DE2004011B2 - Frequenzmultiplexsystem zur uebertragung von fernsprech und videophonkanaelen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Frequenzmulti- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, plexsystem zur Einseitenbandübertragung von stufen- daß die Zeilenfrequenz/j der Videophonsignale 4 kHz weise in die Übertragungslage umgesetzten Femsprech- oder ein ganzzahliges Vielfaches von 4 kHz gewählt ist. kanälen. Diese Frequenzmultiplexsysteme werden Durch die erfindungsgemäße Wahl der Zeilenfreauch Trägerfrequenzsysteme genannt und haben meist 5 quenz wird erreicht, daß alle Mischprodukte zwischen einen Aufbau, bei dem die einzelnen 4 kHz breiten den einzelnen trägerfrequenten Videophonsignalen Fernsprechkanäle durch Träger, die ganzzahlige Viel- — ausschließlich der kleinen Anteile der Halbbildfache von 4 kHz darstellen, stufenweise in die Über- wechselfrequenz — auf Nullfrequenzen der Ferntragungslage umgesetzt werden. Sprechkanäle fallen, die Ferngespräche aiso nicht

Nach den Empfehlungen des CCITT (Comite io stören.

Consultatif International Telephonique et Telegra- Die günstigsten Frequenzen für die Zeilenfreauenz phique) gehen die Frequenzpläne der meisten Breit- sind hierbei 4 kHz selbst sowie 8 kHz, wobei der band-Trägerfrequenzsysteme von der Grundprimär- Frequenz 8 kHz wiederum unter Berücksichtigung der gruppe 60 bis 108 kHz mit zwölf aneinandergereihten gewählten Voraussetzungen der Vorzug zu geben ist. Fernsprechkanälen aus. Fünf dieser Primärgruppen 15 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die werden zu vir.-τ 60-Kanal-Gruppe, der Grundsekun- Träger für die ein- oder mehrstufige Umsetzung der därgruppe 312 bis 552kFlz zusammengefaßt. Eine Videophonkanäle aus der Videolage in die Übertraweitere Bündelung kann z. B. dadurch erreicht werden, sungslage derart gewähl^r, daß die der Frequenz Null daß fünf Grundsekundärgruppen in die 300 Kanäle in der Videolage entsprechenden Videoträger in der umfassende Grund-Tertiärgruppe in der Lage 812 bis 20 Ubertragungslage ungeradzahlige Vielfache von 4 kHz 2044 kHz umgesetzt werden Dabei sind die Tiäger. sind. Bei dieser Wahl der Träger ergibt die Festlegung mit denen die einzelnen Kanäle in ein oder mehrere der Zeüer.freq'wSr.^ Skilz eine Giuupieiuug aiier Stufen in die Grundpriinärgruppenlage gebracht wer- Spektralanteile der Videophonkanäle ^;n der Trägerden, und die Träger zur weiteren Umsetzung in die frequenz-Ubertragungslage um Frequenzen, die un-Grundtertiärgruppenlage jeweils ganzzahlige Vielfache 35 geradzahlige Vielfache von 4 kHz darstellen. Alle von 4 kHz. nichtlinearen Mischprodukte zweiter Ordnung liegen

Die vorgenannte Wahl der Trägerfrequenzen ist somit in der Ubertragungslage in der Nähe von ganzz. B. aus der Zeitschriff »Frec".enz«, 1968, Heft 10, zahligen Vielfachen von 8 kHz, d. h. genau im HaIb-S. 274 bis 284, Bild 2, bekannt, welches auch die zeilenoffset zu den Videophon-Nutzsignaien und slel-Möglichkeit der Übertragung ei. es 5,5 MHz breiten 30 len daher lediglich Beeinflussungen dar, die für das Fernsehbandes mit einem 500 kHz breiten Restseiten- Auge kaum wahrnehmbar sind,
band an Stelle "on fünf Tertiärgruppen des 12 MHz Sämtliche Umsetzerfrequenzen der Tertiär- und breiten Übcrtragungsbandes zeigt. Die Lage des Quartärgruppenumsetzer stehen dann — als ganz-Videoträgers ist hierbei 6799 kHz. d.h. 1 kHz tiefer als zahlige Vielfache von 8 kHz — ebenfalls im HaIbdas nächstgelegene ganzzahlige Vielfache von 4 kHz. 35 zeilenoffset zu den Videophon-Nutzsignalen, d.h., Die deutsche Auslegeschrift 1 048 952 zeigt die Über- ihre Trägerreste stören weniger sta^rk im Videophontragung eines 5 MH- breiten Fernsehbandes mit einem sigtin!.

500 kHz breiten Restseitsnband, wobei die Video- Weitere Einzelheiten und Verteile der Erfindung

trägerfrequenz 7199 kHz, also auch 1 kHz tiefer als das werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher

nächstgelegene Vielfache von 4 kHz gewählt ist. 4c erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift F i g. 1 ein Frequenzschema für zwei Arten des

1 021 896 em Trägerfrequenzsystem bekannt, bei den Aufbaus des erfindungsjjemäßen Frequenzmultiplex-

die Träger für die einstufige Umsetzung der Haupt- systems,

bzw. Tcrtiärgruppen in die Übertragungslage Viel- F i g. 2 ein Frequenzschema für eine weitere ArI

fache von 4 kHz darstellen. Bei der eventuellen gleich- 45 des Aufbaus des erfindungsgemäßen Frequenzmulti-

zeitigen Übertragung eines Fernsehkanals soll bei plexsyslems.

diesem System die Feinsehträgerfrequenz so gewählt F i g. 3 ein Frequenzschema der nichtlinearen

werden, daß die Modulationsprodukte zwischen dem Mischprodukte bei einer Zeilenfrequenz von 8 kHz

Fernschträger und den Fernsprechampiituden auf die und Videophon-Trägerfrequenzen, die ungeradzahlige

Flanken uci Kaimiwägcl iaiit.li. 5" Vielfache VOlI 4 kHz Sin«.

Die Erfindung geht davon aus. daß nicht nur reine Bei den drei Frequenzschemata nach F i g. 1 und 2

Fernsprectikanäle. sondern auch Fernseh-Telefon- ist jeweils ein Frequenzmultiplex-bzw. Trägerfrcquenz- bzw. Videiiphonkanälo auf f rcqucnzmultiplexsystemen system vorausgesetzt, bei dem 4 kHz breite Fernsprechübertragen werden sollen. Solange jedoch kein speziell kanäle nach dem Prinzip der Einseitenbandübertraauf die Videophonübertragung zugeschnittenes Weit- 55 gung mit unterdrücktem Träger in mehreren Stufen in Verkehrsnetz besteht, ist ee sinnvoll, ähnlich wie es ein mindestens 4 kHz breites übertrngungsband um* zur Zeit bei der Datenübertragung bereits der Fall ist, gesetzt werden. Weitere Signale, die schmalere oder vorhandene Frequenzmultiplexsysteme für den Weit- breitere Frequenzbänder als 4 kHz beanspruchen, verkehr von Videophonkanälen mit zu benutzen. fügen sich in den stufenweisen Aufbau dadurch nahtlos

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, auf einem Fre- 6o ein, daß sie vorKr zu 4 kHz breiten Kanälen zusamquenziTHiltiplexsysteni zur F.mseitenbandüborlrpgung mengefaßt bzw. erst auf einer höheren Ebene des von 4kH« breiten Fernsprechkanälen, welche du.ch stufenweisen Aufbaus eingefügt werden.
Träger, die ganzzahlige Vielfache von 4 kHz darstellen, Zusätzlich wird vorausgesetzt, daß der stufenweise

stufenweise in die Übertragungslage umgesetzt werden, Aufbau des Übertragungsbandes durch Traget Vor· zusätzlich Videophonkanäle mit Restseitenband und 65 genommen wird, die jeweils ganzzahlige Vielfache von Nyquistflanke zu übertragen, ohne daß cine störende 4 kHz darstellen. Überlegungen im Rahmen der Er-Meeinflussung der Feriuprechkanäle durch die Video- findung führen dazu, daß Videophonkanäle im enge" pr.onübertragung und umgekehrt entsteht. ren Sinne, d. h. deren Videobänder nach dem Prinzip

der Einseitenbandübertragung mit Restseitenband und Nyquistflanke und mit einer Gesamtbandbreite von etwa I Milz übertragen werden sollen und daß diese Videobänder in dem Frequenzmultiplexsystem die Stelle von Tertiärgruppen mit 300 Fernsprechkanälen einnehmen sollen. Bei den drei in der Zeichnung dargestellten FrequenzGchemata sind jeweils die Träger für die ein- oder mehrstufige Umsetzung der Viderphonkanäle aus der Videolage in die Überlragungslage derart gewählt, daß die der Frequenz Null in dir Videolage entsprechenden Videoträger/,,, in der Übertragungslage ungeradzahlige Vielfache von 4 kHz sind. Es ist also die Bedingung eingehalten

fm = m ■ 8 kHz + 4 kHz,
wobei m = ganzzahlig.

Insbesondere bei einer Festlegung der Frequenzen der Videoträger in der vorgenannten Art ergibt sich eine weitere Absenkung von möglichen Störungen durch Wahl der Zeilenfrequenz f_z von 8 kHz.

Abgesehen von den nennenswert kleineren Spektral- ;mteilen der Halbbild- und Bildwech.selfrequenz ist Jas Frequenzgemisch eines Videophonsignais in der Trägcrfrcqucnz-übciiragungslage durch Anteile der Form

fm ^- a ■ fz, mit — ζ < « < y (ganzzahlig),

gegeben, wobei /₂ die ZeiJenfrequenz des Videophonsignals ist. Die Größe ζ bestimmt z. B. die Breite der Nyquistflanke und die Größe y die Videophonkanalbandbreite. Für den Fall, daß die Videoträger alle iingeradzahlige Vielfache von 4 kHz darstellen und die Zeilenfrequenz f_z = 8 kHz gewählt ist, sind alle Spektralanteile der Videophonkanäle in der Übertragungslage u:n Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache von 4 kHz durstellen, gruppiert. Alle nichtlinearen Mischprodukte zweiter Ordnung liegen somit in der Lbcrtragungslage in der Nähe von ganzzahligen Vielfachen von 8 kHz, d. h. genau im Halbzeilenoffset zu den Videophon-Nutzsignalen imd stellen daher lediglich Beeinflussungen dar, die für das Auge kaum wahrnehmbar sind.

Sämtliche Umsetzerfrequenzen de;r 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.

Die Lage der nichtliriearen Mischpradukte wird an Hand der vier Teilbildcr der F i g. 3 noch näher verdeutlicht. Fig. 3a zeigt hierbei die Lage zweier belii'bieer Trä£<*rfrpn'ipn2CP. f„, und /; ir. der L/bcrtragungslage sowie das jeweils dazugehörige Fre- <|!.u:nzspektrum in Abständen der Zeilenfrequenz /e 8 kHz. Darauf aufbauend zeigt Fig. 3b als Beispiel ein Spektrum der Mischprodukte zweiter Ordnung und F i g. 3c die normierte Frequenzsxala. Die Lage der Fiirnsprechkanäle in diesem Frequenzmaßstab ist in F i g. 3d angedeutet.

Für den Offset betrieb zwischen Fernsprechen und Videophonübertragung ist eine Genauigkeit der Zeilenfrequenz von

4£ <2·1(Η

ft "

ausreichend. Die größte Abweichung der Störanteile von der Nullfrequenz für die höchste Videosijjnalfiequenz ist dann 2 ■ 10"^s · 1 MHz = 20 Hz.

Bei den abschließend beschriebenen Frequenzplänen nach den F i g. 1 und 2 ist die Bedingung, daß die Videoträger in der Übertnigungslage ungeradzahlige Vielfache von 4 kHz darstellen, erfüllt, Da bei diesen Frequenzplänen in der üblichen Weise die Grundtertiärgruppen 812 bis 2044 kHz, durch Träger, die ganzzahlige Vielfache von 8 kHz sind, in ein oder mehreren Stufen in die Übertragungslage umgesetzt werden, genügt es, die Träger zur ein- oder mehr-

stufigen Umsetzung der Videophonkanäle aus der Videolage in die Lage der Grundterciärgruppe derart zu wählen, daß die der Frequenz Null in der Videolage entsprechenden Videoträger in der Lage der Grundtertiärgruppe ungcradzahlige Vielfache von 8 kHz sind.

Zwei Beispiele für Aufbauschemata von Frequenzmultiplexsysternen nach der Erfindung sind in F i g. 1 gezeigt. Hierbei wird das auf z. B. 0 bis 992 kHz begrenzte Videoband eines V-^eophonkanals auf zweierlei Arten in die Lage 812 bis 2044 kHz der Grimdtertiärgruppe 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, nnH zwar znprsf 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 496OkIIz kann dabei in einfacher Weise dürdi Vcr-

vielfachung mit dem Faktor 40 aus der Grundfrequenz 124 kHz abgeleitet werden.

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.

Das Aufbauschema nach F i g. 2 geht von einem Videophonkanal aus, der in der Videolage auf ein Frequenzband von 0 bis 1000 kHz oder von 0 bis 906 kHz begrenzt ist. Mittels des Trägers 1812 kHz wird aus der Videolage direkt in die Grundtertiärgruppe GT, und zwar in Kehriage umgesetzt, wobei das Frequenzband im ersten Fall von 812 bis 2044 kHz und im zweiten Fall von 806 bis 2044 kHz geht. Durch die Beschneidung des Videobandes auf eine obere Frequenzgrenze von 906 vor der Umsetzung wird erreicht, daß sich das Videoband mit dem entsprechenden, umgesetzten Teilband in der Grundtertiärpruppenlage GT nicht überschneidet, so daß von dieser

5c Umsetzung keinerlei Störungen ausgehen können.

Den vorbeschriebenen Umsetzungsarten nach Fig. 1 und 2 ist Jic Bildung einer Grunuiertiärgruppe 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 üblicherweise über Tertiärgruppenträger 10 560,11880 und 13 200 k Hz in die Lage 8516 bis 12388 kHz der Orundquartärgruppe GQ umgesetzt. Im 12-MHz-rrägerfrequenzsystem bildet die Grundquartärgruppe GQ bereits den obersten Teil des Übirtragungsbandes; die beiden unteren, je einer Quartärgrupp« entsprechenden Teile des Übertragungsbandes des 12-MHz-Systems werden aus der Grundquartärgruppe GQ mittels der Quartärgruppenträger 12 704 und 16 720 kHz gebildet. Die unterste Quartärgruppe 316 bis 4188 kHz des 12-MHz-Übertragungsbandes stellt zugleich in etwa das Übertra* gungsband für ein 4-MHz-System dar.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Frequenzmultiplexsystem zur Einseitenbandübertragung von Fernsprechkanälen, welche durch Träger, die ganzzahlige Vielfache von 4 kHz darstellen, stufenweise in die Übertragungslage umgesetzt werden, und zur Übertragung von Videophonkanälen mit Restseitenband und Nyquistflanke, dadurch gekenn ζ eic Ii net, daß die Zeilenfrequenz f_t der Vjdeophonsignale 4 kHz oder ein ganzzahliges Vielfaches von 4 kHz ge- ίο wählt ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn·· zeichnet, daß die Zeilenfrequenz f_t der Videophonsignale 8 kHz ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger für die ein- oder mehrstufige Umsetzung der Videophonkanäle aus der Videolage in die Ubertragungslage derart gewählt sind, daß die der Frequenz Null in der Videolage entsprechenden Videoträger in der Übertragungs- ao lage ungeradzahlige Vielfache von 4 kHz sind.

4. System nach Anspruch 3, bei dem CCITT-

Grund-Tertiärgruppen 812 bis 2044 kHz durch Träger, die ganzzahlige Vielfache von 8 kHz sind, in ein oder mehreren Stufen in die Übertragungslage umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Videophonkanäle in ein oder mehreren Stufen aus der Videolage in die Lage der Orund-Tertiärgftippe 812 bis 2044 kHz und danach wie die mit Fernsprechkanälen belegten Grundi-Tertiärgruppen in ein oder mehreren Stufen in die Übertragungslage umgesetzt werden und daß die Träger zur ein- oder mehrstufigen Umsetzung der Videophonkanäle aus der Videolage in die Lage der Grund-Tertiärgruppe derart gewählt sind, daß die der Frequenz Null in der Videolage entsprechenden Videoträger in der Lage der Grundtertiärgruppe ungeradzahlige Vielfache von 4 kHz sind.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Videophonkanäle in einer einzigen Stufe mit einem ein ungeradzahliges Vielfaches von 4 kHz darstellenden Träger aus der Videolage in die Lage der Grund-Tertiärgruppe 812 bis 2044 kHz umgesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen