DE3913207A1 - Kabelfernsehnetz mit filtern - Google Patents
Kabelfernsehnetz mit filternInfo
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- H04N7/173—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Kabelfernsehnetz nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1, insbesondere ein zuverlässiges
Zweirichtungs-Kabelfernsehnetz.
Kabelfernsehnetze wurden früher ausgelegt mit einer Kopf
stelle, welche die verschiedenen Signale liefert und mit
einer Vielfachleitung (trunk) verbunden ist, mit Vertei
lerleitungen, welche mit der Vielfachleitung verbunden
sind, und gelegentlich mit Unter-Verteilerleitungen, wel
che an die Verteilerleitungen angeschlossen sind (hier
gruppiert mit Verteilerleitungen). Teilnehmer-Einführungs
leitungen sind an die Verteilerleitungen angeschlossen.
Kabelfernseh-Signale fließen von der Kopfstelle längs der
Vielfachleitung durch die Verteilerleitungen und die Teil
nehmer-Einführungsleitungen zu Fernsehgeräten oder sonsti
gen Teilnehmer-Endgeräten an verschiedenen Teilnehmeran
schlüssen.
Um dem Teilnehmer verbesserte Dienste anbieten zu können,
wurden einige Kabelfernsehsysteme als Zweirichtungs-Syste
me ausgelegt, d.h. sie enthalten Zweirichtungs-Verstärker,
um die Übertragung von Signalen sowohl von den Teilnehmer
anschlüssen zur Kopfstelle als von der Kopfstelle zu den
Teilnehmeranschlüssen zu ermöglichen. Derartige verbesser
te Dienstleistungen wurden geplant, um z.B. die nutzungs
proportionale Bezahlung der Fernsehprogramme, die Bestel
lung von auf Fernsehkanälen gezeigten Produkten, die Durch
führung von Videospielen im Dialogbetrieb, die Beteili
gung an Umfragen, die Beantwortung von innerhalb eines
Lehrgangs gestellten Fragen, usw. zu erleichtern.
Es hat sich gezeigt, daß Zweirichtungs-Systeme aufgrund
des auftretenden Problems der Erzeugung starker Störge
räusche ein Fehlschlag waren. Das durch elektronische oder
funkbedingte Störungen, schlechte Endstellen-Anschlüsse,
Erdströme, Starkstromleitungen und von diesen geführte
Störungen, Zündanlagen von Kraftfahrzeugen usw. erzeugte
Rauschen tritt an den Teilnehmer-Einführungsleitungen und
den Verteilerleitungen auf und gelangt in die Vielfach
leitungen und Kopfstellen in Richtung leitungsaufwärts.
Das Rauschen ist zufallsverteilt und stört in unzulässigem
Ausmaß die über das System von den verschiedenen Teilneh
mern leitungsaufwärts rechtmäßig übertragenen Signale.
Um ein bestehendes Zweirichtungs-System betriebsfähig zu
machen, mußten die Kabelfernseh-Betreiber ihre Verteiler
systeme vollständig umbauen, um alle möglichen Störungs
quellen auszuschalten, oder mußten codegesteuerte Schal
ter in Überbrückungsschaltungen verwenden, welche von der
Kopfstelle aus adressiert wurden, um die Verteilerleitungen
von der Vielfachleitung zu isolieren und nur jeweils gleich
zeitig eine Verteilerleitung für die Übertragung freizuge
ben; oder sie mußten bei einem Halte-Verteilungssystem
(retained distribution system) jeden Aspekt überprüfen,
die verschiedenen Einheiten ausreichend und dauerhaft er
den und die Abschirmung an verschiedenen Stellen erhöhen,
um die Aufnahme von Rauschsignalen aus der Umgebung soweit
wie möglich zu reduzieren.
Desgleichen wurde festgestellt, daß übermäßiges Rauschen
in Richtung leitungsaufwärts den leitungsaufwärts gelege
nen Teil des Zweirichtungs-Verstärkers überlasten kann,
was Schwingungen in den Zweirichtungs-Verstärkern in den
vielfach- und/oder Verteilerleitungen verursachen kann.
Da der Rauschpegel nicht vorherbestimmt werden kann, weil
sowohl seine Zeitverteilung als seine Amplitude eine Zu
fallsverteilung aufweist, entstanden dadurch schwerwiegen
de Probleme.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kabel
fernsehnetz zu schaffen, welches erstmalig die Möglichkeit
bietet, eine bestehende Verkabelung im Zweiwegebetrieb
zu verwenden, indem die Auswirkungen der Aufnahme von Rausch
signalen wesentlich reduziert oder ausgeschaltet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen beschrieben.
In einem typischen System sind die leitungsabwärts gerich
teten Signale in einem hohen Frequenzband, z.B. im typi
schen Fall zwischen 50 und 500 MHz enthalten, wogegen die
leitungsaufwärts gerichteten Signale in einem niedrigen
Frequenzband, z.B. zwischen 5 und 30 MHz enthalten sind.
Im Rahmen der Erfindung bleiben die leitungsabwärts gerich
teten Signale unverändert. Die Vielfachleitung behält ihre
Zweirichtungs-Verstärker, d.h. die leitungsabwärts gerich
teten Signale werden im hohen Frequenzband und die lei
tungsaufwärts gerichteten Signale im niedrigen Frequenz
band verstärkt.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die
leitungsaufwärts gerichteten Signale in einem oder mehreren
schmalen Bändern innerhalb des niedrigen Frequenzbands ent
halten, die vorzugsweise bei zwei Frequenzen, z.B. 11 MHz
und 26 MHz zentriert sind, mit einer Bandbreite von z.B.
1 MHz. Es ist jedoch zu beachten, daß die Erfindung nicht
auf ein schmales Band oder auf die Verwendung von zwei
leitungsaufwärts gerichteten Signalfrequenzen beschränkt
ist, da eine Frequenz oder mehr als zwei Frequenzen ver
wendet werden könnten.
Schmalband-Filter in Richtung leitungsaufwärts sind in
den Verteilerleitungen vorzugsweise aber nicht notwendi
gerweise unmittelbar neben den Punkten angeordnet, an wel
chen die Verteilerleitungen mit der Vielfachleitung ver
bunden sind. Sie können auch in der Vielfachleitung ange
schlossen sein, und die Filter können im Netz in Reihe
verbunden sein. Die Signale in Richtung leitungsabwärts
bleiben unbeeinflußt.
Vorzugsweise sind die leitungsaufwärts gerichteten Signale
Trägersignale, die durch Digitalsignale, z.B. mit 500 kB/sec
moduliert werden, unter Verwendung von Minimum-Shift-Keying
oder eines gleichwertigen Frequenzmodulations-Verfahrens.
Daraus ergibt sich, daß alle leitungsaufwärts gerichteten
Signale außerhalb der schmalen Bandbreite der leitungsauf
wärts gerichteten Signalfrequenzbänder blockiert werden.
Somit werden alle Rauschsignale blockiert, welche die große
Mehrheit der Rauschsignale enthalten, die außerhalb des
engen Signalfrequenzbands der schmalen Bänder liegen.
Die Verwendung der restlichen Bandbreite außerhalb der
schmalen Bänder für Videoübertragung wird dadurch ermög
licht.
Da die resultierende Gesamtenergie (Signal einschließlich
Rauschen) innerhalb der schmalen Signalfrequenzbänder nie
drig gehalten wird, ist die Wahrscheinlichkeit einer Über
lastung der Verstärker in Richtung leitungsaufwärts durch
Rauschsignale, welche Schwingungen in den Verstärkern in
Richtung leitungsabwärts in der Vielfachleitung verursachen,
infolge der erfindungsgemäßen Maßnahmen sehr gering.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird
das Problem der Überlastung eines Zweirichtungs-Kabelfern
sehnetzes wesentlich reduziert.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung enthält
jedes der leitungsaufwärts gerichteten Filter der oben
beschriebenen Art eine Torschaltung, welche alle leitungs
aufwärts gerichteten Signale blockiert. Somit wird das
gesamte Rauschen über das niedrige Frequenzband in Rich
tung leitungsaufwärts blockiert. Jedes der Filter enthält
eine Schaltung zum Messen des Energiepegels der in dem
schmalen Frequenzband geführten leitungsaufwärts gerichte
ten Signale, der am Filtereingang gemessen wird. Wenn die
Energie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
wird angenommen, daß die Energie aus einem zur Kopfstelle
zu übertragenden Signal besteht. Unterhalb des Schwellen
werts wird die Energie als Rauschen angesehen. Wenn der
Energiepegel oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts
liegt, öffnet die Torschaltung und gestattet den Durchgang
der Signale innerhalb des schmalen Frequenzbands des Fil
ters zur Vielfachleitung und somit zur Kopfstelle.
Somit erfolgt bei dieser zweiten Ausführungsform der Er
findung keinerlei Rauschübertragung zur Vielfachleitung,
selbst in den schmalen Signalfrequenzbändern, solange kein
wirkliches Signal in Richtung leitungsaufwärts übertragen
wird. Die Torschaltung öffnet dann automatisch ohne Zutun
seitens der Kopfstelle, wobei das Signal und lediglich
der geringe Energieanteil des Rauschens innerhalb des schma
len Signalfrequenzbands des niedrigen Bands durchgelassen
wird. Da alle übrigen Filter-Torschaltungen zu diesem Zeit
punkt geschlossen sind, wird das leitungsaufwärts zur Kopf
stelle übertragene Rauschen wesentlich reduziert, selbst
im Vergleich zu einer Ausführungsform mit passivem Filter.
Die erforderliche Zeitspanne zum Abtasten des Energiepegels
und zum Öffnen der Torschaltung sollte sehr kurz sein, in
der Größenordnung von 5 Mikrosekunden oder weniger, um
eine Mehrfachzugriff-Prozedur (die Verwendung des glei
chen Kanals durch mehrere Teilnehmer, wobei die Kopfstelle
Kollisionssituationen erkennt und abarbeitet - siehe kana
dische Patentanmeldung 5 50 764 vom 2. November 1987) zu
ermöglichen und das gesetzte Ziel einer geringen Auswir
kung auf den Leistungsablauf zu erreichen. Es ist jedoch
zu beachten, daß diese Zeitspanne einen noch tragbaren
Höchstwert annehmen sollte, um die bestmögliche Rausch
unterdrückung zu erzielen.
Es ist wichtig, sich klarzumachen, daß nach dem gegenwär
tigen Stand der Technik Verteilerschalter von der Kopf
stelle aus abgerufen werden, um zu bestimmen, welcher Teil
nehmer gerade sendet, und um die leitungsaufwärts übertra
genen Daten zu erhalten. Dies ist ein schwieriges und auch
sehr langsames Verfahren für den Empfang der Systemsignale,
im Hinblick auf die zur Durchführung des Abrufs erforder
liche Zeit, im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren,
welches keinen Abruf erfordert.
Der Prototyp einer gemäß der zweiten Ausführungsform der
Erfindung gebauten Anlage wurde an einem bestehenden Kabel
fernsehnetz mit ca. 4000 Teilnehmern pro geschaltetem Fil
ter getestet und in mindestens 99% der Zeit für zuverlässig
befunden, was als wesentlicher Fortschritt gegenüber dem
Stand der Technik bewertet wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform können passive Filter,
wie sie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
weiter oben beschrieben wurden, in den Verteilerleitungen
verwendet werden, und ein aktives Filter, welches die Tor
schaltung und den im Zusammenhang mit der zweiten Ausfüh
rungsform beschriebenen Energiefühler enthält, kann in der
Vielfachleitung in Richtung leitungsaufwärts verwendet
werden.
Bei einer vierten Ausführungsform können die aktiven Fil
ter in den Verteilerleitungen adressierbar sein. Die Tor
schaltungen in den Filtern können zweckmäßiger Weise ge
öffnet oder geschlossen werden, indem sie von der Kopfstel
le aus wahlweise adressiert werden. Bei dieser Ausführungs
form sollte demnach jedes der Filter eine einzige Adresse
aufweisen. Ein von der Kopfstelle leitungsabwärts gesende
tes und vom Filter empfangenes Signal würde das Öffnen
oder Schließen der Torschaltung bewirken, je nachdem wie
es von der Kopfstelle gewünscht wird. Dadurch hat die Kopf
stelle die Möglichkeit, wahlweise einzelne Verteilerlei
tungen zu prüfen oder einen Schaltvorgang für eine entfern
te Programmquelle durchzuführen.
Die Signalbandbreite in Richtung leitungsaufwärts wurde
weiter oben als vorzugsweise aus zwei Schmalband-Signal
frequenzen innerhalb des leitungsaufwärts gerichteten nie
drigen Frequenzbands bestehend beschrieben, doch kann das
leitungsaufwärts gerichtete Signal statt dessen auch aus
Videosignalen oder anderen Programmsignalen bestehen. Ver
teilerleitungen können von der Vielfachleitung in der Nähe
eines Einzel- (oder Mehrfach-) Verteileranschlusses abge
zweigt werden, der mit einem Fernstudio verbunden sein
kann, welches mehrere Kameras enthält. Jede der Kameras
kann mit einer getrennten Verteilerleitung verbunden sein,
welche ein wahlweise adressierbares Filter enthält. Durch
Freigabe der einzelnen Filter von der Kopfstelle aus können
deren individuelle Torschaltungen geöffnet werden, und
individuelle Signale von auswählbaren Kameras können zur
Kopfstelle übertragen werden. Gleichzeitig wird die Aufnahme
von Rauschsignalen aus anderen Verteilerleitungen blockiert.
Diese Systemart ist nützlich für die Fernsteuerung verschie
dener Rundfunksendungen von der Kopfstelle aus, z.B. die
Übertragung von Universitätsvorlesungen unter Verwendung
mehrerer Kameras ohne Notwendigkeit eines örtlichen Schalt
personals, die Durchführung von Videokonferenzen von ver
schiedenen Orten aus, die Fernsteuerung von Überwachungs
kameras, der Empfang verschiedener Signalarten für die
gleichzeitige oder die spätere Übertragung zu anderen Teil
nehmern, die Fernerfassung von Nachrichten, die Durchfüh
rung von Diskussionen über Hörfunk oder Fernsehen, usw.
Natürlich müßten die Filter in diesem Fall eine ausreichen
de Bandbreite aufweisen, um die leitungsaufwärts gerichte
ten Signale aufnehmen zu können.
All das oben Gesagte ist durch die erfindungsgemäßen Maß
nahmen unter Vermeidung des Problems der Rauschaufnahme
durchführbar.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem Kabel
fernsehnetz mit einer Zweirichtungs-Vielfachleitung zum An
schluß an eine Kopfstelle, und mit Zweirichtungs-Verteiler
leitungen, welche an die Vielfachleitung angeschlossen sind,
an welche die Teilnehmer-Einführungsleitungen angeschlossen
werden können, wobei die Verteilerleitungen eine Einrichtung
wie z.B. einen Verstärker zur Übertragung der leitungsaufwärts
gerichteten Signale in mindestens einem schmalen Frequenz
band enthalten und ein in jeder der Verteilerleitungen in
Richtung leitungsaufwärts angeschlossenes Bandpaß-Filter
einen Durchlaßbereich hat, der den schmalen Frequenzbändern
entspricht, zum Blockieren von leitungsaufwärts gerichteten
Rauschsignalen, welche an den Verteilerleitungen auftau
chen können, mit Ausnahme der in den schmalen Frequenzbän
dern enthaltenen. Vorzugsweise sind die Filter in den Ver
teilerleitungen unmittelbar an deren Verbindungsstellen
mit der Vielfachleitung angeschlossen. In einigen Fällen
kann es jedoch wünschenswert sein, die Filter an den Teil
nehmeranschlüssen einzusetzen, z.B. in den Einführungs
leitungen oder unmittelbar in der Nähe der Anschlußeinrich
tungen für die Teilnehmergeräte.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält
jedes Filter eine Torschaltung zum Blockieren aller lei
tungsaufwärts gerichteten Signale. Eine Schaltung ist zum
Messen des Energiepegels der leitungsaufwärts gerichteten
Signale vorgesehen, welche in den schmalen Frequenzbändern
auf einer entsprechenden Verteilerleitung geführt werden;
diese öffnet die Torschaltung, um den Durchgang der leitungs
aufwärts gerichteten Signale längs der entsprechenden Ver
teilerleitung innerhalb des Durchlaßbereichs zu gestatten,
falls der Energiepegel über einem vorbestimmten Schwellen
wert liegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in
jedem Filter eine Schaltung für den Empfang eines Adreß-
Signals enthalten, welches auf der Verteilerleitung lei
tungsabwärts geführt wird, und eine Schaltung ist zum Öff
nen der Torschaltung beim Empfang des adressierten Signals
vorgesehen. Vorzugsweise werden Adressen verwendet, welche
einzig jedem der entsprechenden Filter zugeordnet sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung öffnet die
Torschaltung, um den Durchgang von Videosignalen oder an
deren Breitband-Signalen leitungsaufwärts zu ermöglichen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die
passiven (keine Torschaltung enthaltenden) Filter in den
Verteilerleitungen angeschlossen, jedoch ist ein aktives
Filter (mit Torschaltung) in die Vielfachleitung zwischen
der Kopfstelle und dem Ort des nächstliegenden Verteiler
leitungs-Anschlusses an die Vielfachleitung eingeschaltet.
Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfin
dung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Kabelfernsehnetzes nach
dem Stand der Technik,
Fig. 2A und 2B jeweils die niedrigen und die hohen Frequenzbän
der sowie die bevorzugten Signalfrequenzen der
leitungsaufwärts gerichteten Signale,
Fig. 3 ein Blockschaltbild mindestens einer Ausführungs
form der Erfindung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild des bevorzugten Filteraufbaus
gemäß der Erfindung,
Fig. 5 die Zusammensetzung der Schaltbilder von Fig. 6, 7,
Fig. 6 und 7 in ihrer Zusammensetzung gemäß Fig. 5 ein Schalt
bild eines aktiven Filters gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines adressierbaren aktiven
Filters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9A ein Frequenzspektrum des leitungsaufwärts gerichte
ten Signals, das an der Kopfstelle in einem Netz
nach dem Stand der Technik empfangen wird,
Fig. 9B ein Frequenzspektrum des leitungsaufwärts gerichte
ten Signals, welches an der Kopfstelle empfangen
wird, unter Verwendung der bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung, in Abwesenheit eines leitungs
aufwärts gerichteten Abrufs-Signals, und
Fig. 9C ein Frequenzspektrum des an der Kopfstelle empfange
nen leitungsaufwärts gerichteten Signals, unter
Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, beim Vorhandensein eines leitungsauf
wärts gerichteten Abrufs-Signals, zentriert bei
26 MHz.
In Fig. 1 ist ein Zweirichtungs-Kabelfernseh-System nach
dem Stand der Technik dargestellt. Eine Kopfstelle 1 ist
mit einer Vielfachleitung 2 verbunden, an welche Verteiler
leitungen 3 angeschlossen sind. Teilnehmer-Einführungslei
tungen 4 führen zu den Verteilerleitungen, und Teilnehmer-
Anschlußgeräte 5 wie z.B. Fernsehgeräte sind mit den Teil
nehmer-Einführungsleitungen verbunden.
Die Anschlußgeräte 5 enthalten bei der beschriebenen Aus
führungsform eine Einrichtung zur Erzeugung von leitungs
aufwärts gerichteten Signalen, wie in dem am 6. November
1984 erteilten kanadischen Patent 11 77 558 beschrieben.
Mindestens ein Zweirichtungs-Verstärker 6 ist normalerwei
se in Reihe mit der Vielfachleitung geschaltet, um die
durch den Pfeil 7 dargestellten leitungsabwärts gerichteten
Signale sowie die durch den Pfeil 8 dargestellten leitungs
aufwärts gerichteten Signale zu verstärken.
In dem System nach dem Stand der Technik wird zusätzlich
zu den leitungsaufwärts gerichteten Abrufsignalen starkes
Rauschen von den Verteilerleitungen 3, den Einführungslei
tungen 4 und den Anschlußgeräten 5 leitungsaufwärts geführt.
Dieses weiter oben beschriebene Rauschen ist im typischen
Fall durch Zündanlagen von Kraftfahrzeugen, Erdströme,
schlechte Erdanschlüsse, Signale von 60-Hz-Stromleitungen,
welche ihrerseits zusätzliches Rauschen beitragen, Hoch
frequenz-Ausrufanlagen, Funktelefone, sonstige Hochfrequenz
signale usw. verursacht. Die Verteilerleitungen wirken
als große verteilte Antennen, die alle ihre Rauschsignale
in den leitungsaufwärts gerichteten Teil des Verstärkers
6 einspeisen, wo die Rauschsignale verstärkt und zur Kopf
stelle 1 übertragen werden. Dadurch kann eindeutig jegli
ches rechtmäßige Signal überwuchert werden, welches an
den Teilnehmer-Anschlußgeräten für die Übertragung zur
Kopfstelle erzeugt wurde, die Verstärker der Vielfachlei
tung und der Kopfstelle können überlastet werden, und es
entsteht somit ein nicht zufriedenstellendes System.
Fig. 2A stellt einen Signalplan zur Verwendung in einem
Kabelfernsehnetz dar. Ein hohes Frequenzband mit 1-db-Ab
fallpunkten zwischen 50 und 400 MHz enthält leitungsabwärts
gerichtete Fernseh- und/oder sonstige Signale von der Kopf
stelle durch die Vielfachleitung und die Verteilerleitungen
zu den Empfangsgeräten am Teilnehmeranschluß. Ein niedriges
Frequenzband mit 1-db-Abfallpunkten zwischen 5 und 30 MHz
führt leitungsaufwärts gerichtete Signale zwischen den
Empfangsgeräten am Teilnehmeranschluß und der Kopfstelle
über die Teilnehmer-Einführungsleitungen, die Verteiler
leitungen und die Vielfachleitung.
Im Rahmen der Erfindung wird mindestens eine, vorzugsweise
jedoch werden zwei leitungsaufwärts gerichtete Schmalband-
Signalfrequenzen verwendet, welche Digitalsignale führen,
z.B. bei einem erfolgreichen Prototyp mit mittleren Trä
gerfrequenzen bei 11 und 26 MHz, wobei jede derselben ca.
1 MHz breit ist. Die Lage dieser beiden schmalen Signalbän
der im Verhältnis zum niedrigen Frequenzband ist in Fig. 2B
in ihrem Verhältnis zu Fig. 2A gezeigt.
In Fig. 3 ist ein Netz dargestellt, das im allgemeinen
dem in Fig. 1 gezeigten ähnlich ist, jedoch zusätzlich
leitungsaufwärts gerichtete Schmalband-Filter 9 aufweist,
welche in Reihe mit jeder der Verteilerleitungen 3 in der
Nähe des Punktes geschaltet sind, an welchem sie an die
Vielfachleitung 2 angeschlossen sind. Die leitungsaufwärts
gerichteten Filter 9 sollten Bandpaß-Filter mit einem engen
Durchlaßbereich sein, welcher auf die leitungsaufwärts ge
richteten Signal-Trägerfrequenzen zentriert ist, z.B. bei
der bevorzugten Ausführungsform bei 11 und 26 MHz, und
deren Bandbreite diejenige der leitungsaufwärts gerich
teten Abrufsignale ist, d.h. 1 MHz breit.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Filter 9
passiv und lassen das volle leitungsabwärts gerichtete
Signal des hohen Frequenzbands durch, lassen jedoch in
Richtung leitungsaufwärts nur die leitungsaufwärts gerich
teten Schmalband-Abrufsignale durch. Somit wird fast das
gesamte leitungsaufwärts gerichtete Rauschen von jeder
der Verteilerleitungen blockiert; in Richtung leitungs
aufwärts wird lediglich der verhältnismäßig geringe An
teil der Rauschenergie durchgelassen, welcher in dem schma
len Durchlaßbereich der Filter enthalten ist. Dadurch wird
offensichtlich das Ausmaß des aufgefangenen und an die
Vielfachleitung und die Kopfstellen-Verstärker gelangen
den Rauschens wesentlich reduziert, wodurch der Rauschab
stand in der Vielfachleitung außerhalb des schmalen Bands
beträchtlich verbessert und die Möglichkeit einer Über
lastung der Zweirichtungs-Verstärker der Vielfachleitung
wesentlich reduziert wird, welche den Rauschabstand in
den schmalen Bändern an der Kopfstelle verringern würde.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung enthalten
die leitungsaufwärts gerichteten Filter 9 aktive Schaltungen,
die weiter unten beschrieben werden, welche den Energieanteil
des Signals in den Durchlaßbereichen der leitungsaufwärts
gerichteten Filter messen. Was das Rauschen betrifft, so
ist der Energieanteil dieser Durchlaßbereiche fast stän
dig niedrig. Wenn jedoch ein Signal vom Gerät des Teil
nehmeranschlusses übertragen wird, wird es innerhalb des
Durchlaßbereichs des Filters konzentriert. In diesem Fall
ist der Energiepegel wesentlich höher.
Jedes der leitungsaufwärts gerichteten Filter enthält eine
Torschaltung, welche alle Signale daran hindert, leitungs
aufwärts in die Vielfachleitung zu gelangen. Auf diese
Weise wird das von den Verteilerleitungen in die Vielfach
leitung gelangende Rauschen auf einen vernachlässigbaren
Wert reduziert. Beim Empfang der Energie, welche sich aus
der Übertragung eines Signals vom Gerät des Teilnehmeran
schlusses ergibt, das innerhalb des Durchlaßbereichs der
Filter konzentriert ist, ist dessen Energiepegel hoch
und oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts. Wenn die
ser Schwellenwert überschritten ist, öffnet die Torschal
tung und ermöglicht den Durchgang der Signale innerhalb
des Durchlaßbereichs des Filters in Richtung leitungsauf
wärts. Da im typischen Fall nur ein Teilnehmer gleichzei
tig sendet (obgleich dies nicht allgemein zutrifft), ist
nur ein leitungsaufwärts gerichtetes Filter gleichzeitig
offen, und somit wird das Signal und der sehr geringe An
teil der Rauschenergie innerhalb des schmalen leitungs
aufwärts gerichteten Signalbands von der einzelnen Vertei
lerleitung durch die Vielfachleitung 2 zur Kopfstelle 1
geleitet. Der auf diese Weise von der Kopfstelle empfangene
Gesamtenteil der Rauschenergie wird auf denjenigen Teil
reduziert, der von dieser Verteilerleitung beigebracht
wird, und lediglich auf das Rauschen innerhalb des schma
len Signalbands.
Offensichtlich wird auch jedes übermässige Rauschen in
einem Teilnetz durch die Filter isoliert und daran gehin
dert die übrigen Teilnetze zu beeinträchtigen.
Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind die
leitungsaufwärts gerichteten Filter 9 passiv, wie im Zu
sammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben,
jedoch sind aktive Filter 10 und 10 A leitungsaufwärts in
Reihe mit der Viefachleitung 2 geschaltet, um das Netz
zu isolieren und zu unterteilen. Die Teilnetze sind durch
in Reihe geschaltete aktive Filter 10 A unterteilt. Die
aktiven Filter 10 und 10 A sind ähnlich wie die Filter 9,
wie im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform be
schrieben, d.h. jedes enthält eine Torschaltung, welche
die Übertragung aller leitungsaufwärts gerichteten Signa
le im dazugehörigen Teilnetz unterdrückt, bis ein leitungs
aufwärts gerichtetes Signal empfangen wird, welches einen
vorbestimmten Schwellenwert innerhalb der schmalen leitungs
aufwärts gerichteten Signalbänder übersteigt, und dann öff
net, um den Durchgang der Abrufsignale leitungsaufwärts zu
gestatten.
Es ist zu beachten, daß die aktiven Filter 9, 10 und 10 A,
ganz gleich in welcher Form sie verwendet werden, in Rich
tung leitungsabwärts durchlässig sind und den Durchgang
der Signale des hohen Frequenzbands leitungsabwärts unbe
hindert ermöglichen.
Wenn die Filter 10 und 10 A vorhanden sind, sind sie aktiv,
und die Filter 9 können aktiv oder passiv sein (wie wei
ter oben beschrieben). Wenn die Filter 10 und 10 A nicht
vorhanden sind, können die Filter 9 entweder aktiv (wie
bei der zweiten Ausführungsform) oder passiv (wie in der
ersten Ausführungsform) sein.
Bei einer vierten Ausführungsform der Erfindung können
die aktiven Filter 10 und 10 A vorhanden sein oder nicht,
aber mindestens die leitungsaufwärts gerichteten Filter
9 sind von der Kopfstelle 1 aus individuell adressierbar.
Wenn sie entweder in den absichtlich geöffneten oder
geschlossenen Zustand adressiert werden, ermöglichen sie
die Überprüfung oder Steuerung der Übertragung der über
eine oder mehrere Verteilerleitungen laufenden Signale
von der Kopfstelle aus.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine
getrennte, für die Übertragung von Videosignalen leitungs
aufwärts ausgelegte Leitung mit den leitungsaufwärts gerich
teten Filtern verbunden, und die Bandbreite der leitungs
aufwärts gerichteten Filter ist größer und ausreichend
zur Übertragung eines Videosignals. Das Filter erfaßt das
Vorhandensein eines Videosignals, welches einen Schwellen
wert überschreitet, und öffnet. Die Videokamera kann an
Ort und Stelle bedient oder ferngesteuert werden, die Fil
ter werden durch das Erfassen der Videosignale von den
Kameras (oder auch durch irgendwelche anderen leitungs
aufwärts gerichteten Signale wie z.B. ein Konferenz-Sig
nal) gesteuert. Das Videofilter kann sich in der Tat im
gleichen weiter oben beschriebenen leitungsaufwärts gerich
teten Signalfilter des schmalen Bands befinden. Dies ermög
licht es den an die Vielfachleitung durch entsprechend an
gepaßte oder individuelle Einführungsleitungen an der Ver
teilerleitung angeschlossenen Teilnehmergeräten, Video
signale zu erzeugen, welche in die Vielfachleitung und
die Kopfstelle durch das automatische Erfassen des Signal
drucks geschaltet werden können, oder durch adressieren
der leitungsaufwärts gerichteten Filter 9 durch die Kopf
stelle. Bei dieser oder bei anderen Ausführungsformen kann
es wünschenswert sein, die leitungsaufwärts gerichteten
Filter in der Nähe der Teilnehmergeräte oder unmittelbar
an denselben anzuordnen, oder die Teilnehmergeräte für
die Fernsteuerung von der Kopfstelle aus einzurichten.
Durch die Anordnung mehrerer Verteileranschlüsse zusam
men in einem Raum, wobei Videokameras als Teilnehmergeräte
angeschlossen sind, und durch die Verwendung der oben be
schriebenen leitungsaufwärts gerichteten Filter, können
Fernstudios gebildet werden, welche von der Kopfstelle
1 aus ferngesteuert werden, durch Verwendung der leitungs
aufwärts gerichteten Filter als Fernschalter oder durch
automatische Erfassung der Videosignale, wobei fernwähl
bare Videosignale, welche am Videogerät des Teinehmeran
schlusses erzeugt werden, je nach Wunsch der Kopfstelle
in die Vielfachleitung und in die Kopfstelle geschaltet
werden. Das Kabelfernsehnetz ist für diese Übertragung
leitungsaufwärts auch befähigt, da die Rauschaufnahme durch
die Verwendung der Filter in den übrigen Teilnetzen oder
Verteilerleitungen des System reduziert wird.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungs
form eines aktiven Filters zur Verwendung im Rahmen der
Erfindung. Die Leitung 3 A stellt den Eingang des leitungs
abwärts gerichteten Teils einer Kabelverteilerleitung,
und die Leitung 3 B den Eingang des leitungsabwärts gerich
teten Teils der Kabelverteilerleitung dar. Ein Bandpaß
filter 13 im hohen Frequenzband, z.B. zur Übertragung von
Signalen zwischen 15 und 400 MHz, ist in der Vielfachlei
tung oder der Verteilerleitung zwischen den Leitungen 3 A
und 3 B angeschlossen, um den Durchgang von Signalen im
hohen Frequenzband leitungsabwärts zu ermöglichen, aber
die leitungsaufwärts gerichteten Signale im niedrigen
Band zu blockieren. Die Pfeile geben die Signalrichtung an.
Eine 60-Hz-Versorgung wird im typischen Fall von irgend
einer Richtung des Kabels zur Speisung der entfernten
Leitungsverstärker geführt. Ein 60-Hz-Tiefpaßfilter 14
ist parallel zum Filter 13 geschaltet. Dies ermöglicht
es, daß die 60-Hz-Versorgungssignale um das Filter 13
herum längs der Versorgungsleitung oder der Vielfachlei
tung von Leitung 3 A zu Leitung 3 B oder umgekehrt fließen.
Ein Teil des 60-Hz-Signals wird abgezweigt und an einen
Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer 15 angelegt, der z.B.
12 V= zum Betrieb des nachfolgend zu beschreibenden ak
tiven Filters erzeugt.
Ebenfalls parallel zum Filter 13 ist ein leitungsaufwärts
gerichtetes Bandpaßfilter 16 im niedrigen Frequenzband
geschaltet. Dieses Filter wird durch die im Umformer 15
erzeugten 12 V= gespeist. Das Filter 16 leitet die leitungs
aufwärts gerichteten Abrufsignale von Leitung 3 B zu Leitung
3 A längs der Verteilerleitung. Es blockiert auch alle lei
tungsaufwärts gerichteten Signale außerhalb seines Durch
laßbereichs. Bei der bevorzugten Ausführungsform hat das
Filter 16 einen auf 11 und 26 MHz zentrierten Durchlaßbe
reich von 1 MHz, wie in Fig. 2B gezeigt.
Bei Verwendung der Ausführungsform von Fig. 4 ist ersicht
lich, daß das leitungsaufwärts gerichtete Rauschen inner
halb des niedrigen leitungsaufwärts gerichteten Frequenz
bands von 3 bis 30 MHz daran gehindert wird, leitungsauf
wärts durch das Filter 13 zu gelangen, da dieses nur einen
Durchlaßbereich zwischen 50 und 500 MHz aufweist. Desglei
chen leitet das Filter 14, welches ein 60-Hz-Filter ist,
keine Signale zwischen 5 und 30 MHz leitungsaufwärts. Das
leitungsaufwärts gerichtete Bandpaßfilter 16 blockiert
sämtliche Signale mit Ausnahme der in den leitungsaufwärts
gerichteten Signalbändern liegenden, welche aus einem oder
mehreren Schmalbändern bestehen können, die jedoch vorzugs
weise an den Mittelfrequenzen von 11 und 26 MHz liegen,
wie weiter oben beschrieben. Somit wird praktisch das ge
samte Rauschen daran gehindert, leitungsaufwärts zu gelangen.
Das leitungsabwärts gerichtete Bandpaßfilter im hohen Fre
quenzband ist ein herkömmliches LC-Filter und braucht nicht
im einzelnen beschrieben zu werden, da es dem Durchschnitts
fachmann bekannt ist.
Auch bei der bevorzugten Ausführungsform enthält das lei
tungsaufwärts gerichtete Bandpaß-Filter 16 eine Torschal
tung, welche das Rauschen selbst innerhalb der leitungs
aufwärts gerichteten Signalbänder blockiert, sofern nicht
der Energiepegel oberhalb eines vorbestimmten Schwellen
werts liegt. Eine ausführliche Beschreibung dieses aktiven
Filters wird weiter unten gegeben.
Wie aus den gemäß den Angaben von Fig. 5 zusammengesetzten
Darstellungen von Fig. 6 und 7 hervorgeht, wird das leitungs
aufwärts gerichtete Signal an Leitung 3 B empfangen, und sei
ne Amplitude wird durch die antiparallel geschalteten Dioden
20 A und 20 B begrenzt, die zwischen Leitung 3 B und Masse
geschaltet sind. Das Signal wird sodann durch ein Mehrseg
ment-LC-Filter 22 mit einer Mittelfrequenz von 26 MHz
oder 11 MHz und einem Durchlaßbereich von 1 MHz, zu einem
Vorverstärker 21 geführt, in dem es verstärkt wird, und
gelangt durch einen Ausgangsverstärker 23 über eine kapa
zitive Kopplung durch den Kondensator 24 zu einer Signal
weiche 25. Die bis hierher beschriebene Schaltung liefert
ein Ausgangssignal bei 11 oder 26 MHz, mit einer Breite
von 1 MHz.
Das Ausgangssignal wird im Verstärker 26 weiter verstärkt,
von dem es an den Eingang des Elektronenschalters 27 ge
langt. Der Elektronenschalter 27 muß sehr rasch schalten,
z.B. innerhalb einer Mikrosekunde. Ein Schalter, der sich
für diesen Zweck als sehr zufriedenstellend erwies, ist
Typ 4053B.
Der Ausgang des Elektronenschalters 27 wird durch einen
Kondensator 28 kapazitiv mit einem 75-Ohm-Dämpfungsglied
29 an die Verteilerleitung 3 A gekoppelt, welche im typi
schen Fall mit einer Impedanz von 75 Ohm arbeitet.
Somit wird, wenn der Elektronenschalter 27 freigegeben
wird, das Eingangssignal von Leitung 3 B, welches auf den
Durchlaßbereich des Filters, z.B. mit einer Zentralfre
quenz von 11 oder 26 MHz und einer Breite von 1 MHz be
schränkt ist, mit großer Geschwindigkeit auf die Vertei
lerleitung 3 A geschaltet, von der es leitungsaufwärts zur
Vielfachleitung gelangt.
Zum Steuern des Betriebs des Elektronenschalters 27 wird
das Signal von der Signalweiche 25 über einen durch Wider
stände 31 und 32 an seinen beiden Enden überbrückten Kon
densator 30 auf eine Halbwellen-Gleichrichterdiode 33 ge
führt, deren Ausgangssignal durch den von einem Entladungs
widerstand 35 überbrückten Kondensator 34 integriert wird.
Dieser summiert die im Eingangssignal vorhandene Energie
und liefert eine dazu proportionale veränderliche Ausgangs-
Gleichspannung. Die so entstandene veränderliche Ausgangs-
Gleichspannung wird im Operationsverstärker 36 verstärkt,
dessen Ausgangssignal an den nicht-invertierenden Eingang
eines Operationsverstärkers 38 angelegt wird.
Eine mit der zwischen den Bauteilen 30 und 36 verbundenen
identische Schaltung ist an den invertierenden Eingang
des Operationsverstärkers 38 angeschlossen, deren Bauteile
in gleicher Weise bezeichnet sind, jedoch gefolgt von der
Zusatzbezeichnung A, d.h. Bauteile 30 A bis 36 A. Der Zweck
der Bauteile 30 A-36 A besteht darin, eine Referenzpegel-
Kompensierung für die Gleichrichterschaltung im zuvor be
schriebenen Zweig zu liefern, der an den nicht-invertie
renden Eingang des Operationsverstärkers 38 angeschlossen
ist. Dies ergibt sowohl eine Temperaturkompensation und
eine Pegelkompensation für die Diodenschwelle und für die
durch Temperaturschwankungen bedingte Bauteilvarianz. Die
Widerstände 37 bzw. 37 A verbinden die Ausgänge der Ver
stärker 36 bzw. 36 A mit dem nicht-invertierenden bzw. in
vertierenden Eingang des Verstärkers 38. Ein Widerstand
37 C verbindet den nicht-invertierenden Eingang mit -10 V,
und ein Widerstand 37 B verbindet den invertierenden Ein
gang des Verstärkers 38 mit seinem Ausgang.
Die oben beschriebene Integrierschaltung bestimmt die Meß
geschwindigkeit und sollte eine Zeitkonstante von 5 Mikro
sekunden oder weniger aufweisen. Diese muß kurz genug sein
um derart zu öffnen, daß ein Signal nicht abgeschnitten
wird, aber lang genug um eine Auslösung durch Rauschsig
nale zu vermeiden. Falls das Eingangssignal ein Videosig
nal ist (was erfordert, daß das aus den Teilen 21, 22 und
23 bestehende Filter eine wesentlich größere Bandweite
aufweist als oben beschrieben, um die Videosignale anneh
men zu können), kann die Schaltgeschwindigkeit des Inte
grators wesentlich herabgesetzt werden. Es ist zu beachten,
daß die Zuverlässigkeit um so größer ist als die Zeitkon
stante verlängert wird.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 38 wird nun einer Pe
gelmeßeinrichtung zugeführt. Diese besteht vorzugsweise
aus einem Operationsverstärker 39, an dessen invertieren
den Eingang das Ausgangssignal des Verstärkers 38 angelegt
ist. Der Meß-Schwellenwert wird durch den nicht-invertie
renden Eingang des Verstärkers 39 eingestellt, welcher
durch einen Widerstand 40 auf die Abgriffklemme eines Po
tentiometers 41 geführt ist, welches seinerseits mit Rei
henwiderständen 42 und 43 an seinen entgegengesetzten End
klemmen zwischen -20 V und Masse geschaltet ist. Die Abgriff
klemme des Potentiometers 41 wird durch einen Kondensator
44 gegen Masse überbrückt.
Die Einstellschaltung für den Schwellenwert bewirkt einen
Ausgangswert des Verstärkers 39 von entweder 0 Volt oder
-20 Volt, wenn das gleichgerichtete und integrierte Ein
gangssignal von der Signalweiche 25 oberhalb bzw. unter
halb des am Potentiometer 41 zwischen -20 V und Masse (0 V)
eingestellten Pegels liegt. Dieses Ausgangssignal wird
auf die Kathode einer Diode 45 über einen Widerstand 46
geleitet. Die Anode ist an -17,2 V angeschlossen. Wenn
also der Ausgang des Verstärkers 39 bei 0 V liegt, ist die
Diode 45 in Sperrichtung geschaltet (gesperrt), und wenn
der Ausgang des Verstärkers 39 bei -20 V liegt, ist die
Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt, und die Spannung
an ihrer Kathode beträgt ca. -17 V. Wenn die Kathode der
Diode 45 mit dem Steuereingang 48 des Elektronenschalters
27 verbunden ist, wird der Elektronenschalter auf Durch
gang geschaltet, wenn die Diode 45 leitend ist, d.h. wenn
der Ausgang des Verstärkers 31 bei -20 V liegt, und er ist
gesperrt, wenn die Diode 45 in Sperrichtung geschaltet
ist.
Wenn die Zeitkonstante des Integrators weniger als 5 Mikro
sekunden und die Schaltdauer des Elektronenschalters 27
weniger als 1 Mikrosekunde beträgt, so wird der Elektro
nenschalter 27, wenn aufgrund des Eingangssignals der mit
Potentiometer 41 eingestellte Schwellenwert überschritten
wird, offensichtlich bewirken, daß das durch das Filter
tretende und auf der Signalweiche 25 erscheinende Eingangs
signal sehr schnell auf die leitungsaufwärts gerichtete
Verteilerleitung 3 A geschaltet wird.
Die Schaltzustands-Überwachungsleitung könnte also mit
einem Steuereingang des Filters 22 verbunden sein (wenn
dieses als aktives Filter ausgelegt ist), um die Bandbrei
te desselben zu steuern und dadurch zu öffnen oder zu
schließen.
Die oben beschriebene Schaltung muß für jede der auf der
gleichen Verteilerleitung oder Vielfachleitung erscheinen
den Schmalband-Abrufsignal-Frequenzen wiederholt werden.
Falls zwei Signale mit verschiedenen Folgezeiten an den
Signalbändern von 11 und 26 MHz z.B. unter Verwendung von
MSK übertragen werden, überträgt zu einem bestimmten Zeit
punkt nur entweder das eine oder das andere der Filter.
Dadurch kann das Ausmaß des vom Filter leitungsaufwärts
in die Vielfachleitung gelangenden Rauschens weiter redu
ziert werden im Vergleich zu dem Fall, in welchem beide
Signale gleichzeitig übertragen werden (mf).
Die oben beschriebene Schaltung kann weiter verbessert
werden. So kann z.B. der Steuereingang des Elektronenschal
ters 27 auch mit dem Ausgang eines adressierbaren Empfän
ger-Steuergeräts 47 verbunden sein, welches auf einen in
dividuellen Code anspricht, der in Richtung leitungsabwärts
von der Kopfstelle im hohen Frequenzband empfangen wird.
Dies wird ausführlicher unter Bezugnahme auf Fig. 8 be
schrieben. Unter Bezug auf die gegenwärtig betrachtete
Figur jedoch empfängt das Steuergerät 47 ein Signal, de
mudoliert es, decodiert es und führt ein Daueröffnungs
bzw. ein Dauersperr-Freigabesignal (0 oder -17 V) auf den
Steuereingang des Elektronenschalters 27. Dieser kann die
Übertragung von Signalen leitungsaufwärts durch den Elek
tronenschalter 27 zum Prüfen oder zum Steuern der Abruf
signalquelle zwangsläufig steuern, wie weiter oben be
schrieben.
Ein zweiter Kontakt 27 A im Elektronenschalter 27 kann durch
einen Kondensator 48 A an die Leitung eines Schaltzustands-
Überwachungsgeräts angeschlossen werden. Diese Leitung
des Schaltzustands-Überwachungsgeräts kann zugeführte Sig
nale z.B. an die aufwärts gerichtete Leitung 3 A oder an
einen anderen Schalter liefern, um den Empfang eines Steu
erbefehls für einen ferngesteuerten Elektronenschalter
zu quittieren, der vom Steuergerät 47 empfangen wird, oder
um eine zweite Schaltzustands-Mitteilung an die Kopfstel
le oder ein örtliches Steuergerät zu liefern.
Das Schaltzustands-Überwachungsgerät kann mit dem Eingang
eines Codierers 49 verbunden sein, dessen Ausgang an einen
Modulator 50 angeschlossen ist, dessen Ausgang über ein
75-Ohm-Leitungsanpassungs-Dämpfungsglied 29 A mit der auf
wärts gerichteten Leitung 3 A verbunden ist. In diesem Fall
bewirkt der Empfang eines adressierbaren Befehls die Betä
tigung des Schalters 27. Infolgedessen erscheint ein Impuls
am Eingang des Codierers 49, der einen im Modulator 50
modulierten Code erzeugt, welcher durch das Ausgangs-Dämp
fungsglied 29 A an die aufwärts gerichtete Leitung 3 A ange
legt wird. Dieser kann zum Quittieren des Empfangs eines
Befehls zum Schließen des Schalters 27 verwendet werden,
da im Fall einer Überprüfung des Schalters 27 sonst keiner
lei Eingangssignal diesen durchläuft, welches von der Kopf
stelle empfangen und beachtet werden könnte.
Wahlweise kann der Ausgang des Modulators 50 auf den Ein
gang des Schalters 27 gelegt werden, um einen vom Codierer
49 erzeugten Quittierungscode durch den Schalter 27 so zu
übertragen, als wenn er ein durch das aus den Teilen 21, 22
und 23 bestehende Filter empfangenes Signal wäre.
Ein Blockschaltbild, welches eine Variante der obigen Schal
tung zeigt, ist in Fig. 8 dargestellt. Dort ist ein Hoch
paß-Filter 13 zwischen den Leitungen 3 A und 3 B angeschlos
sen, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Das lei
tungsaufwärts gerichtete Signal läuft durch ein Bandpaß-
Filter 52 des niedrigen Frequenzbandes, welches Signale
zwischen z.B. 5 und 30 MHz durchläßt. Das leitungsaufwärts
gerichtete Signal läuft dann durch einen Verstärker 53 und
ein Schmalband-Filter 54 für leitungsaufwärts gerichtete
Signale, wie das in Bezug auf die Teile 21, 22 und 23 be
schriebene. Der Ausgang des Filters 54 ist mit dem Ein
gang eines Elektronenschalters 55 verbunden, welcher durch
eine Schwellenwert-Meß/Steuer-Schaltung 56 wie die weiter
oben im Zusammenhang mit den Teilen 30-45 in Fig. 5, 6 und
7 beschriebene gesteuert wird. Der Ausgang des Schalters
55 ist mit dem Eingang eines weiteren Filters 57 verbun
den, welches dem Filter 54 ähnlich ist. Der Ausgang des
Filters 57 ist mit der aufwärts gerichteten Leitung 3 A
verbunden, welche die an die Vielfachleitung angeschlosse
ne Verteilerleitung ist.
Ein leitungsabwärts gerichtetes Steuersignal im hohen Fre
quenzband wird auf Leitung 3 A empfangen, durchläuft ein
Steuersignal-Frequenzfilter 57 A und wird im Demodulator
58 empfangen. Das demodulierte Signal wird im Decoder 59
decodiert, und das decodierte Steuersignal wird an den
Steuereingang des Schalters 55 in ähnlicher Weise ange
legt wie im Zusammenhang mit dem Steuergerät 47 beschrie
ben, welches den Schalter 27 steuert.
Der Schaltzustands-Überwachungsausgang des Schalters 55,
der ähnlich ist wie der im Zusammenhang mit dem Schalter
27 beschriebene, ist an eine von mehreren Eingangsklemmen
eines Codierers 60 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem
Modulator 61 verbunden ist, dessen Ausgang im niedrigen
Frequenzband mit dem Eingang des Filters 57 verbunden ist,
von wo aus das Ausgangssignal des Modulators 61 leitungs
aufwärts zur Leitung 3 A zur Weiterleitung an die Vielfach
leitung und an die Kopfstelle geführt wird.
Es ist zu beachten, daß mehrere Codierer ähnlich wie der
Codierer 59 mit dem Ausgang des Demodulators 58 verbun
den sein können, von denen jeder an einen getrennten Ein
gang des Codierers 60 durch Steuerung eines anderen Schal
ters ähnlich dem Schalter 55 angeschlossen sein kann. Die
ser kann verwendet werden, um verschiedene Eingangssignale
an die aufwärts gerichtete Verteilerleitung und die Viel
fachleitung anzulegen. Derartige Signale können z.B. Sig
nale von Leistungsmessern, Videosignale oder Einschalt-
Quittiersignale am Teilnehmeranschluß usw. sein. Außerdem
können decodierte Signale von der Kopfstelle verwendet
werden, um Geräte, Stromkreise usw. am Teilnehmeranschluß
ein- und auszuschalten. In der Tat können Steuersignale
vom Teilnehmeranschluß leitungsaufwärts zur Kopfstelle
gesendet werden, um bestimmte Funktionen wie z.B. die Über
tragung von Steuersignalen zum Steuern von Überwachungsein
heiten am gleichen oder an anderen Teilnehmeranschlüssen
anzufordern.
Die obige Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
zeigt eindeutig, daß die Erfindung für eine Anzahl ver
schiedener Funktionen verwendet werden kann, daß sie jedoch
im wesentlichen eine Möglichkeit zur Übertragung von Sig
nalen an die Kopfstelle mit großer Zuverlässigkeit und
wesentlich reduziertem Rauschpegel liefert. Fig. 9A zeigt
das Frequenspektrum des an der Kopfstelle empfangenen Sig
nals bei einem Netz nach dem Stand der Technik; dieses be
steht praktisch ausschließlich aus Rauschen; Fig. 9B zeigt
das Frequenzspektrum eines an der Kopfstelle unter Verwen
dung von Filtern gemäß der Erfindung empfangenen Signals,
welches offensichtlich fast frei von nennenswertem Rau
schen ist; und Fig. 9C zeigt das Frequenzspektrum eines
an der Kopfstelle empfangenen Signals mit einem gemäß der
Erfindung verwendeten leitungsaufwärts gerichteten Abruf
signal von 26 MHz, und es zeigt eindeutig einen sehr ho
hen Rauschabstand. Die Verbesserung gegenüber dem Stand
der Technik erweist sich somit als beträchtlich.
Claims (19)
1. Kabelfernsehnetz, gekennzeichnet durch eine Zweirich
tungs-Vielfachleitung (trunk) zum Anschluß an eine
Kopfstelle, und durch Zweirichtungs-Verteilerleitungen,
die mit der Vielfachleitung verbunden sind und an wel
che Teilnehmer-Einführungsleitungen zur Übertragung
von leitungsabwärts gerichteten (downstream) Breitband-
Kabelfernseh-Signalen anschließbar sind, wobei die
Kopfstelle eine Einrichtung zum Empfang von leitungs
aufwärts gerichteten (upstream) Signalen enthält und
die Verteilerleitungen eine Einrichtung zur Übertra
gung dieser leitungsaufwärts gerichteten Signale in
mindestens einem schmalen Frequenzband enthalten, und
wobei in Richtung leitungsaufwärts in jede der Ver
teilerleitungen eingebaute Bandpaß-Filter einen Durch
laßbereich aufweisen, welcher dem mindestens einen schma
len Frequenzband entspricht, zum Sperren von leitungs
aufwärts gerichtetem Rauschen und von Signalen, welche
an den Verteilerleitungen auftreten, außer den in dem
mindestens einen schmalen Frequenzband enthaltenen
Signalen.
2. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Filter in den Verteilerleitungen unmit
telbar in der Nähe der Anschlüsse an die Vielfachleitung
angeschlossen sind.
3. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jedes Filter eine Torschaltung zum Sperren
aller leitungsaufwärts gerichteten Signale enthält,
eine Einrichtung zum Messen des Energiepegels der von
einer entsprechenden Verteilerleitung in dem schmalen
Frequenzband geführten leitungsaufwärts gerichteten
Signale und zum Öffnen der Torschaltung, um den Durch
gang der leitungsaufwärts gerichteten Signale über
die entsprechende Verteilerleitung im genannten Durch
laßbereich zu gestatten, falls der Energiepegel ober
halb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.
4. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung in jedem Filter zum Empfang eines
auf den Verteilerleitungen leitungsabwärts geführten
Adreß-Signals und durch eine Einrichtung zum Öffnen
der Torschaltung beim Empfang dieses Adreß-Signals.
5. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Empfangseinrichtung aus einer Einrich
tung zum Erkennen einer für das entsprechende Filter
einzig vorgesehenen Adresse und zum dadurch bedingten
Öffnen der Torschaltung.
6. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bandbreite des entsprechenden Fil
ters ausreichend ist, um den leitungsaufwärts gerichte
ten Durchgang eines Videosignals oder eines sonstigen
Breitbandsignals längs der entsprechenden Verteiler
leitung zu gestatten, wenn die Messung ergibt, daß
der Energiepegel oberhalb eines vorbestimmten Schwel
lenwerts liegt.
7. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 1, 3 oder 5, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung zur Leitungsabwärts-
Übertragung von Signalen im hohen Frequenzband und
zur Leitungsaufwärts-Übertragung von Signalen im nie
drigen Frequenzband längs der Verteilerleitungen zur
Vielfachleitung.
8. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 1, 3 oder 5, gekennzeich
net durch eine Einrichtung zur Leitungsabwärts-Übertra
gung von Signalen im hohen Frequenzband und zur Leitungs
aufwärts-Übertragung von Signalen im niedrigen Frequenz
band längs der Verteilerleitungen zur Vielfachleitung,
wobei die leitungsaufwärts gerichteten Signale aus
zwei verschiedenen, getrennten modulierten Schmalband-
Trägersignalen bestehen.
9. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
ein aktives Filter, das in Richtung leitungsabwärts
in der Verteilerleitung zwischen der Kopfstelle und
dem dieser am nächsten liegenden Anschlußpunkt einer
Verteilerleitung eingesetzt ist, zum Sperren aller
leitungsaufwärts gerichteten Signale, durch ein ak
tives Filter zum Messen des Energiepegels der leitungs
aufwärts gerichteten Signale, die an seinen Eingang
gelangen, und zum Öffnen für den Durchlaß der leitungs
aufwärts gerichteten Signale längs der Vielfachleitung
innerhalb des schmalen Frequenzbands, falls der Energie
pegel oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.
10. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
ein aktives Filter, welches in Richtung leitungsabwärts
in der Verteilerleitung zwischen der Kopfstelle und
dem dieser am nächsten liegenden Anschlußpunkt einer
Verteilerleitung eingesetzt ist, zum Sperren aller
leitungsaufwärts gerichteten Signale, durch ein aktives
Filter zum Messen des Energiepegels der leitungsauf
wärts gerichteten Signale, die an seinen Eingang gelan
gen, und zum Öffnen für den Durchlaß der leitungsaufwärts
gerichteten Signale längs der Vielfachleitung, falls der
Energiepegel oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts
liegt.
11. Kabelfernsehnetz nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Öffnen der Torschaltung innerhalb
von 5 Mikrosekunden oder weniger nachdem der Energie
pegel den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
12. Zur Verwendung in einem Kabelfernsehnetz bestimmte
Filtereinrichtung in Richtung leitungsaufwärts, ge
kennzeichnet durch mindestens ein Bandpaß-Filter zum
Empfang eines leitungsaufwärts gerichteten Signals,
einen Elektronenschalter, der mit dem Ausgang der Fil
tereinrichtung zum Anlegen eines gefilterten leitungs
aufwärts gerichteten Signals von der Filtereinrich
tung zu einer leitungsaufwärts führenden Leitung ver
bunden ist, eine Einrichtung zum Messen des Energie
pegels des gefilterten leitungsaufwärts gerichteten
Signals, und eine Einrichtung für die Freigabe des
Elektronenschalters zum Öffnen, falls der Energiepe
gel oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.
13. Filtereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Meßeinrichtung aus einem ersten Gleich
richter zum Empfangen und Gleichrichten des gefilter
ten leitungsaufwärts gerichteten Signals besteht, aus
einem ersten Integrator zum Empfangen und Integrieren
des gleichgerichteten Signals vom Gleichrichter und
zum Summieren seiner Energie, und aus einem Pegel-Meß
gerät zum Empfangen des integrierten Signals, zum Ver
gleichen desselben mit einem steuerbaren Referenzpegel
und zur Ausgabe eines Zweipegel-Signals, dessen Pegel
davon abhängt, ob der Referenzpegel vom integrierten
Signal überschritten ist oder nicht, und außerdem durch
eine Einrichtung zum Anlegen des Zweipegel-Signals
an den Elektronenschalter zur Freigabe oder Sperrung
seines Betriebs.
14. Filtereinrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet
durch einen Operationsverstärker, der zwischen den
Integrator und das Pegel-Meßgerät eingesetzt ist, wo
bei das integrierte Signal an seinen nicht-invertieren
den Eingang angelegt ist, und durch einen zweiten Gleich
richter, dessen Ausgang mit einem zweiten Integrator und
dessen Eingang durch einen niederwertigen Widerstand mit
der Masse verbunden ist, wobei der Ausgang des zweiten
Integrators mit dem invertierenden Eingang des Operations
verstärkers verbunden ist, und wobei der erste und zwei
te Gleichrichter sowie der erste und zweite Integrator
aus gleichen Bauteilen aufgebaut sind.
15. Filtereinrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filter ein Schmalband-Filter
ist.
16. Filtereinrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filter eine ausreichende Band
breite aufweist, um den Durchgang mindestens eines
Videosignals zu ermöglichen.
17. Filtereinrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung zum Empfangen eines
Steuersignals von der Filtereinrichtung aufwärts, eine
Einrichtung zum Demodulieren und Decodieren des Steuer-
Signals, und eine Einrichtung zur Freigabe oder Sper
rung des Elektronenschalters durch Anlegen des decodier
ten Steuersignals an denselben.
18. Filtereinrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung zum Empfang eines Steuer
signals von der Filtereinrichtung aufwärts, eine Ein
richtung zum Demodulieren und Decodieren des Steuer
signals, und eine Einrichtung zur Betätigung des Elek
tronenschalters durch Anlegen des decodierten Steuer
signals an denselben, wobei der Elektronenschalter einen
Kontakt enthält, durch einen Codierer mit mindestens
einem Eingang, wobei der eine Eingang mit dem Kontakt
verbunden und der Ausgang des Codierers mit einem Modu
lator zum Modulieren eines vom Kontakt auf einem Träger
signal ankommenden Zustandssignals und der Ausgang des
Modulators mit einer leitungsaufwärts gerichteten Ver
teilerleitung verbunden ist.
19. Filtereinrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, gekenn
zeichnet durch ein zusätzliches Hochfrequenz-Bandpaß-
Filter mit einem Durchlaßbereich oberhalb des Frequenz
bereichs des mindestens einen Bandpaß-Filters, welches
mit der leitungsaufwärts gerichteten Filtereinrichtung
parallel geschaltet ist, um leitungsabwärts gerichtete
Signale an diesem vorbeizuleiten.
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