DE4142550A1 - Videokonferenzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Videokonferenzsystem zur Übertragung von Video- und Audiosignalen zwischen mehreren Außenstudios und einem Zentralstudio, das zur Verteilung eines Video- und Audiosignals eines Außenstu­ dios oder des Zentralstudios an alle anderen Studios vor­ gesehen ist.

Ein solches Videokonferenzsystem ist aus der EP-A1-03 53 945 bekannt, bei dem ein Zentralstudio und mehrere Außenstudios vorhanden sind und bei dem das Zen­ tralstudio entscheidet, welches Videosignal einem Außen­ studio zugeführt wird. Hierbei kann einerseits das Video­ signal des Zentralstudios allen Außenstudios oder das Videosignal eines Außenstudios allen anderen Studios zu­ geleitet werden. Dem Zentralstudio kann das Videosignal eines Außenstudios zugeführt werden. Die Videosignalüber­ tragung erfolgt dabei über Satelliten. Für die Audiosi­ gnalübertragung ist ein terrestrisches Kommunikationsnetz vorgesehen. Es wird in der europäischen Patentanmeldung zwar erwähnt, daß das Audiosignal mit dem Videosignal gemultiplext werden kann, eine Realisierung wird aller­ dings hierfür nicht angegeben. Das Zentralstudio hat also die Aufgabe die Verteilung der Satellitenkanäle für die Übertragung zwischen den Studios zu steuern. Einen Einfluß auf Komponenten eines Außenstudios kann das Zentralstudio nicht ausüben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Video­ konferenzsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die Möglichkeit bietet Komponenten eines Außen­ studios zu steuern.

Die Aufgabe wird bei einem Videokonferenzsystem der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein vom Zentral­ studio zu steuerndes Zentralkoppelfeld vorgesehen ist, welches

• - zur Verteilung von Sende-Zeitmultiplexsignalen, die jeweils die gleichen Video- und Audiosignale und jeweils ein jedem Außenstudio zugeordnetes Steuersi­ gnal enthalten,
• - zum Empfang von Empfangs-Zeitmultiplexsignalen, die jeweils das Video-, das Audio- und das Steuersignal jedes Außenstudios enthalten, und
• - zum Durchschalten eines Video- und Audiosignals eines Außenstudios und der Steuersignale jedes Außenstudios dient.

Das erfindungsgemäße Videokonferenzsystem enthält ein dem Zentralstudio zugeordnetes Zentralkoppelfeld, welches ein Sende-Zeitmultiplexsignal mit einem Video-, Audio- und Steuersignal bildet. Da die Bitrate eines Videosignals sehr viel größer als die Bitrate eines Audiosignals ist, wird ein Videosignal in mehreren Zeitschlitzen des Sende­ zeitmultiplexsignals untergebracht. Das Audiosignal kann in der Regel in einem Zeitschlitz des Sende-Zeitmultiplex­ signales untergebracht werden. Das Sende-Zeitmultiplexsi­ gnal wird an die Außenstudios verteilt. Im Zentralkoppel­ feld werden noch Steuersignale in das Sende-Zeitmultiplex­ signal eingefügt. Hierbei kann jedem Außenstudio ein spe­ zielles Steuersignal zugeführt werden, während die Mehr­ zahl der Außenstudios das gleiche Video- und Audiosignal erhalten. Sendet die Zentralstelle aus dem Zentalstudio beispielsweise das Bild eines Videokonferenzteilnehmers, wird dieses daraus gebildete Videosignal mit dem zugehöri­ gen Audiosignal an alle Außenstudios verteilt. Es kann auch das Videosignal eines Außenstudios an alle anderen Außenstudios verteilt werden.

Das Zentralkoppelfeld erhält noch von jedem angeschlosse­ nen Außenstudio ein Empfangs-Zeitmultiplexsignal, das jeweils das Video-, das Audio- und das Steuersignal des betreffenden Außenstudios enthält. Soll ein Videosignal und ein zugehöriges Audiosignal eines Außenstudios an alle anderen Außenstudios verteilt werden, werden dazu die entsprechenden Verbindungen im Zentralkoppelfeld geschal­ tet. Das Steuersignal dieses sendenden Außenstudios wird der Zentralsteuerung zugeführt. Die im Empfangs-Zeitmulti­ plexsignal der anderen Außenstudios enthaltenen Video- und Audiosignale werden nicht weitergegeben, können vom Zen­ tralstudio aber an Stelle der Video- und Audiosignale des sendenden Außenstudios durchgeschaltet werden. Die Steuer­ signale jedes Empfangs-Zeitmultiplexsignales werden der Zentralsteuerung zur Auswertung zugeführt. Mit Hilfe der Steuersignale können vom Zentralstudio aus Komponenten eines Außenstudios gesteuert und auch Meldungen von einem Außenstudio registriert und darauf reagiert werden.

Das Zentralkoppelfeld schaltet noch ein Video- und Audio­ signal eines Außenstudios beispielsweise an ein Video- und ein Audiokoppelfeld durch bzw. empfängt von dem Video- und dem Audiokoppelfeld Video- und Audiosignale. Das Videokop­ pelfeld dient zur Verteilung eines Videosignals an Monito­ re und zur Weiterleitung der von einer Kamera empfangenen Videosignale. Das Audiokoppelfeld leitet von einem Mikro­ fon empfangene Audiosignale an das Zentralkoppelfeld und empfängt von diesem Audiosignale zur Verteilung an Laut­ sprecher.

Eine dem Zentralstudio zugeordnete Zentralsteuerung (z. B. Personal-Computer) dient zur Steuerung des Zentralkoppel­ feldes. Hierbei ist das Zentralkoppelfeld zur Einfügung der von der Zentralsteuerung gelieferten Steuersignale in einen bestimmten Zeitschlitz der Sende-Zeitmultiplexsigna­ le und zur Entnahme der von den Außenstudios gelieferten Steuersignale aus einem bestimmten Zeitschlitz der Emp­ fangs-Zeitmultiplexsignale vorgesehen. Die Zentralsteue­ rung organisiert die Schaltverbindungen im Zentralkoppel­ feld. Beispielsweise steuert die Zentralsteuerung das Verteilen der Video- und Audiosignale eines Außenstudios an alle anderen angeschlossenen Außenstudios. Außerdem steuert die Zentralsteuerung die Entnahme und Einfügung der Steuersignale aus dem Empfangs- und in das Sende-Zeit­ multiplexsignal. Wird beispielsweise zur Übertragung der Video-, Audio- und Steuersignale ein 2-Mbit/s-Zeitmulti­ plexsignal verwendet, kann das Steuersignal in dem Zeit­ schlitz 18 untergebracht werden.

Eine einfache Steuerung des Zentralkoppelfeldes ergibt sich, wenn das Zentralkoppelfeld während eines Zeitrahmens eines Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplexsignals nur zur Entnahme oder Einfügung von Steuersignalen in den bestimm­ ten Zeitschlitz eines Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplex­ signales eines Außenstudios vorgesehen ist. Hierbei sollte die Einfügung oder Entnahme von Steuersignalen in den be­ stimmten Zeitschlitz jedes Sende- und Empfangs-Zeitmulti­ plexsignals nach einem vorgegebenen Zyklus vorgenommen werden. Das bedeutet, daß erst nach Entnahme oder Einfü­ gung eines Steuersignals aus einem Empfangs- oder in ein Sende-Zeitmultiplexsignal eines Außenstudios alle anderen Steuersignale der Außenstudios im Zentralkoppelfeld ausge­ tauscht werden, bevor wieder ein Austausch eines Steuersi­ gnals des genannten Empfangs- oder Sende-Zeitmultiplexsi­ gnales durchgeführt werden kann.

Der Zentralsteuerung werden die in dem Zentralkoppelfeld aus einem Empfangs-Zeitmultiplexsignal entnommenen Steuer­ signale zugeführt. Diese Steuersignale werden jeweils in der Zentralsteuerung ausgewertet.

Eine Selektierung der Steuersignale kann alternativ in der Zentralsteuerung vorgenommen werden. Hierbei ist das Zen­ tralkoppelfeld während eines Zeitrahmens eines Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplexsignals zur Entnahme oder Einfügung von Steuersignalen in den bestimmten Zeitschlitz aller Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplexsignale eines Außen­ studios vorgesehen. Die Zentralsteuerung dient zur Aus­ wertung der von dem Zentralkoppelfeld zu erhaltenden Steu­ ersignale aller Sende- und Empfangs-Zeitmultiplexsignale. Es werden also alle Steuersignale jedes Sende- und Emp­ fangs-Zeitmultiplexsignals gleichzeitig zwischen Zentral­ steuerung und Zentralkoppelfeld übertragen.

Über die Reihenfolge der Auswertung entscheidet die Zen­ tralsteuerung.

In einer Weiterbildung der Erfindung enthält das Zentral­ koppelfeld ein Verteilkoppelfeld mit mehreren kaskadierten Abzweig- und Kanalverteilungsbausteinen, die jeweils zur Ausblendung von Kanalinformationen und zur Kopplung wenig­ stens eines Eingangs mit einem Ausgang vorgesehen sind. Ein solcher Abzweig- und Kanalverteilungsbaustein kann aus einzelnen Kanälen oder Zeitschlitzen Kanalinformationen oder Signale ausblenden. Eine solche auszublendende Kanal­ information stellt ein Steuersignal dar. Außerdem können Verbindungen zwischen einem Eingang und einem oder mehre­ ren Ausgängen des Abzweig- und Kanalverteilungsbausteins geschaltet werden. Ein solcher Abzweig- und Kanalvertei­ lungsbaustein weist eine begrenzte Anzahl von Ein- und Ausgängen auf. Wenn die Zahl der Außenstudios die Anzahl der Ein- und Ausgänge übersteigt, müssen mehrere Abzweig- und Kanalverteilungsbausteine kaskadiert werden. Hierbei sind mehrere Ein- und Ausgänge eines Abzweig- und Kanal­ verteilungsbausteins mit jeweils einen Ein- und Ausgang weiterer Abzweig- und Kanalverteilungsbausteine verbunden, deren andere Ein- und Ausgänge mit den Außenstudios gekop­ pelt sind.

Des weiteren enthält das Zentralkoppelfeld einen Codec, der

• - zur Umsetzung des von einer Videoquelle zu liefern­ den, analogen Videosignals in ein digitales Videosi­ gnal und wenigstens eines von einer Audioquelle zu liefernden, digitalen Audiosignals in ein digitales Audiosignal,
• - zur Codierung des digitalen Videosignals in ein co­ diertes digitales Videosignal,
• - zur Bildung eines dem Verteilkoppelfeld zu liefernden Zeitmultiplexsignals mit dem codierten digitalen Videosignal und dem digitalen Audiosignal,
• - zur Bildung eines codierten digitalen Videosignals und eines digitalen Audiosignals aus einem vom Ver­ teilkoppelfeld zu liefernden Zeitmultiplexsignals,
• - zur Decodierung des codierten digitalen Videosignals in ein decodiertes digitales Videosignal und
• - zur Umsetzung des digitalen Videosignals in ein einem Videoempfänger zu lieferndes, analoges Videosignal und des digitalen Audiosignals in ein einem Audioemp­ fänger zu lieferndes, analoges Audiosignal vorgesehen ist.

Der Codec codiert das von der Videoquelle gelieferte Vi­ deosignal in ein Videosignal mit einer geringeren Bitrate und dekodiert ein von dem Verteilkoppelfeld stammendes Videosignal in ein Videosignal mit einer höheren Bitrate. Das codierte Videosignal wird von dem Codec beispielsweise in die Zeitschlitze 2 bis 15 und 19 bis 31 eingefügt. Das von der Audioquelle (Audiokoppelfeld) stammende Audiosi­ gnal kann in den Zeitschlitz 1 eingefügt werden. Das Au­ diosignal kann ebenfalls in ein Audiosignal mit einer geringeren Bitrate codiert werden. Durch die Verwendung eines Codec können z. B. 2-Mbit/s-Leitungsverbindungen genutzt werden.

Der Codec des Zentralkoppelfeldes kann noch

• - zur Umsetzung eines weiteren von einer anderen Audio­ quelle zu liefernden, analogen Audiosignals in ein weiteres digitales Audiosignal,
• - zur Einfügung des weiteren digitalen Audiosignals in einen Zeitschlitz des dem Verteilkoppelfeld zu lie­ fernden Zeitmultiplexsignals,
• - zur Entnahme des weiteren digitalen Audiosignals aus einem Zeitschlitz des von dem Verteilkoppelfeld zu liefernden Zeitmultiplexsignals und
• - zur Umsetzung des weiteren digitalen Audiosignals in ein weiteres einem Audioempfänger zu lieferndes, ana­ loges Audiosignal vorgesehen werden.

Bei der Verwendung des Videokonferenzsystemes zum Fern­ unterricht können durch die Verwendung zweier Audiokanäle (weiterer Zeitschlitz) eine andere als vom Lehrer benutzte Sprache zu den Videokonferenzteilnehmern des Zentral- oder der Außenstudios gesendet werden. Hierzu ist erforderlich, daß die Originalsprache mittels einer Dolmetscheranlage übersetzt wird. Beispielsweise kann, wenn der Lehrer die deutsche Sprache verwendet, die von einem Dolmetscher übersetzte englische Sprache über den weiteren Sprachkanal zu den Außenstudios übertragen werden. Über den anderen Sprachkanal wird dann die Originalsprache gesendet. Es kann aber auch an Stelle der Originalsprache eine andere, z. B. französische Sprache, übertragen werden. Die von der Originalsprache abweichenden Sprachen werden nach dem Empfang im Zentralkoppelfeld zur Dolmetscheranlage ge­ führt, wo diese in die Originalsprache übersetzt werden.

In einem Außenstudio ist ein Außenkoppelfeld enthalten. Dieses dient zur Bildung eines einem Videoempfänger (z. B. Videokoppelfeld mit angeschlossenen Monitoren) zu liefern­ den Videosignals, eines einem Audioempfänger (z. B. Audio­ koppelfeld mit angeschlossenen Lautsprechern oder Kopfhö­ rern) zu liefernden Audiosignals und eines einer Außen­ steuerung zu liefernden Steuersignals aus dem von dem Zentralstudio zuzuführenden Sende-Zeitmultiplexsignal. Ferner ist zur Bildung eines dem Zentralstudio zuzuführen­ den Empfangs-Zeitmultiplexsignals mit einem von einer Videoquelle (z. B. Videokoppelfeld mit angeschlossenen Kameras) zu liefernden Videosignal, wenigstens einem von einer Audioquelle (z. B. Audiokoppelfeld mit angeschlosse­ nen Mikrofonen) zu liefernden Audiosignal und einem von der Außensteuerung zu liefernden Steuersignal vorgesehen. Die Außensteuerung dient im wesentlichen zur Erzeugung und zur Auswertung von Steuersignalen.

Weiter ist das Außenkoppelfeld

• - zur Durchführung einer Analog-Digital-Umsetzung des von einer Videoquelle zu liefernden Videosignals und des von einer Audioquelle zu liefernden Audiosignals und einer Digital-Analog-Umsetzung der aus dem Sende- Zeitmultiplexsignal zu entnehmenden Video- und Audio­ signals und
• - zur Codierung des von der Videoquelle zu liefernden Videosignals und zur Decodierung des aus dem Sende- Zeitmultiplexsignal entnommenen Videosignals vorgese­ hen ist.

Das Außenkoppelfeld kann aus einem Codec bestehen, der die von der Videoquelle stammenden Videosignale in geringer bitratige Videosignale und gegebenfalls die von der Audio­ quelle gelieferten Audiosignale in geringer bitratige Audiosignale umsetzt. Bei der Decodierung wird dieser Vorgang bei den von dem Zentralstudio kommenden Video- und Audiosignal umgekehrt. Die Videoquelle kann ein Videokop­ pelfeld mit angeschlossenen Kameras und die Audioquelle ein Audiokoppelfeld mit angeschlossenen Mikrofonen für die Videokonferenzteilnehmer in einem Außenstudio sein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zentralsteuerung zum Empfang von Meldungen der Videokon­ ferenzteilnehmer im Zentralstudio und zur Freigabe wenig­ stens eines Mikrofons eines Videokonferenzteilnehmers im Zentralstudio vorgesehen. Bei der Verwendung des Videokon­ ferenzsystems zum Fernunterricht bestimmt der Lehrer, wer über ein Mikrofon sprechen darf. Meldet sich ein Schüler beispielsweise durch Betätigen einer Meldetaste, so wird dies von der Zentralsteuerung dem Lehrer gemeldet, der dann gegebenenfalls die Zentralsteuerung veranlaßt das Mikrofon des betreffenden Schülers freizugeben.

Zum Austausch von Meldungen von Videokonferenzteilnehmern eines Außenstudios mit dem Zentralstudio und zur Steuerung von Komponenten eines Außenstudios vom Zentralstudio dient in einem Außenstudio die Außensteuerung. Hierbei dient die Außensteuerung zur Einfügung einer Meldung eines Videokon­ ferenzteilnehmers eines Außenstudios in ein Steuersignal und zur Entnahme von Befehlen des Zentralstudios aus einem Steuersignal. Die Zentralsteuerung ist dabei zur Entnahme von Meldungen der Videokonferenzteilnehmer der Außenstudios aus den dem Zentralstudio zuzuführenden Steu­ ersignalen und zur Einfügung von Befehlen für ein Außen­ studio vorgesehen. Bei der Verwendung des Videokon­ ferenzsystems zum Fernunterricht wird nach Betätigen einer Meldetaste eines Schülers in einem Außenstudio von der zugeordneten Außensteuerung eine Meldung in ein Steuersi­ gnal eingefügt und dem Zentralstudio zugeführt. Nach Ent­ nahme der Meldung aus dem Empfangs-Zeitmultiplexsignal des betreffenden Außenstudios wird das Steuersignal mit der Meldung der Zentralsteuerung zugeführt und dem Lehrer angezeigt. Dieser kann dann veranlassen, daß ein Befehl zur Freigabe des Mikrofons des Schülers in dem Außenstudio in das Steuersignal eingefügt wird. Das Steuersignal wird nach Empfang im Außenstudio ausgewertet und bewirkt eine Freigabe des Mikrofons des Schülers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Zentralstudio eines Videokonferenzsystems,

Fig. 2 ein schematisch dargestelltes Außenstudio eines Videokonferenzsystems,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines im Zentralstudio verwen­ deten Verteilkoppelfeldes und

Fig. 4 bis 6 Schemazeichnungen zur Erläuterung des Ver­ teilkoppelfeldes nach Fig. 3.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Zentralstudio eines Videokonferenzsystemes enthält ein Zentralkoppelfeld 1 mit einem Verteilkoppelfeld 2 und einem Codec 3. Das Verteil­ koppelfeld 2 ist über Übertragungsstrecken 4 mit mehreren Außenstudios des Videokonferenzsystems gekoppelt. Ein schematisch dargestelltes Außenstudio ist in Fig. 2 ge­ zeigt und wird weiter unten erläutert.

Der Codec 3 des Zentralkoppelfeldes ist über Leitungen 5 mit einem Videokoppelfeld 6, über Leitungen 7 mit einem Audiokoppelfeld 8 und über Leitungen 9 mit einer Dolmet­ scheranlage 10 gekoppelt. Das Videokoppelfeld 6, das bei­ spielsweise aus zwei Koppelfeldern VBK 870 der Firma Vitec bestehen kann, ist mit mehreren Kameras 11 zur Aufnahme von Videokonferenzteilnehmern oder zur Dokumentenaufnahme, mit einem Videorecorder 12, mit einem Drucker 13, mit mehreren Monitoren 14 für Videokonferenzteilnehmer und mit mehreren Monitoren 15 für Dolmetscher in der Dolmetscher­ anlage 10 verbunden. Das Videokoppelfeld 6 stellt Verbin­ dungen zwischen den am Videokoppelfeld angeschlossenen Geräten und dem Codec 3 her. Über die beiden Leitungen 5 werden zwischen Codec 3 und Videokoppelfeld 6 Videosignale übertragen.

Gesteuert wird das Videokoppelfeld 6 und das Audiokoppel­ feld 8 von einer Video- und Audiokoppelfeldsteuerung 16 (z.B Steuerung ISZ 100 der Firma Vitec). Zwischen dem Audiokoppelfeld 8 und dem Codec 3 werden über die beiden Leitungen 7 Audiosignale übertragen. Mit dem Audiokoppel­ feld 8 sind noch Mikrofone 17 jeweils für einen Videokon­ ferenzteilnehmer und Lautsprecher 18 verbunden. Des wei­ teren ist das Audiokoppelfeld 8, das aus einem Echocan­ celler STB 624 und 2 Koppelfeldern ST 6000 der Firma Shure bestehen kann, mit Mikrofonen 20 und zugehörigen Verstär­ kern und einem Lautsprecher 21 in der Dolmetscheranlage 10 gekoppelt. Das Audiokoppelfeld 8 stellt Verbindungen zwi­ schen den angeschlossenen Geräten des Audiokoppelfeldes 8 und dem Codec 3 her. Meldetasten 19 sind noch für jeweils einen Videokonferenzteilnehmer mit einer Zentralsteuerung 22 verbunden. Die Meldetasten geben an, wenn ein Teilneh­ mer der Videokonferenz eine Wortmeldung hat. Diese Wort­ meldung wird der Zentralsteuerung 22 zugeführt, die bei­ spielsweise aus einem Personal-Computer besteht und die über eine Mikrofonfreigabe entscheidet.

Eine Leitung 9 und eine der Leitungen 7 sind mit einem an den Codec 3 angeschlossenen Umschalter 23 verbunden. Der Umschalter 23 liefert an den Codec 3 entweder ein von der Dolmetscheranlage 10 abgegebenes oder von dem Audiokoppel­ feld 8 abgegebenes Audiosignal an den Codec 3.

Der Codec 3 dient zur Analog-Digital-Umsetzung des vom Videokoppelfeld 6 gelieferten Videosignals, des vom Audio­ koppelfeld 8 gelieferten Audiosignals und der von der Dolmetscheranlage 10 gelieferten weiteren Audiosignale. Das digitale Videosignal, welches etwa eine Bitrate von 140 Mbit/s aufweist, wird in ein codiertes, digitales Videosignal mit einer Bitrate von etwa 2 Mbit/s umgesetzt. Eine Codierung der Audiosignale kann auch vorgenommen werden. Das nach der Analog-Digital-Umsetzung und der Codierung entstandene Videosignal und die digitalisierten Audiosignale werden in ein dem Verteilkoppelfeld 2 zuzu­ führendes Zeitmultiplexsignal eingefügt. Ein solches Zeit­ multiplexsignal weist eine Bitrate von 2,048 Mbit/s auf und besitzt 32 Zeitschlitze (gezählt wird von Zeitschlitz 0 bis Zeitschlitz 31). Für zwei Audiosignale sind die Zeitschlitze 1 und 17 und für das Videosignal die Zeit­ schlitze 2 bis 15 und 19 bis 31 vorgesehen. Das vom Um­ schalter 23 abgegebene Audiosignal wird in den Zeit­ schlitz 1 und das ändere Audiosignal in den Zeitschlitz 17 eingefügt.

Aus dem vom Verteilkoppelfeld 2 zugeführten Zeitmultiplex­ signal mit einer Bitrate von 2 Mbit/s wird im Codec 3 das Videosignal und die Audiosignale entnommen. Das Videosi­ gnal und gegebenenfalls die Audiosignale werden decodiert. Das digitale eine Bitrate von etwa 2 Mbit/s aufweisende Videosignal wird anschließend ebenso wie die Audiosignale einer Digital-Analog-Umsetzung unterzogen. Das analoge Videosignal wird danach dem Videokoppelfeld 6 und die Audiosignale dem Audiokoppelfeld 8 und/oder der Dolmet­ scheranlage 10 zugeführt.

In der Regel wird der Umschalter 23 die Originalsprache, in der die Videokonferenz im Zentralstudio geführt wird, an den Codec 3 liefern. Diese stammt vom Audiokoppelfeld 8. Als zweites Audiosignal kann die von einem Übersetzer aus der Dolmetscheranlage stammende Sprache eingefügt werden. Es können aber auch zwei Audiosignale von der Dolmetscheranlage 10 in das Sende-Zeitmultiplexsignal eingefügt werden. In diesem Fall liefert der Umschalter 23 eine weitere Sprache von der Dolmetscheranlage 10 an den Codec 3. Der hier beschriebene Codec 3 ist beispielsweise aus der Veröffentlichung "PKI Technische Mitteilungen, 2/1989, Seiten 45 bis 52; P. Bährle, Chr. Burkard, J. Held, H.-D. Wahl: Videocodec 2 Mbit/s mit erweiterten Funktionen" bekannt.

Das Verteilkoppelfeld 2, welches vom Codec 3 ein Zeitmul­ tiplexsignal erhält und zum Codec 3 ein Zeitmultiplexsi­ gnal sendet, empfängt von allen angeschlossenen Außenstu­ dios Empfangs-Zeitmultiplexsignale und sendet an alle Außenstudios Sende-Zeitmultiplexsignale. Über die Über­ tragungsstrecken 4 werden dabei Signale mit einer Bitrate von 2 Mbit/s übertragen. Das Verteilkoppelfeld 3 kann ein im Codec 3 gebildetes Zeitmultiplexsignal an alle Außen­ studios als Sende-Zeitmultiplexsignal senden und ein Emp­ fangs-Zeitmultiplexsignal eines Außenstudios an den Codec 3 weiterreichen. Des weiteren besteht die Möglichkeit ein von einem Außenstudio empfangenes Empfangs-Zeitmultiplex­ signal als Sende-Zeitmultiplexsignal an alle anderen Au­ ßenstudios zu leiten und das vom Codec 3 stammende Zeit­ multiplexsignal des Zentralstudios an das sendende Außen­ studio geben.

Im Verteilkoppelfeld 2 werden noch von der Zentralsteue­ rung 22 stammende Steuersignale in das Sende-Zeitmulti­ plexsignal eingefügt und aus den von jedem Außenstudio gesendeten Empfangs-Zeitmultiplexsignal Steuersignale entnommen und der Zentralsteuerung 22 zugeführt. Ein Steu­ ersignal wird dabei aus dem Zeitschlitz 18 entnommen bzw. in den Zeitschlitz 18 eingefügt. Die Steuerung des Ver­ teilkoppelfeldes 2 führt die Zentralsteuerung 22 ebenfalls durch. Hierzu ist sie mit dem Verteilkoppelfeld 2 über eine Steuerverbindung 24 verbunden. Die von der Zentral­ steuerung 22 stammenden und in ein Sende-Zeitmultiplexsi­ gnal einzufügenden Steuersignale und die aus einem Emp­ fangs-Zeitmultiplexsignal entnommenen Steuersignale wer­ den über eine Verbindung 25 zwischen Verteilkoppelfeld 2 und Zentralsteuerung 22 ausgetauscht.

Ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Verteil­ koppelfeldes ist in Fig. 3 gezeigt. Dieses enthält vier Abzweig- und Kanalverteilungsbausteine 26 bis 29, z. B. das System DICC 2 der Philips Kommunikationsindustrie AG. Im folgenden sei vorausgesetzt, daß ein Abzweig- und Kanal­ verteilungssystem 26 bis 29 vier Anschlüsse enthält, an die bidirektionale Verbindungen angeschlossen sind. Zur Erläu­ terung ist im folgenden eine bidirektionale Verbindung in Form zweier Leitungen gezeichnet. Somit weist jedes Ab­ zweig- und Kanalverteilungssystem 26 bis 29 vier Ein- und vier Ausgänge auf. Bei diesem Beispiel können also neun Außenstudios angeschlossen werden.

Der Abzweig- und Kanalverteilungsbaustein 26 ist über einen Ein- und Ausgang mit dem Codec 3 verbunden. Drei weitere Ein- und Ausgänge des Abzweig- und Kanalvertei­ lungsbausteins 26 sind mit jeweils einem Ein- und Ausgang von drei weiteren Abzweig- und Kanalverteilungsbausteinen 27 bis 29 verbunden. Jeder Abzweig- und Kanalverteilungs­ baustein 27 bis 29 weist noch jeweils drei Ein- und Aus­ gänge auf, die mit Übertragungsstrecken 4 gekoppelt sind und zu den Außenstudios führen. Der Steuereingang jedes Abzweig- und Kanalverteilungsbausteins 26 bis 29 ist über die Verbindung 24 mit der Zentralsteuerung 22 gekoppelt. Die Abzweig- und Kanalverteilungsbausteine 27 bis 29 sind noch jeweils über Verbindungen mit einer weiteren Schnitt­ stelle 31 verbunden, die über die Verbindung 25 mit der Zentralsteuerung 22 gekoppelt ist. Über die Verbindung 25, die Schnittstelle 31 und die daran angeschlossenen Ver­ bindungen zu den Abzweig- und Kanalverteilungsbausteinen 27 bis 29 werden Steuersignale in den Zeitschlitz 18 eines Sende-Zeitmultiplexsignals eingefügt oder Steuersignale aus dem Zeitschlitz 18 eines Empfangs-Zeitmultiplexsignals entnommen. Die Entnahme bzw. Einfügung von Steuersignalen aus bzw. in die Zeitschlitze eines Zeitmultiplexsignals wird zyklisch vorgenommen. Die Verteilung der Sende-Zeit­ multiplexsignale an die Abzweig- und Kanalverteilungsbau­ steine 27 bis 29 und die Einfügung bzw. Entnahme von Steu­ ersignalen aus bzw. in ein Zeitmultiplexsignal steuert die Zentralsteuerung 22 über die Steuerverbindung 24. Die Steuersignale können auch gleichzeitig zwischen Verteil­ koppelfeld 2 und Zentralsteuerung 22 übertragen werden. Eine beispielsweise zyklische Abarbeitung der Steuersigna­ le erfolgt dann in der Zentralsteuerung 22.

Mit Hilfe der Fig. 4 bis 6 wird im folgenden die Funk­ tionsweise des Verteilkoppelfeldes 2 erläutert. Es sei hierbei vorausgesetzt, daß nur drei Außenstudios vorhanden sind. In Fig. 4 ist die Verteilung eines Sende-Zeitmulti­ plexsignals, das ein Videosignal und mindestens ein Audio­ signal vom Zentralstudio enthält an alle Außenstudios dargestellt. Das Sende-Zeitmultiplexsignal wird vom Zen­ tralstudio an alle Außenstudios A1 bis A3 gesendet. Das Zentralstudio kann ein Empfang-Zeitmultiplexsignal eines Außenstudios empfangen. In diesem Beispiel ist das Emp­ fangs-Zeitmultiplexsignal des Außenstudios A1 gewählt.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß ein Empfangs-Zeitmultiplex­ signal eines Außenstudios auf alle anderen Studios ver­ teilt wird. In diesem Beispiel wird das Empfangs-Zeitmul­ tiplexsignal des Außenstudios A2 auf die Außenstudios A1 und A3 als Sende-Zeitmultiplexsignal gesendet. Das Emp­ fangs-Zeitmultiplexsignal des Außenstudios A2 wird auch noch an den Codec 3 des Zentralstudios weitergegeben. Das vom Codec 3 stammende Zeitmultiplexsignal wird nur dem Außenstudio A2 übertragen.

Mit Hilfe der Fig. 6 wird erläutert, wie das Steuersignal in den Zeitschlitz 18 jedes Sende-Zeitmultiplexsignal eingefügt bzw. aus dem Zeitschlitz 18 jedes Empfangs-Zeit­ multiplexsignals entnommen wird. Eine Entnahme oder Ein­ fügung des Steuersignals in den Zeitschlitz 18 wird dabei nur während eines Zeitrahmens bei einem Empfangs- oder Sende-Zeitmultiplexsignal vorgenommen. Beim nächsten Zeit­ rahmen wird ein anderes Empfangs- oder Sendezeitmultiplex­ signal ausgewählt, bei dem ein Steuersignal entnommen oder eingefügt werden kann. Nachdem mit allen Empfangs- oder Sende-Zeitmultiplexsignalen so verfahren worden ist, wird wieder mit einem neuen Zyklus begonnen. In der Fig. 6 ist schematisch eine solche zyklische Abarbeitung der Empfangs- oder Sende-Zeitmultiplexsignale dargestellt. Hierbei wird zuerst das Sende-Zeitmultiplexsignal des Außenstudios A1, dann das Empfangs-Zeitmultiplexsignal des Außenstudios A1 und im folgenden die Sende- und Empfangs- Zeitmultiplexsignale der Außenstudios A2 und A3 mit der Schnittstelle 31 gekoppelt. Eine Einfügung oder Entnahme eines Steuersignals kann dabei nur während des Zeitschlit­ zes 18 vorgenommen werden.

Wenn alle Steuersignale gleichzeitig zwischen Verteilkop­ pelfeld 2 und Zentralsteuerung 22 übertragen werden, wird die zyklische Abarbeitung nach dem oben erläuterten Prin­ zip in der Zentralsteuerung 22 durchgeführt.

Das in Fig. 2 dargestellte Außenstudio enthält ein Video­ koppelfeld 32 (z. B. Koppelfeld VBK 870 der Firma Vitec), eine Audio- und Videokoppelfeldsteuerung 33 (z. B. Steue­ rung ISZ 100 der Firma Vitec), ein Audiokoppelfeld 34 (z. B. Echocanceller STB 624 und Koppelfeld ST 6000 der Firma Shure), einen Codec 35 und eine Außensteuerung 36. An das Videokoppelfeld 32 sind mehrere Kameras 37 zur Aufnahme von Videokonferenzteilnehmern oder zur Dokumen­ tenaufnahme, ein Videorecorder 38, ein Drucker 39 und mehrere Monitore 40 angeschlossen. Mit dem Audiokoppel­ feld 34 sind mehrere Mikrofone 41 und mehrere Lautspre­ cher 42 verbunden. Gesteuert werden das Videokoppelfeld 32 und das Audiokoppelfeld 34 von einer Audio- und Videokop­ pelfeldsteuerung 33. Das Außenkoppelfeld 35 enthält einen Codec, der dieselbe Funktion hat wie der Codec 3 im Zen­ tralkoppelfeld 1 des Zentralstudios. Der Codec im Außen­ koppelfeld 35 dient zur Analog-Digital- oder Digital-Ana­ log-Umsetzung von einem Videosignal und einem Audiosignal und zur Codierung bzw. Decodierung eines Videosignals und gegebenenfalls eines Audiosignals. Mit dem Codec des Au­ ßenkoppelfeldes 35 ist ein Umschalter 44 verbunden, der eine der über die Zeitschlitze 1 und 17 zugeführten Audio­ signale an das Audiokoppelfeld 34 weitergibt. Des weiteren blendet der Codec im Außenkoppelfeld 35 aus einem Zeit­ schlitz 18 das Steuersignal eines von der Zentralsteuerung 22 empfangenen Sende-Zeitmultiplexsignals aus und sendet es an die Außensteuerung 36, die beispielsweise aus einem Personal-Computer bestehen kann. Auch fügt der im Außen­ koppelfeld 35 enthaltene Codec in das vom Verteilkoppel­ feld 2 des Zentralstudios zu empfangende Empfangs-Zeitmul­ tiplexsignal ein Steuersignal in dessen Zeitschlitz 18 ein. Ferner steuert die Außensteuerung 36 noch über die Audio- und Videokoppelfeldsteuerung 33 die Kameras 37 und die Freigabe der Mikrofone 41 und empfängt von den ange­ schlossenen Meldetasten 43 Wortmeldungen von den Videokon­ ferenzteilnehmern im Außenstudio.

Wird das Videokonferenzsystem zum Fernunterricht verwendet, so bedient ein Lehrer im Zentralstudio die Zentralsteue­ rung 22 (Personal-Computer). Wenn ein Schüler im Zentral­ studio eine Wortmeldung abgeben möchte, so betätigt er eine Meldetaste. Diese Meldung des Schülers wird der Zen­ tralsteuerung 22 gemeldet, die daraufhin dem Lehrer die Wortmeldung des betreffenden Schülers anzeigt. Der Lehrer entscheidet dann, ob der Schüler das Wort erhält. Dazu gibt der Lehrer einen Befehl in die Zentralsteuerung 22 ein, die diesen Befehl über die Video- und Audiokoppel­ feldsteuerung 16 zum Audiokoppelfeld 8 gibt. Daraufhin gibt das Audiokoppelfeld 8 das Mikrofon 41 des betreffen­ den Schülers frei. Außerdem kann die auf den Schüler ge­ richtete Kamera 11 freigegeben werden und das aufgenommene Schülerbild als Videosignal zu den anderen Außenstudios gesendet werden. Hierbei muß der Lehrer den entsprechenden Befehl in die Zentralsteuerung 22 eingeben, die daraufhin das Verteilkoppelfeld 2 entsprechend steuert.

Es sei noch erwähnt, daß zu Beginn einer Videokonferenz Standardeinstellungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann die den Lehrer im Zentralstudio aufnehmende Kamera das Videosignal an den Codec 3 liefern. Dieses Videosignal mit dem entsprechenden Audiosignal wird an alle Außenstu­ dios verteilt. Außer der Einstellung des Verteilkoppelfel­ des 2 werden noch die Umschalter 23 und 44 eingestellt (Entscheidung über die zu sendenden Sprachen).

Bei einer Wortmeldung eines Schülers in einem Außenstudio betätigt dieser eine Meldetaste 43. Diese Meldung wird von der Außensteuerung 36 in das Steuersignal einfügt, welches dem Außenkoppelfeld 35 zugeführt wird. Im Außenkoppel­ feld 35 wird das Steuersignal in das dem Zentralstudio zuzuführende Empfangs-Zeitmultiplexsignal eingefügt und so lange gesendet, bis von dem Zentralstudio eine Bestäti­ gung der Meldung erfolgt ist. Aus dem Empfangs-Zeitmulti­ plexsignal des betreffenden Außenstudios wird das Steuer­ signal in dem Verteilkoppelfeld 2 ausgeblendet und in der Zentralsteuerung 22 ausgewertet. Die Meldung des Schülers wird von der Zentralsteuerung 22 dem Lehrer angezeigt, und dieser entscheidet dann, ob das Mikrofon des betreffenden Schülers im Außenstudio freigegeben wird. Entscheidet der Lehrer, daß das Mikrofon freigegeben wird, wird ein ent­ sprechender Befehl im Steuersignal für das Außenstudio eingefügt. Dieses Steuersignal wird von der Außensteuerung 36 empfangen, und diese gibt den Befehl an die Audio- und Videokoppelfeldsteuerung 33 weiter. Die Audio- und Video­ koppelfeldsteuerung 33 gibt dann den Befehl an das Audio­ koppelfeld 34, die das Mikrofon 41 des Schülers freigibt. Außerdem kann noch die entsprechende auf den Schüler ge­ richtete Kamera 37 zur Erzeugung eines Videosignals für das dem Zentralstudio zu sendene Empfangs-Zeitmultiplexsi­ gnal freigegeben werden. Der Lehrer kann noch im Zentral­ studio entscheiden, ob das Videosignal des Außenstudios, in dem der Schüler eine Wortfreigabe erhalten hat, auf die anderen Außenstudios verteilt wird.

Claims (14)

1. Videokonferenzsystem zur Übertragung von Video- und Audiosignalen zwischen mehreren Außenstudios und einem Zentralstudio, das zur Verteilung eines Video- und Audio­ signals eines Außenstudios oder des Zentralstudios an alle anderen Studios vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Zentralstudio zu steuerndes Zentralkoppel­ feld (1) vorgesehen ist, welches

• - zur Verteilung von Sende-Zeitmultiplexsignalen, die jeweils die gleichen Video- und Audiosignale und jeweils ein jedem Außenstudio zugeordnetes Steuersi­ gnal enthalten,
• - zum Empfang von Empfangs-Zeitmultiplexsignalen, die jeweils das Video-, das Audio- und das Steuersignal jedes Außenstudios enthalten, und
• - zum Durchschalten eines Video- und Audiosignals eines Außenstudios und der Steuersignale jedes Außenstudios dient.

2. Videokonferenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine dem Zentralstudio zugeordnete Zentral­ steuerung (22) zur Steuerung des Zentralkoppelfeldes (1) dient,
daß das Zentralkoppelfeld (1) zur Einfügung der von der Zentralsteuerung (22) gelieferten Steuersignale in einen bestimmten Zeitschlitz der Sende-Zeitmultiplexsignale und zur Entnahme der von den Außenstudios gelieferten Steuer­ signale aus einem bestimmten Zeitschlitz der Empfangs- Zeitmultiplexsignale vorgesehen ist.

3. Videokonferenzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralkoppelfeld (1) während eines Zeitrahmens eines Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplexsignals nur zur Entnahme oder Einfügung von Steuersignalen in den bestimm­ ten Zeitschlitz eines Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplex­ signales eines Außenstudios vorgesehen ist.

4. Videokonferenzsystem nach Anspruch 3, dadurch qekennzeichnet, daß das Zentralkoppelfeld (1) zur Einfügung oder Entnahme von Steuersignalen in den bestimmten Zeitschlitz jedes Sende- und Empfangs-Zeitmultiplexsignals nach einem vor­ gegebenen Zyklus vorgesehen ist.

5. Videokonferenzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralkoppelfeld (1) zur Lieferung eines aus einem Empfangs-Zeitmultiplexsignal entnommenen Steuersi­ gnals an die Zentralsteuerung (22) vorgesehen ist.

6. Videokonferenzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zentralkoppelfeld (1) während eines Zeitrahmens eines Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplexsignals zur Ent­ nahme oder Einfügung von Steuersignalen in den bestimmten Zeitschlitz aller Sende- oder Empfangs-Zeitmultiplexsigna­ le eines Außenstudios vorgesehen ist und
daß die Zentralsteuerung (22) zur Auswertung der von dem Zentralkoppelfeld (1) zu erhaltenden Steuersignale aller Sende- und Empfangs-Zeitmultiplexsignale vorgesehen ist.

7. Videokonferenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zentralkoppelfeld (1) ein Verteilkoppelfeld (2) mit mehreren kaskadierten Abzweig- und Kanalverteilungs­ bausteinen (26 bis 29) enthält und
daß jeder Abzweig- und Kanalverteilungsbau­ stein (26 bis 29) zur Ausblendung von Kanalinformationen und zur Kopplung wenigstens eines Eingangs mit einem Aus­ gang vorgesehen ist.

8. Videokonferenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralkoppelfeld (1) einen Codec (3) enthält, der

• - zur Umsetzung des von einer Videoquelle (6) zu lie­ fernden, analogen Videosignals in ein digitales Vi­ deosignal und wenigstens eines von einer Audioquel­ le (8) zu liefernden, digitalen Audiosignals in ein digitales Audiosignal,
• - zur Codierung des digitalen Videosignals in ein co­ diertes digitales Videosignal,
• - zur Bildung eines dem Verteilkoppelfeld (2) zu lie­ fernden Zeitmultiplexsignals mit dem codierten digi­ talen Videosignal und dem digitalen Audiosignal,
• - zur Bildung eines codierten digitalen Videosignals und eines digitalen Audiosignals aus einem vom Ver­ teilkoppelfeld (2) zu liefernden Zeitmultiplexsignal,
• - zur Decodierung des codierten digitalen Videosignals in ein decodiertes digitales Videosignal und
• - zur Umsetzung des digitalen Videosignals in ein einem Videoempfänger (6) zu lieferndes, analoges Viedeosig­ gnal und des digitalen Audiosignals in ein einem Audioempfänger zu lieferndes, analoges Audiosignal vorgesehen ist.

9. Videokonferenzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Codec (3) des Zentralkoppelfeldes (1) noch

• - zur Umsetzung eines weiteren von einer anderen Audio­ quelle (10) zu liefernden, analogen Audiosignals in ein weiteres digitales Audiosignal,
• - zur Einfügung des weiteren digitalen Audiosignals in einen Zeitschlitz des dem Verteilkoppelfeld (2) zu liefernden Zeitmultiplexsignals,
• - zur Entnahme des weiteren digitalen Audiosignals aus einem Zeitschlitz des von dem Verteilkoppelfeld (2) zu liefernden Zeitmultiplexsignals und
• - zur Umsetzung des weiteren digitalen Audiosignals in ein weiteres einem Audioempfänger (8) zu lieferndes, analoges Audiosignal vorgesehen ist.

10. Videokonferenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Außenstudio ein Außenkoppelfeld (35) enthal­ ten ist, welches

• - zur Bildung eines einem Videoempfänger (32) zu lie­ fernden Videosignals, eines einem Audioempfänger (34) zu liefernden Audiosignals und eines einer Außen­ steuerung (36) zu liefernden Steuersignals aus dem von dem Zentralstudio zuzuführenden Sende-Zeitmul­ tiplexsignal und
• - zur Bildung eines dem Zentralstudio zuzuführenden Empfangs-Zeitmultiplexsignals mit einem von einer Videoquelle (32) zu liefernden Videosignal, wenig­ stens einem von einer Audioquelle (34) zu liefernden Audiosignal und einem von der Außensteuerung (36) zu liefernden Steuersignal vorgesehen ist.

11. Videokonferenzsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenkoppelfeld (35)

• - zur Durchführung einer Analog-Digital-Umsetzung des von einer Videoquelle (32) zu liefernden Videosignals und des von einer Audioquelle (34) zu liefernden Audiosignals und einer Digital-Analog-Umsetzung der aus dem Sende-Zeitmultiplexsignal zu entnehmenden Video- und Audiosignals und
• - zur Codierung des von der Videoquelle (32) zu lie­ fernden Videosignals und zur Decodierung des aus dem Sende-Zeitmultiplexsignal entnommenen Videosignals vorgesehen ist.

12. Videokonferenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralsteuerung (22) zum Empfang von Meldungen der Videokonferenzteilnehmer im Zentralstudio und zur Freigabe wenigstens eines Mikrofons (17) eines Videokon­ ferenzteilnehmers im Zentralstudio vorgesehen ist.

13. Videokonferenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außensteuerung (36) zur Einfügung einer Meldung eines Videokonferenzteilnehmers eines Außenstudios in ein Steuersignal und zur Entnahme von Befehlen des Zentral­ studios aus einem Steuersignal dient.

14. Videokonferenzsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralsteuerung (22) zur Entnahme von Meldungen der Videokonferenzteilnehmer der Außenstudios aus den dem Zentralstudio zuzuführenden Steuersignalen und zur Ein­ fügung von Befehlen für ein Außenstudio vorgesehen ist.