DE3311633A1

DE3311633A1 - Cable television system with return channel

Info

Publication number: DE3311633A1
Application number: DE19833311633
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Ing. 8000 München Grasser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1984-10-04

Abstract

In a cable television system with return path and inserted filters and amplifiers, all-pass filters, the delay peak (resonance) of which is at the top end of band I, are inserted for compensating for the group delay distortions in band I. <IMAGE>

Description

Kabelfernsehanlage mit RückkanalCable TV system with return channel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabelfernsehanlage, bei der, von einer Kopfstation ausgehend, ein oder mehrere Zwischenverstärker in die Kabelstrecke eingeschaltet sind und bei jedem Verstärker Hochpässe, für die Übertragung der erforderlichen Vorwärtssignale, insbesondere unter Einschluß des Bandes I und der UKW-Signale in der üblichen Frequenzlage, und Tiefpässe für frequenzmäßig unterhalb der Vorwärtssignale gelegene Rücksignale vorgesehen sind.The invention relates to a cable television system in which, from starting from a head station, one or more repeaters in the cable route are switched on and at each amplifier high passes, required for the transmission Forward signals, particularly including Band I and the VHF signals in the usual frequency position, and low-pass filters for frequency-wise below the forward signals located return signals are provided.

Von der Kopfstation einer Kabelfernsehanlage werden im allgemeinen auf die Kabelübertragungsstrecke in Teilnehmerrichtung Fernseh-, Ton und Betriebssignale in den Frequenzbereichen 47 bis 68 MHz (Ferasehband I) 80 +- .2 NHz (Pilotfrequenzen) 87,5 bis 108 NKz (UKW-Bereich) 111 bis 300 MHz (für die Fernsehbander III und höher) übertragen. Die zur Zentrale, also zur Kopf station hin übertragenen Signale liegen im allgemeinen zwischen etwa 5 und maximal 25 MHz.The head end of a cable television system is generally on the cable transmission route in the direction of the subscriber television, sound and operating signals in the frequency ranges 47 to 68 MHz (Ferasehband I) 80 + - .2 NHz (pilot frequencies) 87.5 to 108 NKz (FM range) 111 to 300 MHz (for TV bands III and higher) transfer. The signals transmitted to the control center, i.e. to the head-end station, are located generally between about 5 and a maximum of 25 MHz.

Ein dabei in der Praxis immer wieder auftauchendes Problem bei der Übertragung von Fernsehs5gnalen über Breitbandnetze mit Rückwärtsweg sind die durch die Steilheit der Filterflanken beding @@@ Gruppei. ufzeitverzerrungen zwischen Bild- und Farbträge, ansbesondere im Fernsehkanal 2 des Bereiches I. Dabei besteht ein kausaler Zusammenhang zwischen den tolerierten Laufzeitverzerrungen in Vorwärtsrichtung (und damit der Anzahl der max. kaskadierbaren Verstärkerpunkte) und der Bandbreite des Rückwärtsfrequenzbereiches. So ist zum Beispiel bei einem Frequenzband des Rückwärtsweges von 5 ... 25 MHz die Gruppenlaufzeitverzerrung im Kanal 2 pro Filter etwa 3 nsec. Bei einem Frequenzband des Rückwärtsweges von 5 ... 10 NHz beträgt letztere etwa 1,2 nsec. Bisher wurden nun diese Gruppenlaufzeitverzerrungen entweder auf Kosten der RUckwärtsübertragungsbandbreite (durch Tieflegen der HochpaEgrenzfrequenz) oder durch Tolerierung einer aufgrund der vorhandenen Laufzeitverzerrungen sich ergebenden geringeren Anzahl zu kaskadierender Verstärkungspunkte gelöst.A problem that occurs again and again in practice with the Transmission of television signals over broadband networks with a reverse path are through the steepness of the filter flanks determines @@@ Gruppei. time distortion between Image and color wear, especially on TV channel 2 of the area I. There is a causal relationship between the tolerated delay time distortions in forward direction (and thus the number of max. cascadable amplifier points) and the bandwidth of the reverse frequency range. This is the case with one, for example Frequency band of the reverse path from 5 ... 25 MHz the group delay distortion in the Channel 2 per filter approx. 3 nsec. With a frequency band of the reverse path of 5 ... 10 NHz, the latter is about 1.2 nsec. So far, these group delay distortions have now been either at the expense of the reverse transmission bandwidth (by lowering the high-pass cutoff frequency) or by tolerating one due to the existing delay time distortions resulting lower number of cascading reinforcement points solved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne diese Einschränkungen die durch die erforderlichen Filter bedingten Laufzeitverzerrungen,insbesondere bei den untersten in Vorwärtsrichtung zu übertragenden Frequenzen auf ein vernachlässigbares Maß herabzusetzen.The invention is based on the object without these restrictions the delay time distortions caused by the necessary filters, in particular at the lowest frequencies to be transmitted in the forward direction to a negligible Diminish measure.

Diese Aufgabe wird bei einer Kabelfernsehanlage der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei vorzugsweise jeder Frequenzweiche ein Allpaß vorgesehen ist, dessen Gruppenlaufzeit im niedrigsten zu übertragenden Vorwärts-Frequenzbereich eine zunächst bis zu einem Maximum (Resonanzbereich) derart ansteigende Gruppenlaufzeit-Frequenzcharakteristik hat, daß in diesem Bereich durch Wahl des Steilheitsfaktors und der Resonanzfrequenz des Allpasses eine optimale Kompensation der durch den Hochpaß erzeugten Gruppenlaufzeitverzerrungen auftritt.In the case of a cable television system, this task becomes the one mentioned at the beginning Kind according to the invention solved in that at preferably each crossover network an all-pass is provided whose group delay is the lowest to be transmitted Forward frequency range an initially up to a maximum (resonance range) like this increasing group delay frequency characteristic has that in this area through Choice of the slope factor and the resonance frequency of the all-pass an optimal one Compensation of the group delay distortions generated by the high-pass filter occurs.

Ein solches Entzerrerglied hat in besonders vorteilhafter Weise die Eigenschaft, daß durch entsprechende Wahl von Resonanzfrequenz und Steilheitsfaktor eine Laufzeitcharakteristik erreicht wird, die lediglich im Fernsehband I entzerrt, während die Beeinflussung der Fernsehbereiche oberhalb des UKW-Bereiches praktisch vernachlässigbar ist.Such an equalizer has in a particularly advantageous manner Property that by appropriate choice of resonance frequency and slope factor a runtime characteristic is achieved that is only equalized in TV band I, while influencing the television areas above the VHF range is practical is negligible.

Mit einem Allpaß-B-Glied können dabei in den Fernsehkanälen .2 und 3 je ca. 2 nsec. entzerrt werden.With an all-pass B-element you can use TV channels .2 and 3 each approx. 2 nsec. be equalized.

Vsrteilhafte Ausbildungen dieses Entzerrergliedes finden sich in den Unteransprüchen.Advantageous designs of this equalizer can be found in Subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of figures explained.

Figur 1 zeigt das Prinzip eines Zweiwegeverstärkers in der Kabelfernsehanlage.Figure 1 shows the principle of a two-way amplifier in the cable television system.

Figur 2 zeigt die Struktur eines zur Entzerrung verwendeten Vierpols.FIG. 2 shows the structure of a quadrupole used for equalization.

Figur 3 zeigt den Laufzeitverlauf eines erfindungsgemäß dimensionierten Vierpols im Frequenzbereich bis 400 MHz.FIG. 3 shows the run time profile of a dimensioned according to the invention Quadrupole in the frequency range up to 400 MHz.

Figur 4 zeigt den Laufzeitverlauf eines erfindungsgemäß dimensionierten Entzerrers im Frequenzbereich des Fernsehbandes 1.FIG. 4 shows the run time profile of a dimensioned according to the invention Equalizer in the frequency range of TV band 1.

Figur 5 zeigt eine gemessene Laufzeitkurve des Allpasses.FIG. 5 shows a measured runtime curve of the all-pass.

Figur 6 zeigt die gemessene Laufzeitkurve eines verwendeten Hochpaßfilters.FIG. 6 shows the measured transit time curve of a high-pass filter used.

Figur 7 zeigt die Laufzeitkurve der Zusammenschaltung beider flerpole-..Figure 7 shows the runtime curve of the interconnection of the two flerpole- ..

Figur 8 zeigt die gemessene Entzerrerlaufzeitkurve bis 400 MHz.FIG. 8 shows the measured equalizer delay time curve up to 400 MHz.

Wie in Figur 1 dargestellt, besteht ein sogenannter Streckenverstärker auf der Kabel strecke K des Systems aus je einem über Frequenzweichen für den Vorwärts-und Rückwärtsweg zusammengeschalteten Verstärker VV (vorwärts) und VR (rückwärts). Die Weichen bestehen im einfachsten Fall aus Hochpässen HP und Tiefpässen TP.As shown in FIG. 1, there is a so-called line amplifier on the cable route K of the system from one over crossovers for the forward and one Backward connected amplifier VV (forward) and VR (backward). the In the simplest case, switches consist of high-pass HP and low-pass TP.

In die Hochpaßzweige sind Laufzeitentzerrer E eingeschaltet.Runtime equalizers E are switched into the high-pass branches.

Als geeignete Laufzeitentzerrer kommen dabei nur Allpässe im engeren Sinn, doh. solche, die bei allen Frequenzen theoretisch die Dämpfung Null und einen konstanten Wellenwiderstand haben, in Betracht. Dies sind Kreuzschaltungen mit paarweise gleichen, bezüglich des Abschlußwiderstandes dualen Reaktanzen oder ein dazu äquivalenter Vierpol (z.B. gemäß Figur 2).Only all-passes in the narrower range can be used as suitable delay equalizers Sense, doh. those that theoretically have attenuation zero and one at all frequencies have constant wave resistance. These are cross connections with pairs the same, with regard to the terminating resistance, dual reactances or an equivalent Quadrupole (e.g. according to Figure 2).

Die Berechnung solcher Allpässe erfolgt gemäß den bekannten Formeln wobei für den nachgeschilderten Fall der Steilheitsfaktor m = 0,65 und die Resonanzfrequenz fR = 70 MHz angenommen wurden. Z ist dabei der Wellenwiderstand.The calculation of such all-passes is carried out according to the known formulas where the slope factor m = 0.65 and the resonance frequency fR = 70 MHz were assumed for the case described below. Z is the wave resistance.

Figur 3 gibt den prinzipiellen Laufzeitverlauf eines solchen sogenannten Allpaß-B-Gliedes wieder. Dabei sind die Lage des Laufzeitmaximums und die Steilheit der Kurve frei wählbar. Man erkennt, daß eine Entzerrung des gesamten Vorwärtsübertragungsberelches (47 ... 400 MHz) mit vertretbarem Aufwand nicht möglich ist, dagegen bietet sich bei geeigneter Wahl der Resonanzfrequenz und des Steilheitsfaktors eine Entzerrung der Kanäle im Fernsehbereich I an, ohne daß die Kanäle oberhalb des UKW-Bereichs II dadurch merkbar beeinträchtigt werden (Verzerrung in K 5 <0,05 nsecOs in K 3 < 0,3 nsec.).Figure 3 shows the basic run time of such a so-called All-pass B-link again. The position of the maximum transit time and the steepness are here of the curve freely selectable. It can be seen that an equalization of the entire forward transmission area (47 ... 400 MHz) is not possible with justifiable effort, but it is possible with a suitable choice of the resonance frequency and the slope factor, an equalization of the channels in TV range I, without the channels above the VHF range II are noticeably impaired as a result (distortion in K 5 <0.05 nsecOs in K 3 <0.3 nsec.).

Figur 4 zeigt den theoretischen Laufzeitverlauf eines nach diesen Gesichtspunkten zur Problemlösung dimensionierten Entzerrers, wobei jeweils Bild- und Farbträger der Kanäle 2, 3 und 4 eingezeichnet sind.FIG. 4 shows the theoretical run time curve one after this Considerations for problem solving dimensioned equalizer, whereby in each case image and color carriers of channels 2, 3 and 4 are shown.

Figur 5 zeigt die gemessene Kurve eines Labormusters. Man erkennt darauf die Entzerrung folgender Laufzeitwerte K 2 : # 2 nsec K 3 : # 2 nsec K 4 : # 0,5 nsec Die Laufzeitkurve eines Hochpaßfilters zeigt Bild 6 (##Gr K2 ca. 3 nsec.) und die der Zusammenschaltung von Filter und Entzerrer Figur 7. Dadurch konnten die Laufzeitverzerrungen auf folgende Werte reduziert werden.FIG. 5 shows the measured curve of a laboratory sample. One recognises then the equalization of the following transit time values K 2: # 2 nsec K 3: # 2 nsec K 4 : # 0.5 nsec The runtime curve of a high-pass filter is shown in Figure 6 (## Gr K2 approx. 3 nsec.) and the interconnection of filter and equalizer Figure 7. This enabled the runtime distortions are reduced to the following values.

K 2 < 1 nsec K 3 ct 0,6 nsec K 4 < 0,3 nsec Figur 8 zeigt die gemessene Entzerrerlaufzeitkurve bis 400 MHz. K 2 <1 nsec K 3 ct 0.6 nsec K 4 <0.3 nsec figure 8 shows the measured equalizer delay curve up to 400 MHz.

Es ist zweckmäßig, die Verzerrungen jedes einzelnen Hochpasses auf diese Weise zu kompensieren, jedoch kann auch ein Verstärkertrakt im ganzen an einer Stelle mit einem oder mehreren solchen Allpässen kompensiert werden.It is useful to check the distortion of every single high pass To compensate in this way, however, an amplifier section as a whole can also be connected to one Position can be compensated with one or more such all-passes.

Wie aus den Figuren 3 und 8 zu erkennen ist, liegt der UKW-Bereich auf der abfallenden Flanke der Laufzeitkurve.As can be seen from FIGS. 3 and 8, the VHF range is located on the falling edge of the runtime curve.

Dadurch ergeben sich im ungünstigsten Fall, das heißt an der unteren Frequenzgrenze lediglich Vcrzerrungen von 0,1 nsec bei 300 kHz Bandbreite.This results in the worst case, that is, at the lower Frequency limit only distortion of 0.1 nsec at 300 kHz bandwidth.

Der Einfluß des Entzerrergliedes auf die Dämpfungsverzerrungen ist dabei im gesamten zu übertragenden Frequenzbereich zwischen 47 und 400 MHz vernachlässigbar gering.The influence of the equalizer on the attenuation distortion is thereby negligible in the entire frequency range to be transmitted between 47 and 400 MHz small amount.

5 PatentanSprüche 8 Figuren5 patent claims 8 figures

Claims

Claims 1. Cable television system in the case of a head-end station outgoing, one or more repeaters switched on in the cable route sindg and with each amplifier high passes for the transmission of the required Forward signals, particularly including Band I and the VHF signals in the usual frequency position, and low-pass filters for frequency-wise below the forward signals located return signals are provided, d a d u r c b. NOT A SIGNED that an all-pass filter is preferably provided for each crossover, its group delay in the lowest forward frequency range to be transmitted one initially up to one Maximum (resonance range) such increasing group delay-frequency characteristic has that in this area by choosing the slope factor and the resonance frequency The all-pass optimal compensation of the group delay distortions generated by the high-pass filters occurs.

2. Cable television system according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the maximum of the group delay-frequency characteristic of the all-pass filter is in the upper half of TV channel 4 of area I, and that the falling Edge of the group delay frequency characteristic of the all-pass in the frequency domain above this maximum, especially in the VHF range and higher, gradually negligible results in low group delay distortion values.

3. Cable television system according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k It is noted that the all-pass consists of a cross connection with identical pairs, with regard to the terminating resistance dual reactances, or one there is an equivalent quadrupole.

4. Cable television system according to one of the preceding claims, d a D u c h e k e n n n n n e i nt e t that every high pass in the transmission system Allpass is upstream or downstream.

5. Cable television system according to one of the preceding smells d a D u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the through several high passes in the transmission system accumulated group delay distortions at one or more central points humming equalized by connecting a corresponding number of all-passes will.