videophonkanäle
in der Übertragungslage um Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache von 4 kliz darstellen,
gruppiert. Alle nichtlinearen Mischprodukte zweiter Ordnung liegen somit in der
Übertragungslage in der Nähe von ganzzahligen Vielfachen von 8 kHz, d.h.
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genau Halbzeilenoffset zu den Videophon-Nutzsignalen und stellen daher
lediglich Beeinflussungen dar, die für das Auge kaum wahrnehmbar sind.
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Sämtliche Umsetzerfrequenzen der Tertiär- und Quartärgruppenumsetzer
stehen dann - als ganzzahlige Vielfache von 8 kHz -ebenfalls im Halbzeilenoffset
zu den Videophonnutzsignalen, d.h. ihre Trägerreste stören weniger stark im Videophonsignal.
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Die Lage der nichtlinearen Mischprodukte wird an Hand der vier Teilbilder
der Fig. 3 noch näher verdeutlicht. Fig. 3a zeigt hierbei die Lage zweier beliebiger
Trägerfrequenzen und fl in der Übertragungslage sowie das. J jeweils dazugehörige
Frequenzspektrum in Abständen der Zeilenfrequenz = = 8 kHz. Darauf aufbauend zeigt
Fig. 3b als Beispiel ein Spektrum der Mischprodukte zweiter Ordnung und Fig. 3c
die normierte Frequenzskala. Die Lage der Fernsprechkanäle in diesem Frequenzmaßstab
ist in Fig. 3d angedeutet.
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Für den Offsetbetrieb zwischen Fernsprechen und Videophonübertragung
ist eine Genauigkeit der Zeilenfrequenz von - z !5 2 . 10-5 ausreichend. Die größte
Abweichung der f z Störanteile-von der Nullfrequenz für die höchste Videosignal
frequenz ist dann 2 10 5 1 MHz = 20 Hz.
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Bei den abschließend beschrieSe:Len Frequenzplänen nach den Fig. 1
und 2 ist die Bedingung, daß die Videoträger in der ubertragungslage ungeradzahlige
Vielfache von.4 kHz darstellen, erfüllt. Da bei diesen Frequenzplänen in der ueblichen
Weise die Grundtertlärgruppen 812 bis 2044 Ichz durch Träger, die ganzzahlige Vielfache
von 8 kflz sind, in ein oder mehreren stufen In die Ubertragungalage umgesetzt werden,
genügt es, die Träger zur ein- oder mehrstufigen Umsetzung der Videophonkanäle aus
der Videolage in die Lage der Grundtertiärgruppe derart zu wählen, daß die der Frequenz
Null in der Videolage entsprechenden Videoträger in der Lage der Grundtertiärgruppe
ungeradzahlige Vielfache von 8 kHz sind.
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Zwei Beispiele für Aufbauschemata von Frequenzmultiplexsystemen nach
der Erfindung sind in Fig. 1 gezeigt. Hierbei wird das auf z.B. 0 bis 992 kHz begrenzte
Videoband eines Videophonkanals auf zweierlei Arten in die Lage 812 bis 2044 kflz
der Grundtertiärgruppe GT, und zwar in Regellage umgesetzt. Die eine Art der Umsetzung
geschieht direkt mittels des Trägers 1052 kHz. Die andere Art der Umsetzung wird
in zwei Stufen durchgeführt, und zwar zuerst mittels des Trägers 3908 kHz in eine
Zwischenfrequenzlage von 2916 bis 4148 kHz, die mit ZF bezeichnet ist, in Kehrlage
und dann mittels des Trägers 4960 kHz in die Grundtertiärgruppe GT. Der Träger 4960
kHz kann dabei in einfacher Weise durch Vervielfachung mit dem Faktor 40 aus der
Grundfrequenz 124 kHz abgeleitet werden.
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Bei beiden Aufbauschemata nach Fig. 1 wird die Nyquistflanke bei der
jeweils ersten Umsetzung gebildet, also im ersten Fall in der Grundtertiärgruppenlage
GT und im zweiten Fall in der Zwischenfrequenzlage ZF.
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Das Aufbauschema nach Fig. 2 geht von einem Videophonkanal
aus,
der in der Videolage auf ein Frequenzband vpn 0 bis 1000 kHz oder von 0 bis 906
kHz begrenzt ist. Mittels des Trägers 1812 kHz wird aus der Videolage direkt in
die Grundtertlärgruppe GT, und zwar i tehrlage umgesetzt, wobei das Frequenzband
im ersten Fall von 812 bis 2044 kHz und im zweiten Fall von 806 bis 2044 kllz geht.
Durch die Beschneldung &s Videobandes auf eine obere Frequenzgrenze von 906
vor der Umsetzung wird erreicht, daß sich das Videoband mit den entsprechenden,
umgesetzten Teilband in der Grundtertiärgruppenlage GT nicht überschneidet, so daß
von dieser Umsetzung keinerlei Störungen ausgehen können.
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Den vorbeschriebenen Umsetzungsarten nach Fig. 1 und 2 ist die Bildung
einer Grundtertiärgruppe GT in der Lage 812 bis 2044 kHz gemeinsam. Diese, je einen
Videophonkanal beinhaltenden Grundtertiärgruppen GT-werden sodann, wie die mit Fernsprechkanälen
belegten Grundtertiärgruppen in üblicher Weise über Tertiärgruppenträger 10 560,
11 880 und 13 200 kllz in die Lage 8 516 bis 12 388 k}Iz der Grundquartärgruppe
GQ umgesetzt. Im 12-MHz-Trägerfrequenzsystem bildet die Grundquartärgruppe GQ bereits
den obersten Teil des Übertragungsbandes; die beiden unteren; je einer Quartärgruppe
entsprechenden Teile des Übertragungsbandes des 12-MHz-Systems werden aus der Grundquartärgruppe
GQ mittels der Quartärgruppenträger 12 704 und 16 720 ktlz gebildet. Die unterste
Quartärgruppe 316 bis 4 188 kHz des 12-MHz-Übertragungsbandes stellt zugleich in
etwa das Übertragungsband für ein 4-MHz-System dar.
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5 Patentanspruche 3 Figuren