DE3622637A1

DE3622637A1 - Rbertragungseinrichtung fuer breitbandsignale

Info

Publication number: DE3622637A1
Application number: DE19863622637
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: DURET CHRISTIAN; PIRIO FRANCIS
Current assignee: DURET CHRISTIAN; PIRIO FRANCIS
Priority date: 1985-07-08
Filing date: 1986-07-05
Publication date: 1987-01-29
Also published as: JPS6224724A; FR2584555A1; JPH0714152B2; US4707672A; FR2584555B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Übertragungseinrichtung für Breitbandsignale mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.

Eine solche Übertragungseinrichtung wird beispielsweise in einem Systeme zur Sicherung von Übertragungsstrecken, in einem Videogitter für Fernsehstudios oder in einer Videokoppelanordnung in Form eines Sternnetzes verwendet.

Für die zuletztgenannte Verwendung sind im lokalen Verteilernetz zahlreiche Umschalter oder Koppelstellen erforderlich, damit von einem Benutzer Programme ausgewählt werden können, oder um Fernsehtonverbindungen sicherzustellen und am Kopf des Übertragungsnetzwerkes verschiedene Dienstleistungen anzubieten, wie die regionale Ausstrahlung oder nationale Ausstrahlung eines Fernsehprogrammes, das an einem beliebigen Ort erzeugt wird, oder um Brücken zwischen verschiedenen Fernsehkoppelanordnungen zu schaffen. Die Umgebung der Koppelstellen wird heute von optischen Fasern, über welche der Fernsehteilnehmer Zugriff hat, durch Übertragungssysteme mit Trägerströmen oder digitalen Signalen mit entsprechenden normierten Verbindungsstellen, und durch Videoverbindungen mit Basisband gebildet.

Die zu koppelnden Signale können je nachdem Videosignale im Basisband, modulierte Videosignale, digitalisierte Videosignale mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 100 Mbit/s für die Verteilung im lokalen Netz oder normierte digitale Molitplexsignale mit Geschwindigkeiten etwa zwischen 2048 kbit/s und 140 Mbit/s sein.

Die Übertragung von Breitbandsignalen in Übertragungsleitungen, die aus Paaren von symmetrischen Leitern bestehen, ergibt in Vergleich mit Koaxialkabeln Vorteile in bezug auf die Wirtschaftlichkeit der Übertragungsstützstellen (support de transmission), eine Erleichterung in der Betriebnahme wegen der Methode der Masseverbindung durch einfaches Durchstechen der Isolierung und einen guten Widerstand gegen elektromagnetische Störungen, wenn ein genauer Ausgleich zwischen den beiden Leitern in jeder Leitung gehalten wird.

Der zuletztgenannte Vorteil ist besonders schwer über die ganze Spanne des Videosignalspektrumes bei Basisbandübertragung zu erreichen, die sich zwischen 6 Hz und 6 MHz ungefähr erstreckt. Die klassischen Techniken, die auf der ausschließlichen Verwendung von Umformern oder aktiver Schaltungen beruhen, sind hier nicht mehr anwendbar. Die Schaltungen, mit denen man die Forderung einfach verwirklichen kann, fordern
- Audiofrequenzumformer für einen Niederfrequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz,
- oder Breitband-Umformer für einige Frequenzdekaden, beispielsweise von 100 kHz bis 100 mHz,
- oder aktive Schaltungen mit Differentialverstärkern oder Operationsverstärkern mit integrierten Schaltungen.

Diese aktiven Schaltungen sind schwierig einsetzbar jenseits von einigen hundert kHz, wenn man einen so genauen Ausgleich will, wie man ihn mit Umformern erreichen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art Zubringerstellen und Abnehmerstellen, die erste und zweite Breitband- Übertragungsstützstellen über eine Übertragungsleitung mit symmetrischen Leitern miteinander verbinden, vollständig auszugleichen und eine Anpassung zwischen den Stützstellen und der Leitung, die unterschiedliche charakteristische Impedanzen haben, zu schaffen, so daß die zu koppelnden Signale ein breites Frequenzband erfassen, praktisch bis zu einigen hundert MHz. Die Leitung kann durch Koppelstellen einer Breitband-Kopplungsmatrix gebildet sein.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Übertragung der Breitbandsignale in die Übertragungsleitung besteht erfindungsgemäß in der Trennung der Hochfrequenzsignale von den von der ersten Stützstelle übertragenen Niederfrequenzsignalen am Eingang der Leitung. Die Niederfrequenzsignale werden durch aktive Schaltungen behandelt, in denen Operationsverstärker mit integrierten Schaltungen verwendet werden, und die Hochfrequenzsignale werden mit Breitband-Umformern behandelt. Die Übertragung aller Signale zwischen den Ausgangsklemmen der Zubringerstelle und den Eingangsklemmen der Abnehmerstelle erfolgt wie in einer Übertragungsleitung mit symmetrischen Leitern.

Die Niederfrequenzsignale werden in die Leitung nach dem "HILO"-Verfahren übertragen. Das "HILO"-Verfahren wird in einem Artikel von R. R. LAANE, "HILO - An Improved Transmission Scheme for Semiconductor Switching Networks", THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, März 1971, Seiten 1089- 1093, beschrieben. Das "HILO"-Verfahren besteht darin, daß die Niederfrequenzsignale in die Leitung über einen Stromgenerator eingegeben werden, wie einen Spannungs/Strom- Wandler, der eine möglichst große Ausgangsimpedanz aufweist, und daß die Signale am Ausgang der Leitung durch einen Strom/Spannungs-Wandler gesammelt werden, der eine möglichst kleine Eingangsimpedanz aufweist. Eine Übertragung nach dem "HILO"-Verfahren ergibt eine Übertragungsqualität, die so gut ist, wie eine Übertragung nach dem Differential-Verfahren, aber in einem begrenzten Frequenzbereich von einigen hundert kHz durch die Qualität der aktiven Schaltungen, die im Wandler enthalten sind. Die Niederfrequenzsignale werden auf gewöhnliche Art übertragen, doch sind die erzeugten Spannungen äußerst stark reduziert durch die geringe Eingangsimpedanz des Strom/ Spannungs-Wandlers am Ausgang.

Die Hochfrequenzsignale werden nach dem Differential-Verfahren übertragen.

Gegenseitige Störungen zwischen den beiden Übertragungsarten sind beim Erfindungsgegenstand sehr stark vermindet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgende anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 schematisch Zubringerstellen und Abnehmerstellen beiderseits einer Übertragungskette in einer Breitband-Koppelanordnung;

Fig. 2 eine der Zubringerstelle äquivalente Schaltung;

Fig. 3 einer der Abnehmerstelle und dem Verbindungspunkt der Übertragungskette äquivalente Schaltung;

Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Zubringerstelle;

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform der Abnehmerstelle;

Fig. 6 ein zweites Anwendungsbeispiel von Zubringerstellen und Abnehmerstellen in Verbindung mit einem symmetrischen Leiterpaar;

Fig. 7 eine dritte Anwendungsform von Zubringerstellen und Abnehmerstellen in bezug auf eine Übertragungsleitung, die auf Zwischenabnehmerstellen verteilt.

Fig. 1 zeigt eine Übertragungskette in einer Breitbandkoppelanordnung, zwischen einer, 1, von mehreren Zubringerübertragungsstützstellen dieser Koppelanordnung, und einer, 2, von mehreren Abnehmerübertragungsstützstellen, die von dieser Koppelanordnung gebildet werden. Die Zubringerstützstellen und die Abnehmerstützstellen verkörpern M Zeilen und N Spalten einer bekannten Matrix von M × N Verbindungspunkten in der Koppelanordnung, wobei M und N ganze Zahlen sind. Die Übertragungsstützstellen sind Breitbandleitungen, die fähig sind, sowohl Niederfrequenzsignale mit Frequenzen zwischen 0 Hz und einigen zehn kHz als auch Hochfrequenzsignale mit Frequenzen zwischen 100 kHz und einigen hundert MHz zu leiten. Die Signale können Analogsignale oder Digitalsignale sein, im Basisband oder moduliert. Die Übertragungsstützstellen 1 und 2 sind asymmetrische Koaxialleitungen, wie sie in den Figuren dargestellt sind, auf welche nachfolgend eingegangen wird, oder aber beispielsweise Leitungen mit Paaren von symmetrischen Leitungsdrähten oder optischen Leitern vermittels Interfacestellen zur passenden Anpassung, die an den Eingängen und Ausgängen der Koppelanordnung angeordnet sind. Die Leitungen 1 und 2 haben eine charakteristische Impedant C _c, beispielsweise von 75 Ohm.

Jede Übertragungskette der Koppelanordnung, wie die in Fig. 1 dargestellte, weist eine Zubringerstelle 3, eine Koppelstelle 4 und eine Abnehmerstelle 5 auf. Jede der M Zubringerstellen ist mit Eingängen von N Koppelstellen in der Kopplungsmatrix verbunden, um wahlweise die Eingangsleitung 1 mit einer der N Ausgangsleitungen zu verbinden. Außerdem sind die Ausgänge der M Koppelstellen in der Kopplungsmatrix mit einer Abnehmerstelle verbunden, damit die Ausgangsleitung 2 wahlweise über eine der M Koppelstellen eintretende Signale weiterüberträgt.

Bei einer anderen Variante weist die Kopplungsmatrix mehrere Kopplungsetagen auf, und jede Übertragungskette weist so viele Koppelstellen auf, wie es Kopplungsetagen gibt. In diesem Falle ist die in Fig. 1 dargestellte Koppelstelle 4 durch in Reihe geschaltete Koppelstellen ersetzt.

Eine Koppelstelle 4 ist an sich bekannt und erlaubt im Durchgangszustand die Verbindung einer Eingangsleitung, beispielsweise 1, über die zugeordnete Zubringerstelle 3 mit einer Ausgangsleitung, beispielsweise 2, über die zugeordnete Abnehmerstelle 5. Die Verbindung zwischen der Leitung 5 und der Leitung 2 wird unter der Steuerung von zwei Signalen bewirkt, welche die Zeile und die Spalte der Matrix bestimmen, die sich an der Koppelstelle 4 kreuzen; diese Signale werden von einem Netzwerk-Adressenspeicher geliefert und auf Steueranschlüsse 4 R und 4 C der Koppelstelle 4 gegeben. Die Koppelstelle 4 ist beispielsweise ein bipolarer Verbindungspunkt in festem Zustand, der zwei Thyristoren aufweist, die gleichzeitig über einen bipolaren Transistor mit zwei Kollektoren steuerbar sind, wie in einem Artikel von STEVE KELLEY mit dem Titel "APPLICATION OF THE MC3416 CROSSPOINT SWITCH", MOTOROLA INC., Application Note AN-760, 1976, beschrieben ist. Diese Art von Koppelstelle erlaubt sowohl Videosignale im Basisband als auch Digitalzüge, die eine höhere Datenrate von bis zu 140 Mbit/s beispielsweise erreichen können, zu schalten. Eine Kopplungsmatrix mit solchen Koppelstellen verbraucht eine Energie proportional der Anzahl der in einem bestimmten Zeitabschnitt zwischen Eingängen und Ausgängen gebildeten Wege und somit dem über die Koppelanordnung ablaufenden Verkehr. Ein Test auf Beibehaltung der gebildeten Wege wird dank des Haltestromes der Thyristoren erleichtert. In der Folge wird man davon ausgehen, daß die Koppelstelle im leitenden und durchlassenden Zustand einem Vierpol äquivalent ist, der zwei Eingangsklemmen 4 E ₁, 4 E ₂ und zwei Ausgangsklemmen 4 S ₁, 4 S ₂ hat und einen Widerstand R ₄, d. h. einen Widerstand R _4/2 zwischen einer Eingangsklemme 4 E ₁, 4 E ₂ und einer Ausgangsklemme 4 S ₁, 4 S ₂, bildet, welcher den Widerstand eines der Thyristoren im leitenden Zustand beim Verbinden eines Leiters der zugeordneten Eingangsleitung und einem Leiter der zugeordneten Ausgangsleitung darstellt. Der Vierpol zwischen den Eingangsklemmen 4 E ₁ und 4 E ₂ und den Ausgangsklemmen 4 S ₁ und 4 S ₂ liefert die Charakteristiken einer Übertragungsleitung mit einem Paar von symmetrischen Leitern, die eine charakteristische Impedanz gleich R ₄ hat.

In der Zubringerstelle 3 werden Spannungssignale 2 e mit Niederfrequenz und mit Hochfrequenz, die von einer Spannungsquelle 6 über die Leitung 1 geliefert werden, mit Hilfe eines Dipoles mit konstantem Widerstand getrennt, damit die Niederfrequenzsignale und die Hochfrequenzsignale nach dem "HILO"-Verfahren (High Input Low Output) und auf unterschiedliche Weise in der Kopplungsmatrix übertragen werden. Der Dipol weist, zwischen Eingangsklemmen 3 E ₁ und 3 E ₂ der Zubringerstelle 3, die mit zwei Leitern der Leitung 1 verbunden sind, eine Primärwicklung 31 eines ersten Breitband-Umformers 30 auf, der eine Sekundärwicklung 32 besitzt, die durch eine Eingangsimpedanz Z _e einer leitenden Koppelstelle, wie der Koppelstelle 4, zwischen den Klemmen 4 E ₁ und 4 E ₂ belastet ist, und eine aus einem Kondensator 33 und einem parallel dazu geschalteten Widerstand 34 bestehende Schaltung auf, die in Reihe mit der Primärwicklung 31 verbunden ist. Die Zubringerstelle 3 weit außerdem eine Stromquelle 35 auf, die zwischen die an Masse gelegte Eingangsklemme 3 E ₂ und einen Mittelpunkt 320 der Sekundärwicklung 32 gelegt ist.

Der Dipol in der Zubringerstelle 3 ist äquivalent einer in Fig. 2 gezeigten Schaltung, in welcher die Eingangsimpedanz Z _e der Koppelstelle 4 zwischen die Anschlüsse der Primärwicklung 31 gelegt ist, wissend, daß die Stromquelle 35 oder ein Spannungs/Strom-Wandler so groß wie mögliche Eingangs- und Ausgangsimpedanzen liefert. Damit der Dipol einen konstanten Widerstand besitzt, ist es nach dem Buch von L. J. GIACOLETTO, "Electronics Designer's Handbook", 2. Ausgabe, 1977, McGraw-Hill Book Company, Seiten 5-9, bekannt, daß folgende Gleichungen erfüllt sein müssen:

Z _e = R ₁

und L ₁ = C ₁ · R ₁ ²,

wobei R ₁ den Ohm-Wert des Widerstandes 34, gleich dem konstanten Eingangswiderstand des Dipoles, L ₁ die Induktanz der einen der Wicklungen 31 und 32 und C ₁ die Kapazität des Kondensators 33 bezeichnen.

Um eine Adaptation der Leitung 1 zu erhalten, muß diese Leitung über ihre charakteristische Impedanz über die Breite des Frequenzspektrums der zu übertragenden Signale geschleift sein, und so, daß der erwähnte Dipol einen konstanten Widerstand bildet, wie:

Z _e = R ₁ = Z _c.

Der Umformer 30 ist so mit der charakteristischen Impedanz Z _c belastet, damit eine Kontinuität der Adaptation über die Koppelanordnung zwischen den Eingangsleitungen und den Ausgangsleitungen 1 und 2 sichergestellt ist.

Die Niederfrequenzsignale werden bei dem "HILO"-Verfahren durch die aus dem Kondensator 33 und dem Widerstand 34 bestehende Schaltung aussortiert und durch die Stromquelle 35, die eine Transkonduktanz γ aufweist, in die Matrix der Koppelstelle eingegeben. Die Spannung v ₁ an den Klemmen der Schaltung 33-34 ergibt sich aus folgender Gleichung:

v ₁ = 2e(R ₁/(1+jR ₁ C ₁ w))/(Z _c+(jZ _e L ₁ w)/
(Z _e+jL ₁ w)+R ₁/(1+jR ₁ C ₁ w)),

die sich unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Beziehungen schreiben läßt als:

v ₁ = e/(1+jf/f _c1),

wobei f = w/(2π) die Signalfrequenz und f _c1 eine Schnittfrequenz (Durchlaßfrequenz)

f _c1 = 1/(2π R ₁ C ₁) = R ₁/2π L ₁)

bedeuten.

Die Hochfrequenzsignale werden nach dem Differential-Verfahren durch den Umformer 30 in die Kopplungsmatrix gegeben. Die Spannung v ₂ an den Klemmen des Umformers 30 ist durch folgende Gleichung gegeben:

v ₂ = 2e·(jZ _e L ₁ w/(Z _e+jL ₁ w))/(Z _c+(jZ _e L ₁ w)/
(Z _e+jL ₁ w)+R ₁/(1+jR ₁ C ₁ w)),

die sich unter Berücksichtigung der vorstehend genannten drei Beziehungen schreiben läßt als:

v ₂ = e·(jf/f _c1)/(1+jf(f _c1).

Die Schnittfrequenz f _c1 zwischen den beiden Übertragungsverfahren erlaubt die wirkungsvolle Trennung der beiden Übertragungsarten und somit eine starke Verminderung der gegenseitigen Störungen zwischen den beiden Übertragungsarten. Die Abgleichqualitäten des Breitband-Umformers 30 sowie die wegen des "HILO"-Verfahrens sehr geringe Spannung des gemeinsamen Verfahrens bewirken, daß eine ausgezeichnete Entkoppelung zwischen den beiden Übertragungsverfahren besteht.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Abnehmerstelle 5 einen Dipol mit konstantem Widerstand zum Trennen der Niederfrequenzsignale und der Hochfrequenzsignale auf, der vom Ausgang 4 S ₁-4 S ₂ der Koppelstelle 4 in deren Durchlaßzustand übertragen werden. Dieser zweite Dipol ist zwischen den Ausgangsklemmen 4 S ₁ und 4 S ₂ der Koppelstelle 4 mit einem zweiten Umformer 50 versehen, der eine zwischen die Klemme 4 S ₁ und 4 S ₂ gelegte Primärwicklung 51 und eine durch einen Widerstand 53, dessen einer Anschluß an Masse gelegt ist, belastete Sekundärwicklung aufweist. Zwischen zwei Halbwicklungen der Primärwicklung 51 ist ein Kondensator 54 gelegt, und zwei Reihenwiderstände 55 und 56, die den gleichen Ohm-Wert R ₂ haben, sind parallel zum Kondensator 54 geschaltet. Die Abnehmerstelle 5 weist auch einen Strom/Spannungs-Wandler 57 mit einem Verstärker p für die Niederfrequenzsignale und einem mit einer gemeinsamen Klemme der Widerstände 55 und 56 verbundenen Eingang auf sowie eine Spannungssummierstufe 58, deren Ausgangsklemmen die mit der Ausgangsübertragungsleitung 2 verbundenen Anschlüsse 5 S ₁ und 5 S ₂ der Abnehmerstelle 5 bilden.

Der Dipol der Abnehmerstelle 5 ist äquivalent zu der in Fig. 3 gezeigten, der Schaltung nach Fig. 2 analogen Schaltung, in welcher der Widerstand 53 mit den Klemmen 4 S ₁ und 4 S ₂ der Primärwicklung 51 verbunden ist, da der Wert R ₃ des Widerstandes 53 klein ist gegenüber der hohen Eingangsimpedanz der Spannungssummierstufe 58 und weil der Strom/Spannungs-Wandler 57 eine Eingangsimpedanz und eine Ausgangsimpedanz von quasi 0 hat. Damit der zweite Dipol einen konstanten Widerstand besitzt, müssen folgende Gleichungen erfüllt sein:

R ₃ = 2R ₂

und L ₂ = C ₂·R ₃ ²,

wobei L ₂ und C ₂ die Induktanz von einer der Wicklungen 51 und 52 und die Kondensatorkapazität 54 bezeichnen, während 2R ₂ den konstanten Eingangswiderstand des zweiten Dipols bezeichnet.

Damit die Eingangsimpedanz Z _e an den Eingangsklemmen 4 E ₁ und 4 E ₂ der Koppelstelle gleich der charakteristischen Impedanz Z _c ist, muß folgende Gleichung erfüllt sein:

Z _e = Z _c = R ₄+R ₃,

wobei R ₄, wie bereits erwähnt, den Widerstand der Koppelstelle 4 im Durchlaßzustand bezeichnet.

Die Spannungssummierstufe 58 addiert drei Spannungssignale, nämlich ein erstes Hochfrequenzsignal v ₃, das an den Klemmen der Sekundärwicklung 52 und des Widerstandes 53 auftritt und das die beiden Umformer 30 und 50 passiert hat, ein zweites Hochfrequenzsignal aus dem Differential- Verfahren (v ₄-v ₅), das den Ausgangsumformer 50 nicht passieren konnte und zwischen den Klemmen des Kondensators 54 anfällt, und ein drittes, nach dem "HILO"-Verfahren anfallendes Niederfrequenzssignal v ₆, das am Ausgang des Strom/ Spannungs-Wandlers 57 wiederhergestellt ist, damit die Ausgänge 5 S ₁ und 5 S ₂ das komplette, von der Eingangsleitung 1 zur Ausgangsleitung 2 gelangende Signal weiterübertragen.

Das erste Signal v ₃ ist durch folgende Gleichung gegeben:

v ₃ = v ₂(jR ₃ L ₂ w/(R ₃+jL ₂ w))/(R ₄+(jR ₃ L ₂ w)/
(R ₃+jL ₂ w)+(2R ₂)/(1+2jR ₂ C ₂ w)),

die sich unter Berücksichtigung oder vorstehend genannten drei Beziehungen schreiben läßt als:

v ₃ = v ₂·(R ₃/(R ₄+R ₃))·((jf/jf _c2)/(1+jf/f _c2)).

Wenn man v ₂ durch den zweiten Teil der entsprechenden Gleichung ersetzt, ergibt sich:

v ₃ = e·(R ₃/(R ₄+R ₃))·((jf/f _c1)/
(1+jf/f _c1))·((jf/f _c2)/(1+jf/f _c2)),

wobei f _c2 eine Schnittfrequenz bezeichnet wie:

f _c2 = 1/(2π R ₃ C ₂) = R ₃/(2π L ₂).

Das zweite Signal (v ₄-v ₅) ist durch folgende Gleichung gegeben:

(v ₄-v ₅) = v ₂·(2R ₂/(1+2jR ₂ C ₂ w))/(R ₄(jR ₃ L ₂ w)//DL< R ₃+jL ₂ w)+(2R ₂)/(1+2jR ₂ C ₂ w),

(v ₄-v ₅) = v ₂·(R ₃/(R ₄+R ₃))·(1/(1+jf/f _c2))

oder, wenn man v ₂ ersetzt:

(v ₄-v ₅) = e·(R ₃/(R ₄+R ₃))·((jf/f _c1)/
(1+jf/f _c1))·(1/(1+jf/f _c2)).

Das dritte Signal v ₆ ist durch folgende Gleichung gegeben:

v ₆ = p(γ v ₁)

oder, wenn man v ₁ ersetzt:

v ₆ = e·γ p/(1+jf/f _c1).

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Zubringerstelle 3, in welcher die Spannungs/Strom-Wandler 35 in klassischer Weise einen Operationsverstärker 350 und einen bipolaren Leistungstransistor 351 aufweist. Die Eingangsklemmen 35 _R und 35 _C der Zubringerstelle 3 dienen zum Auslegen einer Bezugsspannung, die von einer Spannungsquelle 6 kommt, die allen Zubringerstellen der Koppelanordnung gemeinsam ist, und zur Steuerung der Einrichtung und der Unterbrechung der Verbindung über die Koppelstelle 4 durch Freigabe bzw. Unterbrechung des Stromes dient.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Abnehmerstelle 5, in welcher der Strom/Spannungs-Wandler 57 in klassischer Art einen Operationsverstärker 570 und einen bipolaren Ballast- und Leistungstransistor 571 und die Spannungssummierstufe 58 einen Operationsverstärker 580 mit passenden Eingangswiderständen 581 aufweist und als Addierstufe und Subtrahierstufe funktioniert. Die Abnehmerstelle 5 kann auch eine Vergleichsschaltung 59 umfassen, die zwei Paare von Spannungsvergleichern aufweist, die mit den Klemmen des Kondensators 54 verbunden sind, um sicherzustellen, daß jeder Leiter der Ausgangsleitung genau die Hälfte des Aufrechterhaltungsstromes leitet, der eine mit der Abnehmerstelle 5 verbundene leitende Koppelstelle durchläuft.

Nach einer zweiten Anwendungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, sind die Zubringerstelle 3 und die Abnehmerstelle 5 direkt über eine Übertragungsleitung 4 a mit Paaren von symmetrischen Leitern verbunden. Eine solche Übertragung nach dem Differential-Verfahren und nach dem "HILO"-Verfahren ohne Umschaltung kann beispielsweise in einem Verteiler am Eingang einer Telefonselbstwählanlage verwendet werden.

Bei einer dritten, in Fig. 7 dargestellten Anwendungsform ist eine Zubringerstelle 3 mit einer Abnehmerstelle 5 über eine Übertragungsleitung 4 b verbunden, die aus Paaren von symmetrischen Leitern besteht. Zwischen der Zubringerstelle 3 und der Abnehmerstelle 5 sind an die Leitung 4 b mehrere Zwischenstellen 51 angekoppelt, die der Leitung 4 b ein Breitbandsignal entnehmen, um in Koaxialleitungen 21 übertragen zu werden. Beispielsweise ist das von der Koaxialleitung 1 übertragene Signal ein Fernsehkanal, der in einer Verteilerstation unter mehreren Fernsehkanälen ausgewählt worden ist, die über eine Verteilerleitung in ein Kabelnetz für Videokoppelung ausgewählt worden ist, und der auf mehrere Videoterminals übertragen wird, die über die Leitungen 2 I versorgt werden. Jede der Zwischenstellen 5 I ist analog einer Abnehmerstelle 5, mit der Ausnahme, daß die Zwischenstelle 5 I keinen Strom/Spannungs- Wandler zum Eliminieren der Niederfrequenzsignale aufweist und eine Summierstufe hat, die gegenüber der Spannungsummierstufe 58 unterschiedliche Werte aufweist, d. h. Eingangswiderstände, deren Ohm-Werte sich von denjenigen der Spannungssummierstufe 58 (Fig. 5) der Abnehmerstelle 5 unterscheiden.

Der vorstehend beschriebene Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung umfaßt also eine Zubringerstelle, eine Abnehmerstelle und eine gesondert betrachtete Zwischenstelle.

Claims

1. Übertragungseinrichtung für Breitbandsignale, mit Zubringerstellen (3) und Abnehmerstellen (5), die jeweils eine erste Übertragunssstützstelle (1) für Breitbandsignale, die zwei Eingangsklemmen (4 E ₁, 4 E ₂) einer Übertragungsleitung (4) mit symmetrischen Leitern (4 a, 4 b) und zwei Ausgangsklemmen (4 S ₁, 4 S ₂) dieser Leitung aufweist, mit einer zweiten Breitband- Übertragungsstützstelle (2) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringerstelle (3) einem Dipol, äquivalent ist, der eine Eingangsimpedanz, die gleich der charakteristischen Impedanz (Z _c) der ersten und der zweiten Stützstelle (1, 2) ist und Einrichtungen (30, 33, 34) zum Trennen der Hochfrequenzsignale und der Niederfrequenzsignale, die in den von der ersten Stützstelle (1) übertragenden Breitbandsignalen enthalten sind, Einrichtungen (32) zum Übertragen der Hochfrequenzsignale (v ₂) nach einem Differential-Verfahren auf die Eingangsklemmen (4 E ₁, 4 E ₂) der Leitung (4, 4 a, 4 b) und Einrichtungen (35) zum Übertragen der Niederfrequenzsignale (v ₁) nach dem "HILO"-Verfahren auf die Eingangsklemmen der Leitung aufweist, wobei das "HILO"-Verfahren im Einspeisen der Niederfrequenzsignale in die Leitung über die Zubringerstelle (3) über eine sehr hohe Impedanz und im Sammeln der durch die Leitung übertragenen Niederfrequenzsignale durch die Abnehmerstelle (5) über eine sehr kleine Impedanz besteht,
und dadurch gekennzeichet, daß die Abnehmerstelle (5) äquivalent einem Dipol ist, der eine konstante Eingangsimpedanz (R ₃) liefert, die addiert zur charakteristischen Impedanz (R ₄) der Leitung (4, 4 a, 4 b) gleich der charakteristischen Impedanz (Z _c) der ersten und der zweiten Stützstelle (1, 2) ist, und Einrichtungen (50-54) zum Vorwegnehmen der über die Ausgangsklemmen (4 S ₁, 4 S ₂) der Leitung (4, 4 a, 4 b) übertragenen Hochfrequenzsignale, Einrichtungen (54-57) zum Vorwegnehmen der über die Ausgangsklemmen dieser Leitung übertragenen Niederfrequenzsignale und eine Einrichtung (58) zum Summieren der Niederfrequenz- und der Hochfrequenzsignale zu in die zweite Stützstelle (2) zu übertragenden Breitbandsignale aufweist.

2. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringerstelle (3) einen Umformer (30) zum Umformen der Signale nach dem Differential- Verfahren und eine aus einem Kondensator (33) und einem Widerstand (34) in Parallelschaltung bestehende Schaltung und einen Spannungs/Strom-Wandler (35) zum Übertragen der Signale nach dem "HILO"-Verfahren aufweist, wobei eine Primärwicklung (31) des Umformers (30) und die Kondensator/Widerstands-Schaltung (33, 34) in Reihe zwischen zwei Klemmen (3 E ₁, 3 E ₂) der ersten Stützstelle (1) geschaltet sind, und daß eine Sekundärwicklung (32) des Umformers zwischen die Eingangsklemmen (4 E ₁, 4 E ₂) der Leitung (4, 4 a, 4 b) und daß der Spannungs/Strom-Wandler (35) zwischen einen Mittelabgriff (320) der Sekundärspule (32) und eine (3 E ₂) der Klemmen der ersten Stützstelle (1), die mit der Kondensator/Widerstands-Schaltung (33, 34) verbunden ist, gelegt sind.

3. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnehmerstelle (5) einen Umformer (50), der eine Primärentwicklung (51) hat, die zwischen die Ausgangsklemmen (4 S ₁, 4 S ₂) der Leitung (4, 4 a, 4 b) gelegt ist, einen ersten, parallel zu einer Sekundärwicklung (52) des Umformers (50) gelegten Widerstand (53), einen parallel mit zwei gleichen und in Reihe geschalteten Widerständen (55, 56) gelegten und zwischen zwei Halbwicklungen der Primärwicklung (51) geschalteten Kondensator (54) und einen Strom/Spannungs-Wandler (57), der mit einer gemeinsamen Klemme der beiden gleichen Widerstände (55, 56) verbunden ist, aufweist.

4. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierschaltung (58) ein erstes, zwischen den Anschlüssen der Sekundärwicklung (52) erscheinendes Spannungssignal (v ₃), ein zwischen den Anschlüssen des Kondensators (54) auftretendes zweites Spannungssignal (v _4-v5) und ein am Ausgang des Strom/Spannungs-Wandlers (57) erscheinendes drittes Spannungssignal (v ₆) summiert.

5. Übertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung durch Koppelstellen (4) in einer Breitband-Kopplungsmatrix zum wahlweisen Verbinden der Zubringerstelle (3) mit der Abnehmerstelle (5) gebildet ist.

6. Übertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung eine Verteilerleitung für mehrere Zwischenabnehmerstellen (51), die analog der Abnehmerstelle (5) sind, ist.

7. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zwischenabnehmerstelle (51) die in den Ansprüchen 3 und 4 aufgeführten Merkmale der Abnehmerstelle (5) aufweist, mit Ausnahme eines Strom/Spannungs-Wandlers (57).

8. Breitband-Zubringerstelle (3), gekennzeichnet durchdie Merkmale der Ansprüche 1 oder 2.

9. Breitband-Zubringerstelle (5), gekennzeichnet durch die Merkmale eines der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4.

10. Zwischenabnehmerstelle (51), gekennzeichnet durch die Merkmale der Ansprüche 6 oder 7.