DE4407831A1 - Verfahren und Vorrichtung für den Zugriff auf passive Koaxialkabelnetze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Zugriff auf passive Kabelnetzwerke der im Ober­ begriff des Anspruch 1 bzw. 3 näher definierten Art für bidirektionalen Betrieb an einem Koaxialkabel mit Baum- oder Ringstruktur, bei dem die Teilnehmer über einen Netzknoten miteinander, bzw. über weitere Netzknoten mit an diese angeschlossenen Teilnehmern kommunizieren, oder im Netzknoten verfügbare Abrufdienste in Anspruch nehmen können.

Es sind Ein-Kabelkoaxialanlagen mit Baumstruktur bekannt, die in erster Linie der Punkt-zu-Mehrpunktverbindung von Teilnehmern mit einem Netzknoten dienen und über die alle Teilnehmer prinzipiell gleichzeitig Zugriff zu einer größeren Anzahl von Kanälen haben, über die z. B. Fernseh- oder Hörrundfunksignale übertragen werden.

In der Regel werden in diesen BK (Breitbandkommunikations)- Anlagen die Signale nur in einer Richtung (Netzknoten zum Teilnehmer) übertragen. Wie in der Literatur beschrieben (Stekle, H.: Breitbandverteilnetze der Deutschen Bundespost, R. v. Deckers Verlag G. Schenk) ist bei den genannten Anlagen auch ein Rückkanal von den Teilnehmern zum Netzknoten vorgesehen, über den schmal- oder in gewissem Umfang auch breitbandige Signale übertragen werden können. Zu einer weitgehenden Nutzung ist es jedoch noch nicht gekommen.

Es ist weiterhin bekannt, daß die genannten Koaxialkabel­ anlagen vorwiegend im Frequenzvielfach durch Modulation einer Trägerfrequenz mit analogen Signalen pro Kanal genutzt werden.

In jüngster Zeit sind Vorschläge bekannt geworden, nach denen auch digitale Signale unter Anwendung digitaler Modulationsverfahren übertragen werden können. Durch die Anwendung bitratenkomrimierender Codierverfahren für die Bild-oder Toncodierung (z. B. MPEG2-Standard) kann dabei die Anzahl der im Kabel verfügbaren Kanäle vervielfacht werden.

Sofern die Anzahl der an eine Kabelanlage angeschlossenen Teilnehmer kleiner oder gleich der Anzahl der im Kabel verfügbaren Kanäle, bzw. gleich oder kleiner der Anzahl der neben den Rundfunkkanälen noch freien Kanäle ist, liegt es nahe, diese "freien" Kanäle für bidirektionale, kommuni­ kative Punkt-zu-Punktverbindungen zu nutzen. Jedem Teilnehmer wird in diesem Fall ein Rückkanal mit einer festen Trägerfrequenzlage zugeordnet, über den er mit dem Netzknoten in Verbindung treten kann.

Ähnliches ist in Abwärtsrichtung vom Netzknoten zum Teilnehmer vorstellbar. Die dann mögliche bidirektionale Signalübertragung kann sowohl symmetrisch (gleich großer Informationsfluß in beiden Richtungen) oder asymmetrisch erfolgen.

Bei den im Stand der Technik beschriebenen koaxialen Ein- Kabelsystemen mit Rückkanal ist es nicht möglich, eine Anzahl von Teilnehmern durch Zuordnung fester Trägerfre­ quenzen von einem Netzknoten aus mit bidirektionalen Diensten zu bedienen, die größer als die Anzahl der in Auf- und Abwärtsrichtung verfügbaren Kanäle ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn - bedingt durch die erforderliche Übertragungskapazität - die Anzahl der Rückkanäle beschränkt ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Zugriffsverfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, eine größere Zahl M von Teilnehmern als die Zahl N der zur Verfügung stehenden Kanäle, jederzeit einen Zugriff zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein spezielles Zugriffsverfahren entsprechend dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angewendet wird, wobei davon ausgegangen wird, daß in Anbetracht der zu erwartenden Verkehrsstatistik, nie alle Teilnehmer gleichzeitig Zugriff zum System wünschen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 angegeben.

Im Kennzeichen des Patentanspruchs 3 ist eine für solche Verfahrensweise geeignete Vorrichtung beschrieben.

Die Erfindung ist nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. 1 ein baumstrukturiertes Koaxialkabelnetz mit M Teilnehmern T₁ bis T_M, einem Netzknoten N_K und Verteil- sowie Koppelein­ richtungen. Darin ist ein passives Netz verwendet, d. h., es existieren - zumindest in Aufwärtsrichtung - keinerlei Verstärker.

Ein Teilnehmer mit einem Verbindungswunsch kann, unabhängig von der Struktur des passiven Kabelnetzes, eine freie Trägerfrequenzlage der Aufwärtsrichtung (Rückkanal) durch einen Suchlauf erkennen, diese belegen und so einem Netzknoten den Verbindungswunsch signalisieren, worauf dieser einen Kanal in Abwärtsrichtung zuteilt.

In den einzelnen Zweigen des in diesem Beispiel baumförmig strukturierten Netzes liegen nur Verteiler V₁ bis V_X mit der Durchgangsdämpfung a_V und der Entkopplungsdämpfung a_EV der Zweige gegeneinander, sowie passive Koppler K₁ bis K_V mit der Auskoppeldämpfung a_K, der Durchgangsdämpfung a_DK und der Entkoppeldämpfung a_EK des ausgekoppelten Signals gegenüber dem weiterführenden Zweig.

Die Empfänger E aller Teilnehmer sind auf die Träger­ frequenzen aller Kanäle in Auf- und Abwärtsrichtung abstimmbar. In gleicher Weise sind die Sender S aller Teilnehmer auf die Trägerfrequenzen aller Kanäle in Aufwärtsrichtung (Rückkanal) durchstimmbar. Im Netzknoten NK ist die Anzahl der Sender und Empfänger gleich der Anzahl der im System verfügbaren Kanäle N.

Es existieren gleich viele Sende- und Empfangskanäle; ihre Anzahl N ist jedoch kleiner als die Anzahl M der Teilnehmer. Der gesamte nutzbare Frequenzbereich des Koaxialkabelsystems ist durch ein Filter F am Ausgang des Netzknotens in ein Frequenz band für die Abwärts- und eines für die Aufwärtsrichtung (Rückkanalband) unterteilt.

Hat ein Teilnehmer einen Verbindungswunsch, so sucht sein Empfänger, der ja auch auf die Trägerfrequenzen der Rück­ kanäle abstimmbar ist, nach einer freien Trägerfrequenz im Rückkanalband. Dies ist möglich, weil die Rückkanalsignale aller aktiven Teilnehmer über die Entkoppeldämpfungen a_EV der Verteiler V und die Entkoppeldämpfungen a_EK der Koppler K, wenn auch in abgeschwächter Form und mit unterschied­ lichen Pegeln, zu allen Teilnehmern gelangen. Sobald eine nicht belegte Rückkanal-Trägerfrequenzlage gefunden ist, wird diese durch den Teilnehmer mit Verbindungswunsch belegt und damit für alle anderen Teilnehmer gesperrt.

Durch das Einschalten des Trägers und Aussenden einer entsprechenden Signalisierungsinformation teilt der Netzknoten dem neu zugeschalteten Teilnehmer einen Übertragungskanal in Abwärtsrichtung zu. Die Kommunikation mit anderen an den Netzknoten angeschlossenen Teilnehmern, mit Teilnehmern, die an andere Netzknoten angeschlossen sind, oder mit z. B. im Netzknoten verfügbaren Datenbanken von Abrufdiensten kann beginnen.

Bei entsprechender Aufteilung des nutzbaren Frequenzbandes auf die Auf- und Abwärtsrichtung kann die bidirektionale Kommunikation sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch erfolgen. Die Trägerfrequenzen sind mit analogen oder digitalen Signalen modulierbar. Bei asymmetrischem Betrieb ist es denkbar, daß in Abwärtsrichtung zwar die Anzahl der Trägerfrequenzen reduziert, die erforderliche Kanalzahl N aber durch Bildung eines Zeitvielfachs für jede Träger­ frequenz unter Anwendung eines effektiven digitalen Modulationsverfahren erreicht wird.

Claims (3)

1. Verfahren für den Zugriff auf passive Koaxialkabelnetze mit M an Netzknoten angeschlossenen Teilnehmern, das in Auf- und Abwärtsrichtung N Übertragungskanäle bereit­ stellt, wobei M < N gilt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom Empfänger eines Teilnehmers bei dessen Zugriffsversuch zuerst das Frequenzband der Aufwärtsrichtung (Rückkanal) nach einem freien Träger­ frequenzkanal abgesucht wird, daß dieser dann durch Einschalten des teilnehmereigenen Senders belegt und damit dem Netzknoten den Verbindungswunsch signalisiert wird, und daß von diesem danach ein Übertragungskanal in Abwärtsrichtung zuteilt wird.

2. Verfahren für den Zugriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzband der Abwärtsrich­ tung weniger Trägerfrequenzkanäle zugeordnet werden, als dem der Aufwärtsrichtung, indem die verfügbaren Träger mit einem aus mehreren Kanälen gebildeten digitalen Zeitvielfachsignal moduliert werden.

3. Vorrichtung für den Zugriff auf passive Koaxialkabel­ netze mit wenigstens einem Netzknoten mit N Sende- und Empfangseinrichtungen, an den einzelne Teilnehmervor­ richtungen über Verteiler V₁ bis V_X mit der Durchgangs­ dämpfung a_V und der Entkopplungsdämpfung a_EV sowie über passive Koppler K₁ bis K_V mit der Auskoppeldämpfung a_K und der Entkopplungsdämpfung a_EK angekoppelt bzw. mit­ einander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Teilnehmervorrichtung einen auf alle Trägerfrequenzlagen der Aufwärtsrichtung abstimmbaren Sender, sowie einen auf sämtliche Träger­ frequenzlagen der Auf- und Abwärtsrichtung abstimmbaren Empfänger enthält.