-
Verfahren zur Übertragung von Daten
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur tjbertragung von Daten n
Datenkanälen, die einem Fernsehkanal zugeordnet sind.
-
Im Anlageband 4 zum Telekommunikationsbericht des Bundesministeriums
für das Post- und Fernmeldewesen, Verlag Dr. Hans Reger, 53 Bonn-Bad Godesberg,
ist ein Verfahren zur Übertragung von zusätzlichen Daten innerhalb eines Fernsehkanals
beschrieben, das jeweils zwei Fernsehzeilen jedes Fernsehhalbbildes innerhalb der
vertikalen Austastlücke benutzt. In jeder Zeile werden 360 Bit übertragen, wovon
40 Bit zur Adressierung und Steuerung verwendet werden. Die verbleibenden 320 Bit
werden zur Übertragung von Text- oder Graphikzeichen verwendet. Man spricht daher
bei 50 Halbbildern pro Sekunde auch von einer Netto-Übertragungsrate von 2*320 bit.50/s
= 320 kbit/s. sj Dieses Verfahren ist unter der Bezeichnung Videotext (Teletext)
bekannt; der Datenkanal wird entsprechend als Videotextkanal bezeichnet.
-
Die Einführung des Kabelfernsehens ermöglicht es, einen gesamten Fernsehkanal
für die Übertragung von Text- und sonstigen Daten für einen erweiterten Informationsdienst
zu nutzen. Diese Form der elektronischen Datenübertragung wird als gabeltext bezeichnet.
Aus organisatorischen Gründen ist es zur Zeit zweckmäßig, den Fernsehkanal in Datenkanäle
mit der standardisierten tbertragungsgeschwindigkeit von 64 kbit/s aufzuteilen.
-
Bach einem Vorschlag von Professor W. Kaiser, Universität Stuttgart,
erfolgt die Übertragung der einzelnen Datenkanäle im Zeitmultiplexverfahren, wobei
die einzelnen Datenkanäle wortweise verschachtelt sind. Dies wird anhand der Fig.
1 näher erläutert.
-
Innerhalb einer Rahmendauer R wird hier zuerst eine Synchronfolge
SY von drei Datenwörtern mit je acht Bit übertragen. Dann folgt die Übertragung
einzelner Datenwörter der Nutzkanäle NK. Es wird zuerst ein einzelnes Datenwort
im Nutzkanal NK1 übertragen, dann folgen einzelne Datenwörter der weiteren Nutzkanäle.
Die in den Nutzkanälen übertragenen Daten werden durch einen sich anschließenden
Sicherungskanal SE gegen Störungen geschützt. Innerhalb der folgenden Rahmendauer
wird in jedem Kanal das nächste Datenwort übertragen. Dieser Vorschlag erfordert
jedoch weitgehende Änderungen des Übertragungsverfahrens und der bisher für Videotext
ausgerüsteten Sende- und Empfangsgeräte.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung
von Datenkanälen in einem Fernsehkanal anzugeben, der das bestehende Fernsehbildraster
verwendet und mit den bisherigen Videotexteinrichtungen der vorhandenen Geräte weitgehend
kompatibel ist.
-
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Beibehaltung
der für die Fernsehbildübertragung
geltenden Normen sowie der Zeilenstruktur
anstelle des üblichen Fernsehbildsignales insbesondere binäre Daten in Datenkanälen
übertragen werden, wobei jedem Datenkanal jeweils 2n (n = 1, 2, 3, ...) Fernsehzeilen
eines jeden herkömmlichen Fernsehhalbbildes zugeordnet sind.
-
Eine einfache Kanalauswahlschaltung ermöglicht jeweils die Auswahl
des gewünschten Datenkanals durch ein zwei, vier, acht usw. Fernsehzeilen umfassendes
Zeitfenster.
-
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß wahlweise Datenkanäle entstehen, die mit dem heutigen Videotextverfahren kompatibel
sind oder Datenkanäle mit der standardisierten tbertragungsgeschwindigkeit von 64
kbit/s für die Einführung neuer Informationsdienste gebildet werden. Die Bildung
von Datenkanälen mit höherer Übertragungsgeschwindigkeit für zukünftige Anwendungen
ist ebenfalls durch Zusammenfassung einer größeren Anzahl von Fernsehzeilen möglich.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Busführungsbeispiels
detailliert beschrieben.
-
Es zeigen Fig. 2 eine mögliche erfindungsgemäße Anordnung von Datenkanälen
in einem Fernsehkanal, Fig. 3 eine bereits vorgeschlagene Kanalauswahlschaltung,
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Kanalauswahlschaltung für die verschiedenen Datenkanäle
und Fig. 5 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Auswahlschaltung nach Fig. 4.
-
Bei der Beschreibung der Erfindung wird der europäische 625-Zeilen-Standard
nach CCIR für das Fernsehbild zugrunde gelegt. Selbstverständlich ist eine modifizierte
Form des Verfahrens auch bei anderen Fernseh-Normen anwendbar.
-
Bei der zur Darstellung gewählten Norm besteht das Fernsehbild bekanntlich
aus 625 Zeilen, von denen 15 zur Bildsynchronisation und weitere 18 zur Zeilensynchronisation
benötigt werden. Es stehen daher noch 592 Fernsehzeilen für die Übertragung von
Informationen zur Verfügung. Nit modifizierten Geräten kann die nutzbare Zeilenzahl
noch geringfügig erhöht werden, was aber für das beschriebene Verfahren unwesentlich
ist.
-
Erfindungsgemäß können jeweils 2n (n = 1, 2, 3, ...) Zeilen eines
jeden Teilbildes zu einem Datenkanal zusammPngefaßt werden. Die weitere Beschreibung
beschränkt sich auf die zur Zeit relevante Anwendung, bei der jeweils zwei oder
vier Zeilen zur Übertragung von Datenkanälen mit Übertragungsgeschwindigkeiten von
32 kbit/s oder 64 kbit/s (netto) zusammengefaßt werden.
-
Durch Zusammenfassen von jeweils zwei Zeilen je Halbbild werden Datenkanäle
gebildet, die mit den bestehenden Videotextkanälen kompatibel sind. Diese Datenkanäle
mit einer Übertragungsrate von 32 kbit/s (netto) werden im folgenden als Textkanäle
(TK) bezeichnet. In einem Fernsebkanal wäre die Übertragung von 148 dieser Uextkanäle
möglich.
-
Werden jeweils vier Zeilen jedes Fernsehbildes zu einem Datenkanal
zusammengefaßt, dann ergibt sich für diesen Datenkanal eine Übertragungsrate von
64 kbit/s (netto).
-
In einem Fernsehkanal wären 74 dieser,im folgenden kurz mit DK bezeichneten
64 kbit/s-Datenkanäle unterzubringen.
-
Xext- und Datenkanäle sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fast
beliebig miteinander zu kombinieren.
-
In Fig. 2 ist die Aufteilung eines Fernsehkanals in beispielsweise
20 Textkanäle (TK1, E2 ... Dz20) und 64 Datenkanäle (DK1, DK2 ... Dz64) schematisch
dargestellt. Das Impulsdiagramm zeigt die zeitliche Reihenfolge der zur Datenübertragung
genutzten Fernsehzeilen eines ersten Fernsehhalbbildes H1 und eines zweiten Fernsehhalbbildes
H2. Die Organisation der zeitlich zugeordneten Kanäle ist durch die Kanalfolge E
dargestellt.
-
Der mit TX1 bezeichnete Textkanal umfaßt beispielsweise die Farnsehzeilen
14, 15 des ersten Ferhsehhalbbildes sowie die Zeilen 327 und 328 des zweiten Fernsehhalbbildes.
Der Textkanal TK2 umfaßt die anschließenden Zeilen 16 und 17 bzw. 329 und 330. Die
weiteren Textkanäle TK3 bis TK20 belegen in diesem Beispiel die Fernsehzeilen 18
bis 53 sowie 331 bis 366. Der erste Datenkanal belegt die Zeilen 54 bis 57 bzw.
367 bis 380. Die weiteren Datenkanäle DK2 bis Dg64 belegen die Fernsehzeilen 58
bis 309 bzw. 381 bis 622.
-
Die Auswahl eines gewünschten Text- oder Datenkanals erfolgt durch
Bildung eines Zeitfensters, z. 3. mit einer in Fig. 4 dargestellten Kanalauswahlschaltung.
Diese ist eine Erweiterung der in Fig. 3 angegebenen Schaltungsanordnung von Prof.
W. Kaiser, die eine Codiervorrichtung CO beinhaltet, die den auszuwählenden Datenkanal
in eine Änfangadresse für einen Rückwärtszähler Z umsetzt. Die Änfangsadresse wird
über den Adresseneingang EP des Zählern Z durch einen von einer monostabilen Kippstufe
MO erzeugten Impuls über einen Takteingang PE eingespeichert.
-
Diese Einspeicherung wiederholt sich mit Jedem an dem Schaltungseingang
EB anliegenden Bildwechselimpuls 13.
-
Über den Schaltungseingang EZ werden dem Takt eingang des Zählers
Z die Zeilenimpulse IZ zugeführt. Der Zählerstand wird mit jedem wirksamen Zeilenimpuls
um eins
vermindert, bis er beim Zählerstand Null an einem Übertragsausgang
CZ1 ein Signal abgibt, das eine R-S-Kippstufe KR setzt und damit das an dem Schaltungseingang
E anliegende Signal V, das ursprüngliche Videosignal, ueber ein tfl!D-Glied U zum
Ausgang A durchschaltet.
-
Die Kanalauswahlschaltung nach Fig. 4 besteht aus zwei Zählern Z1
und Z2, aus zwei Kippstufe K1 und E2, einem yD-Glied U, der monostabilen Kippstufe
MO sowie der Codiervorrichtung COD und einem (elektronischen) Umschalter S. Die
Takteingänge der Kippstufe Ki und des Zählers Z2 sind mit einem Eingang EZ der Schaltungsanordnung
verbunden, an dem Zeilenimpulse IZ anliegen. Die Kippstufe Kl wirkt als binärer
Teiler, deren invertierter Ausgang % mit dem Takteingang des Zählers Z1 verbunden
ist. Für den Zähler Z1 wird zweckmäßigerweise ein Rückwärtszähler verwendet, dessen
Übertragsausgang CZi an den Setzeingang der Kippstufe K2 angeschaltet ist.
-
Für die Kippstufe K2 wird vorzugsweise eine R-S-Kippstufe verwendet.
Der Ausgang Q2 dieser Kippstufe ist mit einem Eingang des UND-Gliedes U verbunden.
Ein zweiter Eingang dieses UND-Gliedes ist mit einem Schaltungseingang E verbunden,
der Ausgang des UED-Gliedes mit einem Schaltungsausgang A. Am Eingang E liegt das
Signal V an.
-
Über den Ausgang A wird nur der ausgewählte Datenkanal weitergegeben.
Ein zweiter zu Q2 invertierter Ausgang 4 der Kippstufe K2 ist mit Rücksetzeingang
RZ2 des Zählers Z2 verbunden. Wahlweise sind dessen Ausgänge A2 oder A4 über einen
Umschalter S auf einen Rücksetzeingang R der Kippstufe K2 geschaltet. Die Ausgänge
der Codiervorrichtung C0D sind an die Paralleleingänge EP des Zählers Zi geschaltet.
Außerdem wird über einen weiteren Ausgang der Codiervorrichtung der Umschalter S
gesteuert.
-
Ein Rücksetzeingang R der Kippstufe K1 und ein Eingang PE des Zählers
Zl sind mit dem Ausgang M der monostabilen Kippstufe MO verbunden.
-
Mit der logischen Eins am Eingang PE wird der an den parallelen Eingängen
EP anliegende Anfangswert AZ in den Rückwärtszähler Z1 eingespeichert. Der Steuereingang
der monostabilen Kippstufe MO ist mit dem Schaltungseingang EB verbunden, an dem
Bildwechselimpulse IB anliegen.
-
Die in Fig. 5 dargestellten Impulsdiagramme veranschaulichen die Wirkungsweise
der ganalauswahlschaltung nach Fig. 4. Die Abszissenrichtung der dargestellten Diagramme
bezieht sich auf die Zeit.
-
In dem beschriebenen Beispiel soll der Textkanal TK2 ausgewählt werden.
Dies geschieht über die Codiervorrichtung COD, die einen dem auszuwählenden Kanal
entsprechenden Anfangswert AZ an den Eingang EP des Zählers Z1 anlegt und den Umschalter
S steuert.
-
Es wird angenommen, daß sich der Ausgang Q2 der Kippstufe E2 und der
Ausgang M der monostabilen Kippstufe MO auf der logischen Null befinden.
-
Durch einen Bildwechselimpuls IB wird zum Zeitpunkt tl von der monostabilen
Kippstufe NO ein Eins-Impuls erzeugt, durch den der von der Codierungsvorrichtung
COD ausgegebene Anfangswert "zwei" in den Zähler Zl eingespeichert wird. Der Ausgang
% der Kippstufe Kl wird durch diesen Impuls auf die Eins gestellt und in dieser
lage festgehalten. Zum Zeitpunkt t2 fällt die monostabile Kippstufe MO in ihre Ruhelage
zurück.
-
Die Zeilenimpulse am Takt eingang der Kippstufe Kl werden jetzt wirksam;
die Kippstufe Kl arbeitet als Binärteiler und erzeugt für den Rückwärts-Zähler Zi
einen Zähltakt mit der halben Zeilenfrequenz. Nach vier wirksamen Zeilenimpulsen
IZ - das entspricht zwei Zähltakten für den Rückwärtszähler Z1 - ist dessen Zählwert
auf Null vermindert, und er gibt zum Zeitpunkt t3 als Übertrags-
signal
C einen Eins-Impuls an seinem Ausgang CZ1 ab.
-
Dieser setzt über den Set-Eingang der Kippstufe K2 deren Ausgang Q2
auf die Eins. Dadurch ist über das UND-Glied U das am Schaltungseingang E anliegende
Signal V an den Schaltungsausgang A durchgeschaltet. Durch das Setzen der Kippstufe
K2 geht deren Ausgang Q2 auf die Null.
-
Dadurch wird der Zähler Z2 nicht länger auf Null zurückgesetzt und
beginnt mit dem folgenden Zeilenimpuls zu zählen. Nach insgesamt zwei wirksamen
Zeilenimpulsen IZ gibt zum Zeitpunkt t4 sein Ausgang A2 ein Eins-Signal ab, das
über den Umschalter S auf den Resit-Eingang der Kippstufe K2 wirkt, deren Q2-Ausgang
auf die Null stellt und über das UND-Glied U die Durchschaltung des Fernsehkanals
V an den Schaltungsausgang A beendet. Das Rücksetzen der Kippstufe K2 bewirkt wiederum
das Rücksetzen des Zählers Z2 in die Null-Stellung. Dieses Auswahlverfahren für
den Textkanal wiederholt sich mit jedem Fernsehhalbbild.
-
Ist über die Codiervorrichtung statt eines Textkanals ein Datenkanal
ausgewählt worden, wird der Ausgang A4 des Zählers Z2 über den Umschalter S durchgeschaltet
und die Kippstufe K2 erst nach einer Zeitdauer von vier Fernsehzeilen zurückgestellt.
-
8 Patentansprüche 5 Figuren
Leerseite