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Hochfrequenzübertragungssystem
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Stand der Technik Die Erfindung geht von einem Hochfrequenzübertragungssystem
nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
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Es ist schon ein Hochfrequenzübertragungssystem bekannt (Firmendruckschrift
BOSCH "Verkehrsüberwachungs-System", Impressum WEB 577), bei dem zur Überwachung
des Verkehrsgeschehens an verschiedenen Stellen einer Stadt Fernsehkameras installiert
sind, die über ein Koaxialkabel mit je einem Monitor einer Uberwachungszentrale
verbunden sind. Bei diesem System ist für die Übertragung der Bildsignale jeder
Fernsehkamera ein eigener Kanal erforderlich. Dadurch sind für die übertragung insofern
Grenzen gesetzt, als für je 25 bis 30 Fernsehkameras ein Koaxialkabel bereitgestellt
werden muß, über das die Bildsignale dieser Fernsehkameras nach Modulation und Umsetzung
gleichzeitig übertragen werden.
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Es ist weiterhin bekannt (Firmendruckschrift BOSCH "Technische Information,
Zug-Abfertigungs- und Bahn-Überwachungssystem ZABü", Impressum EK-VKD 8 699 914
105, Mai 1979), bei der Verkehrsüberwachung programmierbare Tuner vor den Monitoren
einzusetzen, so daß mit einem Monitor nacheinander die Bildsignale mehrerer Fernsehkameras
wiedergegeben werden können. Dadurch verringert sich zwar die Zahl der Monitoren,
aber nicht die Zahl der für die Ubertragung erforderlichen Kanäle.
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Gehört zu einer Übertragungsanlage eine Vielzahl von Fernsehkameras
bzw. allgemein von Informationsquellen, dann nimmt die Streckenbelastung durch die
erforderliche Zahl von Kanälen zu, das heißt, je mehr Kanäle über die Kabelstrecke
übertragen werden sollen,. um so.größer werden die Hochfrequenzstörungen zweiter
und höherer Ordnung bzw. um so kleiner werden die Störabstände auf der Strecke.
Das bedeutet, daß die Bildung von Störprodukten in den auf der Kabelstrecke vorgesehenen
-Verstärkern reduziert werden muß, was durch eine Pegelrücknahme an den Verstärkern
erreicht werden kann. Für die Pegelrücknahme gilt die Beziehung: AnA = k . lg (C
- 1),wobei An die Pegelrücknahme in dB, k eine Konstante, nA der höchstmögliche
Betriebspegel bei zwei Kanälen in mV oder dBV und C die Anzahl der Kanäle ist.-Sollten
beispielsweise in einer bestehenden Anlage weitere Kanäle bereitgestellt werden,
dann müßte der Ausgangspegel der vorhandenen Verstärker reduziert und gegebenenfalls
zusätzliche Verstärker eingebaut werden.
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Bei unterirdisch verlaufenden Kabelstrecken wären die Maßnahmen nur
mit einem sehr hohen Aufwand realisierbar. Die Rücknahme des Ausgangspegels findet
ihre Grenze du-rch die Verschlechterung des Rauschabstands- in den Signalen. Es
kann deshalb die Situation eintreten, daß ein Kabelsystem auch mit hohem wirtschaftlichen
Aufwand keine zusätzlichen Kanäle mehr aufnehmen kann.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Hochfrequenzübertragungssystem
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß man trotz
einer großen Zahl von Informationsquellen (zum Beispiel 100 Stück) bzw. Kanälen
mit einer vergleichsweise kleinen Zahl (zum Beispiel maximal 30 Stück) von gleichzeitig
zu übertragenden Informationsinhalten bzw. Kanälen auskommt, ohne daß Störungen
auftreten.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Hochfrequenzübertragungssystems
möglich.
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Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Übertragungssystem,
wenn dem Rechner der Steuerzentrale ein Datenmodulator zugeordnet ist, der eine
dem Steuerkanal entsprechende Trägerfrequenz mit den Datentelegrammen moduliert,
und wenn in den Peripherieeinrichtungen ein Datenmodulator vorgesehen ist, der die
Datentelegramme demoduliert und an die Steuereingänge der ZF-HF-Umsetzer weiterleitet.
Durch die Verwendung eines separaten Steuerkanals und von Datentelegrammen wird
die Steuerung der ZF-HF-Umsetzer erheblich erleichtert und die Übertragungssicherheit
bei der Steuerung in den Peripherieeinrichtungen verbessert.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand zweier Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Hochfrequenzübertragungsanlage.
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und Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Empfangs-und Steuerzentrale.
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Beschreibung der Erfindunq In dem Blockschaltbild nach Fig. 1 bezeichnet
10 eine Empfangs- und Steueranlage, die über ein Kabel 11 mit einem ersten Anschluß
12 einer richtungsabhängig verstärkenden Verstärkereinrichtung 13 verbunden ist.
Die Verstärkereinrichtung enthält eine erste Weichenanordnung 14 aus einem
Tiefpaßfilter
15 und einem Hochpaßfilter 16. Das Tiefpaßfilter ist mit einem Ausgang eines ersten
Verstärkers 17 und das Hochpaßfilter mit einem Eingang eines zweiten Verstärkers
18 verbunden. Ein Eingang des ersten Verstärkers und ein Ausgang des zweiten Verstärkers
stehen mit einem Tiefpaßfilter 19 bzw. einem Hochpaßfilter 20 einer zweiten Weichenanordnung
21 in Verbindung, die mit einem zweiten Anschluß 22 der Verstärkereinrichtung 13
verbunden ist. Der zweite Anschluß 22 steht mit einem Verteiler 23 in Verbindung,
an den sich drei Koaxialkabel- 24, 25, 26 eines Koaxialkabelsystems 27, das gegebenenfalls
auch noch weitere Koaxialkabel umfassen kann, anschließen. An jedes Koaxialkabel
sind e-ine oder mehrere Peripherieeinrichtungen 30 ... 33 angeschlossen. Während
die Peripherieeinrichtungen 30 bis 32 in Fig.- 1 nur als einfache Blockschaltungssymbole
dargestellt sind, die über je einen Abzweiger 34, 35, 36 mit den zugehörigen Koaxialkabeln
24 bzw. 25 verbunden sind, ist die Peripherieeinrichtung 33 mit ihren wesentlichen
Bestandteilen gezeigt. Dazu gehören vier Abzweiger 37 ... 40, von denen der erste
Abzweiger 37 über einen Demodulator 41 mit einem Monitor 42, der zweite Abzweiger
38 mit einem Datendemodulator 43, der dritte Abzweiger 39 mit einem ersten ZF-HF-Umsetzer
44 und der vierte Abzweiger 40 mit einem zweiten ZF-HF-Umsetzer 45 verbunden ist.
Die Abzweiger 34 bis 36 und 38 bis 40 sind vorzugsweise Richtkoppler.
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An den Datendemodulator 43 schließt sich ein Seriell-Parallel-Wandler
46 an, dessen Ausgang einen Datenadreßbus 47 bildet. Dieser steht mit je einem Eingang
von drei Adreßdekoder- und Steuereinheiten 50 ... 52, im folgenden nur Adreßdekoder
genannt, in Verbindung.
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Die gestrichelten Linien an dem in Fig. 1 unteren Ende des Datenadreßbusses
47 sollen andeuten, daß in der Peripherieeinrichtung 33 noch weitere Adreßdekoder
und ZF-HF-Umsetzer und Abzweiger vorhanden sein können. Der Adreßdekoder 50 ist
ausgangsseitig mit einem Steuereingang des Demodulators 41 verbunden und jeder der
Adreßdekoder 51 und 52 mit einem Steuereingang des ihm zugeordneten ZF-HF-Umsetzers
44 bzw. 45. Die ZF-HF-Umsetzer 44 und 45 stehen eingangsseitig über je einen Modulator
53, 54 mit je einer Fernsehkamera 55 und 56 in Verbindung.
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Die in Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellte Empfangs- und Steueranlage
(vgl. 10 in Fig. 1) ist an das Kabel 11 angeschlossen, dessen Ende auf dem Massepotential
liegt. In dem Kabel 11 sind fünf Abzweiger 60 ... 64 eingefügt, von denen der erste
Abzweiger 60 mit dem Ausgang eines Datenmodulators 65, der zweite Abzweiger 61 mit
einem Ausgang eines ZF-HF-Umsetzers 66, der dritte Abzweiger 62 mit einem Eingang
eines ersten Demodulators 67, der vierte Abzweiger 63 mit einem Eingang eines zweiten
Demodulators 68 und der fünfte Abzweiger 64 mit einem Eingang eines dritten Demodulators
69 verbunden ist.
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Ein Eingang 70 des Datenmodulators 65 steht über eine Leitung 71 mit
einem Datenausgang 72 eines Rechners 73 in Verbindung, der eine Programmiereinrichtung
74 aufweist.
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Der Datenausgang 72 ist außerdem mit einem Eingang 75 eines Seriell-Parallel-Wandlers
76 verbunden, dessen Ausgang einen Datenadreßbus 77 bildet. Der Datenadreßbus steht
über einen ersten Adreßdekoder 78 mit einem Steuereingang 79 des ZF-HF-Umsetzers
66, über einen zweiten Adreßdekoder 80 mit einem Steuereingang 81 des ersten Demodulators
67, über einen dritten Adreßdekoder 82 mit einem Steuereingang 83 des zweiten Demodulators
68 und über einen vierten Adreßdekoder 84 mit einem Steuereingang 85 des dritten
Demodulators
69 in Verbindung. An die Ausgänge des zweiten und
dritten Demodulators 68, 69 ist je ein Monitor 86, 87 angeschlossen.
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Den Ausgang des ersten Demodulators 67 verbindet eine wahlweise zwischen
die Anschlüsse 88 und 89 einfügbare Kurzschlußleitung 90 mit einem Modulator 91,
dessen Ausgang mit dem Ein gang des ZF-HF-Umsetz.ers 66 verbunden ist. Rechner 73
und Programmiereinrichtung -74 bilden zusammen mit dem Datenmodulator 65 eine Steuerzentrale
und die anderen Baueinheiten in Fig. 2 eine Empfangszentrale.
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Die Funktion des anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Hochfrequenzübertragungssystems
ist folgende.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel gehören zu der übertragungsanlage beispielsweise
vier Peripherieeinrichtungen 31 ... 33 mit angenommenerweise je 30 Fernsehkameras.
Jede Peripherieeinrichtung gehört beispielsweise zu einem Bahnhof, dessen Gleisanlage
zentral überwacht und gesteuert werden soll. Da nicht alle 120 Fernsehkameras gleichzeitig
ihre Bildinformationen über 1.20 verschiedene Kanäle an die Zentrale übertragen
müssen, wird von der Zentrale aus eine Auswahl getroffen.
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Es wird davon ausgegangen, daß eine Bedienungsperson die Bildinformationen
von maximal fünf Fernsehkameras auf fünf Monitoren gleichzeitig überwachen kann
und daß in der Empfangszentrale nicht mehr als 30 Monitoren aufgestellt sind.
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Die Bedienungsperson gibt die Nummer der gewünschten Peripherieeinrichtung
und/oder der gewünschten Fernsehkamera in die Programmiereinrichtung 74 des Rechners
73 ein, und der Rechner 73 ordnet den gewünschten Fernsehkameras bzw. den zugehörigen
ZF-HF-Umsetzern 44 und 45 bestimmte Kanäle bzw.
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Trägerfrequenzen zu, und zwar nach einem vorgegebenen Schema, das
in dem Rechner gespeichert ist. Das Schema beinhaltet beispielsweise die für die
übertragung zugelassenen Kanäle.
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Am Datenausgang 72 des Rechners 73 erscheint dann für jeden von dem
Rechner ermittelten Kanal ein Datentelegramm, das die Adresse des betreffenden ZF-HF-Umsetzers
der Peripherieeinrichtung und die vom Rechner zugeteilte Träger frequenz in kodierter
Form zum Inhalt hat. Die seriell abgegebenen Datentelegramme werden in dem Seriell-Parallel-Wandler
76 der Zentrale (Fig. 2) in parallele Telegramme umgewandelt und über die auf je
eine Adresse eingestellten Adreßdekoder 80, 82, 84 den zugehörigen Steuereingängen
81, 83,85 der Demodulatoren 67, 68, 69 zugeführt, wodurch diese auf je eine bestimmte
Trägerfrequenz abgestimmt werden.
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Die Datentelegramme gelangten außerdem von dem Ausgang 72 des Rechners
73 über die Leitung 71 an den Datenmodulator 65, in welchem die Datentelegramme
einen Träger von vorzugsweise etwa 5 ....20 MHz in der Frequenz modulieren.
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Wenn zu dem Überwachungssystem eine größere Zahl von Peripherieeinrichtungen
gehört, dann ist es zweckmäßig, mehrere Datenmodulatoren mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen
vorzusehen.
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Der in der Peripherieeinrichtung 33 vorhandene Datendemodulator demoduliert
die über die Verstärkereinrichtung 13 und das Kabel 25 übertragene und mit den Datentelegrammen
modulierte Trägerfrequenz, und der Seriell-Parallel-Wandler 46 bildet aus den seriellen
Datentelegrammen parallele Telegramme, die an den Eingang der Adreßdekoder 51 und
52 gelangen. Erkennen diese Adreßdekoder ihre Adresse, so geben sie an die Steuereingänge
der ZF-HF-Umsetzer 44 und 45 einen in dem betreffenden Datentelegramm enthaltenen
Steuerbefehl zum Einstellen des Umsetzers auf die zugeteilte Sendefrequenz und Einschalten
des HF-Senders innerhalb des ZF-HF-Umsetzers ab.
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Auf diese Weise werden die von den Fernsehkameras 55, 56 gelieferten
Signale nach Modulation durch die Modulatoren 53, 54 und nach Umsetzung mittels
der ZF-HF-Umsetzer 44 und 45 über die Abzweiger 39, 40 in das Koaxialkabel 25 eingespeist
und anschließend über den Verteiler 23 und den Verstärker 17 der Verstärkereinrichtung
13, das Kabel 11 (Fig. 1) den Demodulatoren 67, 68, 69 der Empfangszentrale zugeführt.
Die eingangsseitigen Selektionsmittel der Demodulatoren 67, 68, 69 sind, wie vorstehend
beschrieben, durch Datentelegramme des Rechners auf die Sendefrequenzen der ZF-HF-Umsetzer
44, 45 eingestellt. Dadurch erscheinen auf den Bildschirmen der Monitoren 86, 87
die Bildinformationen der gewünschten Fernsehkameras 55, 56.
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Der auf diese Weise-geschaltete Kanal zwischen der Informationsquelle
und dem Monitor bleibt so lange bestehen, wie es die Bedienungsperson wünscht. Der
Kanal.
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wird abgeschaltet, wenn die Bedienungsperson die Informationen der
Informationsquelle nicht mehr benötigt. Das Abschalten erfolgt durch Befehl der
Bedienungsperson an die Steuerzentrale. Hierzu verfügt- der in der Peripherie angeordnete
ZF-HF-Umsetzer über die Möglichkeit zum Abschalten seines HF-Senders. Er wird durch
die Steuerzentrale auf die gleiche oben beschriebene Art abgeschaltet, wie er zuvor
eingeschaltet und auf eine bestimmte Sendefrequenz gesteuert wurde.
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Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Funktion der Übertragungsanlage
sind noch folgende Ergänzungen-von Vorteil.
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Die Bedienungsperson in der Zentrale kann beispielsweise an eine Aufsichtsperson
in einer Peripherieeinrichtung zusätzliche Informationen geben. Zu diesem Zweck
enthält
zum Beispiel die. Peripherieeinrichtung 33 den Monitor
42.
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Die Bedienungsperson der Zentrale wählt in diesem Fall mit der Programmiereinrichtung
74 den Monitor 42, und der Rechner 73 teilt dem zu dem Monitor gehörenden Demodulator
41 einen bestimmten Kanal zu, indem er ein entsprechendes Datentelegramm abgibt,
das über den Datenmodulator 65 der Zentrale den Datendemodulator 43 der Peripherieeinrichtung
33, den Seriell-Parallel-Wandler 46, den Adreßdekoder 50 und den Demodulator 41
auf die Frequenz des bestimmten Kanals abstimmt. Die auf dem Bildschirm des Monitors
42 wiederzugebenden Informationen werden von einer in Fig. 2 mit 92 bezeichneten
Informationsquelle geliefert, deren Ausgangssignale nach Entfernung der Kurzschlußleitung
90 moduliert und umgesetzt und in das Kabel 11 eingespeist werden. Der Umsetzer
66 und der Demodulator 41 werden dabei durch Datentelegramme des Rechners auf die
ihnen zugeteilte Frequenz eingestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ergänzung der erfindungsgemäßen Hochfrequenzübertragungseinrichtung
besteht darin, daß mit dem Monitor 42 auch Informationen einer anderen Peripherieeinrichtung,
zum Beispiel die Bildsignale einer Fernsehkamera der Peripherieeinrichtung 30, wiedergegeben
werden können. Hierzu muß die Bedienungsperson der Zentrale in die Programmiereinrichtung
74 einen entsprechenden Befehl eingeben, woraufhin der Rechner einen bestimmten
Kanal aussucht und ein entsprechendes Datentelegramm in der vorher beschriebenen
Weise an die Peripherieeinrichtung 30 weiterleitet.
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Dort wird der ZF-HF-Umsetzer auf den betreffenden Kanal gesteuert,
so daß die mit den Bildsignalen der gewünschten Kamera modulierte Trägerfrequenz
über das Kabel 24 zu der Zentrale 10 übertragen werden kann. Gleichzeitig ist auch
der erste Demodulator 67 auf die betreffende Trägerfrequenz eingestellt worden,
so daß die modulierte Trägerfrequenz demoduliert und über das Kurzschlußkabel 90
geführt, in dem
Modulator 91 moduliert und über den ZF-HF-Umsetzer
66 auf das Kabel 11 gelangt. Der ZF-HF-Umsetzer 66 ist ausgangsseitig auf eine andere
Trägerfrequenz bzw. auf einen anderen Kanal eingestellt, den der Rechner 73 bestimmt
hat. Auf denselben Kanal ist dann auch der Demodulator 41 der Peripherieeinrichtung
33 eingestellt, so daß die Bildsignale der Peripherieeinrichtung 30 auf dem Bildschirm
des Monitors 42 sichtbar werden.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig.. 1 und 2 wird die Träger
frequenz des Steuerkanals über das ohnehin vorhandene Kabelnetz übertragen. Es ist
unter Umständen jedoch vorteilhafter, für den Steuerkanal eine zusätzliche Leitung
oder einen Funkweg vorzusehen. Die technische Ausführung der genannten Alternativen
bereitet dem Fachmann keine Schwierigkeiten, so daß auf eine ausführliche Beschreibung
und Zeichnung verzichtet werden kann.
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Schließlich dürfte es besonders vorteilhaft sein, die Steuerzentrale,
den Steuerkanal und die Peripherieeinrichtungen derart zu bemessen, daß ein Datenaustausch
in beiden Richtungen, das heißt auch von einer Peripherieeinrichtung zu der Zentrale,
möglich ist. Dadurch kann beispielsweise die Peripherieeinrichtung der Zentrale
mitteilen, daß bei ihr Informationen abrufbereit sind.