DE2700393C2

DE2700393C2 - Tonsignalübertragung in einem Fernsprechverteilnetz

Info

Publication number: DE2700393C2
Application number: DE19772700393
Authority: DE
Inventors: Dieter Prof. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Seitzer; Dietrich Prof. Dr. 6051 Ober-Roden Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1982-12-16
Also published as: DE2700393A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonsignalübertragung in einem Fernsprechverteilnetz, die im Zug«; des Ausbaus des bestehenden Fernsprechnetzes technisch realisiert werden kann. Sie wird begünstigt von der bereits vorhandenen Verbreitung des Telefonnetzes, stimuliert aber gleichzeitig seinen weiteren Ausbau in Richtung auf einen höheren Versorgungsgrad vor allem der privaten Haushalte.

Die Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von elektronischen Signalen erfolgt mehr und mehr in digitaler Form. Eine weit verbreitete, von internationalen Gremien empfohlene Art der Codierung hierbei ist die sogenannte Pulscodemodulation (PCM). Aufgrund der Empfehlungen ist man in den USA schon seit langem, ^;n Europa und der Bundesrepublik seit einigen Jahren dabei, das öffentliche Fernsprechnetz mittels PCM-Strecken auszubauen, insbesondere im Orts- und Bezirksnetz. Ein Fernsprechkanal mit einer Bandbreite von 300 Hz bis 2,4 kHz wird dabei mit 8 kHz abgetastet und mit 8 bit je Abtastwert codiert, d. h. mit 64 kbit/s übertragen. Man kann davon ausgehen, daß die laufende Verbilligung digitaler Schaltungstechniken dazu führen wird, daß die digitale Übertragung sich bis zum Anschluß des Fernsprechteilnehmers als wirtschaftlich erweisen wird. Ein besonderes Interesse hieran besteht schon heute durch den Bedarf zur Datenübertragung zwischen Datenverarbeitungsstationen. Hinzu kommt der Bildschirmtext als ein neuer Teilnehmerdiensl des Telefonnetzes.

In den letzten Jahren sind intensive Forschungsarbei- > ten betrieben worden mit dem Ziel, durch effiziente Codierung die in der PCM-Codierung des Sprachsignals enthaltene Redundanz zu redizieren, um die gelorderte Übertragungsqualität auch mit niedriger Bitrate zu gewährleisten.

i" Als geeignetes Verfahren haben sich die sogenannte Differenz-PCM (DPCM) und davon abgeleitete speziellere Verfahren herausgestellt Man benutzt dabei die Tatsache, daß sich ein zeitlich folgender Wert mit einiger Sicherheit aus den zurückliegenden AVerten

voraussagen läßt. Übertragen wird dann nur die Abweichung vom Vorhersagewert, der dem Sender und dem Empfänger bekannt ist Auf diese Weise gelingt es, mit höchstens 32 kbit/s, in Zukunft u. U. mil: etwa 20 kbit/s, Sprache in Telefoniequalität zu übertragen (Funk-Technik 1971, Nr. 21, S. 801 u. 802). Hieraus ist zu schließen, daß mit dem Wert von 64 kbit/s mit den geschilderten Verfahren eine wesentlich höhere als Telefoniequalität zu erzielen ist.

Zur hochwertigen digitalen Tonübertragung, insbesondere zum Programmaustausch zwischen Rundfunkstudios, sind zur Zeit verschiedene Verfahren in Diskussion. Ihnen ist gemeinsam, daß sie mit einer Abtastrate von über 40 kHz und mit einer Wortlänge von mindestens 14 bit pro Abtastwert und pro Tonkanal

J» arbeiten, d. h. die Übertragungsrate beträgt mindestens 560 kbit/s für Studioqualität.

Eine hochwertige Tonsignalübertragung mit einer Datenrate von 64 kbit/s scheint demnach wenig erfolgversprechend. Andererseits darf aus dem wirt-

i") schaftlichen Interesse an Cassettenrecordern geschlossen werden, daß deren Qualität für viele Anwendungen insbesondere für die Unterhaltungselektronik völlig ausreicht. Neuere Untersuchungen über digitale Speicherung auf einem Cassettenrecoder zeigen, daß dessen

-to Datenrate für binäre Signale bei etwa 10 kbit/s liegt. Es erscheint daher nicht ausgeschlossen, mit einer Datenrate von 64 kbit/s die Tonqualität eines Cassettenrecorders zumindest zu erreichen wenn nicht zu übertreffen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tonsignalübertragung in einem Fernsprechnetz zu schaffen, die dem Fernsprechteilnehmer ermöglicht, eine adressierbaren Tonspeicher anzuwählen und eine gewünschte Information, z. B. ein Musikstück oder Hörspiel, abzurufen und auf einem Wiedergabegerät wiederzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung geht davon aus,

daß die Entwicklung der digitalen Übertregungssysteme aufgrund der internationalen CCITT-Empfehlungen soweit fortgeschritten ist, daß die Übertragungsrate für einen Fernsprechkanal auf 64 kbit/s festgelegt bleibt. Weiter wird davon ausgegangen, daß es der Entwick-

wi lungsstand der Verfahren zur Redundanzreduktion, wie z. B. das der DPCM, erlaubt, Tonsignale hinreichender Qualität mit einer Bitrate von 64 kbit/s zu übertragen. Als hinreichend wird eine Qualität erachtet, die etwa derjenigen heutiger Cassettenrecorder entspricht. Ihre

hi Bandbreite im systemtheoretischen Sinn ist etwa 5 kHz. Bei einer Abtastung mit 10 kHz und DPCM-Codierung ließe sich damit bei Vollaussteuerung ein Rauschabstand von etwa 50 dB erzielen (6 dB pro bit plus 13 dB Gewinn

durch DPCM). Die erfindungsgemäße Tonsignalübertragung über ein digitales Fernsprechverteilnetz ließe sich wie im Bild dargestellt bewerkstelligen:

Der Besitzer eines Telefons Tist über ein Endgerät E an einem digitalen Übertragungskanal K^ mit einer Übertragungsrate von mindestens 64 kbit/s angeschlossen. Das Endgerät £hat die Aufgabe, die einerseits vom Telefonapparat T ausgehenden Wähl- und Tonsignale auf das Format des Übertragungskanal Ko anzupassen und andererseits die beim Teilnehmer ankommenden Digitaisignale für die Wiedergabe im Telefon Toder im Lautsprecher L oder die Speicherung auf dem Bandgerät B umzusetzen. Wünscht der Teilnehmer die Tonübertragung, so wählt er von seinem Apparat über die nächste Vermittlungszentrale V einen adressierbaren Tonspeicher ,475, der aufgrund einer vom Teilnehmer im Anschluß an die Rufnummer gewählten Codenummer die gewünschte Information, etwa ein Musikstück, Hörspiel, eine Rede oder weitere auf Tonträger speicherbare Signale, über den K^nal Ka, die Vermittlung V, den Kanal Ko an das Endgerät E des Teilnehmer s überträgt. Der Kanal Ka, kann entfallen, wenn der adressierbare Totspeicher direkt an die Vermittlung Vangeschlossen ist. Die Gebühren Verrechnung kann direkt in der Vermittlung vorgenommen werden und nach Maßgabe der beanspruchten Übertragungszeit und der Anzahl und Art der abgerufenen Tonkonserven erfolgen. Künftige Vermittlungszentralen, wie sie etwa im elektronischen Wahlvermittlungssystem EWS der Deutschen Bundespost vorgesehen sind, enthalten ohnehin Geräteteile zur Datenerfassung und Verarbeitung. Die Kanäle K\, K2, Kz sind eingezeichnet, um der Vollständigkeit halber anzudeuten, daß die Vermittlungszentrale V über weitere Kanäle entweder mit anderen Teilnehmern oder mit anderen Zentralen verbunden ist

Eine Übertragung mit höherer Qualität läßt sich *> technisch durch eine entsprechende Modifikation verwirklichen. Entweder der Teilnehmer Tbeansprucht gleichzeitig mehrere Telefonkanäle zu 64 kbit/s, oder er speichert die Signale eines Kanals mit 64 kbit/s über eine entsprechend längere Zeit und bewirkt dann durch e;ne an sich bekannte Zeittransformation die Wiedergabe mit höherer Qualität

Die erfindungsgemäße neue Telekommunikationsform des Tonsignalverteildienstes unterscheidet sich von dem früher einmal angebotenen, im Ausland teilweise noch vorhandenen Fernsprechdrahtfunk dadurch, daß die Tonsignale nicht als Rundfunk angeboten, sondern vom Teilnehmer individuell wählbar sind und über die Fernsprechvermittlung geleitet werden.

Ein Bedarf und ein erhebliches wirtschaftliches Interesse kann angesichts des Umsatzes an Cassettenrecordern, an bespielten Bändern und Schallplatten als gegeben betrachtet werden. Zudem besteht ein öffentliches Interesse, denn — wie die Kommission für den Ausbau des technischen Kommunikationssystems in

-^r> ihrem Telekommunikationsbericht feststellt — »wird (die Deutsche Bundespost) in steigendem Maße zu einem marktgerechten Verhalten angeregt, je vielfältiger die Dienste sind, die sie auf ihren Netzen ermöglicht. Durch zusätzliche Nutzung bestehender Netze werden

J" die Bemühungen der Deutschen Bundespost um international vergleichbar niedrige Preise für die angebotenen Teiekommunikalionsdienrte unterstützt«.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 27 OO 393

1. Tonsignalübertragung in einem Fernsprechverteilnetz, wobei die TonsignaJe vom Teilnehmer aus einem an einer Vermittlungszentrale f V^angeschlossenen, adressierbaren Tonspeicher (ATS) auswählbar sind, unter Verwendung eines an sich für die Übertragung mittels Pulscodemodulation vorhandenen Übertragungskanals zur Übertragung der Tonsignale, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Übertragung gelangenden Tonsignale vor der Übertragung einer Datenreduktion etwa mittels der Differenz-Pulscodemodulatiop unterworfen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der adressierbare Tonspeicher nicht direkt, sonderen über einen weiteren Übertragungskanai (Ku K₂, K₃ ...) an die dem Teilnehmer (T) zugeordnete Vermittlungszentrale (V) angeschlossen ist

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Erreichung höherer Wiedergabequalität eine Zwischenspeicherung mit Zeittransformation erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfang am Ort des Teilnehmers mit einer Speicherung (B) zuir Zwecke der anschließenden einmaligen oder wiederholten Wiedergabe verbunden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung der übertragenen Signale am Empfangsort in digital codierter Form erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung der Tonsignale im adressierbaren Tonspeicher (ATS) selbst in digital codierter Form bzw. im Anschluß an ein Verfahren zur Datenreduktion erfolgt.