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"Verfahren zur Bildübertragung im bestehenden Fernmelde-
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netz" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen digitalen
Einzelbildübertragung im bestehenden Fernmeldenetz, insbesondere zur Faksimile-
und Standbildübertragung, bei dem die Bildpunkte einer Bildvorlage seriell abgetastet
und in Bildsignale umgewandelt werden.
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Der Bedarf an der Übertragung stehender Einzelbilder insbesondere
Dokumente steigt ständig. Bei Einführung des Bildfernsprechens für 1 % der Fernsprechteilnehmer
müßte die Kapazität des Fernnetzes, welches TF-Richtfunkstrecken und Fernvermittlungen
umfaßt, nahezu verdoppelt werden. Die Mittel dazu können angesiohts der Finanzlage
der Postverwaltungen nicht aufgebracht werden.
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Die vom Fernsprechen her bekannte Lösung, für die Dauer der Verbindung
den Teilnehmern die Verbindungsleitungen uneingeschränkt zur Verfügung zu stellen,
führt in Zeiten großen Nachrichtenverkehrs dazu, daß wegen fehlender frei-
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Nachrichtenkanäle viele neue Verbindungen nicht auf gebaut werden können.
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In der Telegrafie ist es bekannt, die Nachrichten im überwiegend gerichteten
Fernschreibverkehr blockweise zu vermitteln. Hierbei werden die Nachrichten, z.
B. Telegramme, in den jeweiligen, auf dem Ubertragungsweg liegenden Speichervermittlungsstellen
solange gespeichert, bis der Weg zum nächsten Zielort frei ist. Diese Lösung ist
aber für eine Bildübertragung zu langsam und zu kostspielig.
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Ferner ist es bekannt, zur Einzelbildübertragung elektrische oder
elektromechanische Zwischenspeicher zur laufenden Darstellung des Standbildes auf
einem Bildschirm zu verwenden. Die Bildübertragung vom sendenden Zwischenspeicher
zum empfangenden Zwischenspeicher kann in ihrer Geschwindigkeit dem Ubertragungsmedium
angepaßt werden und erfolgt in der Regel über das normale Telefonnetz mit einer
Geschwindigkeit von etwa 2 400 Baud. Diese Lösung hat jedoch ebenfalls den Nachteil,
daß die Ubertragung eines Bildes in der Größe einer DIN A4 Seite etwa 3,5 Minuten
dauert und somit das Telefonnetz verhältnismäßig lang belastet. Außerdem kostet,
unter Zugrundelegung einer Gebühr von 1,15 DM/Min. eine derartige Bildübertragung
etwa 4 DM.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten
Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Verfahren zur Bildübertragung
im bestehenden ernmeldenetz angegeben werden, welches ohne großen Mehraufwand eine
schnelle und kostengünstige Bildübertragung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannte Erfindung gelöst.
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Das Verfahren hat den Vorteil, daß der Verbindungsaufbau, der Verbindungsabbau
sowie die Bildübertragung sehr rasch erfolgen und keine Kosten für neue Sbertragungsleitungen
entstehen, da das Verfahren sich an die Gegebenheiten des vorliegenden Fernnetzes
anpaßt. Das ist insbesondere für den Versuchsbetrieb und die Einführungsphase eines
schnellen Bildübertragungsdienstes günstig, da seine Einführung risikolos ist und
lediglich geringe Vorleistungen in den Vermittlungsstellen erfordert. Trotzdem ist
das Verfahren sehr leistungsfähig, da über 2 Frnleitungen bei 1 Sekunde Sbertragungszeit
und 1 Sekunde mittlerer Wartezeit in der Stunde etwa 5 400 DIN A4 Seiten übertragen
werden können.
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Setzt man für dieeobertragungsminute 10 DN an, so entstehen je übertragen712IN
A4 Seite lediglich Kosten von etwa 0,17 DM. Mit Schnellfaksimilegeräten für Papierabtastung
und Papieraufzeichnung oder gleich schnellen Bildschirmgeräten, die eine DIN A4
Seite mit 106 Bildpunkten in etwa 1 Sekunde verarbeiten können, iäßt sich bei nur
kurzen Wartezeiten auch ein Dialogverkehr zwischen den mit Schnellfaksimilegeräten
ausgerüsteten Teilnehmern durchführen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben. Wird als Adressenblock der rufenden Bildendstelle
eine Kombination von digitalen Synchronisierzeichen und digitalen, die Adressen
der gerufenen und rufenden Bildendstelle darstellende, in der Reihenfolge des Verbindungsaufbaus
angeordnete Richtungsziffern verwendet, die in den jeweils durchlaufenen Vermittlungsstellen
abgearbeitet werden, so daß der verbleibende Adressenblock in den jeweils durchlaufenen
Verzittlungsstellen ln die der abgearbeiteten Richtungsziffer zugeordneten Richtung
weitergeleitet wird, so ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die Weiterleitung
der Adressen der gerufenen Bildend stellen in den Vermittlungsstellen sehr
schnell
durchführbar ist und somit ein rascher Verbindungsaufbau gewährleistet ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß als Quittungssignal
der gerufenen Bildendstelle ein digitales Synchronisierzeichen und ein die Adresse
der gerufenen Bildendstelle darstellender, aus digitalen Richtungsziffern bestehender
Adressenblock verwendet wird. Die rufende Bildendstelle kann dadurch den ordnungsgemäßen
Verbindungsaufbau und die Aufnahmebereitschaft der von ihr gerufenen Bildendstelle
erkennen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Bildsignale
eines Bildes, lediglich durch Bild- und Zeilensynchronisierzeichen getrennt, als
einen einzigen Nachrichtenblock auszusenden und am Ende des Nachrichtenblocks eine
Bildendekennziffer vorzusehen. Durch diese wird der Vorteil erzielt, daß die gerufene
Bildendstelle die übermittelten Bildsignale rasch verarbeiten und durch die Bildendekennziffer
ihre Aufnahmeeinrichtung abschalten lassen kann.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird beim durchlauf der
Bildendekennziffer die Verbindung in den jeweiligen Vermittlungsstellen ausgelöst.
Dadurch können die Ubertragungseinrichtungen sofort anderen Teilnehmern zugeordnet
werden.
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Ferner ist es zweckmäßig, die Verbindung in den jeweiligen Vermittlungsstellen
bei Nichterscheinen des Bildsignals nach einer vorgegebenen Schutzzeit auszulösen.
Dadurch bleiben bei Störungen die Ubertragungseinrichtungen nicht unnötigerweise
lange belegt.
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Ist die Entfernung zwischen Bildend stelle und Bildendvermittlung
relativ kurz, so kann ohne zusätzlichen Aufwand als teilnehmerindividuelles Ubertragungsmedium
eine Fernsprechortsleitung verwendet werden. Lassen jedoch die Entfernung zwischen
Bildendstelle und Bildendvermittlung die schnelle Bildübertragung über die vorhandene
Fernsprechortsleitung aus übertragungstechnischen Gründen nicht zu, so empfiehlt
sich eine Kleinrichtfunkstrecke als teilnehmerindividuelles Ubertragungsmedium zu
verwenden. Kleinrichtfunkstrecken sind billig, nehmen wenig Platz in Anspruch, besitzen
die erforderliche Bandbreite und sind ohne große Kosten an exponierter Stelle eines
Gebäudes leicht anbringbar.
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Da die erfindungsgemäße Bildübertragung sehr schnell, d. h.
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in der Größenordnung einer Sekunde pro Bild durchführbar ist, die
Bildabtastung in manchen Geräten jedoch länger dauert, ist es in diesen Fällen angebracht,
die Bildsignale vor ihrer Übertragung zu speichern und die Bild signale aus dem
Speicher mit einer auf die Sbertragungsgeschwindigkeit des Ubertragungsmediums angepaßten
Geschwindigkeit auszulesen und zu übertragen.
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Als Breitbandübertragungswege lassen sich mit Vorteil Reservekanäle
von Breitbandkabel- oder Richtfunkstrecken von Trägerfrequenz- oder PCL-Strecken
verwenden. Die genannten Reservekanäle werden in der Regel nicht benutzt. Muß auf
diese im Notfall einmal zurückgegriffen werden, so stehen diese für die erfindungsgemäße
Bildübertragung nur für kurze Dauer nicht zur Verfügung. Die Verwendung dieser Reservekanäle
erfordert keine Investitionen, so daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne große
Aufwendungen eingeführt werden kann. Sind in fernerer Zukunft digitale Übertragungsstrecken
im Weitverkehrsnetz verfügbar, so kann das Verfahren problemlos auch unter Ausnutzung
dieser
Strecken durchgeführt werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, in den Vermittlungsstellen
elektronische Raumvielfachvermittlungen zu verwenden. Damit lassen sich bei geringem
Platzbedarf sehr kurze Aufbau- und Abbauzeiten der Verbindung erreichen.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und von Figuren
näher erläutert. Es zeigen im einzelnen: Fig. 1 Blockschaltbild einer Bildübertragung
gemäß der Erfindung Fig. 2 Adressenblock einer rufenden . Bildendstelle für den
Verbindungsaufbau r Fig. 3 Adressenblock einer gerufenen Bildendstelle für die Quittung
Fig. 4 Aufbau eines von einer rufenden Bildend stelle übertragenen Bildblocks.
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Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt wenige aber schnelle Fernübertragungswege,
auf denen die Bildsignale eines gesamten Bildes jeweils als Nachrichtenblock im
Zeitmultiplex in der Reihenfolge ihres Eintreffens in den Vermittlungsstellen mit
geegentlichen kurzen Wartezeiten übertragen werden.
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In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Bildübertragung gemäß der
Erfindung dargestellt. Die von einem Bildsende- und Empfangsgerät 1 einer Bildenstelle
A erzeugten und gegebenenfalls gespeicherten Bildsignale werden zur gegebenen Zeit
von einer Sende/Empfangs-Einrichtung 21-25 abgerufen. Bild-
sende-
und Empfangsgerät sind Bestandteile der Bildendstelle A. Das von der Bildendstelle
A zu übertragene Faksimile-oder Standbild wird im Bildsendegerät in an sich bekannter
Weise seriell abgetastet und in Bildsignale umgewandelt.
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Die Bildsignale werden von der sendenden(rufendeX Bildendstelle A
zunächst über ein teilnehmerindividuelles Ubertragungsmedium 3 zu einer Bildendvermittlung
4 einer Fernmeldevermittlungs stelle übertragen.
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Als Übertragungsmedium 3 kann bei kurzen Entfernungen die übliche
Fernsprechteilnehmeranschlußleitung verwendet werden. Bci größeren Entfernungen
im Ortsbereich oder in Fällen, wo die Ubertragungsbandbreite für eine schnelle Bildübertragung
von etwa 1 Mbit/sec. nicht ausreicht, empfiehlt sich in diesem Übertragungsabschnitt
eine teilnehmerindividuelle, beispeilsweise im 13 GHz-Bereich arbeitende Kleinrichtfunkstrecke
zu verwenden.
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Von der Bildendvermittlung 4 werden die Bild signale vorzugsweise
unter Verwendung elektronischer Raumvielfachvermittlungen mit kurzer Einstellzeit
an einen Reservekanal einer Breitbandübertragungsstrecke 5 übermittelt und über
diesen weitergeleitet. Der Reservekanal kann beispielsweise zu einer Breitbandkabelstrecke
oder Richtfunkstrecke einer Drägerfrequenz - oder PCEl-'trecte gehören. Größere
Entfernungen verlangen unter Umständen eine oder mehrere Zwischenvermittlungen 6,
bevor das Bildsignal über die letzte Breitbandübertragungsstrecke 7 zur Endvermittlungsstelle
8 und damit über die Teilnehmeranschlu13leitung 9 zur gerufenen Bildendstelle B
gelangt.
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Falls die sendendc (rufende) Bildendstelle ein zu langsames Bildabtastgerät
aufweist, müssen für die schnelle Bildübertragung die Bildsignale vor ihrer Übertragung
gespeichert
werden und aus dem Speicher mit einer auf die Ubertragungs
geschwindigkeit des Ubertragungsmediums 3 bzw. 9 angepaßten Geschwindigkeit ausgelesen
und übertragen werden. Ebenso kann empfangsseitig ein Speicher notwendig werden,
wenn die Bildwiedergabeeinrichtung der Bildendstelle 10 die schnell eintreffenden
Bildsignale nicht mit der gleichen Geschwindigkeit aufzeichnen kann.
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Die Übertragung der Bildsigrale erfolgt im einzelnen in vorteilhafter
Weise nach dem nachfolgend geschilderten Verfahren. Vor der eigentlichen Bildsignalübertragung
wird zunächst die Verbindung zur gewünschten (gerufenen) Bildendstelle B aufgebaut.
Hierzu sendet die rufende Bildendstelle A zunächst einen Adressenblock gemäß Fig.
2 aus, der aus einer Kombination von digitalen Synchronisierzeichen SW und digitalen,
den Leitweg kennzeichnende, die Adresse der gerufenen Bildendstelle darstellende
Richtungsziffern Bi sowie die Adresse Ai der rufenden Bildendstelle A besteht.
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Die Adressen der Bildendstellen sind also jeweils aus einzelnen Richtungsziffern
Ai bzw. Bi mit i = 1, 2, 3,..., n zusammengesetzt.
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Den einzelnen Richtungsziffern B1, B2, ..., Bn der gerufenen Bildendstelle
B werden zur einfachen Auswertung ihrer Richtungsinformation durch die Vermittlungsstellen
jeweils Synchronisierzeichen SW vorausgeschickt. Mittels dieser Synchronisierzeichen
können Einrichtungen der Vermittlung eine Adresse erkennen, die dem Synchronisierzeichen
unmittelbar folgende Richtungsziffer auswerten und die von der ausgewerteten Richtungsziffer
und von dem dieser Richtungsziffer vorausgegangenen Synchronisierzeichen befreite
Adresse zu der der ausgewerteten Richtungsziffer zugeordneten Vermittlungsstelle
oder Bildendstelle weiterleiten. Der Jeweils aufgebaute Verbindungsweg bleibt bestehen.
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Am Ende der letzten Richtungsziffer Bn wird ein erstes Adressenschlußzeichen
ASZ1 gesendet, das zur Kontrolle des Adressenblocks in den Vermittlungs stellen
und zur Auswertung der diesem folgenden Adresse der Bildendstelle A durch die gerufene
Bildendstelle B dient.
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Die gerufene Bildendstelle B erkennt am ersten Adressen schlußzeichen
ASZ1den für sie bestimmten Ruf, empfängt die nachfolgenden Adressenkennzeichen A1,
A2, ..., An der eine Bildübertragung einleitenden Bildendstelle A und sendet im
Falle und zum Zeichen der Empfangsbereitschaft ihre Adresse als Adressenblock, wie
er in Fig. 3 dargestellt ist, also bestehend aus ihren unmittelbar aufeinanderfolgenden
Richtungsziffern B1, B2, ..., Bn mit vorangestellten Synchronisierzeichen SW, als
Quittungssignal über die aufgebaute Verbindung zurück. Der Empfang des Quittungssignals
durch die Bildendstelle A veranlaßt diese sofort die Bildsignale zu übertragen.
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Die Bildsignale eines Bildes werden von der Bildendstelle d als ein
einziger Nachrichtenblock ausgesendet. Einen zweckmäßigen Aufbau eines derartigen
Nachrichtenblocks ist in Fig. 4 dargestellt. Er beginnt mit einem Bildsynchronisierzeichen
BeW und einem Zeilensynchronisierzeichen ZSW. Diesen folgen die Bildsignale der
ersten Bild zeile Z1. Es schließen sich ein weiteres Zeilensynchronisierzeichen
und die Bildsignale der zweiten Bildzeile Z2 an usw. Am Ende des letzten Bildsignals
der letzten Bildzeile Zn wird in vorteilhafter Weise eine Bildendekennziffer BSZ
gesendet. Die Je weilige, die Bildendekennziffer erkennende Vermittlungsstelle kann
dann sofort die Verbindung auslösen, so daß die obertragungskanäle zwischen den
Endvermittlungsstellen 4 und 9 anderen Teilnehmern zugeordnet werden können.
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Am Ende des letzten Bildsignals der letzten Bildzeile Zn kann selbstverständlich
auch ein Zeichen gesendet werden, welches erkennen läßt, daß Bildsignale eines weiteren
Bildes nachfolgen. Dieses Zeichen kann wiederum aus einem Bildsynchronisierzeichen
BSW und einem Zeilensynchronisierzeichen ZSW für die Signale der ersten Bildzeile
des zweiten Bildes bestehen.
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Am Ausbleiben des Quittungssignals kann die sendende Bildendstelle
A erkennen, daß kein Ubertragungskanal zur Verfügung steht oder daß die gewünschte
Bildendstelle B besetzt ist. In diesen Fällen lösen die bereits einen Verbindungsweg
oder einen Teil desselben aufgebaut habenden Vermittlungsatellen nach einer vorgebbaren
Zeit die Verbindung aus.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind die Bildendstellen
jeweils mit einem Adressengeber 22 (Fig. 1), einem adressenvergleicher 23, einem
Quittungssender 25 und einer Sende/Empfangssteuerung 24 ausgerüstet.
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Der Adressengeber 22 ist durch die beispielsweise als Tastatur 21
ausgebildete Wähleinrichtungen programmierbar. Der Adressenvergleicher 23 vergleicht
die Adresse der gerufenen Bildendstelle mit der im Quittungssignal der gerufenen
Bildendstelle enthaltenen Adresse und veranlaßt bei Ubereinstimmung der Adressen
die Aussendung der zu übertragenden Bildsignale mittels der Sende/Empfangs-Steuerung
24.
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Die Adressenblöcke und die Bild signale werden zweckmsßiger~ weise
binär im Halbduplexverfahren asynchron übertragen.
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Aufwendige Synchronisationsmaßnahmen werden dadurch und durch die
blockweise Übertragung der Signale vermieden.
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Zur Reduzierung des Datenflußes bei der Hildübertragung können die
an sich bekannten Verfahren der Irrelevanz-und Redundanzreduktion angewendet werden,
wodurch die Übertragungszeit oder die Bildqualität des übertragenen Bildes verbessert
werden kann.
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Für die Bildübertragung rechnet man mit 16 Bildpunkten pro mm2 oder
106 Bildpunkten pro DIN A4 Seite. Da über eine Teilnehmeranschlußleitung Frequenzen
bis etwa 1 NHz übertragbar sind, lassen sich einschließlich der Synchronisierzeichen
die Bildpunkte einer DIN A4 Seite ohne Datenreduktion in einer Sekunde übertragen.
Wird die Zeit für den Verbindungsaufbau dazugerechnet, so liegt die gesamte Zeit
für die Bildübertragung einer DIN A4 Seite unter 1,2 sec.
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Bei Verwendung schneller Telekopieranlagen die eine DIN A4 Seite in
einer Sekunde abzutasten vermögen und auch wiedergeben können, lassen sich die Speicher
als Geschwindigkeitsumformer in den Bildendstellen einsparen.
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Wird der Preis einer schnellen Telekopieranlage mit DM 10 000,-, die
monatliche Miete mit DM 300,-, die Gebühren für eine Übertragungsminute mit DM 10,-
angesetzt, so ist bei einem Übertragungsvolumen von 400 Seiten pro Monat mit einem
Kostenaufwand von etwa DM 1,- pro übertragener DIN A4 Seite und bei einem Übertragungsvolumen
von 1000 Seiten pro Monat nur noch mit etwa 47 Dpf. pro übertragener DIN A4 Seite
zu rechnen. Da mit diesen Anlagen die Bildübertragungszeit incl.
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Wartezeiten nur wenige Sekunden dauern, ist mit diesen Anlagen unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sogar ein Dialogverkehr unter mit diesen
Anlagen ausgerüsteten Teilnehmern möglich.