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Kabelfernsehsystem
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabelfernsehsystem entsprechend
dem Oberbegriff des Patentanspruches.
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Ein solches System ist aus der DE-AS 23 19 570 bekannt.
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Mit Hilfe eines solchen Systems ist es möglich, die Signalübertragungsbedingungen
in einem weitverzweigten Kabelnetz mit zahlreichen Zwischen- und Teilnehmerstationen
von einer zentralen Stelle aus zu überwachen und zu steuern. Hierbei werden in den
von einer Zentralstation zu den Teilnehmerstationen über das Kabelnetz fließenden
Signal strom im Frequenzmultiplexverfahren besondere Signale eingeschleust, die
von den Zwischenstationen, die z.B. Verstärker stationen, Schaltstationen, oder
zur Messung von Pegeln eingerichtete Stationen sein können, aus dem Signalstrom
herausgefiltert und zur Steuerung von Einrichtungen ausgewertet werden, die den
Signal strom zwischen der Zentralstation und den Teilnehmerstationen und umgekehrt
beeinflussen (Schalter, Filter, Verstärker). In gleicher Weise kann die Zwischenstation
ihrerseits Signale zur Zentralstation senden und dadurch dieser z.B. ihren Status
mitteilen.
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Da jedoch manche dieser Zwischenstationen nur selten ihren Status
ändern, z.B. Schaltstationen zum Anschliessen und Abtrennen bestimmter Teilnehmerstationen
vom Kabelnetz bzw. von Teilen des Signalstromes, der über das Kabelnetz übertragen
wird, und der Datentausch zwischen der Zentralstation und der betreffenden Zwischestation
bei dem bekannten Fernsehsystem daher gering ist, kann es in einem solchen System
vorkommen, daß der Ausfall einer solchen Zwischenstation längere Zeit in der Zentralstation
unbemerkt bleibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System der eingangs genannten
Art derart weiterzubilden, daß im Kabelnetz auftretende Fehler nahezu sofort festgestellt
werden können und daß dabei auch die Teilnehmerstationen besondere Statussignale
an die Zentralstation melden können, wobei die Tauglichkeit der Hin- und Rücksignale
zur Netzsteuerung, also z.B. zur Schaltung von Fehlerumgehungswegen oder z.B. zum
Durchschalten eines bestimmten Fernsehsignalweges von einer bestimmten Teilnehmerstation
zur Zentralstation (Rückweg) voll erhalten bleiben soll.
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Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durch eine den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches entsprechende Ausbildung eines solchen
Systems.
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Bei Verwendung einer obermittlungsgeschwindigkeit von z.B. 19,2 Kilobit/sek.
für die Hin- und Rücksignale zwischen der Zentralstation und den Zwischen- und Teilnehmerstationen,
wobei die Hinsignale zB. in digitaler Form durch Frequenzumtastung zwischen den
Frequenzen 43,9 und 44,1 MH und die Rücksignale ebenfalls auf digitale Weise durch
Umtastung der Frequenzen 6 und 6,5 MHz gebildet werden, können bei einer Länge der
Hin- und Rücksignale von z.B. äeweils 33 Bit 2000 Zwischen- und Teilnehmerstationen
innerhalb von nur ca.
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7 sec abgefragt werden, so daß auch z.B. Feuer, Einbruch- und Wasseralarme
bzw. sonstige dringende Signale wie Arztrufe, die in einer Teilnehmerstation automatisch
oder manuell in einen Status-Zwischenspeicher eingegeben werden, nahezu sofort an
die Zentral station weitergeleitet werden wobei die Uberwachungs schaltung so ausgebildet
sein kann, daß sie sofort ein Bestätigungssignal über den einwandfreien Empfang
des Alarmsignals an die Teilnehmerstation zurücksendet.
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Anhand von zwei Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung noch näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 in grobschematischer Darstellung
ein Fernsehkabelnetz mit einer Zentralstation und mit über Zwischenstationen mit
der Zentralstation verbundenen Teilnehmerstationen, und Fig. 2 ein Signaldiagramm
der zwischen der Zentralstation (Uberwachungsschaltung) und den Zwischen-oder Teilnehmerstationen
ausgetauschten Signale.
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Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß zwischen einer Zentralstation
1 und Teilnehmerstationen 5 ein Kabelnetz mit Verbindungsleitungen 4 vorgesehen
ist.
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Das Kabelnetz ist so ausgebildet, daß es sowohl Signale von der Zentralstation
1 zu den Teilnehmerstationen 5 als auch von den Teilnehmer stationen 5 zu der Zentralstation
1 übertragen kann. Die Signale in der einen Richtung weisen hierzu zwischen 40 und
300 NHz liegende Frequenzen und die Signale in der anderen Richtung Frequenzen zwischen
5 und 25 MHz auf, so daß über entsprechende Filter die Signale der einen Richtung
von denen der anderen Richtung z.B. zum Zweck der Verstärkung oder sonstigen Signalbeeinfiussung
voneinander getrennt werden können. Eine solche Signalbeeinflussung erfolgt vorzugsweise
in Zwischenstationen 3, die im Kabelnetz zwischen der Zentralstation 1 und den Teilnehmerstationen
5 vorgesehen sind.
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An die Zentralstation 1 sind außerdem Programmquellen angeschlossen,
von denen in Fig. 1 nur eine, nämlich eine Antenne 6, als Beispiel für eine solche
Programmquelle, dargestellt ist. Nach entsprechender Aufberei-
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bzw. Umsetzung dieser von Programmquellen stammenden Signale in der Zentralstation
1, werden sie von dieser in das Kabelnetz zu den Teilnehmer stationen 5 eingespeist.
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Umgekehrt können von den Teilnehmerstationen 5 aus, die in Fig. 1
nur als Anschlußpunkte dargestellt sind, mit Hilfe dort vorgesehener Signalgeneratoren
erzeugte Signale zur Zentralstation 1 gesendet werden.
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Alle diese Signale durchlaufen die Zwschenstationen 3 und werden dort
ggf. verstärkt, an oder abgeschaltet, abgezweigt oder vereinigt.
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An die Zentralstation 1 ist außerdem eine Uberwachungsschaltung 2
angeschlossen , die mit speziellen Sende-und Empfangseinrichtungen versehen ist.
Die Signale der Uberwachungsschaltung 2 werden durch die Zentralstation 1 ebenfalls
in das Kabelnetz eingeschleust.
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Auch die Zwischenstationen 3 und die Teilnehmerstationen 5 sind mit
Sende- und Empfangseinrichtungen versehen, die zum Signalaustausch mit den Sende-
und Empfangseinrchtungen der Überwachungsschaltung 2 eingerichtet sind.
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Die zwischen der Uberwachungsschaltung 2 und den Zwischen-bzw. Teilnehmerstationen
3,5 ausgetauschten Signale können gegenüber den übrigen Signalen, die über das Kabelnetz
übertragen werden, durch entsprechende Frequenzunterschiede identifizierbar gemacht
werden.
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Mit Hilfe der zwischen der Uberwachungsschaltung 2 und den Teilnehmer-
bzw. Zwischenstationen 5,3 ausgetauschten Signale kann ein in der Uberwachungsschaltung
ange-
ordneter Mikrocomputer mit Hilfe von in dessen Speichern festgehaltenen
Normal-Zustandsinformationen über das Kabelnetz Vergleiche zwischen dem Ist-Zustand
und dem Soll-Zustand des Netzes vornehmen und entsprechende Änderungen des Status
einer Zwischenstation oder einer Teilnehmerstati an veranlassen.
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Um hierbei die Überwachung des Kabelnetzes möglichst einfach und doch
effizient zu gestalten, ist nun die Überwachungsschaltung derart ausgebildet, daß
staatliche Zwischen- und Teilnehmerstationen 3,5,die am Signalaustausch mit der
Uberwachungsschaltung.beteiligt sind, von der Überwachungsschaltung ständig automatisch
und zyklisch mit Hinsignalen abgefragt werden. Jedes Hinsignal, also jedes Signal,
das von der Uberwachungsschaltung 2 über die Zentralstatnon 1 zu einer der Zwischenstationen
3 oder Teilnehmerstationen 5 ausgesendet wird, besteht aus einem Adressenteil und
einem Informationsteil.
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Die Empfangseinrichtung in den Teilnehmerstationen und in den Zwischenstationen
sind so ausgebildet, daß nur diejenige Station, deren Adresse mit der im Adressenteil
eines Hinsignals enthaltenen Adresse übereinstimmt, den dem Adressenteil folgenden
Informationsteil auswerten kann.
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Uni die Funktionstüchtigkeit aller Zwischen- und Teilnehmerstationen
ständig zu überprüfen, schaltet die Überwachungsschaltung, vom Mikrocomputer gesteuert,
erst dann im Rahmen der Sendezyklen auf die Aussendung des nächstfolgenden Hinsignals
um, wenn innerhalb eines der Aussendung eines Hinsignals unmittelbar folgenden Zeitfensters
von derjenigen Zwischen- oder Teilnehmerstation ein gültiges Rücksignal in der Uberwachungs
schaltung
eingetroffen ist, für die das vorausgegangene Hinsignal bestimmt war.
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Das Rücksignal, das von einer Zwischen- oder Teilnehmerstation 3,5
im Anschluß an den Empfang eines Hinsignales im Zwangsbetrieb ausgesandt-wird, gleicht
in seinem Aufbau dem Hinsignal. So ist z.B. der Adressenteil von Hin-und Rücksignal
identisch. Der Informationsteil des Rücksignales kann von der Uberwachungsschaltung
nur dann für gültig befunden werde4 wenn die in diesem enthaltenen Informationen
Informationen sind, die für diese Zwischen- oder Teilnehmerstation in einem Speicher
des Mikrocomputers als mögliche Informationen eingespeichert sind. Die Gültigkeit
des Rücksignales kann daher auf einfache Weise durch Vergleich des Adressenteiles
des Rücksignales mit der in einem Speicher des Mikrocomputers vorhandenen Adresse,
die zur Bildung des Adressenteils des vorausgegangenen Hinsignales verwendet worden
ist, bewerkstelligt werden und ebenso durch Vergleich des Rücksignals-Informationsteiles
mit den eingespeicherten Informationen.
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Wird während des Zeitfensters ein Rücksignal empfangen, das in seinem
Adressenteil nicht mit dem Adressenteil des vorausgegangenen Hinsignales übereinstimmt
oder das einen Informationsteil aufweist, dessen Information außerhalb der Informationen
liegt, die unter dieser Adresse im Speicher des Mikrocomputers aufgezeichnet sind,
dann veranlaßt der Mikrocomputer die oberwachungsschaltung das vorausgegangene Hinsignal
nocheinmal auszusenden.
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In gleicher Weise erfolgt eine nochmalige Aussendung des vorausgegangenen
Hinsignals, wewl innerhalb des Zeitfensters kei.n oder.nur ein unvollständiges Rücksignal
empfangen wird.
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Erst nach Ablauf des dem zweiten Hinsignal folgenden Zeitfensters
wird zur Aussendung des im Zyklus nächstfolgenden Hinsignales übergegangen.
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Die auf die beiden gleichen Hinsignale empfangenen Rücksignale werden
daraufhin untersucht, ob sie übereinstimmen oder ob sie nicht übereinstimmen.
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Im einen Fall kann ein Speicherplatz in einem ersten Fehlerspeicher
mit der Adresse des Hinsignales belegt werden.
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Stimmen erstes und zweites Rücksignal nicht überein, so kann der Mikrocomputer
hierauf dadurch reagieren, daß er einen Speicherplatz in einem zweiten Fehlerspeicher
belegt. Empfängt die Uberwachungsschaltung 2 entweder nach dem ersten Hinsignal
oder nach dem zweiten Hinsignal oder nach beiden Hinsignales kein Rücksignal oder
nur ein unvollständiges Rücksignal, so kann dies durch den Mikrocomputer durch Belegung
eines Speicherplatzes in einem dritten Fehlerspeicher registriert werden.
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Durch die Verwendung des Mikrocomputers ist es möglich, Fehlerlisten
ausdrucken zu lassen oder z.B. einen bei einem Abfragezyklus registrierten Fehler,
der in den weiteren Zyklen nicht mehr auftritt, wieder in dem entsprechenden Fehlerspeicher
zu löschen.
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Es kann darüber hinaus vorgesehen werden, alle Fehlerspeicher nach
dem Ablauf einer bestimmten Anzahl von Zyklen zu löschen, um z.B. den Speicherbedarf
möglichst gering zu halten, und zuvor die registrierten Fehler auszudrucken.
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Aus Fig. 2 ist zu ersehen, wie das Hinsignal 7 und das Rücksignal
8 aufgebaut sind. Beide Signale sind Digitalsignale, die durch Frequenzumtastung
zwischen zwei Frequenzen übertragen werden. Diese beiden Frequenzen sind beim Hinsignal
43,9 und 44,1 14Hz und beim Rücksignal 6 und 6,5 MHz. Die Übertragungsgeschwindigkeit
beträgt 19,2 Kilobit/sec, so daß ein aus Hin- und Rücksignal bestehender Abfrageschritt
(beide Signale bestehen aus jeweils 33 Bit) eine Zeit von ca. 3,5 ms beansprucht.
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Maximal können 65 536 Zwischen- und Teilnehmerstationen abgefragt
werden, wenn der Adressenteil 16 Adressenbit enthält. Die Zykluszeit beträgt in
diesem Fall ca. 5 min.
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Bei einer Abfrage von 2000 Zwischen---und Teilnehmerstationen beträgt
die Abfragezeit nur ca. 8 sek.
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Wie Fig. 2 zeigt, bestehen sowohl das Hin- als auch das Rücksignal
aus einem Adressenteil 9 bzw. 10 und einem Informationsteil 11 bzw. 12. Der Adressenteil
ist in zeitlicher Folge zweigeteilt, wobei jeder dieser Teile 8 Adressenbit enthält.
Der Informationsteil 11 bzw. 12 des Hin- und Rücksignals besteht ebenfalls aus jeweils
8 Bit. Außerdem ist den beiden Teilen der Adressenteile 9 bzw. 10 sowie dem Informationsteil
11 bzw. 12 je ein Paritätsbit sowie ein Startbit und ein Stopbit zugeordnet. Start-
und Stopbit sind erforderlich, da die Übertragung der Hin- und Rücksignale auf asynchrone
Weise erfolgt. In Fig. 2 ist mit 13 im Anschluß an das Hinsignal 7 das Zeitfenster
dargestellt, innerhalb dessen Dauer das Rücksignal 8 von der Uberwachungsschaltung
2 vollständig empfangen sein muß.
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Das Kabelsystem ist besonders zur Uberwachung von Teilnehmerstationen
geeignet, bei denen durch den Te-.lnehmer (manuell oder automatisch) Statussignale
bestimmter Art, wie z.B. Feuer-, Wasser-, oder Diebstahlalarme unter
entsprechender
Zwischenspeicherung in der Teilnehmerstation abrufbereit für den nächsten Abfragezyklus
gehalten werden.
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1 Patentanspruch 2 Figuren