DE3129731A1

DE3129731A1 - Digitales breitband-kommunikationssystem

Info

Publication number: DE3129731A1
Application number: DE19813129731
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Appelmann; Helmut Dr.-Ing. 8130 Starnberg Bauch; Hans-Martin Dipl.-Ing. Christiansen; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Möhrmann; Alexander Dipl.-Phys. 8000 München Starck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1983-03-10
Also published as: JPS5827495A

Description

Digitales Breitband-Kommunikationssystem Die Erfindung bezieht sich auf ein digitales Breitband-Kommunikationssystem, bei dem von einer Zentrale über Glasfasern Fernsehprogrammsignale für Farbe oder schwarz/ weiß, Tonprogrammsignale, Bildfernsprechsignale für Farbe oder Schwarz/weiß, Fernsprechsignale und beliebige andere Signale zu Teilnehmerstationen und bei dem von diesen in dies elz in der Gegenrichtung Bildfernsprechsignale für Farbe oder schwarz/weiß, Fernsprechsignale und beliebige Rückkanalsignale übertragen werden können, bei dem die Zentrale die Signale aus dem öffentlichen Netz und/oder von sonstigen Zulieferern und/oder aus eigener Erzeugung oder Speicherung empfängt, vermittelt, zu einem Zeitmultiplexsignal zusammensetzt, in optische Signale umsetzt und zu den Teilnehmerstationen aussendet, bei dem die Teilnehmerstationen die bei ihnen erzeugten Signale zu Zeitmultiplexsignalen zusammensetzen, in optische Signale umsetzen und zur Zentrale aussenden, und bei dem die von außen empfangenen Fernsehprogrammsignale für Farbe FBAS-Signale oder Komponentensignale und die von außen empfangenen digitalen Bildfernsprechsignale fUr Farbe Komponentensignale sind.
Ein derartiges Breitband-Kommunikationssystem ist aus dem Tagungsband der "Fourth European Conference on Electronics Eurocon 80", Stuttgart, 24.-28.3.80, Seiten 173 bis 176 bekannt. Dieses enthält neben dem Bildfernsprechen in beiden Richtungen auch Systeme zur Verteilung von Ferns ehprogrammsignalen.
Beim Bildfernsprechen kann auch im Weitverkehr bei digitaler Übertragung von einem synchronen Netz ausgegangen werden, in welchem an jeder Stelle exakt die gleichen Taktfrequenzen verfügbar sind Anders ist der Fall bei der Fernseh Programmverteilung im Teilnehmerbereich. Dabei werden in der Regel in einer Zentrale mehrere Fernseh-Rundfunk-Programme als Analogsignale empfangen und dann digitalisiert. Diese Signale weisen leicht unterschiedliche Zeilen- und (bei PALM Signalen) Farbträgerfrequenzen auf Für die Digitalisierung der Bildsignale ist die Abtastrate wesentlich. Wenn die Abtastfrequenz nicht deutlich oberhalb der zweifachen oberen Bandgrenze des Videosi gnals liegt, muß - um Aliasing-Effekte unterdrücken zu können und um RedVndanzm Zea und Irrelevanz Reduktion zu ermöglichen - die Abtastfrequenz des Videosignals mit diesem verkoppelt sein. Bei getrennter (oder offener) Codierung eines Farbfernsehsignals oder bei einem Schwarz/weiß-Fernsehsignal muß die Abtastfrequenz an die Zeilenfrequenz gekoppelt sein. Getrennte Codierung bedeutet die Codierung der Komponenten der in Suminanz (y) und Chrominanz (u, V) zerlegten Farbfernsehsignale.
In der zitierten Veröffentlichung wurde noch keine wirtschaftliche praktische Lösung für ein rein digitales System angegeben, welches zudem sowohl für Bildfernsprech- als auch für Fernseh-Programmsignale diese Forderung erfüllt.
Eine Lösung wurde jedoch in einem älteren Vorschlag (p 31 16 422.6) angegeben Dort ist auch die Codierung eines Farbfernsehsignals mit 5 MHz mit einer Übertragungsbitrate von 34,368 Mbit/s diskutiert Bei diesem System wurde aber keine Aussage über die zweckmäßige Zusammenfassung der zwischen Teilnehmer und Zentrale zu übertragenden Signale im Zeitmultiplex gemacht, welche eine Realisierung des Systems mit hinreichend geringem Aufwand erlaubt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine vorteilhafte Lösung für die Zusammenfassung der Signale in einem derartigen System unter Berücksichtigung der einfachen Erweiterbarkeit in mehrere Ausbaustufen anzugeben.
Ausgehend von einem digitalen Breitband-Kommunikationssystem der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Zentrale Multiplexer mit nachgeschalteten elektro-optischen Umsetzern für verschiedene Übertragungsbitraten vorgesehen sind, daß jeder Teilnehmerstation einer dieser Multiplexer zugeordnet ist, daß in jeder Teilnehmerstation ein für die empfangene Übertragungsbitrate geeigneter Demultiplexer vorgesehen ist, daß in den Teilnehmerstationen Multiplexer mit nachgeschalteten elektro-optischen Umsetzern vorgesehen sind, daß in der Zentrale Demultiplexer für jede der gewählten Übertragungsbitraten vorgesehen sind und daß Bitraten und Codierungsverfahren für die Codierung der Bildfernsprechsignale und der Fernsehprogrammsignale gleichartig sind.
Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß bei einer Zunahme des Angebotes an empfangenen Signalen nicht jeder Teilnehmer bereit ist, die Kosten für ein für ihn zu umfangreiches Signalangebot aufzuwenden.
Als-erfinderisch wird weiter angesehen, daß die Übertragungsbitraten im Verhältnis 1:2:4 gewählt sind. Vorteilhaft sind dabei Übertragungsbitraten 38,912 Mbit/s, 77,824 Mbit/s und 155,648 Mbit/s.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Vereinigung jedes Breitbandsignals mit zwei Schmalbandsignalen nach dem Durchlaufen eines Koppelfeldes in einem Multiplexer vorgenommen wird.
Die Verschachtelung von hoch- und niederratigen PCM-Signalen im Zeitmultiplex ist mit erträglichem Aufwand dann möglich, wenn die hohe durch die niedrige Bitrate teilbar istçoder wenn die beiden Bitraten wenigstens einen gemeinsamen Teiler aufweisen, welcher nicht zu hohe Teilungsverhältnisse erfordert Zunächst liegt es.nahe, die Teilsignale mit genormten Standardbitraten zu codieren, nämlich Schmalbandsignale mit 2,048 Mbit/s und Breitbandsignale mit 34,368 Mbit/s.
Ein Schmalbandsignal mit 2,048 MbitXs kann dabei beispielsweise bis zu dreißig 64-kbit/s-Signale (Telephon, Daten etc. )oder zwei HörrundÎunk-Stereo-Signale enthalten. Diese Bitraten sind im Weitverkehr durch CCITT festgelegt. Für Bildkommunikation im Weitverkehr soll die Übertragung mit 34,368 Mbit/s möglich sein. Man wird daher nicht ohne Not von den genannten Bitraten abgehen, sondern zunächst prüfen, mit welchem Aufwand eine direkte Anwendung derselben möglich ist. Unglücklicherweise ist 34.368 nicht durch 2.048 teilbar. Der größte gemeinsame Teiler ist 64, was eine Teilung durch 537 bzw. 32 bedeutet. Daher ist die Verwendung von Standardbitraten immer nur für die Schmalbandsignale oder die Breitbandsignale sinnvoll. Andernfalls würde der Aufwand für Multiplexer und Demultiplexer außerordentlich hoch.
Eine denkbare Lösung besteht nun darin, zunächst vier Schmalbandsignale zu je 2,048'Mbit/s zu einem 8,192-Mbit/s-Signal zusammenzufassen und mit dem vierfachen Breitbandsignal (4.34,368 t4bit/s = 137,472 ltbit/s) zu verschachteln. Der Fernseh-Begleitton sei dabei im 34,368-Mbit/s-Signal in irgendeiner Form enthalten.
Hierzu kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die Datenrate des vierfachen Schmalbandsignals auf 34,368:4 Mbit/s = 8,592 Mbit/s "aufgefüllt" wird. Der größte gemeinsame Teiler von 8.192 und 8.592 ist 16, so daß die aufgefüllte mit der ursprünglichen Bitrate durch den Faktor 537/512 verknüpft ist. Das 8,592-Mbit/s-Signal kann nun mit einem (16+1):1-Multiplexer mit dem 137,472-Mbit/s-Signal zu einem 146,064-Mbit/s-Signal verschachtelt werden.
Eine mögliche Variante ergibt sich, wenn das vierfache Schmalbandsignal auf 9,1648 ivlbit/s aufgefüllt wird (1/15 der Bitrate des vierfachen Breitbandsignals).
Der größte gemeinsame Teiler von 81.920 und 91.648 ist 512, so daß die aufgefüllte mit der ursprünglichen Bitrate durch den Faktor 179/160 verkoppelt ist, wodurch die Teilungsverhältnisse günstiger werden. Das 9,1648-Mbit/s-Signal kann nun mit einem (15+1): 1 -Multiplexer mit dem 137,472-Mbit/s-Signal zu einem 146,6368-Mbit/s-Signal verschachtelt werden.
Diese Verfahren sind aber vom notwendigen Aufwand her nachteilig. Da insbesondere für die Programmverteilung der Aufwand möglichst gering gehalten werden soll, wird ein andersartiges Konzept verfolgt, welches im folgenden detailliert beschrieben werden soll.
Da eine gegenseitige Anpassung der Bitraten der Schmalband- und Breitband-Signale in jedem Fall notwendig ist, kann alternativ zur "Aufpolsterung" der Schmalband-Signale auf einen günstigen Wert die "Aufpolsterung" der Breitband-Signale betrachtet werden. Hier bietet sich die Übertragung mit einem Vielfachen von 2,048 Mbit/s an. Es wird daher vorgesehen, das Fernsehbildsignal mit 16.2,048 Mbit/s = 32,768 Mbit/s zu codieren und einen weiteren 2,048-Mbit/s-Kanal zur tragung des Fernseh-Stereo-Begleittons zuzusetzen, so daß sich für das iBreitband-Signal eine Bitrate von 17B2,048 Mbit/s = 34,816 Mbit/s ergibt. Die Codierung eines Farbfernsehsignals mit der reduzierten Bitrate 32,768 MbitJs ist möglich Ein geeignetes Verfahren ist beispielsweise aus den '2Rundfunktechnischen Mittel lunge, 20 (1976) 6, Seiten 236-241 bekannt. Der siebzehnte Schmalband-Kanal ist dabei nur soweit mit Information belegt, daß die genutzte ?InformationsBitrate? den Wert 34,368 Mbit/s nicht überschreitet, so daß eine Umsetzung auf diese Bitrate möglich bleibt. Das bedeutet, daß im Tonkanal maximal 1,6 Mbit/s mit Information belegt sein dürfen.
In einem Brei1nd -Kommunikati ons system vorgenannter Art ist es nicht zweckmäßig, auf dem Lichtwellenleiter eine standardisierte Übertragungsbitrate zu verwenden, da sich das zu übertragende Signal immer aus einer Summe von Schmalband- und Breitband-Signalen zusammensetzt Damit besteht auch keine Notwendigkeit für die Verwendung einer Standardbitrate für das Breitband-Signal, solange das Signal nicht über einen Verbindungsweg für die Ubertragungsbitrate 34,368 Mbit/s übertragen wird.
Ein Umcodierer auf diese Bitrate ist allenfalls an der Vermittlungsperipherie (Schnittstelle für die Übergabe der Breitband-Signale an der dem Teilnehmer abgewandten Seite) notwendig. Dort muß diese Möglichkeit aber gegeben sein. Da im allgemeinen nicht Fernseh-, sondern nur BildSernsprech-Signale - und auch von diesen nur nur ein Teil - über die zugehörige Vermittlung hinaus übertragen werden, ist die Zahl der notwendigen Umcodierer beträchtlich geringer als die Zahl der an der Vermittlung angeschlossenen Teilnehmer (Verkehrs gewinn). Zubringer mit 34,368 Mbit/s für Fernseh-Programme fallen zahlenmäßig nicht ins Gewicht.
Da ferner die gewählte Übertragungsbitrate 34,816 Mbit/s genau ein Viertel der Standardbitrate für den Weitverkehr in der vierten Hierarchiestufe (139,264 Mbit/s) darstellt, ist die direkte Übertragung eines Bündels von vier derartigen Signalen über ein 140-Mbit/s-System ohne die sonst üblichen Stopf-Maßnahmen denkbar. Die einzelnen Breitband-Signale müssen lediglich mit einer Kennung versehen werden, was im Begleitton-Signal leicht möglich ist.
Wie noch gezeigt wird, ergibt das Verfahren eine besonders einfache Multiplexer- und Demultiplexer-Struktur, was insbesondere für die Programmverteilung wichtig erscheint.
Die Übertragung des Begleitton-Signals kann gleich wie bei der Hörrundfunk-Stereo-Tonprogramm-8bertragung erfolgen.
Es erscheint wünschenswert, nicht jedem Teilnehmer die volle Zahl von Signalen zur Verfügung zu stellen, da bei der Programmverteilung viele Teilnehmer dieses Angebot gar nicht nutzen. Die Übertragung einer geringeren Zahl von Signalen mit entsprechend reduzierter Bitrate ermöglicht ferner den Ersatz der - auf absehbare Zeit noch relativ teueren - Laserdiode als elektrooptischer Wandler durch eine Luminiszenzdiode LED. Andererseits muß ein späterer Ausbau auf eine höhere Signalzahl leicht möglich sein - ohne daß z.B. in jedem Teilnehmer-Endgerät Baugruppen auszuwechseln sind. Hier erscheint eine Aufteilung in folgende Ausbaustufen günstig: In Richtung von der Zentrale zum Teilnehmer: a) 1 Breitband-Signal (34,816 Mbit/s), 2 Schmalband-Signale (2.2,048 Mbit/s) Summenbitrate: 38,912 Mbit/s.
Dies entspricht einem Fernseh- (mit Begleitton), einem Telefon-/Daten- und zwei Stereo-Tonprogramm-Signalen.
b) 2 Breitband-Signale, 4 Schmalband-Signale entsprechend 2 Fernseh-, einem Telefon-/Daten- und 4 Stereo-Tonprogramm-SignalenO (1 Schmalband-Kanal ist nicht mit Informationen belegt).
Summenbitrate: 2.38,912 FIbit/s = 77.824 Mbit/s.
c) 4 Breitband-Signale, 8 Schmalband-Signale entsprechend 4 Fernseh-, einem Telefon-/Daten- und 4 Stereo-Tonprogramm Signalen, (5.Schmalband-Kanäle sind nicht mit Information belegt).
Summenbitrate: 4*38,912 Mbit/s = 155,648 Mbit/s.
In Richtung vom Teilnehmer zur Zentrale sind- in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einheitlich 1 Breitband-Signal und 2 Schmalband-Signale (Bildfernsprechen-/Telefon-/Daten-Signal und ein Schmalband-Signal, das nicht mit Information belegt ist), mit einer resultierenden Bitrate von 38,912 Mbit/s vorgesehen, entsprechend Ausbaustufe (a). Selbstverständlich ist aber auch ein gleichartiger Ausbau für zwei oder vier Breitbandsignale wie in der Richtung von der Zentrale-zum Teilnehmer möglich, wenn beispielsweise anstatt Fernseh-Empfängern mehrere Bildfernsprecher beim Teilnehmer betrieben werden sollen.
Die Zusammenfassung in ein, zwei oder vier Teilbündel zu 38,912 Mbit/s ermöglicht eine besonders einfache Realisierung der Multiplexer und Demultiplexer sowie hohe Flexibilität in Hinsicht auf Erweiterbarkeit. Die Reduktion der Zahl der verfügbaren Schmalband-Kanäle in der kleinsten Ausbaustufe (a) ist vertretbar, da ein Teilnehmer mit nur einem Fernseh-Anschluß normalerweise nicht drei oder vier Stereoanlagen parallel betreiben wird (sonst kann er auf Ausbaustufe (b) erweitern lassen).
Im Interesse einer einfachen Realisierung wird bei diesem Konzept die Ubertragungsbitrate in den höheren Ausbaustufen etwas höher als zur Informationsübertragung unbedingt notwendig wäre.
Die Erhöhung beträgt in der Ausbaustufe (a) 1,15S6 (von 34,368 + 2+2,048 Mbit/s auf 38,912 Mbit/s), in der Ausbaustufe (b) 3,90/0, (von 2.34,368 + 3.2,048 Mbit/s auf 77,824 Mbit/s) und in der höchsten Ausbaustufe (c) 8,40/0 (von 4.34,368 + D2,048 Mbit/s auf 155,648 Mbit/s).
Dies erscheint von der übertragungstechnischen Seite her ebenfalls vertretbar, da die Ausbaustufe (c) in jedem Falle mit Lasersendern realisiert werden muß und da das 77,824-Mbit/s-Signal in Ausbaustufe (b) bei Streckenlängen <- 2 km, d.h. in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle, mit LED-Sendern übertragen werden kann.
Hier würde zudem eine Reduktion der Bitrate um 4% keinen nennenswerten Vorteil erbringen.
Um den Aufwand bei der höchsten Bitrate möglichst gering zu halten (hier wird die technische Realisierung am schwierigsten), soll die Verschachtelung der zwei bzw. vier 38,912-Mbit/s-Signale bitweise erfolgen. Eine eigene Rahmenkennung ist im hochratigen Signal nicht vorgesehen. Es wird statt dessen die Kennzeichnung eines einzigen speziellen 2,048-Mbit/s-Schmalband-Signals, vorzugsweise des Telefon-/Daten-Signals, durch ein Rahmenkennungs- und ein spezielles Meldewort vorgeschlagen (Rahmenkennungs- und Meldewort wechseln sich in PCM-30/32-Systemen in aufeinanderfolgenden Rahmen ab). Diese Kennzeichnung darf in keinem anderen der (maximal sechsundsiebzig) 2,048 Mbit/s-Kanäle enthalten sein und wird zur Erkennung des gesamten Rahmens beim Teilnehmer (bzw. im Rückkanal in der Zentrale) benutzt.
Ein besonders einfacher Multiplexer-ergibt sich, wenn die Breitband-Signale nicht mit 172,048 Mbit/s, sondern mit 19.2,048 Mbit/s = 38,912 Mbit/s entsprechend der Bitrate der festgelegten Teilbündel bereits durch das Breitband-Koppelfeld übertragen werden (die zwei Schmalband-Kanäle sind dabei noch nicht mit Information belegt) Dieses Signal kann, wie bereits geschildert, bei Übergabe ins Weitverkehrsnetz in die gewünschte Bitrate (139,264/4 INbit/s oder 34,368 Mbit/s) umcodiert werden.
Das Telefon-/Daten-Signal wird zweckmäßig zur Rahmenkennzeichnung verwendet, da es in jedem Fall, auch im Rückkanal vom Teilnehmer zur Zentrale, verfügbar ist.
Die Fernseh-Begleitton-Signale müssen ebenfalls eine Kennzeichnung enthalten, da im Multiplexer jedes Breitband-Signal zunächst je nach vorliegender Bitrate in siebzehn bzw. neunzehn Teilsignale zu je 2,048 Mbit/s zerlegt und anschließend mit den beiden zugefügten Schmalband-Signalen neu zusammengefügt werden muß.
Hierbei muß die richtige Zuordnung der Teilsignale eingehalten werden. Die Fernseh-Begleitton-Kennzeichnung darf nicht mit der Kennzeichnung des Telefon-/Daten-Signals übereinstimmen. Da die Stereo-Tonprogrammsignale sowieso eine Rahmenkennung erhalten müssen, kann eine entsprechende Kennung verwendet werden.
In Abweichung von dem dargestellten Verfahren und den angegebenen Bitraten kann auch jedes Breitband-Signal mit zwei Schmalband-Signalen derart zu einem Teilbündel vereinigt werden, daß die Übertragungsbitrate des Summen-Signals aus den beiden Schmalband-Signalen um den Faktor 537/512 auf eine Übertragungsbitrate von 4,296 Mbit/s erhöht wird. Die Zusammenfassung mit einem Breitband-Signal mit der Bitrate 34,368 Mbit/s ergibt eine Summenbitrate für das Teilbündel von 38,664 Mbit/s.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß 512 Bits genau der Rahmenlänge zweier Schmalband-Signale entsprechen.
Auch würde hier eine Standard-Bitrate für das Breitband-Signal verwendet. Die Rahmenkennzeichnung kann ebenso erfolgen wie später beschrieben.
Da die vorgehend beschriebene Variante aber einen etwas höheren Realisierungsaufwand erfordert als das vorhergehend anhand der drei Ausbaustufen vorgeschlagene Schema, soll im folgenden nur das letztere näher diskutiert werden.
Bei diesem Schema ist es vorteilhaft, die Breitband-Signale einschließlich Stereo-Begleitton durch das in der Zentrale enthaltene Breitband-Koppelfeld bereits mit der Bitrate 34,816 Mbit/s zu übertragen, da nur der Anteil der Bildfernsprech-Signale, die in das Weitverkehrsnetz abgegeben bzw. aus diesem empfangen werden, auf die Standardbitrate 34,368 Mbit/s bzw. aus dieser umgesetzt werden muß.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Breitband~Kommunikationssystem.
Fig. 2 zeigt eine Teilnehmerstation mit einem räumlich verteilten Demultiplexer.
Fig. 3 zeigt einen Multiplexer mit nachgeschaltetem elektrooptischem Umsetzer in der Zentrale.
Fig. 4 zeigt einen Demultiplexer mit vorgeschaltetem optoelektrischem Umwandler der Zentrale Fig. 5 zeigt eine Abzweigeinrichtung im verteilten Demultiplexer einer Teilnehmerstation mit vorgeschaltetem optoelektrischen Wandler.
Fig. 6 zeigt einen Teil-Demultiplexer im verteilten Demultiplexer einer Teilnehmerstation.
Fig. 7 zeigt einen Multiplexer einer Teilnehmerstation mit nachgeschaltetem elektrooptischem Umsetzer.
Fig. 8 zeigt Details der internen Demultiplexer in der Anordnung nach Fig. 6 und Fig. 9 zeigt Details der Auswertelogik der Anordnung nach Fig. 6.
Die Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Breitband-Kommunikatianssystem. Es besteht aus einer Zentrale I, Glasfasern II und Teilnehmerstationen III, III' und III".
Anordnungen, die diesen zugeordnet sind, werden ebenfalls durch ein oder zwei Apostrophe gekennzeichnet.
Die Zentrale I enthält nach ihrem Eingang 101 für Fernsehprogramme einen FBAS-Signal/Komponentensignal-Umsetzer und Codierer 102 und eine Zeilenfrequenz-Synchroni- sierungseinrichtung 103. Derartige Kettenschaltungen sind so oft vorhanden, wie es der Zahl der empfangenen Fernsehprogramme entspricht. Sie sind über Anschlüsse 111 1 i mit einer Fernsehprogramm-Vermittlung 104 verbunden.
Die Zentrale enthält ferner eine Fernsprech- und Bildfernsprech-Vermittlung 105. Deren Anschlüsse 190, 191 dienen dem Empfang von Bild-Fernsprechsignalen vom öffentlichen Netz und der Abgabe solcher Signale an das öffentliche Netz, während die Anschlüsse 115 zum Empfang derartiger Signale von den angeschlossenen Teilnehmerstationen III, III' und III" und die Anschlüsse 116 der Abgabe derartiger Signale Bf1, Bf2 an die angeschlossenen Teilnehmerstationen III, III' und III" dienen.
Die Anschlüsse 170, 180 dienen dem Empfang und der Abgabe von Fernsprech- und Daten-Signalen F1, F2 an das öffentliche Netz, während die Anschlüsse 140, 150 wiederum zum Empfang von den und der Abgabe derartiger Signale an die angeschlossenen Teilnehmerstationen III, III' und III" dienen.
Zusätzlich werden einer Tonprogramm-Vermittlung 114 über Anschlüsse 113 digitalisierte Ton-Rundfunkprogramme zugeführt. Diese werden, jeweils paarweise in 2,048-Mbit/s-Signalen STT zusammengefaßt, auf Anschlüssen 130 abgegeben.
Die Zentrale I enthält drei Multiplexertypen; einen ersten Multiplexer 106 für 38,912 Mbit/s mit nachgeschaltetem elektrooptischen Umsetzer 109 mit Lumineszenz-Diode, einen Multiplexer 106' für 77,824 Mbit/s mit nachgeschaltetem elektrooptischen Umsetzer 109' mit Luminiszenz-Diode und einen Multiplexer 106" für 155,648 Mbit/s mit nachgeschaltetem elektrooptischen Umsetzer 109" mit Laser-Diode. Weiter sind in der Zentrale I drei Demultiplexer 107, 107' und 107" jeweils für 38X912 Mbit/s mit vorgeschalteten optoelektrischen Umsetzern 110, 110' und 110" vorgesehen.
Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich auch für die gleichartige Übertragung von zwei oder vier Breitbandsignalen in Richtung vom Teilnehmer zur Zentrale erweitern, wenn beim Teilnehmer anstatt von Fernsehempfangern mehrere Bildfernsprecher betrieben werden. Die zugeordneten Schmalbandkanäle sind dann, bis auf den Telefon/Daten-anal,nicht mit Information belegt.
In jedem Multiplexer werden für die jeweils zugeordnete Teilnehmerstation III, III', III" bestimmte Signale der Fernsehprogramm-Vermittlung 104, der Tonprogramm-Vermittlung 114 und der Fernseh- und Bildfernsprech-Vermittlung 105 zusammengefaßt. Dem Multiplexer 106 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von der Tonprogramm-Vermittlung 114 ein 2,048-Mbit/s-Signal STT, den Multiplexern 106' und 106'2 jeweils zwei derartige Signale STT', STT" zugeführt. Ferner erhalten die Multiplexer 106, 106' und 106" jeweils ein weiteres 2,048-Mbit/s-Signal F1, F1,, F171 über jeweils einen der Anschlüsse 150, welches die den jeweiligen Teilnehmer zuzuführenden Fernsprech- und Datensignale enthält, welche in der Fernsprech- und Bildfernsprech-Vermittlung 105 zusammengesetzt werden. Außerdem werden im dargestellten Ausführungsbeispiel dem Multiplexer 106' von der Fernsehprogramm-Vermittlung 104 ein Fernsehprogramm-Signal TV über einen der Anschlüsse 160 dem Multipl exer 106" drei derartige Fernsehprogramm-Signale TV" über weitere Anschlüsse 160 zugeführt. Die Multiplexer 106, 106 und 106" sind ferner jeweils mit einem der Anschlüsse 116 der Fernsprech- und Bildfernsprech-Vermittlung 105 verbunden. Sie erhalten über diesen Anschluß die zum Teilnehmer zu übermittelnden Bildfern- sprech-Signale Bf1, Bs1?, Bs1".
Die Demultiplexer 107, 107' und 107" zerlegen die von den elektrooptischen Wandlern 110, 110' und 110" empfangenen Signale und führen sie der zugeordneten Fernsprech- und Bildfernsprech-Vermittlung 105 zu.
Die von den Teilnehmer kommenden Bildfernsprech-Signale Bf2, Bf2', Bf2" werden den Anschlüssen 115 der Vermittlung 105 zugeführt, die von den Teilnehmern kommenden Telefon-/Daten-Signale F2, F2', F2" werden den Anschlüssen 140 der Vermittlung 105 zugeführt. In der Vermittlung 105 werden die vom Teilnehmer kommenden Programmwahl-Signale aus dem an Telefon-/Daten-Signal extrahiert und einer Mikrocomputer-Kontrolleinrichtung 153 zugeführt, welche über Anschlüsse 141 die Fernsehprogramm-Vermittlung 104 und die Tonprogramm-Vermittlung 114 steuert. Soll die Teilnehmerstation III anstatt eines Bildfernsprechers nur ein Fernsehgerät enthalten, so entfallen die Verbindungen von Anschluß 116 zum Multiplexer 106 und vom Demultiplexer 107 zum Anschluß 115.
Stattdessen wird über einen der Anschlüsse 160 dem Multiplexer 106 ein Fernsehprogramm zugeführt, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist.
Die öptoelektrischen Umsetzer 110, 110' und 110" enthalten üblicherweise Avalanche-Dioden-Empfänger; manchmal auch PIN-Dioden-Empfänger.
Die Teilnehmerstation III enthält einen .optoelektrischen Umsetzer 117, einen Demultiplexer 118 für 38,912 Mbit/s, zwei Tonprogramm-Empfänger 119, einen Bild-Fernsprech-Apparat 121a, 121b, Fernsprech-Apparate 122, einen Multiplexer 123 für 38,912 Mbit/s, einen elektrooptischen Umsetzer 124, Signalempfänger 125 und Fernsteuergeräte 126.
Die Teilnehmerstation III' weist abweichend einen Demultiplexer 118' für 77,824 Mbit/s und die Teilnehmerstation III" abweichend einen Demultiplexer 118" für 155,648 Mbit/s auf.
Die Teilnehmerstation III' enthält ferner eine größere Zahl (beispielsweise vier) Tonprogramm-Empfänger, sowie zusätzlich einen Farbfernseh-Empfänger 120'. Die Teilnehmerstation III enthält ebenfalls eine größere Zahl Tonprogramm-Empfänger, sowie drei Farbfernseh-Empfänger Die verbindenden Glasfasern im Bereich II tragen die Bezugsziffern 127 bis 129 und 131 bis 132.
Alle in den Multiplexern 106, 1069 und 106" zusammengefaßten Signale werden als optische Signale über die Glasfasern 129, 127 und 132 zu den Teilnehmerstationen III, III' und III" geleitet. Dort gelangen sie nach Umsetzung in elektrische Signale in die Demultiplexer 118, 118' und 118" und die Einzelsignale über Kupferleitungen zu den Tonprogramm-Empfängern 119, den Farbfernseh-Empfängern 120', den Bildfernsprech-Empfängern 121a und den Fernsprechapparaten 122. Die in den Teilnehmerstationen III, III' und III' erzeugten Fernsprech-und Bildfernsprech-Signale sowie e die e von den Signalempfängern 1?5 stammenden Programmwahl-Signale werden in den Multiplexern 123, 123' und 123' zu Zeitmultiplex-Signalen zusammengefaßt und nach Umsetzung in optische Signale über die Glasfasern 131, 128 und 133 den Multi- denultiplexern 107, 107' und 107" der Zentrale I zugeführt, die die Einzelsignale wiederum an die Vermittlung 104 und 105 abgibt.
Eine Erweiterung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels dergestalt, daß mehrere Bildfernsprecher in einer Teilnehmerstation angeordnet sind und die übertragungsbitrate in Richtung von Teilnehmer zur Zentrale gleichartig wie in Vorwärtsrichtung erhöht wird, ist ohne weiteres möglich.
Fig. 2 zeigt eine Teilnehmerstation III nach Fig. 1 mit der Ergänzung, daß der Demultiplexer 118 räumlich verteilt ist und aus einer Abzweigeinrichtung 201 und Teildemultiplexern 202, 203 und 204 besteht. Im übrigen ist er etwas vereinfacht, weil er nur Anschlußmöglichkeiten für einen Tonprogramm-Empfänger 119 und einen Farbfernseh-Empfänger 120 enthält. Die Signalempfänger 125 und die Fernsteuergeräte 126 wurden weggelassen.
Die Aufteilung des Demultiplexers 118 ist sinnvoll, wenn die Teilnehmerstation nicht räumlich zusammengefaßt ist, sondern die verschiedenen Endgeräte beispielsweise über ein Haus verteilt sind. Die Anwendung einer Busleitung vereinfacht dabei die Hausverkabelung.
In Fig. 3 ist ein Multiplexer 106" mit nachgeschalteten elektrooptischem Umsetzer 10911 in der Zentrale I dargestellt. Am Anschluß 301 wird von der Fernsprech-/Bildfernsprechvermittlung 105 her ein Bildfernsprech-Signal mit der Übertragungsbitrate 38,912 Mbit/s zugeführt. Am Anschluß 306 liegt ein von der Tonprogramm-Vermittlung 114 kommendes Stereoton-Signal mit der Übertragungsbitrate 2,048 Mbit/s. Am Anschluß 308 liegt ein von der Fernsprech-/Bildfernsprech-Vermittlung 105 kommendes Fernsprech-/Daten-Signal, ebenfalls mit der Ubertragungsbitrate 2,048 Mbit/s, während am Anschluß 310 der Systemtakt 38,912 tEz zugeführt wird.
Das ankommende 38,912-Mbit/s-Bildfernsprech-Signal am Eingang 301 wird zunächst mittels einer Phasensynchronisierschaltung 302 starr an den Systemtakt 38,912 MHz angekoppelt, um das Signal für die folgende Verschachtelung in definierter Phasenlage verfügbar zu haben.
Die Schaltung 302 enthält einen elastischen Speicher, in welchen mit beliebiger Phasenlage ein-, aber mit definierter, vorgegebener Phasenlage ausgelesen wird.
Im Demultiplexer 303 wird das Signal in neunzehn parallele 2,048-Mbit/s-Ströme zerlegt Die notwendige Rahmenerkennung erfolgt anhand des markierten Begleitton-Kanals, wie später noch im einzelnen erläutert wird Die 2,048-Mbit/s-Schmalband-Sigl:lale werden einschließlich der zugehörigen Einlesetaktes welche an den Eingängen 315 und 316 anliegen, ebenfalls Phasensynchrom nisierungs-Schaltungen 307S 309 zugeführt9 welche die beiden Schmalband-Signale phasensynchron zu den Ausgangssignalen des Demultiplexers 303 abgeben Die insgesamt neunzehn Teilsignale 9 gebildet aus dem Bildanteil mit 16h2,048 Mbit/s = 329768 Mbit/s des Bildfernsprech-Signals, dem in weiteren 2,048 Mbit/s enthaltenen Begleitton-Signal des Bildfernsprech-Signals am Punkt 304 und dem Ste2aeo-Tonprogramm-Signal von der Schaltung 307 sowie dem Telefon-/Daten-ßignal von der Schaltung 309 mit jeweils 2,048 Mbit/s werden im Multiplexer 305 bitweise zu einem 38,912-Mbit/s-Teilbündel zusammengefaßt. Die übrigen Teilbündel werden gleichartig erzeugt und stehen gleichphasig an den Eingängen 317, 318, 319 des Multiplexers 313 zur Verfügung, welcher durch bitweise Verschachtelung das 1559648-Mbit/s-Signal erzeugt.
Die Belegung des Teilnehmer-Anschlusses mit nur einem oder zwei Teilbündeln werden jeweils zwei benachbarte Eingänge (Ausbaustufe (b)) oder alle vier Eingänge (Ausbaustufe (a)) des Multiplexers 313 parallel mit demselben Signal vom Multiplexer 305 belegt Aus dem Systemtakt an Punkt 310 wird mit Hilfe eines 19:1-Teilers 311 die Frequenz 2,048 MHz erzeugt, welche den Schaltungen 307, 309 und 312 zugeführt wird. Die Schal.tung 312 enthält einen Phasenregelkreis PLL und einen spannungsgesteuerten Oszillator VCO, welcher in an sich bekannter Weise die Frequenz 19*4*2,048 MHz = 155,648 MHz zum Betrieb des Multiplexers 313 erzeugt.
Der Systemtakt wird ferner von Punkt 310 zum Demultiplexer 303 geführt.
Das Ausgangssignal des Multiplexers 313 mit der Bitrate 155,648 Mbit/s gelangt zum Leitungscodierer 314, welcher das Signal in eine zur Übertragung über den Lichtwellenleiter und die elektrooptischen Wandler geeignete Form umsetzt und anschließend zum elektrooptischen Wandler (Laser- oder LED-Sender) 109 weiterleitet, welcher das optische Signal an den Lichtwellenleiter 132 abgibt.
Das Ausgangssignal der PLL-Schaltung 312 wird ebenfalls dem Leitungscoder 314 zugeführt.
Eine Leitungscodierung zur Übertragung des PCM-Signals über die Glasfaser und auch zur Übertragung der Signale zwischen den Teildemultiplexern 201 und 202, 203, 204 ist notwendig, da über die empfangsseitigen, elektrooptischen Wandlerschaltungen kein Gleichstrom-Mittelwert übertragen werden kann und da in jedem Teildemultiplexer eine Taktwiedergewinnung aus dem Signal notwendig ist. Geeignete Verfahren zur Leitungscodierung, wie beispielsweise Zufügen von Redundanz, Blockcodierung und Minimierung der laufenden digitalen Summe, sind dem Fachmann bekannt und sollen, da die Leitungscodierung nicht Gegenstand der Erfindung ist, hier nicht näher diskutiert werden.
Der Demultiplexer 107 in der Zentrale zur Zerlegung des vom Teilnehmer kommenden 38,912-Mbit/s-Signals ist in Fig. 4 dargestellt.
Das ankommende optische Signal vom Lichtwellenleiter 13, wird dem elektrooptischen Wandler 110 (Avalanche-Dioden-Empfänger) zugeführt und nach Durchlaufen eines Regenerators 407 dem Leitungsdecoder 406 zugeführt, der wieder ein redundanzfreies binäres Signal erzeugt. Dessen Ausgangssignal steht am Punkt 401 zur Verfügung. Es wird ferner einem Demultiplexer 404 zugeführt, welcher in an sich bekannter Weise das enthaltene 2,048-Mbit/s-Telefon-Daten-Signal abspaltet und ibHa am Anschluß 402 abgibt. Der Regenerator erzeugt ferner aus dem empfangenen Signal den Systemtakt 38,912 MHz und gibt diesen an den Leitungsdecoder 406, den Demultiplexer 404 und einen 19=l-Teiler 405, welcher am Anschluß 403 die Frequenz 2,048 MHz zur Weiterverarbeitung des Telefon-/ Daten-Signals am Anschluß 402 abgibt.
In Fig. 5 ist der in Fig. 2 enthaltene Teildemultiplexer 201 näher beschrieben. Das vom Lichtwellenleiter 129 kommende Signal wird in einem Regenerator 501 regeneriert, welcher gleichzeitig den Takt 155,648 1Mz erzeugt. Das Ausgangssignal des Regenerators 501 steht am Ausgang 507 zur Übergabe an eine Breitband-Leitung zwecks weiterer Verteilung im Haus zur Verfügung. Es wird gleichzeitig einem Leitungsdecoder 502 zugeführt.
Dieser stellt das zugehörige Binärsignal her, aus welchem im Demultiplexer 503 ein 38,912-Mbit/s-Signal und aus diesem im Demultiplexer 506 das 2,048-P;Ibit/s-Telefon-/Daten-Signal herausgezogen wird. Dies steht am Ausgang 508 zur weiteren Verteilung im Haus zur Verfü -gung. Die Taktfrequenz 155,648 MHz wird dem Leitungsdecoder 502 und dem Demultiplexer 503, sowie dem 4:1-Teiler 504 zugeführt, welcher seinerseits die Taktfrequenz 38,912 MHz für den Demultiplexer 506 zur Verfügung steht.
Fig. 6 zeigt einen Teil-Demultiplexer 202 im verteilten Demultiplexer einer Teilnehmerstation. Aus dem empfangenen Signal an Punkt 601 wird zunächst mittels einer Taktgewinnungsschaltung 602 der Systemtakt abgeleitet.
Die Schaltung 602 enthält eine Phasenregelschaltung und einen spannungsgesteuerten Oszillator.
Es wäre nun möglich, in einem Schritt die gewünschten 2,048-Mbit/s-Signale aus dem hochratigen Datenstrom abzuleiten. Dies- würde aber nach dem derzeitigen Stand der Technik schnelle ECL-Schaltungen mit hohem Leistungsverbrauch bis in die 112,048-NHz-Ebene" erfordern; ferner ist die Ausgabe von vielen parallelen Signalen bezüglich der Anzahl der notwendigen Anschlüsse ungünstig, wenn eine VLSI-Lösung (Very Large Scale Integration) angestrebt wird. Es müssen ferner im Fernseh-Decoder diese Signale teilweise wieder zu höherratigen Signalen zusammengezogen werden.
Aus den genannten Gründen wurde eine "38,912-MHz-Ebene" eingeführt, die es ermöglicht, den erforderlichen ECL-Schaltungsteil minimal zu halten und die eine serielle 38,912-Mbit/s-Schnittstelle zum Fernseh-Decoder aufweist.
Das Eingangssignal wird zunächst dem Demultiplexer 603 zugeführt, welcher sowohl das das Telefon-/Daten-Signal enthaltende 38,912-Mbit/s-Teilbündel auf der Leitung 620, als auch das gewünschte Teilbündel, in dem das dem jeweiligen Teilnehmerendgerät zugeordnete und von diesem gewählte Signal enthalten ist, auf der Leitung 621 an einen weiteren Demultiplexer 604 abgibt. Das gewünschte Teilbündel steht zur weiteren Verarbeitung am Anschluß 607 zur Verfügung, während beispielsweise an Ausgängen 606 gewünschte 2,048-Mbit/s-Signalezur Verfügung stehen. Am Ausgang 608 erscheint das 2,048-Mbit/s-Telefon-/Daten-Signal, welches die Rahmenkennung enthält. Dieses wird einer Auswertelogik 605 zugeführt2 welche von der Schaltung 602 mit dem jeweiligen Systemtakt versorgt wird und Steuerinformationen über die Leitungen 630 und 631 an die Demultiplexer 603 und 604 abgibt. Die in der Fig. 6 verwendeten Bausteine werden im folgenden noch näher beschrieben.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den in einer Teilnehmerstation eingesetzten Multiplexer 123 für den Rückkanal mit nachgeschaltetem elektrooptischem Umsetzer 124, welcher das kombinierte Rückkanalsignal an den Lichtwdlenleiter 131. abgibt. Ein Regenerator 708 regeneriert das über eine breitbandige beispielsweise koaxiale Leitung mit der Bitrate 382912 Mbit/s am Anschluß 709 vom Teilnehmer»Endgecät ankommende Bildfern sprech-Signal. Er liefert gleichzeitig den 382912-MHz-Takt an den Demultiplexer 7032 den Multiplexer 702 und den 19:1-Teiler 704. Das Ausgangssignal des Regenerators 708 wird im Demultiplexer 703 in 19 parallele 2,048-Mbit/s-Signale zerlegt2 von denen wiederum zwei redundant sind.
Eines dieser redundanten Signale wird durch das vom Teilnehmer abgehende 2,048-Mbit/s-Telefon-/Daten-Signal ersetzt, welches dem Anschluß 710 des dem Demultiplexer 703 nachgeschalteten Multiplexers702 zugeführt wird.
Weiteren Eingängen dieses Multiplexers werden das Bildfernsprech-SignaI~~(1702,048 Mbit/S) und ein nicht mit Information belegtes 2,048-Ibit/s-Signal zugeführt.
Das in einem hier nicht diskutierten Submultiplexer erzeugte 2,048-Mbit/s-Telefon-/Daten-Signal am Anschluß 707 gelangt zunächst zu einem Taktkreis 706 zur vrzeugung des 2,048-MHz-Taktes. Signal und Takt werden einer Schaltung 705 zur Pha-sensynchronisation zugeführt, wel che den phasenrichtigen Bezugstakt vom 19:1-Teiler 704 zugeführt erhält und das phasenrichtige 2,048-Mbit/s- Signal dem Anschluß 710 des Multiplexers 702 zuführt.
Details der internen Demultiplexer 603, 604 in der Anordnung nach Fig. 6 sind in Fig. 8 dargestellt: Der Systemtakt,welcher je nach Systemausbau einen der drei angegebenen Werte annehmen kann, wird über ein UND-Gatter 803 einem umschaltbaren Zähler 804 zugeführt, welcher den.Takt durch vier (bzw. bei 77,824 MHz durch zwei, bei 38,912 MHz überhaupt nicht) teilt. Nur jeweils einer der vier Ausgänge dieses Zählers ist mit 'tlog.1'I belegt. Dasjenige Teilbündel, welches das Telefon-/Daten-(Referenz-)Signal enthält, wird aus dem Signal mit Hilfe des 58,912-MHz-Taktes am Ausgang 830 des Zählers 804 herausgezogen. Dieser Takt kann vier (bei 77,824 NHz zwei, bei 38,912 MHz nur eine) verschiedene Phasenlagen annehmen. Zunächst ist diese Phasenlage beliebig. Irgendeines der vier Teilbündel wird über den D-Eingang des Flipflops 812 mit Hilfe des über eine Verzögerungsstufe 81.3 zugeführten,vom Zähler 804 stammenden.Taktes übernommen. Die Schaltung 813 bewirkt lediglich eine zeitliche Verzögerung, um die richtige zeitliche Zuordnung zu erreichen. Der verwendete Takt wird ferner über ein UND-Gatter 821 einem Zähler 822 -zugeführt, der die Taktfrequenz durch neunzehn teilt.
Bei jedem neunzehnten Taktimpuls wird das Ausgangssignal vom Flipflop 812 in Flipflop 817 übernommen, so daß an dessen Ausgang ein 2,048-Mbit/s-Signal (eines aus maximal sechsundsiebzig möglichen ) zur Verfügung steht. Dieses Signal wird über den Anschluß 823 einer Auswertelogik (diese wird in Fig. 9 beschrieben), zugeführt, welche sucht, ob in diesem Schmalband-Signal die Kennung (ein spezielles Meldewort) enthalten ist, d.h. ob es das Telefon-/Daten-Signal ist. Ist dies nicht der Fall, so wird an den Anschluß 820 des dem Takteingang des Zählers 822 vorgeschalteten UND-Gatters 821 ein Ausblendimpuls B gelegt, welcher einen einzigen Taktimpuls unterdrückt. Daraufhin erscheint am Ausgang des Flipflops817 das nächste Schmalband-Sigrial Der Vorgang wird so lange wiederholt, bis entweder das Telefon-/Daten-Signal gefunden ist, oder bis alle neunzehn Signale im Teilbündel ergebnislos durchsucht wurden. In diesem Fall gibt ein Zähler in der Auswertelogik in Fig. 9 einen Ausblendimpuls A auf den Eingang 802 des dem Takteingang des Zählers 804 vorgeschalteten Gatters 803 und unterdrückt einen Taktimpuls. Die.Breite des Ausblendimpulses A ist umschaltbar; jeder Ausblendimpuls ist. ferner phasensynchron zum zugeordneten Takt.
Damit erscheint ein anderes der vier Teilbündel am Ausgang von- Flipflop 812 und es werden wieder alle neunzehn Kanäle nach dem Telefon-/Daten-Signal durchsucht, bis dieses gefunden ist, Die Synchron-Auswertung in Fig. 9 hält dann den erreichten Zustand durch Sperren des Gatters 905 fest.
Die Auswahl des gewünschten Teilbündels erfolgt durch Steuersignale an den Eingängen 805 der mit den Ausgänge.
gen des Zählers 804 verbundenen UND-Gatter 806, 807, 808 und 809, deren Ausgänge wiederum über ein ODER-Gatter 810 zusammengefaßt werden. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 810 wird über eine Verzögerungsschaltung 814 zur Laufzeitanpassung dem Takteingang des Flipflops 815 zugeführt, dessen D-Eingang vom Anschluß 811 her, ebenso wie dem Flipflop 812, das zu demultiplexende Eingangssignal zugeführt wird. Um Gleichphasigkeit des Signals zum Ausgangssignal des Flipflops 812 zu erzielen, kann das Ausgangssignal des Flipflops 815 mit einem weiteren Flipflop 816, dessen Takteingang der selbe Takt wie dem Flipflop 812 zugeführt wird, übernommen werden. Ein gewähltes Fernseh- oder Bildfernsprechsignal mit der Bitrate 38,912 Mbit/s steht damit am Ausgang 824 des Flipflops 816 zur Verfügung. Soll stattdessen ein 2,048-it/s-Signal, z.B. eines welches zwei Stereo-Tonprogrammsignale enthält, ausgewählt werden, so kann dies mittels eines Flipflops 818 geschehen, dem der phasenrichtige 2,048-MHz-Takt vom Zähler 822 her zugeführt wird. Am Ausgang 825 des Flipflops 818 kann das entsprechende Signal abgegriffen werden. Der Ausgang 827 liefert den Referenztakt für das Telefon-/ Daten-Signal, welches am Ausgang 823 verfügbar ist.
Der gesuchte Schmalband-Kanal kann in einem anderen Teilbündel al-s dem an Flipflop 817 anliegenden enthalten sein. Ein bestimmtes Teilbündel kann über die den Aus gängen des Zählers 804 nachgeschalteten UND-Gatter 806 bis 809 ausgewählt werden (nur eine Leitung mit log.l belegt). Der ausgewählte Takt 38,912 NHz erscheint mit einer anderen Phase (oder derselben, falls das Signal vom Ausgang 830 durchgeschaltet wird) und ermöglicht so die Übernahme eines der vier Teilbündel in Flipflop 815. Flipflop 816 dient lediglich dazu, gleiche Phasenlage für die beiden Signale an den Ausgängen von Flipflop 812 und Flipflop 816 zu erzielen, um das 'Timing' für die nachfolgenden langsamen Schaltungen zu erleichtern. Da der Rahmenaufbau bekannt ist, ist auch bekannt, welche gewünschten Schmalband-Signale in welchem Teilbündel an welcher Stelle enthalten sind bzw. welches Teilbündel . welchen Breitband-Kanal enthält.
Die Auswahl des Fernseh-Signals geschieht über die erwähnten Gatter 806 bis 810 an den Ausgängen des Zählers 804. Die weitere Zerlegung erfolgt im Fernseh-Decoder.
Die Auswahl eines Schmalband-Signals geschieht mit Hilfe des Zählers 822. Mit Hilfe weiterer Ausgänge, welche bei anderen Zählerstellungen mit "log.1" belegt werden, werden gegenüber dem Signal am Ausgang von Flipflop 817 wahlweise verschobene 2, 048-Mbit/s-Signale ausgewählt und mit weiteren Flipflops (Flipflop 818) festgehalten.
Da der Rahmenbeginn im Teilbündel durch die Lage des Synchronsignals (Telefon-/Daten-Signal) festgelegt ist, wird der zugeordnete Takt als Referenzsignal zusammen mit dem"Fernseh-Teilbitndel" an den Fernseh-Decoder übergeben.
Es ist zu beachten, daß in Flipflop 816 ein im Rahmen zeitlich vor dem in Flipflop 812 gespeicherten Bits liegendes Bit abgespeichert ist.
Dieselbe Schaltung kann sowohl im Teil-Demultiplexer 201 in Fig. 2, als auch in Jedem StUreoempfänger5 Fernseh-Gerät oder Bildfernsprech-Empfänger verwendet werden.
ECL-Technik ist nur oberhalb der gestricheiten Linie in Fig. 8 im mit 603 bezeichneten Schaltungsteil erforderlich; der Aufwand in den Teilnehmer-Endgeräten wird sehr gering.
Fig. 9 zeigt in Ergänzung zu Fig. 8 Details der Auswertelogik 605: Die Synchron-Auswertung 904, welcher vom Anschluß 823 in Fig. 8 über den Eingang 907 das Referenz-Signal zugeführt wir, enthält einen Rahmenkennungs-Baustein zum Auffinden des Rahmenkennungs- bzw.
Meldewortes und einen Korrelator- zur Auswertung des Meldewortes durch Vergleich mit einem Soll-Bitmuster.
Wird nach einer bestimmten Zeit das Meldewort nicht gefunden, das Gatter 905 also nicht blockiert, so gibt ein Zähler 906 einen Fortschaltimpuls an den Zähler 903, welcher wiederum einen Ausblendimpuls (A oder B) erzeugt und an den Ausgängen 901 und 902 zur Verfügung stellt. Diese sind mit den Anschlüssen 802 und 820 in Fig. 8 verbunden. Der notwendige 2,0480MHz Takt wird dem Zähler 906 über den Anschluß 908 zugeführt.
Zum besseren Verständnis soll noch die Rahmenstruktur erläutert werden: Jedes Teilbündel enthält ein Breitband-(BB-) und zwei Schmalband-(SB-)Signale in Form von neunzehn bitweise verschachtelten 2 ,048-Mbit/s-Signalen: -SB SB BSST TV1 TV2 TV3 TV15 TV16.
Dabei ist BSST der dem Fernseh-Signal zugeordnete Begleitton (zwei Monokanäle), welcher auch die Kennung für den oben dargestellten Teilbündelrahmen enthält.
Die Reihenfolge von BSST, TV1 .... TV16 und SB1, SB2 kann beliebig festgelegt werden. Die SB-Signale sind nicht alle mit'Information belegt. Vier (oder zwei) derartige Signale werden nun bitweise zu einem Rahmen mit 76 Bit (38 bit) Länge verschachtelt, wobei ein einziges SB-Signal (das Telefon-/Daten-Signal SBF) eine besondere Kennung enthält, so daß dieses Signal die Kennzeichnung für den gesamten Rahmen liefert.

Soll ein bestimmtes Signal, z.B. SB73 ausgewählt werden, so wird der entsprechende Ausgang über Gatter 808 des Zählers 804 in Fig. 8 durchgeschaltet (Teilbündel 3). Der UKW-Stereo-Ton ist so im Rahmen angeordnet, daß in Ausbaustufe (a) zwei Stereo-Programme verfügbar sind (SB5), in Ausbaustufe (b) und (c) vier Stereo-Prograinme (z.B. SB5, SB6).

SBF1 SB22 SB33 SB44 SB51 SB62 SB73 SB84

Y

Sync-Kanal 53-Signale, tlw. mit STT belegt

BSTT1 BSTT2 BSTTD BSTT4 TV1 TV12 TV13 TV14

1 1 1 1

TV1 TV2 'PV:6 TV3

16 16 16 TV16

TV-Begleitton

Zusammenfassend werden nochmals die Vorteile der Erfindung dargestellt.
Ein besonsers günstiges Konzept für das Multiplexschema in einem optischen Breitband-Kommunikationssystem ergibt sich durch folgende Maßnahmen: Übwrtragung eines jeden Fernseh-Signals mit der Bitrate 162,048 Mbit/s = 32,768 Mbit/s.
Übertragung des Fernseh-Begleittons in einem weiteren, nicht voll genutzten 2,048-Mbit/s-Kanal, so daß sich eine Gesamtbitrate für Fernsehen + Begleitton von 17-2,048 Mbit/s = 34,816 Mbit/s ergibt. Damit besteht die Möglichkeit der Übertragung eines Bündels von vier Signalen mit der Standardbitrate 434,816 Mbit/s = 139,264 Mbit/s ohne zusätzliche Maßnahmen wie die aus der PCM-Technik bekannten Stopfverfahren.
Reduktion dieser Übertragungsrate auf die Standardbitrate-34,368 Mbit/s nur, falls nötig, bei der Übergabe an ein Weitverkehrssystem oder eine Übertragungsstrecke, die nur für diese Bitrate ausgelegt ist.
Zusammenfassung eines Breitbandsignals (34,816 Mbit/s) mit jeweils zwei Schmalbandsignalen (2,048 Mbit/s) zu einem Signal mit der Bitrate 19-2,04E3 Mbit/s = 38,912 Mbit/s.
Durchschaltung von 38,912 Mbit/s durch das Breitband-Koppelfeld. Vorteil: einheitliche Taktrate, keine verschiedenen VCO.
Variable Zuordnung von Signalen pro Teilnehmeranschluß.
Die hierdurch bedingte Bündelung in einmal, zweimal oder viermal 38,912 Mbit/s, wobei diese Teilbündel wieder ausschließlich Vielfache von 2,048 Ibit/s enthalten, ermöglicht eine besonders einfache Realisierung der Multiplexer und Demultiplexer, sowie eine Realisierung der sendeseitigen elektrooptischen Wandler in den niederen Ausbaustufen mit LED's.
Die Kennzeichnung eines speziellen 2,048-Mbit/s-Signals (Telefon-/Daten-Signals) durch ein Rahmenkennungs- und ein spezielles Meldewort.wird zur Erkennung des gesamten Rahmens beim Teilnehmer genutzt. Diese Kennzeichnung ist in keinem anderen 2,048-Mbit/s-Signal enthalten.
Eine Rahmenkennung im hochratigen Bitstrom ist daher überflüssig.
Die Verschachtelung der zwei bzw. vier 38,912-3fIbit/s-Teilbündel erfolgt ferner bitweise. Durch- diese beiden Maßnahmen wird der Schaltungsaufwand bei den hohen Bitraten minimal 20 Patentansprüche 9 Figuren

Claims

Patentansprüche Digitales Breitband-Kommunikationssystem, bei dem von einer Zentrale (1) über Glasfasern (II) Fernsehprogrammsignale für Farbe und schwarzlveiß, Tonprogrammsignale, Bildfernsprechsignale für Farbe oder schwarz/weiß, Fernsprechsignale und beliebige andere Signale zu Teilnehmer stationen und bei. dem von diesen in Gegenrichtung BildSernsprechsignale für Farbe oder schwarz/weiß Fernsprechsignale und beliebige Rückkanalsignale übertragen werden können, bei dem die Zentrale (I) die Signale aus dem öffentlichen Netz und/oder von sonstigen Zulieferern und/oder aus eigener Erzeugung oder Speicherung empfängt, vermittelt, zu einem Zeitmultiplexsignal zusammensetzt, in optische Signale umsetzt und zu den Teilnehmerstationen (III) aussendet, bei dem die Teilnehmerstationen (III) die bei ihnen erzeugten Signale zu Zeitmultiplexsignalen zusammensetzen, in optische Signale umsetzen und zur Zentrale (I) aussenden und bei dem die von außen empfangenen Fernsehprogrammsignale für Farbe FBAS-Signale oder Komponentensignale und die von außen empfangenen digitalen Bildfernsprechsignale für Farbe Konponentensignale sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale (i) Multiplexer (6, 6'; 6") mit nachgeschalteten elektrooptischen Umsetzern (97 9'; 9") für verschiedene Übertragungsbitraten vorgesehen sind, daß jeder Teilnehmerstation (III; III'; III") einer dieser Multiplexer (6; 6; 6g2) zugeordnet ist, daß in jeder Teilnehmerstation (III; III; 11111) ein für die empfangene Ubertragungsbitrate geeigneter Demultiplexer (18; 18'; 18") vorgesehen ist, daß in den Teilnehmerstationen (III; III'; III") Multiplexer (23; 23'; 23") mit nachgeschalteten elektrooptischen Umsetzern (24; 24'; 24") vorgesehen sind, daß in der Zentrale (I) Demultiplexer (); 7'; 7) für jede der gewählten Übertragungsbitraten vorgesehen sind und daß Bitraten und Codierungsverfahren für die Codierung der Bitfernsprechsignale und der Fernsehprogrammsignale gleichartig sind.
2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß übertragungsbitraten im Verhältnis 1:2:4 gewählt sind.
3. System nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß übertragungsbitraten 38,912 Ibit/s, 77,824 Mbitfs und 155,648 Mbit/s gefehlt sind.
4. System nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ubertragungsbitrate 38,912.Mbit/s für ein Breitbandsignal mit 34,816 Mbit/s und zwei Schmalbandsignale mit je 2,048 Mbit/s gewählt ist.
5. System nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ubertragungsbitrate 77,824 Mbit/s für zwei Breitbandsignale mit je 34,816 Mbit/s und vier Schmalbandsignale mit je 2,048 Mbit/s gewählt ist.
6. System nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Übertragungsbitrate 155,648 Mbit/s für vier Breitbandsignale mit je 34,816 Mbit/s und acht Schmalbandsignale mit je 2,048 Mbit/s gewählt ist.
7. System nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine bitweise Verschachtelung der Teilbündel mit der Übertragungsbitrate 38,912 Mbit/s vorgesehen ist.
8. System nach Ansprüchen 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 7 daß als Breitbandsignale Fernsehsignale oder 3ewegtbild-Kommunikations-Signale mit einer Ubertragungsbitrate 32,768 Mbit/s unter Zufügung eines Stereo-Begleittons mit einer Ubertragungsbitrate 2,048 Mbit/s gewählt sind
9. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Breitbandsignale Fernsehsignale oder Bewegtbild-KommuZ nikationssignale mit einer Übertragungsbitrate 32,768 Mbit/s unter Zufügung eines Stereo-3egleittons mit einer Ubertragungsbitrate 1,6 Mbit/S gewählt sind.
10. System nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Stereo-Begleitton nach demselben Schema wie die Hörrundfunk-Stereoprogramme codiert und übertragen wird.
11. System nach Anspruch 8, 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beim Stereo-Begleitton ein erstes Kennwort vorgesehen ist.
12. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Schmalbandsignale zwei UKW-Stereo-Signåle oder ein Telefon-/Daten-Signal mit einer Ubertragungsbitrate 2,048 Mbit/s gewählt sind.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Pulsrahmen eines Schmalbandkanals ein zweites Kennwort vorgesehen ist, das zur -Synchronisation des gesamten digitalen Summensignals dient.
14. System nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e e t , daß das Breitbandsignal bereits mit der Übertragungsbitrate 38,912 Mbit/s durch ein in der Vermittlung enthaltenes Breitband-Koppelfeld übertragen wird und die in dieser Übertragungsbitrate enthaltenen Schmalbandkanäle mit der Ubertragungsbitrate 4,096 Mbit/s dabei keine Information enthalten.
15. System nach Anspruch 4, 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Breitbandsignale mit dem Stereo-Begleitton durch das in der Vermittlung enthaltene Breitband-Koppelfeld mit der Ubertragungsbitrate 34,816 Mbit/s übertragen werden
16. System nach Anspruch 4, 5, 6 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Vereinigung jedes Breitbandsignals mit zwei Schmalbandsignalen nach dem Durchlaufen eines Koppelfeldes in einem Multiplexer vorgenommen wird.
17. System nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die vier Breitbandsignale mit einer Ubertragungsbitrate 139,264 Mbit/s im Weiterverkehr übertragen werden.
18. System nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß jedes Breitbandsignal mit zwei Schmalbandsignalen derart zu einem Teilbündel vereinigt wird, daß die Übertragungsbitrate des Summensignals aus beiden Schmalbandsignalen um den Faktor 537/ 512 auf eine Übertragungsbitrate 4,296 Mbit/s erhöht wird und das Teilbündel eine Ubertragungsbitrate 38,664 Mbit/s aufweist.
19. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß elektrooptische Umsetzer mit Luminiszenz-Dioden vorgesehen sind.
20. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß elektrooptische Umsetzer mit Laserdioden vorgesehen sind