DE3331990A1

DE3331990A1 - Kopfstation und empfaenger eines signalverteilungssystems

Info

Publication number: DE3331990A1
Application number: DE19833331990
Authority: DE
Inventors: Engel Roza; Hendrik Gerrit van 5621 Eindhoven Veenendaal
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1984-03-22
Also published as: FR2533384B1; JPS5972887A; GB8324590D0; US4654843A; JPH0752950B2; GB2128455B; JPH05130609A; NL8203600A; FR2533384A1; GB2128455A

Description

PHN ίο 451 ' y Z ' 19-8-1983

"Kopfstation und Empfänger eines Signalverteilungssystems."

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopfstation für ein Signalverteilungssystem mit Wahlmöglichkeit mit einem Raumverteilungskoppelnetzwerk zum wahlweisen Kopplen breitbandiger Eingangssignale zu einer Anzahl Ausgänge, an die eine MuItipiexanordntmg zum Bilden eines Multiplexsignals angeschlossen ist, das daraufhin für die Signalverteilung benutzt wird.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Empfanger zum Verarbeiten des von. der Kopfstation des Verteilungssystems erzeugten Multiplexsignals, mit einer Demultiplexanordnung zum Ableiten mindestens eines breitbandigen Signals aus dem Multiplexsignal.

Eine derartige Kopfstation und ein derartiger Empfänger für ein Signalverteilungssystem werden u.a. zusammen mit Lichtübertragung über Glasfasern angewandt. Der Störabstand einer optischen Uebertragungsstrecke ist derart, dass in der Praxis meistens digitale Modulationsverfahren mit einer geringen Anzahl Modulationspegel bevor ztigt werden. Feiterhin tritt in dem Raumverteilungskoppeinetzwerk (Matrix) zwischen den jeweiligen Signalen Uebersprechen auf. Dieses Uebersprechen lässt sich dadurch ausschalten, dass die digitalen Signalströme nach Durchschaltung durch die Matrix neu getaktet werden, was jedoch nur bei zueinander synchronen digitalen Signalströmen auf einfache ¥eise verwirklichbar ist.

Zueinander synchrone digitale Signalströme lassen sich in Zeitverteilung multiplexen, wodurch ein digitaler Signalstrom mit einer hohen Bitrate entsteht. Diese Bitrate kann in der Praxis zum Uebertragen von Fernseh-Videosignalen rasch die Kapazität des Uebertragungskanals überschreiten. So ist die Bandbreitenabstandskennzahl für eine Gradienten-Index-Faser zur Zeit etwa 700 MHz.km. Dies ergibt für Teilnehmerleitungen mit einer

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Länge von 5 km, wie sie im Fernsprechnetz auftreten, eine Bandbreite von etwa 14O MHz. Innerhalb dieses Frequenzbandes würde nur das Zeitmultiplex zweier digitaler Fernseh-Videosignale passen.

Die Erfindung bezweckt, eine Kopfstation für ein Signalverteilungssystem der angegebenen Art zum Uebertragen mehrerer breibandiger Signale in digitaler Form zu schaffen, wobei die Signale zueinander nicht synchronisier zu sein brauchen und in einem relativ schmalen Frequenzband übertragen werden können. Ausserdem soll ein Empfänger geschaffen werden, der auf einfache ¥eise die Rückgewinnung mindestens eines der breitbandigen Signale erlaubt.

Die Kopfstation für,ein Signalverteilungssystem nach der Erfindung weist dazu das.Kennzeichen auf, dass die breitbandigen Eingangssignale zum Zu—führen zu dem Raumverteilungskoppelnetzwerk in eine Anzahl paralleler, zueinander asynchroner, digitaler Signalstro'me kodiert werden und die MuItipiexanordnung Mittel enthält zum zueinander in Quadratur Amplitudenmodulieren eines Trägers mit zwei digitalen Signalströmen sowie Mittel zum zu den quadraturmodulierten Signalen Addieren eines dritten digitalen Signalströmes in Basisbandlage zur Bildung des MuItipiexsignals für die Signalverteilung.

Ein Empfänger nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Demul tipi exanordnung mindestens einen an eine örtlich synchronisierte Trägerquelle angeschlossenen, synchronen Amplitudendemodulator aufweist zum frequenz- und phasenmässig synchronen Demodulieren eines der quadraturmodulierten Signale zur Rückgewinnung eines der digitalen Signalströme und Mittel zur Digital-Analog-Umwandlung des zurückgewonnenen digitalen Signalstromes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Kopfstation für ein erfindungsgemässes Signalverteilungssys fcem,

Figur 2 eine Darstellung des Frequenzspektrums

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ι.

des Ausgangsmultiplexsignals der Kopfstation, nach Figur

Figur 3 ein Blockschaltbild eines Empfängers nach, der Erfindung.

Die Kopfstation eines Signalverteilungssystems nach Figur 1, das hier beispielsweise zur Verteilung mehrerer Fernseh—signale dient, enthält einige an eine Empfangsantenne 1 angeschlossene Demodulatoren 2-1, 2-2, ... 2-N für mehrere (N) Videosignale und einige Demodulatoren 3-1, 3-2, ... 3-N für mehrere (n) zugeordnete Tonsignale.

Die Videosignale werden von den Analog-Digital-Wandlern (A/D-¥andlern) 4-1, 4-2, ... 4-N in digitale Signale umgewandelt. Xn dem betreffenden Beispiel sind diese A/D-Wandler ternäre Deltamodulatoren mit einer

¹^ Symbolgeschwindigkeit von 70 MBaud, deren Frequenzband nicht weiter reicht als 42 MHz. Das Frequenzspektrum dabei ist durch die Kurve V1 in Figur 2 dargestellt.

Die Tonsignale werden von den A/b-Wandlern 5"1» 5-2, ... 5-N in digitale Signale umgewandelt. Xn diesem

²^ Beispiel liefern diese A/D-Wandler binäre Ausgangssignale mit einer Bitgeschwindigkeit von 2 Mbit/s. Diese Ausgangssignale werden FSK-moduliert in den FSK-Modulatoren 6-1, 6-2, ... 6-N und zwar werden sie einem Träger mit einer Trägerfrequenz von 45 MHz aufmoduliert. Das Spektrum des modulierten Signals ist durch die Kurve S1 in Figur 2 dargestellt.

Die FSK-modulierten Signale werden zu dem jeweils zugehörenden digitalen Videosignal in den Summierern 7-1» 7-2, ... 7-N addiert. Die Summensignale werden den Eingangen H, 12, ... IN eines Raumverteilungskoppelnetzwerkes 8 (Matrix), das einen Teil einer Teilnehmereinheit Q bildet, zugeführt. Diese Einheit enthält weiterhin eine Steuereinheit TO zum Steuern der Matrix 8, wobei die Steuereinheit an den Eingangskanal 11-1 einer Uebertragungsstecke 11 zum Empfangen der Steuerinformation angeschlossen ist. Bei Ansteuerung der Steuereinheit 10 bewirkt die Matrix 8 selectiv Verbindungen zwischen den Eingängen H, 12, ... IN und den drei Ausgängen Oi, 02 und 03.

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Auf diese Weise können drei beliebige Fernseh- ' signale der Multiplexeinheit _J_2_, die ebenfalls zu der Teilnehmereinheit 9_ gehört, zugeführt werden.

Die Multiplexeinheit _Ij3 enthält zwei Amplitudenmodulatoren 13 und 14 mit ausgetastetem Träger, die durch Phasenschieber 15 und 16, mit gegenläufiger Phasendrehung von 90 an eine Trägerquelle 17 angeschlossen sind. In diesem Beispiel beträgt die Trägerfrequenz 100 MHz. Das Ausgangssignal des Ausgangs 02 wird dem Modulator 13 und das des Ausgangssignal O3 dem Modulator 14 zugeführt, wobei die Modulatoren die beiden Signale gegeneinander in Quadratur in der Amplitude auf einem Träger von 100 MHz modulieren.

Das Signal des Ausgangs 01 und die Ausgangssignale der Modulatoren 13 und 14 werden in dem Summierer 18 zu einem MuItipiexsignal kombiniert, das dem Ausgangskanal 11-2 der Uebertragungsstrecke 11 zugeführt wird. Das Spektrum des Multiplexsignals ist in Figur 2 dargestellt. Darin zeigt die Kurve V2+3 die Frequenzlage (nach Modulation) der Videosignale, die an den Ausgängen 02 und 03 vorhanden sind. Das Spektrum, mit einem oberen und einem unteren Seitenband, der zugeordneten Tonsignale ist mit S2+3 bezeichnet. Das digitale Videosignal und das FSK-modullerte Tonsignal vom Ausgang O1 werden nicht in der Frequenz verschoben und das Spektrum wird wie zuvor durch V1 und S1 dargestellt.

Zur Erläuterung einer praktischen Verwirklichung bei Verwendung einer Uebertragungsstrecke 11 mit Lichtübertragung durch eine Glasfaser können unter Hinweis auf die Figur 2 noch die folgenden Daten erwähnt werden.

Der Pegel des Videosignals V1 liegt um etwa 6 dB unterhalb des Pegels der modulierten Videosignals V2+3. Der Pegel des Tonsignals liegt um etwa 12 dB unter dem des zugeordneten Videosignals. Bei der Frequenz von 50 MHz wird ein Pilotsignal P mit einem Pegel, der um etwa 20 dB unter dem des gesamten Multiplexsignals liegt, mitgesendet. Das Pilotsignal wird durch einen 2:1-Frequenzteiler 19 aus der Trägerquelle 17 abgeleitet und dem Summierer 18

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zum Zuführen zu dem Ausgangskanal 11-2 zugeführt.

Das Koppelnetzwerk 8 ist ein analoges Raumverteilungsnetzwerk, -worin die Signale an sich, in analoger Form weitergeschaltet werden. Bei dieser Weiterschaltung tritt zwischen den jeweiligen Signalen ein gewisses Ausmass an Uebersprechen auf. Durch die digitale Kodierung der Signale auf der Eingangsseite der Matrix 8 kann das Uebersprechen durch Signalregeneration auf der Empfangsseite des Verteilungssystems auf wirtschaftliche Weise verhindert werden.

Ein Empfänger für eines der modulierten Signale aus dem Multiplexsignal nach Figur 2 ist in Figur 3 dargestellt. Dieser Empfänger enthält eine phasenverriegelte Schleifenschaltung (PLL) 20, die aus dem 50 MHz-Pilotsignal einen synchronen Träger von 100 MEz erzeugt. Daran ist ein synchroner Amplitudendemodulator 21 angeschlossen zum frequenz- und phasenmässig synchronen Demodulieren eines der quadraturmodulierten Signale V2, S2 bzw. VJ, S3· Eine einfache Phaseneinstellung des lokalen Trägers, wobei die Einstellung für jeden der zwei möglichen Empfänger einmal vorgenommen werden muss, bestimmt, welches der zwei modulierten Signale demoduliert wird.

Das Ausgangssignal des Demodulators 21 wird einer Taktrückgewinnungsschaltung 22 sowie einem daran angeschlossenen Regenerator 23 zugeführt. Die Taktrückgewinnungsschaltung 22 leitet aus dem digitalen Videosignal ein Taktimpulssignal mit einer Wiederholungsfrequenz von 70 MHz zur Regenerierung des digitalen Videosignals durch den Regenerator 23 ab. Das regenerierte digitale Videosignal wird daraufhin einem Digital-Analog-Wandler 24 (D/A-Wandler) zum Reproduzieren des analogen Videosignals zugeführt.

Durch das Bandfilter 25» das auf die Tonträgerfrequenz von 45 MHz abgestimmt ist, wird der Tonanteil ^⁵ aus dem Ausgangssignal des Demodulators 21 dem FSK-Demodulator (DM) 26 zugeführt. Das demodulierte digitale Tonsignal wird einer Taktrückgewinnungsschaltung 27 und einem daran angeschlossenen Regenerator 28 zugeführt. Die

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Takt rückgewinnungs schaltung 27 leitet aus dem digitalen Tonsignal ein Taktimpulssignal mit einer Taktwiederholungsfrequenz, von 2 MHz zur Regenerierung des digitalen Tonsignals at>. Letzteres wird daraufhin einem d/a-Wandler 29 zum Reproduzieren des analogen Tonsignals zugeführt.

Durch die Signalregeneratoren 23 und 28 wird jedes lieber sprechen, das zwischen den Signalen in dem Koppelnetzwerk 8 auftritt, rückgängig gemacht, während durch die Uebertragung der Signale einerseits in der Basisbandlage und andererseits durch Quadraturamplitudenmodulation das Beibehalten der Synchronität zwischen den Signalen nicht mehr erforderlich ist.

Es dürfte einleuchten, dass ein Empfänger für die Signale V1 und S1 ohne den synchronen Demodulator 21 und PLL 20 auskommt.

In Figur 3 ist weiterhin eine "Wahlanordnung 30 angegeben, die an den Ausgangskanal 11-1 zum Zuführen von Programmwahlinformation zu der Steuereinheit 10 der Teilnehmereinheit 2. angeschlossen ist. Auf Grund dieser Information stellt die Steuereinheit durch die Matrix 8 eine Verbindung her von dem gewählten Eingang H, ... IN zu dem Ausgang 01, 02 oder 03, der zu dem Empfänger gehört, der die Wahlinformation liefert.

Claims

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Patentansprüche:

(χ) Kopfstation für ein Signal verteilungssystem mit Wahlmöglicnkeit, das ein Raumverteilungskoppelnetzvrerk zum wahlweisen' Kopplen breibandiger Eingangssignale zu einer Anzahl Ausgänge enthält, an die eine Multiplexan-Ordnung zum Bilden eines Multiplexsignals angeschlossen ist, das daraufhin für die Signalverteilung benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die breibandigen Eingangssignale zum Zuführen zu dem Raumverteilungskoppelnetzwerk in eine Anzahl paralleler, zu einander asynchroner, digi-

1D taler Signalströme kodiert Airerden und die MuItipiexanordnung Mittel enthält zum zueinander Quadraturamplitudenmodulieren eines Trägers mit zwei digitalen Signalstromen sowie Mittel zum zu den quadraturmodulierten Signalen Addieren eines dritten digitalen Signalstromes in Basisbandlage zur Bildung des Signalgefüg-es für die Signalverteilung.

2« Empfänger zum Verarbeiten des von der Kopfstation des Verteilungssystems nach Figur 1 erzeugten Signalgefüges mit einer Demultiplexanordnung zum Ableiten mindestens eines breÄandigen Signals aus dem Multiplexsignal, dadurch gekennzeichnet, dass die Demultiplexanordnung mindestens einen an eine örtlich synchronisierte Trägerquelle angeschlossenen, synchronen Amplitudendemodulator enthält zum frequenz- und phasenmässig synchronen Demodulieren eines der quadraturmodulierten Signale zur Rückgewinnung eines der digitalen Signalströme und Mittel zur Digital-Analog-Umwandlung des zurückgewonnenen digitalen Signal ströme s.