DE69032075T2

DE69032075T2 - Video-Übertragungs- und -Steuerungssystem unter Benutzung interner Telefonleitungen

Info

Publication number: DE69032075T2
Application number: DE69032075T
Authority: DE
Inventors: Robert Domnitz; David D Goodman
Original assignee: Inline Connection Corp
Current assignee: Inline Connection Corp
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2010-07-04
Also published as: US20050117722A1; EP0798923A2; US20050117721A1; EP0798923A3; US6236718B1; CA2020841C; EP0408236A3; US20020071531A1; US20050117720A1; US7224780B2; EP0408236B1; DE69032075D1; CA2020841A1; US6970537B2; US7305071B2; US7149289B2; DE69033638T2; EP0408236A2; US7227932B2; US5010399A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Übertragung von Signalen zwischen Komponenten eines Videosystems über das Telefonleitungsnetz eines Hauses.
Bis in die späten 70er Jahre war es sehr unüblich, daß normale Verbraucher elektronische Vorrichtungen besaßen, die Videosignale erzeugten oder lieferten. Nahezu sämtliche Videoprogramme, die mit Femsehempfängern gesehen wurden, wurden "über die Luft" empfangen. Diese Situation änderte sich über das letzte Jahrzehnt als Videorecorder, Videokameras, Kabel-Umformer und Haussatellitensysteme populär wurden.
Gegenwärtig sind viele Verbraucher in der Lage, Videoprogramme an unterschiedlichen Stellen zu sehen, da sie mehr als einen Fernsehempfänger besitzen. Wenn Programme gesehen werden, die von einer der vorstehend erwähnten Quellen stammen und nicht "über die Luft" empfangen werden, ist es jedoch erforderlich, das Signal von der Videoquelle zum Fernsehempfänger zu leiten. Wenn Quelle und Empfänger im gleichen Raum angeordnet sind, stellt die Verbindung der beiden über ein Koaxialkabel üblicherweise das einfachste Verfahren dar. Videorecorder und Kabel-Umformer sind nahezu immer auf diese Weise an benachbarte Fernsehempfänger angeschlossen.
Wenn Quelle und Empfänger nicht im gleichen Bereich angeordnet sind, stellt ein Netzwerk von Koaxialkabeln, das sich durch das Haus erstreckt, eine feine Lösung dar. Die meisten Häuser sind jedoch nicht auf diese Art und Weise verkabelt oder besitzen Netzwerke, die keinen Zugang an sämtlichen gewünschten Stellen ermsglichen. Darüber hinaus bestehen die meisten Verbraucher darauf, daß die Leitungen sauber installiert oder vollständig unsichtbar sind, wodurch die Installation eines derartigen Netzwerkes sehr schwierig und unausführbar wird. Dies wird zu einem Problem, wenn die Verbindung zwischen einer Videoquelle und einem Fernsehempfänger eine Leitung erforderlich macht, die sich zwischen Räumen erstreckt, insbesondere Räumen, die weit voneinander entfernt sind oder sich auf unterschiedlichen Etagen befinden.
Heutzutage ist es üblich, daß ein Haus oder eine Wohnung einen Videorecorder und einen Fernsehempfänger aufweist, die in einem Wohnzimmer angeordnet sind, sowie einen zweiten Fernsehempfänger, der sich in einem Schlafzimmer befindet. Dies hat eine enorme Nachfrage nach einer Technik erzeugt, die Videosignale über ein Haus oder eine Wohnung überträgt, ohne daß die Installation von neuen Leitungen erforderlich ist. Mögliche Lösungen bestehen darin, das Signal mit wenig Strom zu senden oder Stromleitungen oder Telefonleitungen, die immer zur Verfügung stehen, als Leiterbahn zu verwenden.
Eine drahtlose übertragung ist momentan in den USA aufgrund von FCC-Regulierungen nicht möglich. Dies ist auch in den meisten anderen Ländern aus ähnlichen Gründen nicht durchführbar (trotz der klaren Verletzung der FCC-Regulierungen gibt es einige Vorrichtungen auf dem Markt, die Videosignale mit geringer Leistung drahtlos übertragen. Hierdurch wird bestätigt, daß ein großer Bedarf nach der Übertragung von Videosignalen über kurze Strecken besteht). Zusätzlich zu gesetzlichen Hindernissen wirft auch die Möglichkeit eines unbeabsichtigten Empfangs der gesendeten Signale außerhalb des Hauses oder der Wohnung und die Möglichkeit von Inferenzen mit anderen Quellen, die auf der gleichen Frequenz senden, Probleme auf.
Die Regulierungen hinsichtlich einer Übertragung zwischen Quelle und Empfänger über Leiterbahnen sind viel weniger restriktiv. Die Wahrscheinlichkeit, daß über dieses Verfahren übertragene Signale Interferenzen mit anderen Signalen verursachen oder abgehört werden können, ist viel geringer. Eine Übertragung über Stromleitungen ist jedoch sehr schwierig, da typischerweise an derartige Netzwerke angeschlossene Gegenstände oft zu einem elektrischen Verrauschen bei vielen unterschiedlichen Hochfrequenzarten führen und ein hohes Potential für Interferenzen erzeugen. Des weiteren steht eine zuverlässige leitende Bahn über "Sicherungskästen" nicht immer zur Verfügung, wodurch Probleme entstehen, wenn Quelle und Empfänger Strom von verschiedenen Schaltungen herleiten.
Die Schwierigkeiten bei der Übertragung von Videosignalen durch Sendetechniken oder durch Leitung über Stromleitungen belassen eine Leitung über Telefonleitungen als einzige verbleibende Option. Diese Technik führt jedoch ebenfalls zu ernsthaften technischen und gesetzlichen Herausforderungen, und es wurde hierfür noch keine Lösung gefunden.
Die offensichtlichsten Schwierigkeiten bestehen darin, Störungen mit Telefonübertragungen zu vermeiden und eine Anpassung an sämtliche Regulierungen zu erreichen, denen Vorrichtungen unterworfen sind, die an das öffentliche Tele fonnetz angeschlossen sind. Da Telefonleitungen in den USA und in vielen anderen Ländern typischerweise vier Leiter umfassen, von denen nur zwei zu Übertragungszwecken in Häusern oder Wohnungen, welche eine einzige Telefonnummer besitzen, genutzt werden, könnte das nicht benutzte Leitungs paar eine interessante Gelegenheit zur Vermeidung dieser Probleme darstellen. Bedauerlicherweise schließen jedoch die Installateure oft dieses ungenutzte Leitungspaar an den Verbindungsstellen des Netzes nicht an, so daß Unterbrechungen in den von diesen Leitungen zur Verfügung gestellten Leiterbahnen existieren.
Die vom aktiven Leitungspaar zur Verfügung gestellte leitende Bahn verläuft garantiert kontinuierlich zwischen zwei Dosen, solange wie Telefone aktiv werden, wenn sie an diese Dosen angeschlossen sind. Eine Ausnahme stellen Häuser bzw. Wohnungen dar, bei denen jede Dose direkt an eine zentrale elektronische Schalteinheit angeschlossen ist, die eine Schnittstelle für das öffentliche Telefonsystem bildet. Es besteht die Wahrscheinlichkeit, daß auch diese leitenden Bahnen zwischen den Dosen über dieser Einheit unterbrochen sind.
Zusätzlich zu den durch den Anschluß an ein öffentliches oder privates Telefonnetz verursachten Problemen gibt es weitere technische und gesetzliche Probleme, die mit einer Übertragung über dieses Leitungsnetz verbunden sind. Die technischen Probleme gehen auf die Tatsache zurück, daß die Übertragung von Videosignalen nicht berücksichtigt wurde, als Normen für die Leitungseigenschaften, Installation und Anschlußtechniken und eine entsprechende Telefonelektronik geschaffen wurden. Dies sind alles Faktoren, die die Fähigkeit des Leitungsnetzes beeinflussen können, in zuverlässiger Weise Hochfrequenzsignale hoher Qualität zu übertragen. Diese Umgebung ist daher zur übertragung von Videosignalen schlecht geeignet.
Weitere gesetzliche Probleme gehen auf die Tatsache zurück, daß sämtliche Hochfrequenzsignale, die über nicht abge schirmte Leitungen geführt werden, mindestens etwas elektromagnetische Strahlung aussenden (im Gegensatz zu einem Koaxialkabel ist eine Telefonleitung nicht über einen geerdeten metallischen Leiter abgeschirmt, der Strahlung eliminiert). Da die Vorschriften in bezug auf Hochfrequenz strahlung in den USA und den meisten anderen Ländern sehr streng sind, können sie möglicherweise jede spezielle elektronische Technik vereiteln, mit der sonst in erfolgreicher Weise eine Übertragung erreicht werden könnte.
Es sind Systeme entwickelt worden, um Videosignale über übliche Telefonleitungen zu übertragen. Keines hat sich jedoch für die beschriebenen Anwendungsfälle in Häusern und Wohnungen als praktisch erwiesen. In der US-PS 4 054 910 ist ein System zur Übertragung von Videosignalen über ein übliches Leitungspaar beschrieben, ohne daß die Frequenz des Videosignales erhöht wird. Videosignale, die über derart ausgebildete Vorrichtungen übertragen werden, enthalten jedoch Energie mit niedrigen Frequenzen, die Telefonsignale störend beeinflussen.
Die US-PS 3 974 337 beschreibt ein System, das die Frequenz von Videosignalen geringfügig erhöht (um etwa 0,5 MHz), um einen Konflikt mit Übertragungen auf dem Sprechband zu verhindern. Dieses System macht jedoch ebenfalls ein kompliziertes Verfahren zum Komprimieren der Bandbreite des Signales erforderlich, um den Einsatz von Energien auf höheren Frequenzen, die rasch gedämpft werden, zu vermeiden. Des weiteren wird das höhere Ende des resultierenden Bandes in der Frequenz "angehoben" oder mehr verstärkt als die niedrigeren Frequenzen, um den verbleibenden Dämpfungsunterschieden Rechnung zu tragen.
Der Zweck der in der zuletzt genannten Veröffentlichung beschriebenen Technik besteht darin, Videosignale über Distanzen in einem Bereich von 1 km oder mehr zu bewegen. Die Elektronik, die die Signalbandbreite reduziert und expandiert, ist jedoch sehr teuer. Es besteht ferner eine größere.Schwierigkeit darin, daß die Preemphasis des Signales in Abhängigkeit von der Distanz zwischen Quelle und Empfänger eingestellt werden muß. Dies stellt jedoch für den Verbraucher eine signifikante Unbequemlichkeit dar. Des weiteren ist das System von den elektrischen Eigenschaften insbesondere bei Frequenzen zwischen 0 und 4 MHz abhängig, wodurch die Übertragungsfrequenz auf dieses Band beschränkt wird. Dies erzeugt gesetzliche Probleme, da beispielsweise in den USA Regulierungen vorhanden sind, die die Hochfrequenzenergie, die einem Leitungsnetz zugeführt werden kann, das an das öffentliche Telefonnetz angeschlossen ist, auf unter 6 MHz begrenzen. Schließlich läßt die Beschränkung auf ein einziges Band nur die Übertragung von einem einzigen Signal zu.
Es gibt zahlreiche Verfahren zum Reduzieren der Auflösung oder der Auffrischungsrate eines Videosignales, um die Bandbreite ausreichend zu reduzieren, damit das Dämpfungsproblem vermieden wird (siehe US-PS 4 485 400). Die gegenwärtigen Videonormen in den USA und anderen Ländern benutzen jedoch eine Auffrischungsrate, die schnell genug ist, um ein ärgerliches "Flackern des Bildes" zu vermeiden. Da die meisten Verbraucher ein "Flackern des Bildes" oder eine reduzierte Bildqualität kaum tolerieren, stellen diese Techniken keine Lösungen für das in Rede stehende Problem dar.
Zwei im Handel erhältliche Vorrichtungen sind den Erfindern bekannt, die zur kompromißfreien Übertragung von Videosignalen über das Telefonleitungsnetz dienen. Die erste Vorrichtung wird von diversen Kabelausrüstern vertrieben, und es handelt sich hierbei um das von der Firma Javelin Electronics, Torrance, CA, USA vertriebene J 411-System. Der Listenpreis dieser Vorrichtung liegt bei etwa 1.000,-- $.
Die Vorrichtung überträgt ein einziges nicht moduliertes Videosignal über die Leitung. Da ein Teil der Energie dieser Signale auf Frequenzen unter 3 kHz konzentriert ist, erzeugt die Vorrichtung Störungen mit Telefonübertragungen. Des weiteren fordern die Spezifikationen, daß "die Übertragung über eine spezielle verdrillte Doppelleitung (von der die Telefonleitung eine Untereinheit darstellt) erfolgen muß ... und sauber, sowie unbelastet sein muß und nicht an irgendeine andere Vorrichtung angeschlossen sein darf". Die Vorrichtung bewirkt ferner eine "Frequenzanhebung" des Signales, indem sie eine größere Verstärkung bei den höheren Frequenzen durchführt, wodurch der Aufwand und die Unbequemlichkeit in bezug auf eine erforderliche Einstellung für den Benutzer erhöht werden.
Die zweite Vorrichtung "Tele-Majic" wird über Impact 2000 vertrieben, einen Katalog, der für elektronische Vorrichtungen von Verbrauchern spezialisiert ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem Paar von identischen Anschlußkabeln.
Diese Kabel werden so beworben, daß man hiermit eine Videoquelle an eine Telefonleitung eines Hauses oder einer Wohnung in einem Bereich und einen Fernsehempfänger in einem zweiten Bereich anschließen kann, damit man das Programm der Videoquelle an der zweiten Stelle sehen kann.
Jedes Kabel besteht aus einem klassischen Anpassungstrafo, der an die Videovorrichtungen angeschlossen ist, einem Kondensator zum Blockieren von Telefonsignalen, um Interferenzerscheinungen zu verhindern, und einer Telefonschnur, die in einem RJ-11 Stecker endet, nämlich dem Standardstecker zum Anschließen einer Telefondose.
Die Vorrichtung soll so arbeiten, daß in einfacher Weise das Videosignal von der Quelle zur Leitung geführt und an einer entfernten Stelle wiedergewonnen wird. Aus diversen Gründen wird jedoch hierdurch nicht das in Rede stehende Problem gelöst.
Da "Tele-Majic" keinen Videoverstärker vorsieht, wird die Stärke des zur Leitung geführten Signales durch die Stärke des von der Quelle gelieferten Signales begrenzt. Dies verursacht ein Problem, da die Ausgangssignalpegel, die von den in den USA verkauften Videorecordern erzeugt werden, gesetzlich auf etwa 10 dB re 1 mV in 75 Ohm begrenzt sind. Auf diesem Pegel ist eine übertragung des Videosignales nur über wenige cm möglich, bevor die Leitung die Energie des Signales unter den für einen qualitativ hochwertigen Fernsehempfang erforderlichen Pegel dämpft.
Über die durch die niedrige Signalenergie verursachten Begrenzungen hinaus ist der Anpassungstrafo des "Tele-Majic", der die Hälfte der Elektronik in der Vorrichtung bildet, suboptimal, und es wird nichts über den korrekten Zweck dieser Komponente ausgesagt. In einem Versuch wurde der übliche 75 Ohm/300 Ohm Anpassungstrafo zum Anschluß zwischen ein 75 Ohm Koaxialkabel und eine Doppelleitung ausgewählt. Da Anpassungstrafos der gleichen Konstruktion in nahezu jeder Videovorrichtung enthalten sind, die in den USA verkauft wird, können diese extrem billig erhalten werden.
Ein Anpassungstrafo kann dem Zweck dienen, die Impedanz der Videoausrüstung an das Telefonleitungsnetz anzupassen. Die Impedanz eines typischen Telefonleitungsnetzes beträgt jedoch etwa 100 Ohm bei niedrigen VHF-Kanälen und nicht 300 Ohm. Dies erzeugt eine impedanzfehlanpassung, so daß die Videosignale mehr Energie als erforderlich verlieren, wenn sie von der Quelle über dieses Kabel dem Netz zugeführt werden.
Der Trafo kann auch dazu dienen, die Spannungen auf den beiden Leitern der Telefonleitung auszugleichen, um die elektromagnetische Strahlung zu reduzieren. Da der bei "Tele-Majic" verwendete Trafo so ausgebildet ist, daß hiermit Signale bei sämtlichen Videofrequenzen gehandhabt werden, kann er das Videosignal nicht so wie ein Trafo ausgleichen, der für eine spezielle Frequenz konzipiert wurde. Dieses Fehlen eines Ausgleiches erzeugt mehr Strahlung als wie von einem maximal ausgeglichenen Signal freigesetzt würde.
Ein anderes Problem besteht darin, daß eine komplette Isolierung der Telefonsignale unter Verwendung des speziellen Trafos, der mit der Vorrichtung geliefert wird, zwei Kondensatoren erforderlich macht und nicht den einzigen Kondensator, der mit dem Gerät "Tele-Majic" geliefert wird. Dieser Konstruktionsfehler erzeugt eine totale Unterbrechung der Telefonübertragungen, wenn die Vorrichtung an einen Koaxialausgang angeschlossen wird, dessen äußere Abschirmung geerdet ist.
Selbst wenn daher Videosignale über ein Haus bzw. eine Wohnung übertragen werden können, bleibt der Betrachter der Signale an einem entfernten Fernsehempfänger in seinen Fähigkeiten zum Steuern der das Signal liefernden Vorrichtung begrenzt. Viele Videoquellen, insbesondere Videorecorder und Kabel-Umformer, sind so ausgebildet, daß sie mit manuell steuerbaren Steuergeräten zusammenwirken, die auf einen Befehl des Benutzers Infrarotsteuersignale aussenden. Bedauerlicherweise bewegen sich die Signale von diesen Vorrichtungen jedoch nicht zwischen Räumen, es sei denn, daß zwischen dem Sender und der Quelle Sichtkontakt besteht. Hieraus folgt, daß infolge einer Technik, gemäß der Videosignale erfolgreich über das Telefonleitungsnetz übertragen werden können, ein signifikanter Bedarf nach der Übertragung von Steuersignalen entsteht. Des weiteren ist ein offensichtlicher wirtschaftlicher Vorteil darin zu sehen, daß für diese Übertragung die gleichen Leitungen verwendet werden wie für die Übertragung der Videosignale.
Robbins (US-PS 4 509 211) beschreibt das einzige bekannte Verfahren zum Übertragen von Steuersignalen von einem Infrarotsender über eine Übertragungsleitung, die ebenfalls zur Übertragung von Videosignalen verwendet wird. Bei diesem Verfahren werden die im Bereich eines Fernsehgerätes empfangenen Infrarotsignale in elektrische Impulse umgewandelt, die aufgrund der Natur von typischen Infrarotsteuer signalen bei Frequenzen unter 1 MHz, die niedriger liegen als typische Videofrequenzen, konzentriert werden. Diese Impulse werden über die Übertragungsleitung zum Bereich einer programmierbaren Videoquelle übertragen, wo sie in Infrarotenergie zurückgewandelt werden, wodurch das ursprüngliche Lichtmuster wieder erzeugt wird.
Die von Robbins gelehrte Technik ist jedoch nicht für Si tuationen geeignet, bei denen die Energie von anderen Signalen, die sich die Übertragungsleitung teilen, auf Frequenzen konzentriert ist, die in die Frequenzbänder fallen, die die Steuersignalenergie begrenzen. Dies ist der Fall, wenn e-ne aktive Telefonleitung als Übertragungsleitung dient. Bei dem Verfahren von Robbins treten Signale von Infrarotsteuereinheiten mit Telefonkommunikationssignalen in Konflikt, da beide einen Informationsgehalt bei Frequenzen zwischen 0 und 3 kHz aufweisen. Jeder Empfänger, der auf Frequenzen zwischen 0 und etwa 3 kHz abgestimmt ist, wie beispielsweise ein Telefonapparat, reagiert sowohl auf Telefonsignale als auch auf Steuersignale. Sämtliche Telefonübertragungen sind daher verrauscht, oder die Infrarotsignale sind mehrdeutig, oder es tritt beides auf (wenn ein Signal viel stärker ist als das andere, kann dieses Signal ohne Verzerrung empfangen werden). Des weiteren versagt das System, ob Videosignale vorhanden sind oder nicht.
Robbins beschreibt Vorrichtungen, die in Kombination mit anderer Technik "ISolationsschaltungen" enthalten, die verhindern, daß die von den Infrarotlichtmustern abgeleiteten elektrischen Signale die Videoquelle und den Fernsehempfänger erreichen. Robbins lehrt, daß "Stromleitungen, Telefonleitungen oder andere vorhandene Leitersysteme verwendet werden können, wenn sich die verschiedenartigen Signale nicht störend beeinflussen oder wenn Isolationseinrichtungen vorgesehen sind. Dies ist jedoch nicht korrekt. Wenn sich zwei Signale in der Frequenz überlappen, können sie von keiner Isolationseinrichtung sauber getrennt werden, so daß nur das gewünschte Signal den Empfänger erreicht, der hierauf reagieren kann.
In der Tat ist die offenbarte Isolationsschaltung vollstän dig überflüssig selbst für den Anwendungsfall, der den Kern des Robbins-Patentes bildet. In dem von Robbins offenbarten System werden Videosignale und Steuersignale über einen einzigen leitenden Weg mit nicht überlappenden Frequenzen übertragen, und es ist eine Isolationsschaltung vorgesehen, um die Steuersignale gegenüber der Videoquelle und dem an diesen Weg angeschlossenen Fernsehempfänger zu blockieren. Da jedoch Videorecorder und nahezu sämtliche Videoquellen an ihren Ausgängen Umkehrisolation besitzen, hat die an diesen Ausgängen auftretende elektrische Energie überhaupt keinen Effekt, so daß keine Extraisolation erforderlich ist. Wenn ein Fernsehgerät auf einen speziellen Videokanal getunt wird, werden Signale mit Frequenzen außerhalb dieses Kanales ignoriert, wenn nicht ihr Energiepegel sehr hoch ist. Auf diese Weise werden die Steuersignale ignoriert, und zwar genauso, wie Videosignale auf VHF-Kanal 3 und VHF- Kanal 5 von einem Fernsehempfänger ignoriert werden, der auf den VEF-Kanal 4 getunt ist.
Über Robbins inkorrekte Lehre der Isolationsschaltung und die Tatsache, daß das von ihm gelehrte Infrarotübertragungssystem für den vorliegenden Anwendungszweck ungeeignet ist, hinaus offenbart Robbins nichts in bezug auf eine Übertragung von Videosignalen über Telefonleitungen.
Ein elektronisches Sender/Empfänger-Paar, das als Rabbit bezeichnet wird, folgt den im Robbins-Patent offenbarten elektronischen Prinzipien, um Videosignale und Infrarotsignale zwischen einem Videorecorder und einem Fernsehempfänger zu senden. Diese Vorrichtung, auf deren Verpackung das Robbins-Patent zitiert ist, ist seit 1985 erhältlich. Sie benutzt eine Übertragungsleitung, die aus einem einzigen sehr dünnen isolierten Drahtpaar besteht, das vom Benutzer zwischen dem Videorecorder und einem Fernseh empfänger installiert werden muß. Diese Vorrichtung verkörpert somit die Schwierigkeit, die die vorliegende Erfindung überwinden will.
Zur Übertragung von Infrarotsignalen von einem Fernsehgerät zu einem entfernt angeordneten Videorecorder ist auch ein anderes System bekannt. Dieses System unterscheidet sich jedoch dadurch, daß es von drahtloser Übertragungstechnik und nicht von einer Übertragungsleitung Gebrauch macht. Die Vorrichtung, die als "Remote Extender" bezeichnet und von der Firma Windsurfer Manufacturing of DeFuniak Springs, Fla, USA, vertrieben wird, wandelt die Infrarotsignale in elektrische Impulse um, verstärkt diese Impulse dann auf eine UHF-Frequenz und führt sie einer Antenne zu, von der sie gesendet werden. Ein entfernt angeordneter Empfänger nimmt diese UHF-Signale auf, transferiert sie zurück auf ihr ursprüngliches Frequenzband und verwendet die entstandenen Impulse, um das ursprüngliche Infrarotmuster wieder herzustellen.
Da dieses System von einer drahtlosen Übertragung Gebrauch macht, ist es gegenüber Inteferenzen empfänglicher, und sein Empfänger kann in fehlerhafter Weise Steuersignale vom Sender eines zweiten Sender/Empfängerpaares aufnehmen, das in der Nähe operiert. Des weiteren ist es offensichtlich wirtschaftlicher, die Telefonleitung zur Übertragung von Steuersignalen zu verwenden, wenn man eine Kombination mit einer Technik durchführt, die unter Verwendung dieses Mediums Videosignale überträgt.
Die EP-A-0 062 442 beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung von Frequenzmultiplexsignalen auf einer Telefonleitung.
Die gleichzeitige Übertragung von Infrarotsteuersignalen und einem einzigen Videosignal über die Telefonleitung ist das Hauptziel der hier offenbarten Technik. Man kann jedoch in einfacher Weise den Nutzen erkennen, diese Technik so auszuweiten, daß Signale von mehr als einer Videoquelle an einem vorgegebenen Zeitpunkt übertragen werden können.
Wenn jede Quelle ein Signal auf einem anderen Frequenzband überträgt, sollte das Telefonleitungsmedium keine Barriere für die Benutzung von Mehrfachquellen darstellen. Viele Faktoren beschränken jedoch die Anzahl der Bänder, die zur Verfügung stehen. Eine besondere restriktive Beschränkung wird natürlich von den Schwierigkeiten der Verwendung der Telefonleitung als Medium auferlegt. In dem Fall, daß die Anzahl der gewünschten Quellen die Anzahl der zur Verfügung stehenden Kanäle übersteigt, wird diese Beschränkung restriktiv.
Wenn ein Betrachter sämtliche Mehrfachquellen, die das gleiche Band verwenden, außer einer außer Betrieb setzen kann, kann jedoch das Bild von der verbleibenden Quelle ohne Interferenz angezeigt werden. Diese Möglichkeit erzeugt einen Bedarf nach einer Technik, die es einem Benutzer ermöglicht, rasch, bequem und an einer entfernten Stelle eine von diversen Quellen, die angeschlossen und bereit zur Übertragung sind, zu aktivieren.
Angesichts des vorhergehenden besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, die Schwierigkeiten der Übertragung von Videosignalen und Steuersignalen von Infrarotsendern über aktive Netze des Telefonleitungsnetzes zu überwinden.
Erfindungsgemäß wird ein Kommunikationssystem zur Übertragung in einem verdrahteten Netzwerk, wie es gewöhnlich für Telefonverbindungen benutzt wird, geschaffen, wobei das Netzwerk mehrere Endpunkte und außerdem einen elektrischen Anschluß an die Elektronik im Telefonsystem aufweist, um Telefonsignale auf das Netzwerk zu übertragen und Signale aus dem Netzwerk zu empfangen, und wobei das System zur gleichzeitigen Übertragung von Video- und Audiosignalen und gewöhnlichen Telefonsignalen über das Netzwerk geeignet ist und
(a) das Kommunikationssystem ferner aufweist:
eine erste elektronische Einrichtung an einem ersten Ort mit ersten Signalerzeugungsmitteln zum Liefern eines ersten Videosignales, ersten Signalverarbeitungsmitteln zum Liefern eines zweiten Videosignales, das im wesentlichen den gleichen Informationsinhalt wie das erste Videosignal hat, wobei das zweite Videosignal in einem Frequenzband liegt, das von dem Band, in dem das erste Videosignal liegt, verschieden ist, wobei im wesentlichen die gesamte Energie des zweiten Videosignales auf Frequenzen unter 54 MHz und über 6 MHz beschränkt ist, und ersten Sendemitteln zum Senden des zweiten Videosignales über das Netzwerk von einem ersten Endpunkt aus, wobei die ersten Sendemittel erste Filtermittel aufweisen, die eine hohe Impedanz für Signale darstellen, deren Energie auf Fre quenzen unter 6 MHz konzentriert ist, während das zweite Videosignal im wesentlichen unverändert durchgeleitet wird,
eine zweite elektronische Einrichtung an einem zweiten Ort mit Wiederherstellungsmitteln zum Wiederherstellen des zweiten Videosignales aus dem Netzwerk an einem zweiten der Endpunkte, wobei die zweite elektronische Einrichtung zweite Signalverarbeitungsmittel zum Konvertieren des zweiten Videosignales in ein drittes Videosignal in einem Frequenzband aufweist, das in dem abstimmbaren Bereich einer normalen Fernsehübertragung liegt, wobei die Wiederherstellungsmittel zweite Filtermittel aufweisen, die eine hohe Impedanz für Signale darstellen, deren Energie auf Frequenzen un terhalb der höchsten Frequenz konzentriert ist, die zur Übertragung in normalen Telefoneinrichtungen benutzt wird, während das zweite Videosignal im wesentlichen unverändert durchgeleitet wird, und mit zweiten Sendemitteln zum Senden des dritten Videosignais zu einem Fernsehempfangsgerät an dem zweiten Ort, und
(b) mindestens eine der ersten und zweiten elektronischen Einrichtungen ferner aufweist:
einen zusätzlichen Endpunkt zum Anschluß einer normalen Telefoneinrlchtung und einen Übertragungsweg für elektrische Energie, wobei der Übertragungsweg den zusätzlichen Endpunkt und das Leitungsnetzwerk verbindet und ferner Filtermittel aufweist, durch die Energie im wesentlichen unverändert hindurchgeleitet wird, die auf Frequenzen konzentriert ist, wie sie von normalen Telefoneinrichtungen benutzt werden, während Energie bei Frequenzen gedämpft wird, in denen die Energie des zweiten Videosignales konzentriert ist, wobei die Filtermittel die Energie des zweiten Videosignales von der Telefoneinrichtung trennen.
Die vorliegende Erfindung kann daher ein Paar von Sende- Empfängern umfassen: einen ersten Sende-Empfänger, der für einen Anschluß zwischen einer Videoquelle und einer Telefondose oder einem anderen Zugangspunkt zu einem Telefonleitungsnetz vorgesehen ist, und einen hiermit zusammenwirkenden Sende-Empfänger, der zum Anschluß zwischen einen üblichen Fernsehempfänger und einer Telefondose vorgesehen ist. Diese Sende-Empfänger nutzen in vorteilhafter Weise die einfachen leitenden Zweidraht-Wege, die durch das Leitungsnetz von üblichen Telefonsystemen in Häusern oder Wohnungen vorhanden sind, und liefern somit in großem Kontrast zu den vorstehend erläuterten bekannten Techniken die folgenden Ergebnisse:
1) Jedes Fernsehgerät, das über einen Sende-Empfänger angeschlossen ist, kann zusätzlich zu beliebigen anderen Signalen, die sonst hierfür zur Verfügung stehen, das Signal von irgendeiner Videoquelle anzeigen, die über einen zusammenwirkenden Sende-Empfänger angeschlossen ist, wie vorstehend beschrieben.
2) Eine unbegrenzte Anzahl von Fernsehgeräten kann miteinander verbunden sein und gleichzeitig in Betrieb sein. Jedes Fernsehgerät kann irgendeine der miteinander verbundenen Quellen zur Anzeige zu einem beliebigen Zeitpunkt auswählen, solange wie die Quelle aktiv ist, d.h. ihre Signale auf das Telefonleitungsnetz überträgt.
3) Die Anzahl der Quellen, die sofort aktiv sein können, hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab, ist jedoch immer größer als eine. Die Signale von jeder aktiven Quelle besetzen unterschiedliche, nicht über lappende Frequenzbänder, während eine Übertragung über das Leitungsnetz stattfindet.
4) Jede beliebige Zahl von Quellen kann sich ein einziges Frequenzband teilen, wobei jedoch nur eine dieser
Gruppe zu einer vorgegebenen Zeit aktiv sein kann. Die Sende-Empfänger, die an die Videoquellen angeschlossen sind, machen von einer von zwei Techniken Gebrauch, damit ein Betrachter an irgendeinem Fernsehgerät mit Fernbedienung und in bequemer Weise die Identität der aktiven Quelle, die ein spezielles Band benutzt, schalten kann.
5) Sämtliche Videoquellen, die auf Steuersignale von Infrarotsendern ansprechen und über einen Sende-Empfänger miteinander verbunden sind, wie vorstehend beschrieben, können von jedem beliebigen Ort, an dem sich ein angeschlossenes Fernsehgerät befindet, gesteuert werden, unabhängig davon, ob sich dieser Ort in der Sichtlinie der Videoquelle befindet.
6) Die Funktionsweise des Telefons und von anderen mit niedriger Frequenz arbeitenden Kommunikationseinrichtungen, einschließlich Intercoms, Faxgeräten und Mo dems, wird durch den Anschluß und die Funktionsweise von irgendeiner der hier beschriebenen Vorrichtungen nicht negativ beeinflußt.
7) Sämtliche vorstehend beschriebenen Fähigkeiten werden durch einen einfachen Anschluß der Sende-Empfänger erreicht. Keine anderen Anstrengungen des Benutzers sind erforderlich.
Zusätzlich zu diesen und anderen Zielen und Ergebnissen wird eine Ausführungsform für ein spezielles Fernsehgerät offenbart, das direkt an ein Telefonleitungsnetz angeschlossen ist. Dieses Fernsehgerät ist so ausgebildet, daß es mit den vorstehend erwähnten Videoquellen-Sende-Empfängern kooperiert. Es umfaßt eine Elektronik zum Ableiten von Videosignalen vom Leitungsnetz und zum Tunen derselben und überträgt die Intelligenz von Infrarotsteuersignalen, die es detektiert, zurück über das Leitungsnetz zum Sende- Empfänger zur Steuerung von dessen angeschlossener Videoquelle. Wie die Sende-Empfänger erzeugt es keine Störungen der Telefonkommunikationen.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine billige Vorrichtung, die in Kombination mit den offenbarten Sende-Empfängern und Fernsehgeräten die vorstehenden Fähigkeiten auf Häuser bzw. Wohnungen überträgt, die mit speziellen Telefonsystemen ausgerüstet sind, die eine zentrale elektronische Schalteinheit aufweisen.
Von den Figuren zeigen:
Figur 1 ein Blockdiagramm der grundlegenden Komponenten des Videoquellen-Sende- Empfängers und wie diese Komponenten zusammenwirken;
Figur 2 ein Blockdiagramm der grundlegenden Komponenten des Sende-Empfängers, der an ein Fernsehgerät angeschlossen ist, und wie diese Komponenten zusammenwirken;
Figur 3 ein Diagramm, das die drei Systeme darstellt, die für eine Zusammenwirkung zwischen Hochfrequenzumformkomponenten der beiden Sende-Empfänger vorgesehen sind;
Figur 4 ein Blockdiagramm, das zeigt, wie spezielle Komponenten in ein übliches Fernsehgerät eingebaut werden können, um eine Rückgewinnung von Videosignalen von aktiven Telefonnetzen und die Übertragung von Steuersignalen auf diese Netze zum Empfang über einen damit zusammenwirkenden Sende-Empfänger zu ermöglichen;
Figur 5 zeigt die Elektronik eines Adaptors, der eine Übertragung von Hochfrequenzenergie über Telefonnetze ermöglicht, die eine zentrale Schalteinheit aufweisen;
Figur 6 die Elektronik, die im Videoquellen- Sende-Empfänger zur Kopplung an ein aktives Telefonnetz Verwendung findet;
Figur 7 die Elektronik, die im Sende-Empfänger verwendet wird, der an ein Fernsehgerät angeschlossen ist, um eine Kopplung mit einem aktiven Telefonnetz herbeizuführen;
Figur 8 die Details einer Schaltung, die Infrarotlicht in elektrische Energie auf Frequenzen über dem Telefonsprechband umwandelt; und
Figur 9 die Details einer Schaltung, die ein Infrarotmuster aus einem elektrischen Signal über dem Telefonsprechband erzeugt.
Die hier offenbarten Vorrichtungen sorgen für die Übertragung von Videosignalen und Steuersignalen von Infratorsendem über aktive Telefonleitungsnetze, ohne hierbei übliche Telefonkommunikationen zu beeinflussen. Sie sind so ausgebildet, daß sie Videosignale mit den gleichen Auflösungen und Auffrischraten aufnehmen, wie sie für den öffentlichen Sendebereich verwendet werden. Wenn Signale über Weglängen übertragen werden, die für übliche Häuser und Wohnungen typisch sind, sehen die Vorrichtungen eine ausreichende Signalwiedergabetreue vor, so daß Bilder ohne Qualitätsverlust und eindeutige Steuerbefehle erzeugt werden.
Die Ausgestaltung dieser Vorrichtungen erforderte extensive experimentelle und theoretische Untersuchungen der Physik der Übertragung von Videosignalen über diese Art Netz, eine tiefgehende Annäherung an die Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit von Verbraucherprodukten, die Ausgestaltung von Schaltungen sowie eine neuartige Kombination von elektrischen Signalverarbeitungskomponenten.
Der Beschreibung der offenbarten Vorrichtungen geht eine Übersicht der Zielsetzung der Übertragung über Telefonleitungsnetze voran. Diese Übersicht beginnt mit einer Zusammenfassung der Untersuchungen der Übertragung von Videosignalen und schließt mit einer Beschreibung des Verfahrens zur Übertragung von Signalen von Infrarotsteuereinheiten.
Die der Übersicht folgenden Beschreibungen umfassen diverse Optionen für die Ausgestaltung des Paares der zusammenwirkenden Sende-Empfänger, des speziellen TV/Sende-Empfänger-Paares und des speziellen in der Zusammenfassung erwähnten Adaptors. Der Einfluß der Übertragungsforschung auf diese Ausgestaltung sowie der Einfluß von anderen Überlegungen in bezug auf Verbraucherelektronik sind in diesen Beschreibungen enthalten. Die Vorteile und Nachteile der verschiedenen Ausgestaltungen werden ebenfalls erläutert, und es wird die bevorzugte Ausführungsform identifiziert. Schließlich werden elektronische Einzelheiten von einigen vorher allgemein beschriebenen Schaltungen präsentiert.
Die hier als Videosignale beschriebenen Signale betreffen Signaler die Bildinformationen liefern, welche nach NTC, PAL, SECAM oder entsprechenden Formaten codiert sind und für öffentliche Sendesysteme über die gesamte Welt verwendet werden. Diese Formate sehen zwischen 50 und 60 Bildrahmen pro Sekunde und vertikale Auflösungen zwischen 525 und 625 Zeilen pro Rahmen vor.
Allgemein dienen die offenbarten Vorrichtungen dazu, Audioinformationen zusammen mit Videoinformationen gemäß diesen Formaten zu übertragen. Der größte Teil der offenbarten Technik funktioniert jedoch in der gleichen Weise unabhängig davon, ob Audiosignale vorhanden sind oder nicht. Aus diesem Grund beziehen sich die hier als Videosignale beschriebenen Signale auf Signale mit oder ohne Audioinformation. Eine genaue Beschreibung erfolgt, wann immer Audiosignale speziell eingeschlossen oder ausgeschlossen sind.

Übertragung von Videosignalen über Telefonleitungen

Die nachfolgenden Probleme müssen überwunden werden, um Videosignale erfolgreich über ein Telefonleitungsnetz übertragen zu können:
1) Mehrwegeffekte, auch als "Reflektionen" oder "Geistereffekte" bekannt, können zur Verzerrung von Videosignalen führen. Diese Effekte können in einem Leitungsnetz auftreten, da sich Signale von der Quelle bis zum Empfänger über viele unterschiedliche Wege bewegen können. Wenn Signalenergie über zwei Wege mit unterschiedlicher Länge am Empfänger ankommt, ist das über einen Weg geleitete Signal in der Zeit relativ zu dem über den zweiten Weg geleiteten Signal versetzt. Es bewirkt, daß das gleiche Bild an zwei unterschiedlichen Punkten im Abtastzyklus der Bildröhre auftritt. Hiedurch kann ein spezielles Verzerrungsmuster erzeugt werden, das als "Geistereffekt" bezeichnet wird, wenn der Versatz groß genug ist. Mehrweg-"Geistereffekte" von drahtlos übertragenen Signalen werden normalerweise durch große Gebäude erzeugt, die Übertragungsenergie reflektieren und mehrere Wege mit signifikant unterschiedlichen Längen zur nächsten Antenne erzeugen.
2) Eine Reduktion der Signalenergie über die Übertragungswege kann zu einer Reduktion des Signal-Rausch- Verhältnisses führen, das an einem Fernsehempfänger vorhanden ist, und zwar unter den Wert, der zur Erzeugung eines Bildes mit hoher Qualität erforderlich ist. Ein Signal-Rausch-Verhältnis von 40 dB ist für ein Videosignal hoher Qualität gerade noch ausreichend. Hieraus folgt, daß eine Bildqualitätsverschlechterung resultiert, wann immer die Signalenergie am Empfänger auf 40 dB des Rauschpegels an der Leitung oder des minimalen Rauschpegels des Fernsehempfängers fällt.
Drei Faktoren sind für die Dämpfung der Energie des Signales, wenn sich dieses von der Quelle zum Empfänger bewegt, so daß am Ende eines Übertragungsweges niedrigere Energie vorhanden ist, prinzipiell verantwortlich. Diese Faktoren sind:
a) Dämpfung oder Vernichtung der Signalenergie durch die Leitung. Im Gegensatz zu einem Koaxialkabel, durch das sich Videosignale mit geringer Dämpfung bewegen, dämpft eine Telefonleitung Hochfrequenzenergie dramatisch. Diese Dämpfung steigt linear mit der Weglänge an und steigt ferner mit der Frequenz an. Beispielsweise bei 90 MHz dämpft eine typische Telefonleitung Energie auf 14 dB pro 100 Fuß, während bei 175 MHz die Dämpfung etwa bei 25 dB pro 100 Fuß liegt.
b) Netzverbindungsstellen, an denen die Leitungen ausein anderlaufen. Diese können signifikante Dämpfung erzeugen, wenn sie an einem der Hauptwege vorhanden sind, die Energie von der Quelle zum Empfänger übertragen. Wenn der alternative Weg sehr lang ist, wird die Energie aufgeteilt, wodurch der Pegel am Hauptübertragungsweg um etwa 3,5 dB reduziert wird. Wenn der andere Weg kürzer wird, hängt die Dämpfung davon ab, ob der Zweig offen ist oder "geschlossen" ist. Wenn der Zweig endlos ist, ist die Dämpfung geringer als dieser Wert und für sehr kurze Zweige vernachlässigbar. Bei höheren Frequenzen wird die Grenze von 3,5 dB schneller erreicht.
c) Telefonvorrichtungen, die Hochfrequenzenergie vernichten. Eine signifikante Zahl dieser Vorrichtungen weist diese Eigenschaft auf. Wenn sie kurze Zweige beenden, wie vorstehend beschrieben, können sie Energie aus einem Hauptübertragungsweg ziehen. Vorrichtungen, die einen starken Vernichtungseffekt besitzen, können die Energie über die üblichen Aufteilungsverluste von 3,5 dB reduzieren. Wenn die Länge dieser Zweige ansteigt, verhindert die Dämpfung des Zweiges das Energieabzugsphänomen, und der übliche Aufteilungsverlust von 3,5 dB wird zum dominierenden Faktor. Bei höheren Frequenzen wird die Grenze von 3,5 dB bei kürzeren Weglängen erreicht.
3) Die Tatsache, daß die Dämpfung mit der Frequenz ansteigt, kann dazu führen, daß die Energie in der Nähe des hohen Endes eines Videokanales von 6 MHz mehr gedämpft wird als die Energie am niedrigeren Ende. Dies führt zu einem "Verschwenken" des Signalenergiespektrums, was eine Form einer Signalverarzerrung darstellt, die zur Qualitätsverschlechterung des Bildes führen kann, wenn sie in ausreichender Weise hervortritt.
4) Auch Interferenzen von starken drahtlos übertragenen Signalen, die von der als Antenne wirkenden Leitung aufgenommen werden, können zu westenlichen Verzerrungen führen. Die Fähigkeit der Leitung, drahtlos übertragene Energie aufzunehmen, steigt mit der Frequenz an.
5) Da eine Telefonleitung im Gegensatz zu einem Koaxialkabel nicht über einen geerdeten metallischen Leiter abgeschirmt ist, kann signifikante elektromagnetische Strahlung erzeugt werden, wenn die Leitung elektrische Hochfrequenzenergie führt. Dies kann zu gesetzlichen Problemen sowie zu Interferenzen mit in der Nähe angeordneten Femsehempfängern und anderen Empfängern führen, die auf diese Frequenzen getunt sind. Der Pegel der von einem vorgegebenen Signalpegel erzeugten Strahlung steigt mit der Frequenz an (im Gegensatz zu Regulierungen in bezug auf Strahlung werden in den USA keine speziellen gesetzlichen Probleme durch den Anschluß von Hochfrequenzvorrichtungen an das öffentliche Telefonnetz hervorgerufen, wenn diese Vorrichtungen keine Energie unter 6 MHz übertragen. Restriktionen sind nicht erforderlich, da das Leitungsnetz diese Energie rasch unter einen Pegel von Bedeutung dämpft).
Eine mögliche Strategie zum Ansprechen dieser Probleme besteht darin, das Videosignal in eine andere Wellenform mit äquivalenter Information zu recodieren, bevor dessen Energie der Leitung zugeführt wird. Wenn beispielsweise die Bandbreite des Signales ohne den Verlust von Informationen komprimiert werden könnte, könnten die Probleme des "Verschwenkens", von Interferenzen und möglicher Strahlung reduziert werden. Die Verwirklichung einer Komprimierung oder von anderen Recodierungstechniken ist jedoch extrem teuer und führt wahrscheinlich nicht zu einer signifikanten Vermeidung aller dieser Probleme.
Da einige Konventionen für das Codieren und Modulieren von Videosignalen Signale mit redundanter Information vorsehen, kann die Bandbreite eines Videosignales manchmal durch scharfes Filtern ohne signifikanten Verlust von Informationen reduziert werden. Da die mögliche Reduktion jedoch nicht groß sein wird, ist es auch unwahrscheinlich, daß mit dieser Strategie die vorstehend beschriebenen Probleme in signifikanter Weise vermieden werden können.
Ein zweites Verfahren zur Änderung der Wellenform besteht darin, die höheren Frequenzen des Signales mehr zu verstärken als die am unteren Ende. Dies wird als "Preemphasis" bezeichnet und kann ein "Verschwenken" des Signales kompensieren. Abgesehen von der Tatsache, daß hiermit nur eines der möglichen Probleme angesprochen wird, ist eine Preemphasis teuer und macht es darüber hinaus erforderlich, den Kompensationspegel bei Installation in einem neuen Haus oder einer neuen Wohnung einzustellen. Dies deswegen, weil die Dämpfungsdifferenz einen Anteil der Gesamtdämpfung bildet, die wiederum von einem Haus zum anderen variiert.
Über das Verlegen des neuen Leitungsnetzes in einem Haus oder einer Wohnung hinaus, das der erfindungsgemäßen Lösung unterlegen ist, liegen die einzigen anderen Steuerelemente, die zur Herbeiführung eines Übertragungserfolges herangezogen werden können, in der Auswahl des Energiepegels und der Frequenz und in einer Elektronik, mit der die Effekte der angeschlossenen Telefonvorrichtungen begrenzt werden kön nen. Die meisten Fachleute erwarten jedoch, daß ein verstärktes Videosignal, das über ein Telefonleitungsnetz geführt wird, nahezu bei jeder Frequenz und jedem Energiepegel an "Geistereffekten" leidet. Andere gehen davon aus, daß eine Verstärkung des Signales, die groß genug ist, um dieses durch die Leitung zu führen, völlig unakzeptierbare Strahlungspegel erzeugt.
Zur Durchführung von Untersuchungen in bezug auf die Übertragung über ein derartiges Netz führten die Erfinder eine Reihe von Versuchen durch, die die Beobachtung der Qualität der aus den übertragenen Signalen erzeugten Bilder und Messungen der von den übertragenen Signalen erzeugten Strahlung einschlossen.
Als Teil des Versuches wurde ein Sende/Empfangsgerät unter Verwendung einer hiernach beschriebenen Technik kreiert, um verstärkte Videosignale über einen Anschluß auf ein Netz zu führen und diese von einem anderen Anschluß wiederzugewinnen. Diese Vorrichtungen wurden verwendet, um Experimente in 20 Häusern durchzuführen, und zwar mit Videosignalen unterschiedlicher Energiepegel und Frequenzen. Für die meisten dieser Versuche wurde die Telefoninstallation an den entsprechenden Anschlüssen abgetrennt, wobei jedoch einige Anschlüsse am Netz blieben. Einige wenige Tests wurden durchgeführt, um die Wirkungen einer den gleichen Anschluß teilenden Telefonanlage zu untersuchen.
Bei den Strahlungstests wurden Videosignale über eine offene Leitungslänge von 50 Fuß geführt, die sich horizontal erstreckte und in einer Höhe von 1 Fuß über dem Boden lag. Die Feldstärke wurde über eine geeichte Antenne gemessen, die in einem Abstand von 3 m vom Mittelpunkt der Leitung angeordnet war. Die Signale wurden konditioniert, um Strahlung zu minimieren, bevor sie der Leitung zugeführt wurden. Diese Konditionierung enthielt ein sogenanntes "Ausgleichsverfahren", das bei den hier offenbarten Sende- Empfängern Verwendung findet und später beschrieben wird.
Die meisten natürlichen Auswahlen für Übertragungsfrequenzen sind die Kanäle im niedrigen VHF-Bereich. In den USA setzt sich der niedrige VHF-Bereich aus den VHF-Kanälen 2 bis 6 zusammen, die sich von 54 MHz bis 88 MHz erstrecken. Die VHF-Kanäle 2 bis 4 bilden eine benachbarte Gruppe von drei 6 MHz breiten Kanälen, die einen Bereich zwischen 54 MHz und 72 MHz überdecken. Die VHF-Kanäle 5 und 6 bilden eine zweite benachbarte Gruppe, die einen Bereich von 76 MHz bis 88 MHz überdeckt.
Die Kanäle im niedrigen VHF-Bereich sind gute Kandidaten für Übertragungsfrequenzen, da sie die unterste Gruppe von Kanälen bildenr die von üblichen Fernsehgeräten getunt werden können. Der Vorteil des Tunens besteht darin, daß die Fernsehempfänger diese Signale von der Leitung in einer zum Tunen geeigneten Form rückgewinnen, wodurch der Bedarf nach Elektronik, die ihre Frequenz umformen, entfällt. Die Vorteile in bezug auf den Einsatz der niedrigeren Frequenzen von den VHF-Kanälen liegen in der Reduktion von Dämpfungs strahlung.
Ein weiterer Vorteil der Fähigkeit zum Tunen besteht darin, daß dann, wenn der Kanal für eine örtliche Videosendung verwendet wird, keine Möglichkeit einer Störung durch Sendeenergie existiert, die in den USA von der Leitung aufgenommen wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Frequenzbänder, die in den USA Videosendungen zugeordnet sind, außerhalb der Grenzen von allen anderen Servicearten liegen.
Da über den niedrigen VHF-Bereich nur eine geringe Variation erwartet wurde, wurden die Tests nur mit dem VHF-Kanal 3 durchgeführt. Über diesen Bereich wurden keine Frequenzen getestet, da der erste abstimmbare Kanal über dem VHF-Kanal 6 der VHF-Kanal 7 ist, der bei 174 MHz eine wesentlich größere Dämpfung und Strahlung aufweist und gegenüber den unteren VHF-Kanälen keine entsprechenden Vorteile besitzt.
Um festzustellen, ob weitere Reduktionen in der Dämpfung und Strahlung die Extrakosten ausgleichen würden, die durch die Verwendung von Kanälen unterhalb des abstimmbaren Bereiches entstehen, wurde entschieden, eine Übertragung bei Frequenzen unterhalb des VHF-Kanales 2 zu untersuchen. Da die Strahlungsbeschränkungen der amerikanischen Federal Communications Commission unter 30 MHz weniger restriktiv sind, wurde entschieden, den Kanal auszuwählen, der von 24 MHz bis 30 MHz reicht.
Nach Kenntnis der Erfindung sind die einzigen Anwendungsfälle in bezug auf die Übertragung von Videosignalen mit hohen Auflösungen und Auffrischraten bei Frequenzen unter dem abstimmbaren Bereich diejenigen, bei denen eine Extrabandbreite in einem Kabel-TV-Verteilungsnetz erforderlich ist. Diese Anforderung kann auftreten, wenn Videosignale über Kabel von entfernten Orten an eine zentrale Übertragungsstelle zurückgesendet werden müssen. Diese Frequenzen stehen für eine Rückübertragung zur Verfügung, da Verteilungssysteme üblicherweise keine Frequenzen unter dem VHF Kanal 2 verwenden. Sie können von Fernsehgeräten nicht getunt werden und sind nach Kenntnis der Erfinder niemals in irgendeiner Verbrauchervideovorrichtung eingesetzt worden.
Es folgt nunmehr eine Zusammenfassung der Ergebnisse der Übertragungs- und Strahlungs experimente:
1) Als ein VHF-Kanal-3-Signal mit einem Energiepegel von 37,5 dB re 1 mV am Quellenende auf die Leitung gelegt wurde, wurden keine sichtbar verschlechterten Bilder von Signalen erzeugt, die in 85 % der Testfälle in einer entfernten Dose wiedergewonnen wurden. Die Strahlung der Signale auf diesem Energiepegel wurde mit etwa 200 uV/M bei 3 m gemessen.
2) Bei einem Energiepegel von 42,5 dB re 1 mV wurde mit Videosignalen, die zwischen 24 MHz und 30 MHz konzentriert waren, ein sichtbar nicht verschlechtertes Bild in 100 % der Testfälle erzeugt. Die Strahlungspegel betrugen etwa 200 uV/M bei 3 m (dieser Pegel entsprach dem Pegel für VHF-Kanal 3, da ein höherer Signalpegel verwendet wurde).
3) Geistereffekte wurden bei keiner Frequenz oder keinem Energiepegel beobachtet.
4) Interferenzen von einem Videosender verzerrten das Bild nur dann, wenn dieser stark genug war, um ein nicht verschlechtertes Bild über Antennenempfang zu erzeugen. Entfernte Videoquellen erzeugten keine Interferenzen. Diese Art von Interferenzen bezogen sich natürlich nur auf die Tests mit VHF-Kanal 3 und nicht auf den Kanal von 24 MHz bis 30 MHz
5) Signale von CB-Funkempfängern, die mit einer Leistung von 5 W operieren und den Bereich von 26,965 MHz bis 27,4 MHz überdecken, erzeugten Interferenzen mit einer Übertragung über den 24-30 MHz-Videokanal, wenn ein CB-Empfänger in einem Abstand von 50 Fuß von der Telefonleitung angeordnet war. Interferenzen von anderen Quellen wurden nicht beobachtet. Diese sind jedoch offensichtlich möglich, wenn eine Quelle, die auf einer störenden Frequenz überträgt, nahe genug angeordnet ist oder eine Übertragung mit einer ausreichenden Leistung durchführt.
6) Der Anschluß der Telefoneinrichtung an Anschlüsse, die vorher nur von den Sende-Empfängern benutzt wurden, führte gelegentlich zu einer Qualitätsverschlechterung eines sonst eine hohe Qualität aufweisenden Bildes.
7) Keine festgestellte Verzerrung konnte auf ein "Verschwenken" des Signalspektrums zurückgeführt werden.
8) Die Strahlung von Signalen, die über die Leitung auf dem VHF-Kanal 3 übertragen wurde, verursachte oft geringfügige, jedoch signifikante Interferenzen mit nahen Fernsehübertragungen, die auf ein VHF 3-Signal getunt waren, das von einer anderen Videoquelle gelifert wurde. Dies trat am meisten auf, als ein Kabelumformer und ein Videorecorder (VCR) beide an einen Fernsehempfänger angeschlossen waren und der Empfänger ein Signal vom Kabelumformer auf VHF-Kanal 3 erhielt, während der Videorecorder das VHF 3-Signal lieferte, das über die Telefonleitung übertragen wurde. Diese Art von Interferenzen trat bei älteren Fernsehgeräten auf, die keinen abgeschirmten Eingang aufwiesen, und auch bei moderneren Fernsehgeräten, die über ein abgeschirmtes Koaxialkabel angeschlossen waren, jedoch eine geringfügige Leckage von anderen Anschlüssen, beispielsweise Doppelleitungsanschlüssen, ermöglichten. Diese Art von Problem tritt jedoch nicht auf, wenn die VHF-Kanäle 5 oder 6 zur Übertragung über das Leitungsnetz verwendet werden, da Videoquellen, die Signale auf diesen Kanälen übertragen, sehr selten sind.
Das Überleben von ausreichender Signalenergie, um ein Qualitätsbild zu erzeugen, kann durch einfache Betrachtung der über die längsten Wege, die üblicherweise in Häusern bzw. Wohnungen auftreten, zu erwartenden Dämpfung erläutert werden. Wenn man von einer minimalen Femsehempfängerrauschzahl von 5 dB, einer Empfängerbandbreite von 6 MHz und einem gewünschten Signal-Rausch-Verhältnis von 50 dB ausgeht, stellt man fest, daß der am Empfänger erforderliche minimale Signalpegel 770 uV in 75 Ohm beträgt. Der Ausgangspegel eines typischen Videorecorders liegt bei etwa 2000 uV in die gleiche Impedanz und somit gut über dem Minimum, das zur zuverlässigen Erzeugung eines Bildes hoher Qualität erforderlich ist. Bei 66 MHz beträgt die Dämpfung von über das Telefonleitungsnetz übertragenen Signalen etwa 30 dB über 250 Fuß Hieraus folgt, daß bei einer Dämpfung von 30 dB eine gute Signalqualität über die längsten Wege in typischen Haushalten gesichert werden sollte, mit Ausnahme der Fälle, bei denen Weichen im Leitungsnetz und angeschlossene Telefoninstallationen eine übermäßig große Dämpfung verursachen.
Das Fehlen von "Geistereffekten" kann durch die Tatsache erläutert werden, daß üblicherweise eine monotone Beziehung zwischen der Signalübertragungszeit und der Dämpfung besteht (die seltenen Ausnahmen zu dieser Beziehung können durch einen kurzen Weg verursacht werden, über den die Signale eine außergewöhnlich hohe Dämpfung erfahren, weil viele Weichen vorhanden sind, oder durch das Vorhandensein von Telefonvorrichtungen, die über kurze Zweige angeschlossen sind. Signale, die einen solchen Weg durchlaufen, können mehr gedämpft werden als solche, die einen längeren Weg durchlaufen, der eine längere Übertragungszeit aufweist). Aufgrund dieser monotonen Beziehung werden sekundäre Signale, die am Empfänger ankommen, nachdem sie lange reflektierte Wege passiert haben, üblicherweise relativ zu den Signalen, die den direktesten Weg vom Sender zurückle gen, in signifikanter Weise gedämpft. Der "Versatz" im Bild, der zu den "Geistereffekten" führt, ist von der Differenz in den Übertragungszeiten abhängig. Um sichtbar zu sein, muß der Versatz mindestens so groß sein wie die Auflösung des Fernsehbildes. Es kann gezeigt werden, daß Weglängendifferenzen, die einen Versatz von dieser Größe erzeugen, auch eine ausreichende Dämpfungsdifferenz besitzen, um den Energiepegel des reflektierten Weges auf einen Wert zu bringen, der mindestens 40 dB unter dem des Weges liegt, der sich unter dem minimalen, für ein Qualitätsbild erforderlichen SNR befindet, um die reflektierte Energie vernachlässigbar und deren Interferenz unsichtbar zu machen.
Durch die Ergebnisse der Versuche wurde bestätigt, daß bei der Zuführung von zwei Signalen zu einem Telefonleitungsnetz mit Energiepegeln, die bewirken, daß die Signale die gleiche elektromagnetische Strahlung erzeugen, ein Signal, das auf einem Kanal unter 54 MHz übertragen wird, eine signifikant höhere Wahrscheinlichkeit zur Erzeugung eines Bildes hoher Qualität besitzt als ein Signal, das auf einem niedrigen VHF-Kanal übertragen wird. Eine Übertragung bei niedrigeren Frequenzen ist gegenüber Interferenzen von Sendequellen empfänglicher und macht auch eine etwas teurere Elektronik erforderlich.

Übertragung von Signalen von Infratorsteuervorrichtungen über Telefonleitungen

Wie in der Einleitung beschrieben, ist das zweite Signal, das zwischen den Sende-Empfängern übertragen wird, das Steuersignal von einem Infrarotsender, der im Bereich eines angeschlossenen Fernsehgerätes operiert. Ein Teil der bekannten Übertragungstechnik folgt der bekannten Strategie des Umwandelns des von diesen Signalen erzeugten Lichtmusters in elektrische Energie und des Übertragens dieser Energie über die Leitung in der entgegengesetzten Richtung zu den Videosignalen, um vom an die Videoquelle angeschlossenen Sende-Empfänger empfangen zu werden. Dieser Sende- Empfänger benutzt die elektrische Version des Signales, um das ursprüngliche Infrarotlichtmuster wieder zu erzeugen und damit die Videoquelle, an die er angeschlossen ist, zu steuern.
Die hier beschriebene Technik stellt eine Erweiterung dar, um Interferenzen mit Telefonsignalen zu vermeiden. Diese Erweiterung fordert, daß die Frequenz der elektrischen Version der Steuersignale vor der Übertragung über die Leitung auf ein höheres Band transferiert wird. Dieses Band ist hoch genug, um Interferenzen mit Telefonsignalen oder mit Kommunikationssignalen niedriger Frequenz zu vermeiden. Nach Rückgewinnung dieses Signales am Ende des Übertragungsweges wird das Signal auf sein ursprüngliches Band zurückgeführt, bevor es zur Wiedererzeugung des ursprünglichen Lichtmusters verwendet wird.
Das Aufrechterhalten der Wiedergabetreue der Steuersignale über die Leitung stellt eine geringere Herausforderung dar als die Übertragung der Videosignale. Eine Ungleichmäßigkelt oder ein "Verschwenken" im Signalspektrum ist kein Problem, da die Bandbreite des Signales gering ist. Eine Analyse der Faktoren, die eine Mehrweginterferenz steuern, ergibt, daß dieses Problem ohnehin nicht auftreten sollte.
Da die Bandbreite der Steuersignale von typischen Infrarotsendern wesentlich geringer ist als 1 MHz, ist es nicht schwierig, ein Frequenzintervall zu finden, das von drahtlos übertragenen Signalen der Umgebung nur wenig störend beeinflußt wird. Auch der Informationsgehalt ist gering, so daß für eine erfolgreiche Übertragung wenig Energie erforderlich ist. Die reduzierte Energie erzeugt weniger Strahlung.
Weitere Anforderungen für die Auswahl eines Frequenzbandes und Energiepegels zur Übertragung dieser Signale bestehen darin, daß das Band natürlich nicht die Videosignale auf den Frequenzen, die für die Videoübertragung gewählt wur den, überlappen darf und daß die Energie den gesetzlichen Anforderungen entsprechen muß, die für Vorrichtungen gelten, die an das öffentliche Telefonnetz angeschlossen sind. Wie vorstehend erläutert, legt die Federal Communications Commission der USA keine Beschränkungen auf Signale über 6 MHz, so daß ein großer Raum zwischen dieser Frequenz und den Videosignalen verbleibt, selbst wenn ein Kanal unter VHF 2 verwendet wird. Die Steuersignale können auch über den für die Übertragung von Videosignalen verwendeten Frequenzen übertragen werden.
Eine auf 10,6 MHz zentrierte Frequenz wird bei der bevorzugten Ausführungsform verwendet, da dies eine übliche Zwischenfrequenz in EM-Funkvorrichtungen darstellt. Dies hat zur Folge, daß sehr billige elektronische Komponenten zur Verfügung stehen, die für diese Frequenz besonders geeignet sind.

Beschreibung des Sende-Empfängers, der an eine Videoquelle angeschlossen ist

Als Ergebnis der Untersuchungen über die Übertragung von Videosignalen über aktive Telefonleitungen und das zur Übertragung von Steuersignalen geeignete System wurde ein allgemeines Konzept für einen Sende-Empfänger entwickelt, der zwischen eine Videoquelle und eine Telefonleitung zu schalten ist, um die folgenden Funktionen durchzuführen:
1) Verschieben der Frequenz des Videosignales von dem Kanal, der von der Quelle geliefert wird, auf den Kanal, der für die Übertragung verwendet wird,
2) Verstärken des Videosignales,
3) "Ausgleichen" der beiden Leitungen des Videosignales, so daß deren Spannungen nahezu gleich und in bezug auf Erde entgegengesetzt sind, und Anpassen der Impedanz der Telefonleitung,
4) Übertragen dieses Signales auf das Telefonleitungsnetz ohne Kommunikationssignale niedriger Frequenz zu stören und gleichzeitiges Rückgewinnen der auf das Leitungsnetz vom an den Empfänger angeschlossenen Sende- Empfänger übertragenen Steuersignale,
5) Herunterschieben der Steuersignale auf ihre ursprüngliche Frequenz,
6) Verwenden der resultierenden Energie zur Wiedererzeugung des ursprünglichen Infrarotmusters und
7) Anschließen einer Telefondose, wobei man Telefonvorrichtungen sich die gleiche Dose teilen läßt, ohne die Energie des Videosignales herabzusetzen.
Figur 1 zeigt eine Anordnung der Elektronik für einen Sende-Empfänger 1, der diese Funktionen ausführt. Dieser Sende-Empfänger wird in den folgenden Absätzen beschrieben. Die Beschreibung offenbart diverse optionale Ausführungsvarianten.
Der Sende-Empfänger 1 ist an die Videoquelle 2 angeschlossen, um ein Signal abzuleiten. Dieses Signal wird zu einem Hochfrequenzumformer 3 geführt, der das Signal auf das Frequenzband überführt, das für die Übertragung über das Leitungsnetz ausgewählt wurde.
Möglicherweise stellen nahezu alle Verbrauchervideoquellen ihre Signale in einer von nur zwei unterschiedlichen Art und Weisen zur Verfügung. Einige Vorrichtungen stellen ein nicht moduliertes Videosignal, das keine Toninformation enthält, von einem Anschluß und ein nicht moduliertes Audiosignal von einem zweiten getrennten Anschluß zur Verfügung. Andere liefern ein Videosignal, das möglicherweise Toninformationen enthält, auf dem VHF-Kanal 3 oder 4 gemäß einem vom Verbraucher eingestellten Schalter. Bei den meisten Videorecordern steht deren Signal in beiden Ausführungsformen zur Verfügung.
Es werden zwei alternative Ausführungsformen für Hochfrequenzumformer zur Übertragung auf einem niedrigen VHF-Kanal offenbart. Diese Optionen besitzen klare Vorteile gegenüber allen anderen möglichen Ausführungsformen. Bei einer Ausführungsform werden die Signale von dem Anschluß abgeleitet, der ein niedriges VHF-Signal liefert und hiernach als "niedriger VHF-Anschluß" bezeichnet wird. Diese Ausführungsform wird zuerst beschrieben. Dieser Beschreibung folgt eine Beschreibung der zweiten Ausführungsform, die ihr Signal von dem Anschluß ableitet, der ein nicht moduliertes Signal liefert und hiernach als "Grundband"-Anschluß bezeichnet wird.
Bedienungshandbücher für Videoquellen, die ein VHF-Kanal 3 oder 4-Signal liefern, weisen den Benutzer an, den Kanal auszuwählen, der nicht für den Lokalfunk verwendet wird. Einer von den beiden ist in den USA garantiert immer frei von störenden Beeinflussungen durch Fernsehsender. Dies ist der Fall, weil die FCC der USA Frequenzen zugewiesen hat, um sicherzustellen, daß kein Ort Fernsehsignale auf zwei benachbarten Videokanälen empfängt, und die Videosendebänder strikt für TV reserviert hat.
Hieraus folgt, daß der niedrigere VHF-Anschluß an einem Videorecorder garantiert ein niedriges VHF-Signal liefert, das nicht für das örtliche Fernsehen verwendet wird. Hierdurch wird der Bedarf nach Hochfrequenzumformelektronik eliminiert und der Aufwand der Vorrichtung beträchtlich reduziert. Des weiteren kann eine einzige Ausführungsform für jeden Ort im Land ausreichen.
Ein möglicher Nachteil dieser Alternative besteht im vorstehend beschriebenen Interferenzproblem, das durch Strahlung des übertragenen Signales von der Leitung verursacht wird, das in TV-Signale von einer separaten Quelle auf VHF-Kanal 3 oder 4 leckt. Um die Strahlung zu minimie ren und dieses Problem zu beseitigen, sind die Verwendung eines speziellen Verbindungskabels und ein veränderlicher Verstärker später bei der Beschreibung dieses Sende-Empfängers offenbart.
Die zweite Ausführungsform zur Übertragung auf einem niedrigen VHF-Kanal fordert, daß das Signal in nicht modulierter Form vom Grundbandanschluß abgeleitet wird. Diese Option besitzt zwei signifikante Vorteile. Ein Vorteil besteht darin, daß der niedrige VHF-Anschluß bei Videorecor dem üblicherweise an einen Fernsehempfänger angeschlossen ist, während der Grundbandanschluß bei Videorecordern nahezu immer unbenutzt und offen ist, so daß ein Anschluß an den Sende-Empfänger extrem einfach ist.
Der andere Vorteil kommt von einem Schalter, üblicherweise als "TV/VCR"-Schalter bezeichnet, der den Ausgang des niedrigen VHF-Anschlusses bei Videorecordern steuert. Dieser TV/VCR-Schalter ermöglicht, daß das VCR-Signal, das von einem Videoband oder von einem vom VCR-Tuner eingetunten Signal erzeugt wird, auf dem VUF-Kanal 3 oder 4 ausgesendet wird, oder ermöglicht alternativ, daß die in den Videorecorder eingegebenen Signale den "niedrigen VHF-Anschluß" mit ihren ursprünglichen Frequenzen verlassen. Mittlerweile verläßt das VCR-Signal immer den Grundbandanschluß. Hierdurch kann das örtliche Fernsehen entweder auf die Eingangssignale oder das vom Videorecorder erzeugte Signal getunt werden, während das VCR-Signal den Grundbandanschluß separat verläßt und für eine Übertragung über das Leitungs netz zum entfernten Fernseher zur Verfügung steht. Darüber hinaus spricht der "TV/VCR"-Schalter normalerweise auf eine der Steuerungen an einem begleitenden Fernbedienungsinfrarotsender an.
Wenn zu Übertragungszwecken eine niedrige VHF-Frequenz ausgewählt und der Grundbandanschluß als Signalquelle ausgewählt wird, ist offensichtlich der Hochfrequenzumformer 3 erforderlich. Der Umf ormer gibt ein Videosignal ein und verwendet dieses Signal zur Modulierung eines niedrigen VHF-Trägersignales, wodurch ein aquivalentes Videosignal mit niedriger VHF-Frequenz erzeugt wird (wenn ein Audiosignal zur Verfügung steht, macht es normalerweise natürlich Sinn, daß der Modulator dieses Signal zusammen mit dem Videosignal gemäß dem NTSC- oder einem äquivalenten Format kombiniert und dann das kombinierte Signal zum Modulieren des Trägers verwendet). Um die wirtschaftlichen Vorteile aus einer einzigen Ausführungsform, die für die gesamte USA reicht, zu nutzen, sollte einer von zwei benachbarten niedrigen VHF-Kanäle zur Verfügung stehen und über einen vom Benutzer bedienten Schalter eingestellt werden (theoretisch kann der Schalter auch automatisch gesteuert werden, indem eine Schaltung verwendet wird, die das Vorhandensein von Sendeenergie abtastet und den leeren Kanal wählt). Eine Ausführungsform für diesen Modulator wird nicht beschrieben, da diverse Ausführungsformen bekannt sind.
Diverse Vorteile ergeben sich, wenn der Modulator so ausgebildet ist, daß anstelle auf den anderen beiden zur Verfügung stehenden benachbarten niedrigen VHF-Paaren VHF 3/4 und VHF 2/3 auf dem VEF-Kanal 5 oder 6 operiert werden kann. Als erstes tritt das spezielle Problem der Strahlungsenergie von der Leitung, die das von einer separaten Videoquelle zu einem nahen Fernsehgerät geführte Signal störend beeinflußt, nicht auf. Dies ist darauf zurückzuführen, weil Verbrauchervideoquellen selten ihr Videosignal auf dem VHF-Kanal 5 oder 6 zur Verfügung stellen. Als zweites kann der über den Sende-Empfänger angeschlossene Fernseher einfacher das wiedergewonnene Signal zusammen mit einer lokalen Videoquelle, beispielsweise einem Kabelumformer, kombinieren, da Videoquellen nahezu immer die VHF-Kanäle 2, 3 oder 4 benutzen. Schließlich rührt ein Vorteil aus der Tatsache, daß die VHF-Kanäle 5 und 6 nicht zu irgendwelchen Kanälen benachbart sind. Das bedeutet, daß bei Kombination des Telefonleitungssignales mit einem Signal von einer Antenne das Signal von der Telefonleitung niemals zu mehr als einem Antennensignal benachbart Ist. Da nur teure Modulatoren ihre Signale vollständig in ihr beabsichtigtes Band eingrenzen, werden hierdurch die Interferenzmöglichkeiten reduziert.
Der Hochfrequenzumformer 3 ist natürlich ebenfalls erforderlich, wenn eine Frequenz unter dem VHF-Kanal 2 zur Übertragung verwendet wird, unabhängig von dem Anschluß, von den das Videosignal abgeleitet wird. Im Gegensatz zu niedrigen VHF-Kanälen können jedoch Kanäle unter VHF 2 nicht von üblichen Fernsehgeräten getunt werden, so daß eine Hochfrequenzumwandlung am Sende-Empfänger, der an das Fernsehrgerät angeschlossen ist, erforderlich ist, wie nachfolgend in Figur 2 gezeigt. Die von den beiden Sende- Empfängern durchgeführten Hochfrequenzumformungen müssen offensichtlich in diesem Fall koordiniert sein. Drei Systeme zur Koordination zwischen diesen Umformvorgängen sind nach der Beschreibung des TV-Sende-Empfängers offenbart.
Nachdem das Videosignal von dem für die Übertragung verwendeten Kanal abgeleitet oder auf diesen Kanal geschoben worden ist, passiert es einen Hochfrequenzverstärker 4, der den Energiepegel um einen festen Faktor erhöht. Um die Wahrscheinlichkeit des Übertragungserfolges über sämtliche Häuser bzw. Wohnungen zu erhöhen, sollte die Verstärkung so eingestellt sein, daß eine Strahlung verursacht wird, die lediglich den gesetzlichen Grenzen gerecht wird, wenn nicht eine höhere Erfolgsrate mit einer niedrigeren Einstellung erreicht werden kann.
Eine Variation dieser Ausführungsform erfordert einen Hochfrequenzverstärker 4, der eine variable Steuerung des Verstärkungspegels durch den Benutzer ermöglicht. Dies ist wertvoll für Situationen, bei denen die Kanäle VHF 3 oder 4 für die Übertragung verwendet werden, da Strahlung von der Leitung zu Interferenzen mit Fernsehgeräten führen kann, die an separate Quellen angeschlossen sind, wie vorstehend beschrieben. Eine variable Reduzierung des Signalpegels setzt einen Benutzer in die Lage, diese Interferenzen auszuschalten, während der Signalpegel am entfernten Femsehgerät hoch genug gehalten wird, um ein Bild ohne Qualitätsverschlechterung zu erzeugen.
Nach der Verstärkung folgt das Videosignal dem leitenden Weg zu einem Kopplungsnetz 5. Dieses Netz 5 leitet das Videosignal zum Telefonleitungsnetz und ermöglicht, daß die Steuersignale des Fernsehempfängers vom Leitungsnetz zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 6 geführt werden können (der Prozeß, über den Steuersignale von einem Infratorsensor in elektrische Energie über dem Sprechband umgeformt und weiter zur Telefonleitung geführt werden, ist in der Beschreibung des Fernsehempfängers enthalten). Das Netz führt ferner die Funktionen des Ausgleichens der Energie des Videosignales, der Anpassung der Impedanz des Videosignalweges an die Impedanz der Telefonleitung, des Blockierens von Telefonkommunikationssignalen niedriger Frequenz von der Sende-Empfänger-Elektronik und des Blockierens des Flusses der Videosignale zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 6 durch. Das Netz 5 blockiert nicht den Fluß der Steuersignale zum Hochfrequenzverstärker 4.
Die Bedeutung dieser Funktionen wird in den folgenden Absätzen beschrieben. Die detaillierte elektronische Ausbildung der bevorzugten Ausführungsform dieses Netzes ist in Figur 6 gezeigt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Durch das Ausgleichen der Videosignalenergie auf den beiden Adern der Leitung wird das Löschen der beiden elektromagnetischen Felder, die durch diese Adern erzeugt werden, gefördert, wodurch die Strahlung dramatisch reduziert wird. Die Frequenz des Einganges hat die größte Auswirkung auf den durch eine vorgegebene Netzausführung erzielten Ausgleich. Da die Frequenz bekannt Ist, kann die Ausführung so konzipiert werden, daß ein zuverlässiger Ausgleich erreicht wird.
Ein Ausgleich der Steuersignale ist jedoch andererseits nicht so kritisch, da diese Signale ausreichend verstärkt werden können, um eine Qualitätsübertragung zu garantieren, während die Strahlung auf Pegel unter gesetzlichen oder anderweitig signifikanten Grenzen beschränkt wird.
Die Impedanz der internen Sende-Empfänger-Schaltungsverdrahtung wird an die Impedanz der Telefonleitung auf den Videofrequenzen angepaßt, da ein Übergang von einem Medium zum anderen ineffizient ist und Signalenergie vergeudet, wenn keine Impedanzanpassung erfolgt ist. Dies kann in Situationen von Bedeutung sein, in denen die Videosignalenergle nur marginal hoch genug ist, um ein Bild mit hoher Qualität zu erzeugen. Eine Impedanzanpassung auf die von Steuersignalen benutzten Frequenzen ist nicht von Bedeutung, da für die Übertragung dieser Signale überschüssige Energie zur Verfügung steht.
Durch das Blockieren einer Übertragung von niedrigfrequenten Signalen auf die Elektronik des Sende-Empfängers wird jedwede Störung mit üblichen Telefonkommunikationssignalen vermieden. Die Blockierung sollte den Anschluß und die Operation des Sende-Empfängers für die Funktion der niedrigfrequenten Telefonkommunikationen vollständig transparent machen.
Durch die Blockierung des Videoenergieflusses zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 6 kann diese Komponente in zuverlässiger Weise das ursprüngliche Steuersignal ohne spe ziehe teure Elektronik wieder erzeugen. Das Videosignal würde normalerweise diese Verarbeitung unterbrechen, da es einen sehr hohen Energiepegel besitzt, während es dieses Netz passiert.
Durch das Netz 5 wird es möglich, die Steuersignale weiter zum Hochfrequenzverstärker 4 zu leiten. Es ist kein Bedarf zum Blockieren dieser Signale vorhanden, da sie Frequenzen über dem Grundband besitzen und Hochfrequenzverstärker üblicherweise so ausgebildet sind, daß sie Hochfrequenzsignale niedriger Energie, die an ihren Ausgängen anstehen, löschen. Der Verstärker sorgt somit für eine Isolation des Steuersignales gegenüber der Videoquelle als Seiteneffekt. Wenn diese Intelligenz den Verstärker passieren und auf den Hochfrequenzumformer 3 oder die Videoquelle 2 übertragen werden könnte, würde sie in entsprechender Weise ignoriert werden, da diese Vorrichtungen üblicherweise für eine reverse Isolation sorgen.
Die Funktion der Steuersignalverarbeitungsschaltung 6 besteht darin, die Frequenz der Steuersignale zurück auf ihre ursprüngliche Stelle am Grundband herunterzuschieben und die resultierende Energie zum Betreiben einer Infrarotstrahlung abgebenden Röhre 7, die das ursprüngliche Lichtmuster wieder erzeugt, zu verwenden. Diese Funktion vervollständigt den Prozeß der Übertragung von Signalen von einem Infrarotsender über eine aktive Telefonleitung, eine Funktion, die bislang keinen Teil irgendeiner handelsüblichen Vorrichtung oder Verbrauchervorrichtung darstellte. Die bevorzugte Ausführungsform der Steuersignalschaltung 6 des Videoquellen-Sende-Empfängers ist in Figur 9 gezeigt und wird im einzelnen später erläutert.
Wenn der Videoquellen-Sende-Empfänger oben auf der Quelle, an die er angeschlossen ist, angeordnet wird, was der zweckmäßigsten Anordnung entspricht, existiert keine Sichtlinie zwischen der Infrarotröhre und dem infrarotempfindlichen Aufnahmefenster an der Quelle. Dies stellt kein Problem dar, wenn das Infrarotlicht von Wänden reflektiert werden kann und seine Wirksamkeit behält, was möglich ist. Um diese zweckmäßige Anordnung des Senders zu ermöglichen, sollte die Infrarotübertragungsröhre mit hoher Energie und mit einer großen Strahlbreite betrieben werden, um die Möglichkeit einer unzureichenden Reflektionsenergie zu verringern. Es kann Sinn machen, diverse Röhren zu betreiben, die unter unterschiedlichen Winkeln orientiert sind.
Der Sende-Empfänger 1 ist an das Telefonleitungsnetz 10 über eine Verbindungsschnur 12 angeschlossen, die in einem RJ-11-Stecker endet, dem zum Anschluß an Telefondosen genormten Stecker. Diese Schnur umfaßt zwei spezielle Komponenten: einen Berührungstonschalter 8 und ein Tiefpaßfilter 9. Die beiden Leiter der Schnur sind systematisch umeinander verdrillt.
Der Berührungstonschalter 8 stellt ein wahlweises Merkmal dar, der für eine Koordination dieses Sende-Empfängers mit anderen Videoquellen-Sende-Empfängern, die an das gleiche Netz angeschlossen sind, vorgesehen ist. Seine Funktion wird im einzelnen später beschrieben. Für die momentane Beschreibung kann davon ausgegangen werden, daß der Schalter keinen Einfluß auf den Signalfluß über die Schnur 12 oder auf die Operation der anderen Komponenten hat. Die anderen beiden Merkmale, nämlich das Tiefpaßfilter 9 und die spezielle Art der Leiter der Schnur, werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.
Wie vorstehend erläutert, können Telefonvorrichtungen, die über eine kurze Leitungsspanne an einen Hauptübertragungsweg angeschlossen sind, zu einer signifikanten Vernichtung von Hochfrequenzsignalenergie führen. Um eine Ausrüstung zu ermöglichen, die an die vom Sende-Empfänger geteilten Anschlüsse angeschlossen bleibt, ohne eine Dämpfung zu verursachen, ist das Tiefpaßfilter 9, das aus zwei Induktionsspulen mit Tiefpaßeigenschaften besteht, in Reihe an die beiden Leiter der Schnur angeschlossen, um einen zweiten Anschluß zum Anschließen einer Telefonausrüstung 11 zu ermöglichen. Dieses Filter entfernt die meisten Hochfrequenzeffekte sowohl der Ausrüstung als auch der Aufteilung in der Leitung, indem es eine hohe Impedanz gegenüber Hochfrequenzsignalen besitzt.
Durch das Verdrillen der Leiter der Schnur wird die Energie in signifikanter Weise reduziert, die von diesen Leitern abgestrahlt wird, und zwar über die Reduktion hinaus, die auf einen Ausgleich der Spannungen zurückzuführen ist. Wenn dieses Merkmal in Kombination mit dem Tiefpaßfilter verwen det wird, läßt es nur die Leitung, die die Dosen mit der Schnittstelle für das öffentliche Telefonnetz verbindet, und die Leitung, die die Telefonvorrichtungen mit nicht verwendeten Dosen verbindet, als Quelle für eine signifikante Strahlung übrig (wenn die Anschlußdrähte verdrillt sind und nicht verwendete Dosen vom Hauptübertragungsweg weit weg liegen, verbleiben nur sehr wenig Strahlungsgelegenheiten). Diese Reduktion ist wichtig für den Fall, bei dem ein Fernsehrgerät, das ein Signal von einer separaten Videoquelle empfängt, eine störende Beeinflussung durch Strahlung erfährt, die von der Leitung auf VHF-Kanal 3 oder 4 erzeugt wird.
Eine Abschirmung der Leiter über einen metallischen Leiter führt ebenfalls zu einer Reduzierung der Strahlung. Diese Abschirmung ist effektiver, wenn der Leiter geerdet ist.

Beschreibung des Sende-Empfängers, der an einen Fernsehempfänger angeschlossen ist

Auf der Basis des zur Übertragung von Infrarotsignalen dienenden Systems und der Erfordernisse für das bequeme Zuführen von Videosignalen an einen Fernsehempfänger wurde ein allgemeines Konstruktionsprinzip für einen Sende- Empfänger zum Anschluß zwischen das Telefonleitungsnetz und einen Fernsehempfänger entwickelt, um folgende Funktionen auszuführen:
1) Empfangen von Infrarotsteuersignalen der Umgebung, Umwandeln derselben in elektrische Energie und Erhöhen der Frequenz dieser Energie auf ein Band, das vollständig über den Frequenzen liegt, die für übliche Telefonkommunikationen verwendet werden,
2) Zuführen des Steuersignals zum Telefonleitungsnetz ohne Störung von Kommunikationssignalen niedriger Frequenz, während gleichzeitig Videosignale wiedergewonnen werden,
3) Anpassen der Impedanz zwischen dem Telefonleitungsnetz und dem leitenden Weg, der das Videosignal empfängt,
4) falls erforderlich, Überführen des empfangenen Videosignales auf einen Kanal, der von einem Femsehempfänger getunt werden kann und nicht für örtliche Sender benutzt wird, und
5) Anschließen einer Telefondose, wobei man Telefonvorrichtungen die gleiche Dose teilen läßt, ohne die Energie der Videosignale auf der Leitung herabzusetzen.
Figur 2 zeigt eine Anordnung der Elektronik für einen Sende-Empfänger 15, der so ausgebildet ist, daß er diese Funktionen erfüllt. Dieser Sende-Empfänger 15 wird in den folgenden Abschnitten beschrieben. Die Beschreibung umfaßt diverse wahlweise Ausführungsformen.
Eine infrarotempfindliche Diode 16 reagiert auf Steuersignale von einem Infrarotsteuersignalsender 23, um die gewünschte Umwandlung in elektrische Energie zu bewirken. Das entstandene Signal wird der Steuersignalverarbeitungsschaltung 17 zugeführt, die eine Umformung in ein Frequenzband über dem Telefonkommunikationsband durchführt. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Schaltung ist in Figur 8 gezeigt und wird später im einzelnen beschrieben. Die bevorzugte Ausführungsform benötigt eine Übertragungsfrequenz, die auf 10,7 MHz zentriert ist.
Signale, die von der Steuersignalverarbeitungsschaltung 17 erzeugt wurden, werden einem Kopplungsnetz 18 zugeführt. Dieses Netz führt die Steuersignale zum Telefonleitungsnetz 26 und ermöglicht, daß Videosignale vom Leitungsnetz über den leitenden Weg, der zum Fernsehempfänger 22 führt, geleitet werden. Das Netz führt ferner die Funktionen der Anpassung der Impedanz des Videosignalweges an die des Telefonleitungsnetzes, des Blockierens von Signalen niedriger Frequenz von der Sende-Empfänger-Elektronik, des Blockierens der Diversion der Videoenergie zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 17 und des Blockierens von höheren harmonischen Anteilen des Steuersignales, jedoch nicht des Grundanteils dieses Signales von der Übertragung zum Telefonleitungsnetz und von der Übertragung entlang dem zum Fernsehgerät 22 führenden leitenden Weg durch.
Die Bedeutung dieser Funktionen wird in den folgenden Abschnitten beschrieben. Die detaillierte elektronische Ausführung der bevorzugten Ausführungsform dieses Netzes ist in Figur 7 gezeigt und wird später im einzelnen beschrieben.
Eine Impedanzanpassung sichert eine wirksame Übertragung von Energie vom Telefonleitungsnetz zur Elektronik der Vorrichtung. Wie bei dem Videoquellen-Sende-Empfänger kann die wirksame Übertragung von Videoenergie über diese Verbindung in Situationen bedeutsam sein, in denen die Signalenergie nur gerade ausreichend ist, um ein Bild hoher Qualität zu erzeugen.
Durch das Blockieren von Telefonsignalen und anderen Kommunikationssignalen niedriger Frequenz von einer Übertragung auf die Elektronik des Sende-Empfängers werden jedwede Interferenzen mit diesen Signalen sowie Störungen des den Telefonvorrichtungen zugeführten Gleichstroms verhindert. Die Blockierung sollte derart sein, daß sie die Funktionsweise dieser Kommunikationen in bezug auf den Anschluß und die Operation des Sende-Empfängers total transparent macht.
Eine Blockierung der Videosignalenergie von einer Übertragung zwischen dem Netz 18 und der Steuersignalverarbeitungsschaltung 17 ist wichtig, da hierdurch eine Reduktion der Videosignalenergle durch Diversion entlang diesem Weg verhindert wird.
Die Blockierung der harmonischen Anteile, jedoch nicht der Grundschwingungsanteile des von der Steuersignalverarbeitungsschaltung 17 abgegebenen Signales ist wichtig, da ei nige der harmonischen Anteile mit den für die Videoübertragung verwendeten Frequenzen übereinstimmen können. Da sie sowohl zum Fernsehgerät 22 als auch zum Telefonleitungsnetz übertragen werden, können diese harmonischen Anteile Interferenzen erzeugen, wenn sie eine ausreichende Größe besitzen. In diesem Prozeß geht keine Information verloren, da die In den harmonischen Anteilen eines Signales enthaltene Information vollständig redundant mit der in der Grundschwingung des Signales enthaltenen Information ist.
Wenn der Energiepegel des Steuersignales nicht sehr hoch ist, besteht kein Bedarf, das Steuersignal an einer Übertragung über das Netz 18 zum Fernsehempfänger 22 zu hindern. Dies deshalb, weil Fernsehempfänger Energie außerhalb des Videokanales, auf den sie getunt sind, ignorieren, es sei denn, diese Energie hat einen sehr hohen Pegel. Beispielsweise ignorieren Fernsehgeräte Energie auf VHF-Kanal 4, wenn sie auf VHF-Kanal 5 getunt sind. Es treten auch keine Probleme auf, wenn der Hochfrequenzumformer 19 erfor derlich ist. In diesem Fall wird das Steuersignal zusammen mit dem Videosignal in der Frequenz verschoben, jedoch vom Femsehtuner aus den gleichen Gründen wie vorher zurückgewiesen. Da das Steuersignal keine Interferenzen mit oder andere Störungen am Fernseh-Sender-Empfänger verursachen kann, ist die im Robbins-Patent beschriebene Isolationsschaltung, die diese Intelligenz gegenüber dem Fernseher blockiert, nicht erforderlich.
Signale, die den Weg vom Netz zum Fernseher 22 passieren, treffen auf den Hochfrequenzumformer 19. Wenn, wie vorstehend erwähnt, ein niedriger VHF-Kanal für die Übertragung verwendet wird, Ist eine Frequenzumformung am Fernseher nicht erforderlich, und Signale können direkt vom Kopplungsnetz 18 zum Fernseher 22 übertragen werden.
Wenn Kanäle unter VHF 2 für die Übertragung verwendet werden, formt der Hochfrequenzumformer 19 das Videosignal auf einen Kanal um, der von üblichen Femsehempfängern getunt werden kann. Wegen möglicher Interferenzprobleme sollte dieser Kanal ein solcher sein, der nicht von örtlichen Fernsehsendern benutzt wird (Interferenz kann normalerweise vermieden werden, indem der Sende-Empfänger über ein abgeschirmtes Koaxialkabel angeschlossen wird. Viele andere Fernsehgeräte besitzen jedoch keinen abgeschirmten Eingang, und viele moderne Fernsehgeräte weisen eine geringfügige Leckage von anderen Anschlüssen, beispielsweise Doppelleitungsanschlüssen, auf).
Da der Videoquellen-Sende-Empfänger Videosignale mit der Übertragungsfrequenz abgibt und dieser Sende-Empfänger 15 Signale mit dieser Frequenz eingibt, müssen die beiden Einheiten offensichtlich in ihren Hochfrequenzumwandlungsausgestaltungen kooperieren. Für eine Kooperation zwischen den Hochfrequenzumformern des offenbarten Sende-Empfänger- Paares, um Videosignale mit einem Kanal unter VHF 2 zu übertragen, sind hierbei Systeme offenbart. Bei jedem dieser Systeme wird das Signal dem Femsehempfänge 22 auf einem von zwei benachbarten Sendekanälen gemäß einer Schaltereinstellung vom Benutzer zugeführt. In den USA garantiert dieses Merkmal, daß die Forderung nach der Anordnung eines Signales auf einem Kanal, der nicht für das örtliche Fernsehen verwendet wird, erfüllt wird, da, wie vorstehend beschrieben, die FCC der USA sichergestellt hat, daß einer von zwei benachbarten Kanälen an einem vorgegebenen Ort immer unbenutzt ist. Eine vollständige Beschreibung jedes dieser Systeme folgt im nächsten Abschnitt.
Der Femseh-Sende-Empfänger ist an das Telefonleitungsnetz 26 über eine Schnur angeschlossen, die in einem RJ-11- Stecker endet. Wie die zum Anschließen des Videoquellen- Sende-Empfängers verwendete Schnur enthält diese Schnur ein Tiefpaßfilter 24, das einen isolierten Anschluß bildet, der einen Anschluß der Telefonausrüstung 25 ermöglicht, ohne daß das vom Netz zum Sende-Empfänger geleitete Videosignal abgesenkt werden muß.
Im Gegensatz zu der Schnur, die den Videoquellen-Sende Empfänger mit dem Telefonleitungsnetz verbindet, ist es nicht so kritisch, diesen Sende-Empfänger mit einer Schnur zu versehen, deren Leiter verdrillt sind. Dies deswegen, weil der Pegel der die Schnur durchlaufenden Videoenergie viel geringer ist und weniger Strahlung erzeugt.
Da der Fernseher, an den dieser Sende-Empfänger angeschlossen ist, eine andere Quelle von Videosignalen zur Verfügung haben kann und da die meisten Fernseher einen Anschluß zur Eingabe von Signalen auf VHF-Frequenzen besitzen, kann es Sinn machen, einen Schalter vorzusehen, der es dem Benutzer ermöglicht, beide Quellen anzuschließen und auf rasche Weise eine Wahl hierzwischen durchzuführen. Aufgrund der Wahrscheinlichkeit, daß keine Signale von den beiden Quellen Energie auf dem gleichen Kanal enthalten, kann jede Vorrichtung oder Komponente, die diese Funktion ausfüllt, die Addition der beiden ermöglichen. Eine Technik zum Erreichen dieser Signalkombinationsoptionen ist bekannt.
Eine solche Komponente, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, kann beispielsweise eine Befestigung sein, die in Reihe mit dem Kabel geschaltet ist, das den Anschluß zum Fernseher herstellt. Es kann jedoch zweckmäßiger sein, diese Komponente als Teil des Sende-Empfängers auszubilden. In diesem Fall umfaßt der Sende-Empfänger einfach einen Koaxialanschluß zur Eingabe von Signalen von einer zweiten Quelle und ist in der Lage, Signale von jeder Quelle oder einer Kombination der beiden an das örtliche TV zu senden. Durch Steuerungen des Sende-Empfängers kann der Benutzer die Zusammensetzung des Signales für das TV auswählen.
Es besteht die Möglichkeit, daß beim Empfang von Signalen von einer Videoquelle, die relativ nahe angeordnet ist, dieser Sende-Empfänger 15 ein Signal empfangen kann, dessen Energiepegel für den Fernseher, an den er angeschlossen ist, zu hoch Ist. In dem Fall, daß der Sende-Empfänger eine Hochfrequenzumformschaltung besitzt, besteht die Lösung darin, sicherzustellen, daß diese Schaltung hohe Signalpegel handhaben kann und daß ein Pegel innerhalb des Bereiches der meisten Fernsehempfänger am Ausgang vorgesehen ist. Wenn ein niedriger VHF-Kanal zur Übertragung verwendet wird und eine Hochfrequenzumformschaltung nicht erforderlich ist, besteht eine Lösung darin, eine automatische oder manuell eingestellte Dämpfungsschaltung vorzusehen, die die Energie des Signales auf einen Pegel innerhalb des dynamischen Bereiches von üblichen Fernsehgeräten reduziert.

Systeme zur Hochfrequenzumformung, um eine Übertragung unter VHF-Kanal 2 zu erreichen

Wie vorstehend erläutert, sind zwei Hochfrequenzumformvorgänge erforderlich, um das Videosignal über die Leitung auf einem Kanal unter VHF 2 zu übertragen. Am Videoquellenende muß der Sende-Empfänger das Signal von der Frequenz, mit der es zugeführt wird, auf ein Band zwischen 6 MHz und 54 MHz umformen. Der an den Fernseher angeschlossene Sende- Empfänger muß das Signal aus diesem Band rückgewinnen und es auf einen Kanal bringen, der von üblichen Femsehempfängern getunt werden kann. Drei Systeme zur Zusammenwirkung zwischen diesen Umformvorgängen werden in den nachfolgenden Abschnitten zusammen mit ihren entsprechenden Vorteilen und Nachteilen beschrieben.
Bei jedem System wird das Signal in Abhängigkeit von einem vom Benutzer eingestellten Schalter dem Fernseher 22 auf einem von zwei benachbarten Sendekanälen zugeführt. In den USA garantiert dieses Merkmal, daß die Erfordernis, daß ein Signal nicht auf einem Kanal zur Verfügung gestellt wird, der für örtliche Fernsehübertragungen verwendet wird, erfüllt wird, da, wie vorstehend beschrieben, die FCC der USA sichergestellt hat, das einer von zwei benachbarten Kanälen an einem vorgegebenen Ort immer unbenutzt bleibt.
Die ungebräuchliche Art der Umf ormvorgänge in Kombination mit der Neuheit der Benutzung dieser Kanäle für eine Verbrauchervideoanwendung oder für irgendeine andere Videoanwendung als die vorher beschriebene Kabelverteilungsfunk tion macht die resultierende Elektronik zu einer neuartigen Entwicklung von Verbraucherelektronik.
Die Systeme sind in der Darstellung der Figur 3 zusammengefaßt. Die genauen elektronischen Details der verschiedenen Umf ormer sind nicht wiedergegeben, da die Technik zum Durchführen dieser Umf ormungen bekannt ist und im Bereich des Könnens des Durchschnittsfachmanns auf diesem Gebiet liegt.
Beim ersten System leitet der Videoquellen-Sende-Empfänger sein Signal von einem niedrigen VHF-Anschluß ab und bewirkt eine feste Abwärtsverschiebung, um einen von zwei benachbarten Kanälen zu erzeugen. Beispielsweise werden Signale von 24 MHz bis 30 MHz oder von 30 MHz bis 36 MHz von den VHF-Kanälen 3 oder 4 über eine feste Abwärtsverschiebung von 36 MHz erzeugt. Im letzten Schritt dieses Systems bewirkt der Hochfrequenzumformer im Fernsehempfänger eine äquivalente feste Aufwärtsverschiebung und bringt das Signal zur Abgabe an den Fernseher zu seinem ursprünglichen Kanal zurück. Mit festen Abwärtsverschiebungen ist gemeint, daß die Auswahl, welcher der beiden Kanäle tatsächlich für die Übertragung verwendet wird, durch die Einstellung an der Videoquelle festgelegt wird, die zwischen den VHF-Kanälen 3 oder 4 wählt.
Es gibt einige wenige Videoquellen, die Signale auf den VEF-Kanälen 2 oder 3 anstelle den VHF-Kanälen 3 oder 4 zur Verfügung stellen. Um diesen Quellen gerecht zu werden, sollte die Verschiebung so ausgebildet sein, daß sie Bänder umfaßt, die mindestens 18 MHz anstelle von 12 MHz abdecken.
Der Vorteil dieses Systems besteht darin, daß die bereits vom niedrigen VHF-Anschluß der Videoquelle zur Verfügung gestellte Vielseitigkeit ausgenutzt wird, um sicherzustellen, daß das übertragene Signal dem Fernseher auf einem nicht benutzten Kanal zugeführt wird. Hierdurch können die beiden Hochfrequenzumformer so ausgebildet sein, daß sie eine Umformung um eine feste Größe durchführen, wodurch die Herstellkosten reduziert werden.
Das zweite System fordert, daß der Hochfrequenzumformer im Videoquellen-Sende-Empfänger das Videosignal von einem Grundbandanschluß verwendet, um einen Träger auf einen von zwei benachbarten Kanälen unter VHF 2 gemäß einer Schaltereinstellung des Benutzers zu modulieren (es macht natürlich üblicherweise Sinn für den Modulator, ein Audiosignal, falls dieses zur Verfügung steht, mit dem Videosignal nach dem NTSC-Format oder einem äquivalenten Format zu kombinieren und dann das kombinierte Signal zu modulieren). In Zusammenwirkung mit dieser Umformung führt der Hochfrequenzumf ormer des Fernsehempfängers wieder eine Umformung um eine feste Größe nach oben durch. Wenn beispielsweise eine Modulation erzeugt wurde, daß die Kanäle entweder 24 MHz bis 30 MHz oder 30 MHz bis 36 MHz überspannen, erzeugt eine Aufwärtsverschiebung von 36 MHz VHF-Kanäle 3 oder 4, eine Aufwärtsverschiebung von 52 MHz VHF-Kanäle 5 oder 6 und eine Aufwärtsverschiebung von 150 MHz VHF-Kanäle 7 oder 8.
Die Hauptvorteile dieser Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform sind die später beschriebenen Vorteile, die auf die Merkmale zurückgehen, gemäß denen Signale vom Grundbandanschluß der Videoquelle abgeleitet werden. Ferner besteht ein Vorteil darin, daß billige Modulations-ICs zur Verfügung stehen, die einen großen Anteil der Schaltung liefern, die zum Aufbau von Videomodulatoren mit Optionen für einen von zwei Trägern im Bereich von 10 MHz bis 100. MHz erforderlich ist. Schließlich ist man in der Lage, benachbarte VUF-Kanalpaare und nicht die VHF- Kanäle 3 oder 4 auszuwählen, wodurch eine Kombination des dem Fernseher zugeleiteten Signales mit Signalen von den üblichsten Videoquellen möglich ist.
Es werden nunmehr zwei Variationen des zweiten Systems beschrieben. Bei der ersten Variation wird der Schalter automatisch gesteuert. Diese Ausführungsform basiert auf einer Schaltung, die die Telefonleitung abtastet, um das Vorhandensein von Sendeenergle auf einem der beiden Kanäle, die zur Zuführung des Signales zum Fernseher verwendet werden, zu detektieren (Sendeenergle liegt auf der Telefonleitung, da diese zu einem gewissen Teil als Antenne wirkt). Der Hochfrequenzumformer im Videoquellen-Sende-Empfänger wird so eingestellt, daß er eine Übertragungsfrequenz vorsieht, die sicherstellt, daß der schließlich für den Fernsehempfänger vorgesehene Kanal ein solcher ist, der für das örtliche Fernsehen nicht benutzt wird.
Bei der zweiten Variante sieht der Hochfrequenzumformer im Videoquellen-Sende-Empfänger gleichzeitig das Videosignal auf beiden benachbarten Kanälen unter VHF 2 vor, so daß bei Umformung des diese Kanäle überdeckenden 12 MHz-Bandes durch den Fernsehempfänger Signale auf beiden der zwei benachbarten abstimmbaren Kanäle erzeugt werden.
Beim dritten System muß der Videoquellen-Sende-Empfänger sein Signal vom Grundbandanschluß ableiten. Er enthält einen Hochfrequenzumformer, der nur einen einzigen Träger besitzt, welcher das Signal auf einen einzigen festen Kanal moduliert, der für die Übertragung verwendet wird. Der Hochfrequenzumformer im Fernsehempfänger führt dann eine von zwei aufwärts gerichteten Umf ormungen in Abhängigkeit von einer Schalterelnstellung des Benutzers durch, die zu einem von zwei benachbarten niedrigen VHF-Kanälen führt. Wenn der Übertragungskanal beispielsweise 24 MHz bis 30 MHz überspannt, erzeugen Aufwärtsverschiebungen von 36 MHz und 42 MHz VHF-Kanäle 3 und 4 und Aufwärtsverschiebungen von 52 MHz und 58 MHz VHF-Kanäle 5 und 6.
Bei einer Variante dieser Strategie ermöglicht die Hochfrequenzumformkomponente des Fernsehempfängers ein kontinuierlich variables manuelles Tuning anstelle von zwei festen Aufwärtsverschiebungen. Dieses Tuning muß natürlich ermöglichen, daß das dem Fernseher zugeführte Signal zwei aufeinanderfolgende Kanäle überspannen kann. Durch das manuelle Tuning wird die Präzision reduziert, die für beide Umf ormer erforderlich ist, woraus eine gewisse Wirtschaftlichkeit resultiert.
Wie bei der zweiten Ausführungsform nutzen auch die beiden Varianten der dritten Ausführungsform die Vorteile einer Grundbandeingabe und den Vorteil, daß andere benachbarte VHF-Frequenzen als VHF 3 und 4 abgegeben werden können. Der Hauptvorteil gegenüber der zweiten Ausführungsform besteht darin, daß der einzige optimale Unter-VHF 2 Kanal in bezug auf Strahlung, Dämpfung, Interferenzen mit Sendern, gesetzliche Restriktionen und Aufwand an Umformelektronik ausgewählt werden kann.
Wegen dieser Vorteile und wegen der Tatsache, daß eine Übertragung über Kanäle unter VHF 2 eine Zuverlässigkeit ermöglicht, die für Verbraucherprodukte von enormer Wichtigkeit ist, ist dieses dritte System die bevorzugte Ausführungsform. Des weiteren wird das feste und nicht das variable Tuning wegen der Zweckmäßigkeit von Verbraucherprodukten bevorzugt. Der bevorzugte Kanal reicht von 24 bis 30 MHz, da eine entsprechende Liberalisierung der FCC der USA in bezug auf Strahlungseinschränkungen unter 30 MHz existiert und da die Umformelektronik etwas teurer ist, wenn niedrigere Frequenzen verwendet werden. Schließlich wird bevorzugt, wegen der Vorteile des Kombinierens dieser Kanäle mit drahtlos übertragenen Signalen oder anderen Videoquellen das Signal dem Fernseher entweder auf VHF 5 oder auf VHF 6 zuzuführen (diese Präferenzen können sich infolge von Daten ändern, die den Erfindern momentan nicht zur Verfügung stehen, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf der Basis von Informationen in bezug auf Frequenz, Stärke und Lage von Hochfrequenzquellen über die USA, die Interferenzen bei Kanälen unter VHF 2 erzeugen können).
Es werden nunmehr zwei weitere Varianten des dritten Systems beschrieben. Bei der ersten Variante wird der Schalter automatisch gesteuert. Die Variante basiert auf einer Schaltung zum Detektieren des Vorhandenseins von Sendeenergie, um den Hochfreguenzumformer des Fernsehempfängers so einzustellen, daß die übertragene Videoenergie auf den Kanal gesetzt wird, der für örtliches Fernsehen nicht benutzt wird. Bel der zweiten Variante stellt der Hochfrequenzumformer des Fernsehempfängers das Videosignal gleichzeitig auf beiden benachbarten abstimmbaren Kanälen zur Verfügung.

Beschreibung des speziellen Fernsehempfängers

Das vorstehend beschriebene Sende-Empfängerpaar schafft eine Möglichkeit, eine Videoquelle bei einem entfernt angeordneten Fernseher zu betrachten und zu steuern. Ein signifikanter Spareffekt kann jedoch erzielt werden, wenn die Funktion des beschriebenen Fernsehempfängers in der TV- Elektronik untergebracht wird.
Ein spezieller, in der Figur gezeigter Fernseher 30 sieht eine derartige Kombination vor. Dieser Fernseher soll mit dem vorstehend beschriebenen Videoquellen-Sende-Empfänger zusammenwirken. Er ist mit einer Schnur ausgerüstet, die ein Tiefpaßfilter 32 ähnlich den vorstehend beschriebenen Sende-Empfängern aufweist, damit sich die Telefonausrüstung 33 die gleiche Dose teilen kann, ohne die Videosignale auf der Leitung herabzusetzen.
Der Fernseher umfaßt eine Infrarotdiode 42 zur Umwandlung von Infrarotsignalen in elektrische Signale. Diese Signale werden der speziellen Steuersignalverabeitungsschaltung 37 und der Standardsteuerverarbeitungsschaltung 41 zugeführt. Die Standardschaltung 41 reagiert auf diese Signale und führt eine Steuerung der TV-Operationen auf übliche Weise durch. Die spezielle Steuersignalverarbeitungsschaltung 37 übersetzt die elektrische Version der Steuersignale auf ein Frequenzband über der für übliche Telefonkommunikationen verwendeten höchsten Frequenz und leitet sie zum Kopplungsnetz 34.
Die von der speziellen Steuersignalverarbeitungsschaltung 37 durchgeführten Funktionen sind die gleichen Funktionen, die von der Steuersignalverarbeitungskomponente durchgeführt werden, die im vorstehend beschriebenen Sende-Empfänger enthalten Ist, der an den Fernseher angeschlossen ist. Die bevorzugte Ausführungsform der Schaltung Ist ebenfalls gleich. Diese Ausführungsform ist in Figur 8 gezeigt und wird später beschrieben.
Das Kopplungsnetz 34 ermöglicht, daß die Steuersignale zum Telefonleitungsnetz 31 geleitet werden können und Videosignale vom Leitungsnetz entlang dem leitenden Weg übertragen werden können, der zum Hochfrequenzumformer 35 führt. Das Netz 34 führt ferner die wichtigen Funktionen der Anpassung der Impedanz des zum Hochfrequenzumformer führenden leitenden Weges an die Impedanz des Telefonleitungsnetzes, des Blockierens von Niederfrequenzsignalen gegenüber der TV-Elektronik, des Blockierens des Fließens von Videosignalen zur speziellen Steuersignalverarbeitungsschaltung 37 und des Blockierens von harmonischen Anteilen des Steuersignales, jedoch nicht der Grundschwingung dieses Signales gegenüber der Telefonleitung und des zum Hochfrequenzumformer 35 führenden leitenden Weges durch.
Die von diesem Netz durchgeführten Funktionen sind die gleichen, die vom Kopplungsnetz des vorstehend beschriebe nen Fernsehempfängers durchgeführt werden. Eine Erläuterung der Bedeutung dieser Funktionen war in der Beschreibung dieser Vorrichtung enthalten. Die hier verwendete bevorzugte Ausführungsform des Netzes ist ebenfalls gleich.
Diese Ausführungsform ist in Figur 7 gezeigt und wird später erläutert.
Sowohl das Videosignal als auch das Hochfrequenzsteuer signal werden vom Kopplungsnetz 34 zum Hochfrequenzumformer geleitet. Diese Komponente formt das Videosignal auf einen Kanal um, der von einer üblichen TV-Tuningelektrode getunt werden kann. Wenn ein niedriger VHF-Kanal für die Übertragung über das Leitungsnetz verwendet wird, können jedoch übliche TV-Tuner das übertragene Signal tunen, so daß diese Komponente nicht erforderlich ist.
Signale vom Hochfrequenzumformer 35 werden auf ein Hochfrequenzsignalkombinierglied 36 übertragen (wenn der Hochfrequenzumformer 35 nicht erforderlich Ist, fließen die Signale direkt vorn Kopplungsnetz 34 zu diesem Kombinierglied). Das Hochfrequenzkombinierglied 36 nimmt Videosignale von einer örtlichen Videoquelle 43 auf, wenn eine solche vorhanden ist. Es addiert die Signale von den beiden Quellen oder wählt die Signale von der einen oder der anderen Quelle aus, um sie der Tuningsektion 38 zuzuführen. Die endgültige Zusammensetzung der zur Tuningsektion 38 geführten Signale wird durch manuelle Steuerungen am Fernseher 30 oder durch Infrarotsteuersignale, die von der Infrarotdiode 42 empfangen werden, eingestellt.
Der hier beschriebene Hochfrequenzumformer 35 kann mit dem vorstehend beschriebenen Hochfrequenzumformer des Videoquellen-Sende-Empfängers, bei dem eines der drei alternativen Systeme Verwendung findet, zusammenwirken, um eine Zusammenwirkung zwischen Hochfrequenzumformkomponenten an den beiden Enden des Kommunikationsweges zu erreichen. Der im Fernseher eingebaute Hochfrequenzumformer 35 führt einfach die gleichen Funktionen wie der Hochfrequenzumformer des vorstehend beschriebenen Fernsehempfängers durch, während der Hochfrequenzumformer im Videosignal-Sende-Empfänger die entsprechende Umformung ausführt.
Es wird nunmehr eine Variante des dritten Systems für die Zusammenwirkung zwischen den Umf ormern für den Fall des speziellen Fernsehempfängers 30 beschrieben. Bei dieser Variante demoduliert der Hochfrequenzumformer 35 das Videosignal, das er empfängt, und gibt dieses Signal in den Fernseher an dem Punkt ein, wo dieser üblicherweise demodulierte Signale erwartet (das demodulierte Signal wird in diesem Fall nicht in das Kombinierglied eingegeben, so daß kein Bedarf für diese Komponente existiert. Signale von einer örtlichen Videoquelle 43 werden an den Tuner ohne Kombination weitergeleitet). Diese Variante befreit den Umformer davon, ein Signal auf einem von zwei benachbarten Kanälen zur Verfügung zu stellen, und kann insgesamt billiger sein als die Alternative.
Der Hochfrequenzumformer 35 ist nicht erforderlich, wenn der TV-Tuner 38 die Signale unter VHF-Kanal 2 tunen kann. Dieser Umf ormer wird als Alternative zur Versorgung des Fernsehers mit einem speziellen Tuner angeboten, da es billiger sein kann, durch Hinzufügung dieser einfachen Komponente die Ausführungsform eines üblichen Fernsehers anzupassen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Videosignal über die Leitung mit einer Frequenz unter VHF-Kanal 2 geleitet, und der Hochfrequenzumformer Ist erforderlich, da die TV-Tuningsektion 38 nur die üblicherweise abstimmbaren Kanäle tunt. Ein Kanal unter VHF 2 wird wegen der geringeren Wahrscheinlichkeit einer Bildverschlechterung bevorzugt, und der Hochfrequenzumformer wird bevorzugt, da die Erfinder davon ausgehen, daß es billiger ist, die Ausführung eines üblichen Fernsehers durch Hinzufügung eines Umformers anzupassen.
Ein Übertragungskanal, der von 24 MHz bis 30 MHz reicht, wird bevorzugt. Es wird ferner bevorzugt, daß der Hochfrequenzumformer des Fernsehers diesen Kanal um entweder 52 MHz oder 58 MHz auf die VHF-Kanäle 5 oder 6 aufwärts transferiert, und zwar in Abhängigkeit von einer Schaltereinstellung am Fernseher oder einem Befehl von der Infrarotsteuereinheit. Diese Ausführungsform folgt dem vorstehend beschriebenen bevorzugten System für eine Koordination zwischen dem Hochfrequenzumformer des Videoquellen-Sende- Empfängers und des Hochfrequenzumformers des Femsehempfängers. Die vorher verwendeten Begründungen treffen auch auf diesen Fall zu. Die Option des Demodulierens des Videosignales wird gegenwärtig nicht bevorzugt, da der Aufwand für diese Option nicht klar ist.
Der Fernseher 30 ist aufgrund der folgenden drei Aspekte neu. Zuerst ist er an das aktive Telefonnetz angeschlossen, ohne Interferenzen zu erzeugen, um Videosignale zusätzlich zu den Videosignalen, die er von anderen Quellen herleitet, abzuleiten. Als zweites formt er diese Signale zusätzlich zur Detektion von Infrarotsignalen zum Steuern von Funktionen des Fernsehers in elektrische Hochfrequenzenergie um und leitet diese Energie zur Telefonleitung, um die Videoquelle in Zusammenwirkung mit einer anderen Vorrichtung zu steuern. Schließlich ist er in der Lage, Signale auf Kanälen unter VHF 2 zu tunen.
Wenn der Fernseher 30 mit dem vorstehend beschriebenen Videoquellen-Sende-Empfänger 1 zusammenwirkt, kann der Benutzer eine Videoquelle von einer entfernten Stelle aus betrachten und steuern. Um die Nützlichkeit dieser Kombination ohne signifikante Extrakosten weiter zu erhöhen, wird in den folgenden zwei Abschnitten eine einzigartige Kombination dieses Paares von Vorrichtungen mit einem speziellen Teil bekannter Technik erläutert.
Um die Videoquelle von dem Bereich aus zu steuern, in dem der spezielle Fernsehempfänger 30 angeordnet ist, muß die Infrarotsendeeinheit, die diese Quelle steuert, üblicherweise an dieser Stelle zur Verfügung stehen. Dies ist nicht immer bequem, da diese Einheit offensichtlich oft an der Stelle der Videoquelle benötigt wird. Wenn der Fernseher 30 mit seiner eigenen Infrarotsteuereinheit ausgestattet ist, wird durch einen Einschluß des Steuersets der Videoquellen steuereinheit als Untereinheit der zur Verfügung stehenden Befehle die Zweckmäßigkeit des Systems ohne signifikante Extrakosten beträchtlich erhöht.
In neuerer Zeit sind Infrarotsteuereinheiten mit großen Befehlssets, die die von vielen unterschiedlichen Steuereinheiten umfassen, verfügbar geworden, ferner andere Einheiten, die die Fähigkeit besitzen, die Befehlssets von irgendeiner anderen Steuereinheit zu lernen. Die hier beschriebene neuartige Kombination fügt eine entsprechende Universalsteuereinheit zu dem offenbarten Fernseher 30 und Sende-Empfänger 1 hinzu. Hierdurch wird die Nützlichkeit dieses Paares von Vorrichtungen signifikant verbessert.

Systeme zur Vermeidung von Interferenzen von Sendequellen

Die von den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen übertragenen Signale bewegen sich durch Leitung über ein Telefonleitungsnetz von der Quelle bis zum Empfänger. Ein potentielles Problem dieser vorstehend beschriebenen Technik besteht darin, daß Hochfrequenzsendeenergie von nahen Quellen vom Leitungsnetz empfangen werden kann, wodurch es zu Störungen des interessierenden Signales kommt. Bei der Option, bei der die Videosignale auf einem niedrigen VHF-Kanal übertragen werden, stellen die Vorrichtungen Signale auf einem Kanal zur Verfügung, der von irgendeinem örtlichen Dienst nicht benutzt wird. Dieser Schutz steht nicht zur Verfügung, wenn die Videosignale bei Frequenzen unter VHF- Kanal 2 übertragen werden. Die folgenden Faktoren machen jedoch die Möglichkeit von Interferenzen bzw. Störungen unwahrscheinlich:
a) Das für ein Qualitätsvideobild erforderliche Signal- Rausch-Verhältnis von etwa 40 dB ist relativ niedrig.
Störsignale müssen Energiepegel innerhalb von 40 dB des in Rede stehenden Signales besitzen, um ein Bild sichtbar zu verschlechtern.
b) Das in Rede stehende Signal wird direkt zum Leitungs netz geleitet. Das Störsignal muß vom Leitungsnetz, das als Antenne wirkt, empfangen werden, was ein viel weniger effizientes Verfahren zur Erzeugung von leitender Energie darstellt.
c) Die Fähigkeit des Leitungsnetzes zum Empfangen von Sendeenergie nimmt mit abnehmender Frequenz ab.
d) Der Pegel des in Rede stehenden Signales kann erhöht werden, um Störungsmöglichkeiten zu reduzieren (wegen der gesetzlichen und technischen Beschränkungen existieren jedoch Grenzen in bezug auf den Pegel, auf den diese Energie verstärkt werden kann).
Trotz dieser Faktoren haben Tests ergeben, daß Störungen auftreten können. Nachfolgend werden drei Verfahren zum Vermeiden von Interferenzproblemen erläutert.
a) Man kann ein Frequenzband auswählen, bei dem die Wahrscheinlichkeit geringer ist, daß es von vielen Bändern benutzt wird, die mit hoher Energie in der Nähe von Wohnbereichen operieren. Diese Strategie erfordert eine Überwachung von Frequenzzuordnungen und Sendemustern. Vorläufige Untersuchungen von den Erfindern haben ergeben, daß dem Amateurfunk schmale Bänder auf 7 MHz, 14 MHz, 21 MHz und 28 MHz zugeordnet sind, so daß Lücken von 7 MHz verbleiben, welche gerade richtig sind für Videosignale.
b) Der Vldeoquellen-Sende-Empfänger kann gleichzeitig sein Signal über zwei Frequenzbänder senden, und das Signal, das weniger Störungen erfährt, kann am Ende des Fernsehers ausgewählt werden, um das Bild zu erzeugen.
Im Fall des kooperierenden Sende-Empfänger-Paares überträgt der Videoquellen-Sende-Empfänger gleichzeitig das gleiche Signal über zwei unterschiedliche und sich nicht überlappende Kanäle unter dem VHF-Kanal 2. Der Hochfrequenzumformer des Sende-Empfängers, der an den Fernseher angeschlossen ist, wählt in Abhängigkeit von einer manuellen Steuerung oder einem automatischen Prozeß einen der beiden Kanäle aus und formt die Energie innerhalb dieses Kanales auf eine abstimmbare Frequenz um, die von örtlichen Sendern nicht benutzt wird (eine Schaltung zum automatischen Auswählen des weniger "verrauschten" Kanales muß Einrichtungen zum Detektieren des Vorhandenseins von Sendeenergie innerhalb eines jeden der beiden Kanäle umfassen).
Im Falle des speziellen Fernsehers, der mit dem Videoquellen-Sende-Empfänger zusammenwirkt und einen speziellen Hochfrequenzumformer umfaßt, führt dieser Umformer die gleichen Funktionen durch wie der Umf ormer im Fernsehempfänger&sub6; Bei dieser Option, bei der der TV-Tuner direkt Signale unter dem VHF-Kanal 2 tunen kann (und ein Umformer nicht vorgesehen ist), führt der Tuner einfach sein Tuning auf den einen oder anderen Kanal durch.
c) Da die Information an den Rändern eines NTSC-Video signales redundant ist, können diese Ränder ausgefiltert werden, bevor das Signal einem Fernseher zugeführt wird, so daß jedwede störende Energie auf diesen Rändern entfernt wird. Insbesondere die ersten 1,25 MHz in einem üblichen NTSC-Kanal, bekannt als Vestigialseitenband, können vor dem Zuführen zu einem Fernseher ausgefiltert werden. Hierdurch wird die Videobandbreite von 5,75 MHz auf 4,5 MHz reduziert, wodurch Gelegenheiten für Interferenzen verringert werden. Wenn Untersuchungen zeigen, daß hierdurch eine gewisse Verschlechterung der Bildqualität verursacht wird, kann das Vestigialseitenband frei von Interferenzen innerhalb des abgeschirmten TV-Sende-Empfängers unter Verwendung von bekannten Techniken rückgewonnen werden.
Die oberen 0,25 MHz des vollständigen 5,75 MHz-Videosignales können ebenfalls ohne signifikante Reduzierung der Bildqualität ausgefiltert werden. Ein Abstimmen dieser Energie führt jedoch zur Entfernung der Autoinformation, die unmittelbar über der Videomformation angeordnet ist. Eine Lösung hierfür besteht darin, das Audiosignal mit einer unterschiedlichen Frequenz zu übertragen und dieses Signal vor Zuführung zum Fernseher auf seinen geeigneten Platz umzuformen.

Systeme zur gleichmäßigen Übertragung eines zweiten Videosignales

Ein Videoquellen-Sende-Empfänger, der eine zweite Quelle an das gleiche Hausleitungsnetz anschließt, muß offensichtlich sein Signal mit einer unterschiedlichen Frequenz übertragen, um gleichzeitig mit der ersten Quelle arbeiten zu können. Dieser Sende-Empfänger wirkt in idealer Weise mit der TV-Sende-Empfängereinheit zusammen, ohne daß dieser Sende- Empfänger irgendwelche Änderungen seiner Ausgestaltung erfahren muß. Hierdurch kann das primäre Sende-Empfänger-Paar die wirtschaftlichste Ausführungsform erhalten, wobei das System trotzdem expandiert werden kann, um eine zweite Quelle einzuschließen.
Wenn für die Übertragung niedrige VHF-Kanäle verwendet werden, ist die Ausführung des zweiten Videoquellen-Sende- Empfängers klar. Dieser Sende-Empfänger übertragt einfach sein Signal auf einen Kanal eines zweiten Paares von benachbarten niedrigen VEF-Kanälen. Wenn beispielsweise der primäre Videoquellen-Sende-Empfänger den VHF-Kanal 5 oder 6 benutzt, kann der zweite Sende-Empfänger den VEF-Kanal 2 oder 3 benutzen. Der vorstehend beschriebene TV-Sende Empfänger liefert beide Signale an den Fernsehempfänger ohne jede Ausführungsänderung.
Wenn der primäre Sender einen Kanal unter VHF 2 und der zweite Sende-Empfänger einen niedrigen VHF-Kanal benutzt, ist eine geringfügige Änderung in der Ausführung des Sende- Empfängers, der an den Fernseher angeschlossen ist, erforderlich. Diese Änderung benötigt einen Extrasignalweg zum Fernseher, der den Hochfrequenzumformer umgeht. Dieser Weg umfaßt die nicht verschobenen niedrigen VHF-Signale, die in einfacher Weise mit dem Signal kombiniert werden können, das vom Hochfrequenzumformer hochgesetzt worden ist. Der vom Hochfrequenzumformer erzeugte Kanal muß sich natürlich von dem Kanal unterscheiden, der für die Übertragung der zweiten Quelle verwendet wird.
Die Dinge sind komplizierter, wenn beide Videosignale auf Kanälen unter VHF 2 übertragen werden, da der TV-Sende- Empfänger ein zweites Signal auf einen zweiten abstimmbaren Kanal umformen muß, der nicht für örtliche Fernsehsender verwendet wird. Die vom zweiten Signal erforderte Frequenzverschiebung muß darüber hinaus nicht die gleiche sein, die vom ersten Signal gefordert wird. Das größte Problem besteht jedoch darin, extra 6 MHz zu finden, die von Senderinterferenzen frei sind.
Extrasende-Empfänger, die Videosignale über den gleichen Kanal wie der primäre Sende-Empfänger übertragen, können natürlich angeschlossen werden, solange wie ein Betrachter sämtliche aus der resultierenden Gruppe von angeschlossenen Sende-Empfängern aus einem außer Betrieb setzen kann. In den nachfolgenden Abschnitten sind zwei Ausführungsformen für Systeme offenbart, die es dem Benutzer ermöglichen, schnell, bequem und entfernt exakt einen von diversen angeschlossenen Videoquellen-Sende-Empfängern zu aktivieren, der auf der gleichen Frequenz überträgt.
Die erste Ausführungsform fordert, daß das Signal von sämtlichen Sende-Empfängern außer einem in bezug auf eine Übertragung auf das Leitungsnetz blockiert wird. Die Blockierung wird mit Hilfe des in Figur 1 gezeigten Touch-Tone- Schalters 8 bewerkstelligt. Dieser Schalter ist an die Schnur zwischen dem Sende-Empfänger und der Telefondose angeschlossen und enthält ein Tiefpaßfilter oder eine andere Einrichtung, die Signale über einer Frequenz, die unter den für die Videoübertragung verwendeten Frequenzen liegt, vollständig blockiert. Er besitzt zwei Einstellungen, von denen eine das Filter in und die andere das Filter außer Betrieb setzt. Der Schalter reagiert auf die DTMF (Dualtonmehrfachfrequenz) -Berührungstöne, die üblicherweise von Telefonen erzeugt werden, so daß Benutzer in bequemer Weise aus den diversen angeschlossenen Quellen die aktive Quelle auswählen können. Irgendein logisches Befehlssystem reicht aus. Die elektronischen Einzelheiten dieses Schalters sind nicht gezeigt, da Hochfrequenzfilter und Touch-Tone- Steuerungen bekannt sind.
Die zweite Ausführung fordert, daß jeder Videoquellen Sende-Empfänger, der auf der gleichen Frequenz überträgt, seinen Wechselstrom über Stromleitungsschalter erhält, die denen entsprechen, die von der X-10-Corporation gebaut werden. Diese Schalter sind zwischen Stromleitungen und Wechselstromausgänge geschaltet. Sie detektieren Hochfrequenzsteuersignale, die dem Leitungsnetz von einer entfernten Vorrichtung zugeführt werden, und sprechen an, indem sie eine Blockade des Stromflusses über die Stromleitung zur angeschlossenen elektrischen Vorrichtung blockieren oder einen derartigen Stromfluß ermöglichen. Hierdurch kann man den zu irgendeiner Vorrichtung in einem Haus geführten Wechselstrom über Steuersignale, die über die Wechselstromleitung geschickt werden, fernsteuern. Somit kann ein Benutzer in bequemer Weise eine aus vielen Quellen, die sich eine Übertragungsfrequenz teilen, auswählen, indem er den Wechselstrom für den Sende-Empfänger dieser Quelle und für keine anderen Quellen aktiviert.
Da bei der ersten Ausführungsform übliche Touch-Tone-Telefone Verwendung finden, um Signale zu senden, die die Identität des aktiven Sende-Empfängers feststellen, wird diese Ausführungsform gegenüber der zweiten Ausführungsform bevorzugt, die zum Senden dieser Signale spezielle Sender erforderlich macht.

Beschreibung des Adaptors für zentrale Telefonschaltvorrichtungen

Wie in der Einleitung erwähnt, steht ein zuverlässiger leitender Weg, bei dem jede Dose direkt mit einer zentralen elektronischen Schnittstelleneinheit verschaltet ist, die an das öffentliche Telefonsystem angeschlossen ist, nicht immer in Häusern bzw. Wohnungen zur Verfügung. Wegen der Topologle dieser Netze traversieren mögliche leitende Wege von einer Dose zur anderen immer diese Einheit, wobei ihre Kontinuität wahrscheinlich unterbrochen wird.
Damit die offenbarten Vorrichtungen mit einem derartigen Netz arbeiten können, ist ein billiger Adaptor 52 offenbart. Dieser Adaptor ist in Figur 5 gezeigt.
Normalerweise ist die von der Dose 50 im ersten Bereich 51 wegführende Leitung an den Anschluß 56 an der elektronischen Schalteinheit 58, die für den ersten Bereich bestimmt ist, angeschlossen. In entsprechender Weise ist die von der Dose 53 im zweiten Bereich 54 wegführende Leitung an den Anschluß 57 an der für den zweiten Bereich bestimmten Einheit angeschlossen.
Der Adaptor 58 gestaltet diese Anschlüsse über ein Paar von Tiefpaßfiltern 59 und 60 um. Diese blockieren die Übertragung von Hochfrequenzsignalen von der Schalteinheit weg und eliminieren eine Dämpfung. Das Filtern kann über das gleiche Paar von vorher beschriebenen Induktoren erreicht werden, die eine Tießpaßfilterung irgendeiner Telefonausrüstung durchführen, welche sich eine Dose mit einem von den beiden zusammenwirkenden Sende-Empfängern teilt.
Das Hochpaßfilter 61 ist an die Wege angeschlossen, die vom ersten Bereich 51 zum zweiten Bereich 54 mit hohen Frequenzen führen, und vervollständigt den leitenden Weg für Videosignale und Steuersignale zwischen den zugehörigen Dosen. Eine Übertragung von Niedrigfrequenzenergie über diesen Weg wird blockiert, wobei eine Trennung der Telefonund anderen niedrigfrequenten Kommunikation zwischen jeder Dose und der Schalteinheit aufrechterhalten wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Hochpaßfiltern mit Hilfe eines Paares von 100 pF-Kondensatoren erreicht, die in der gezeigten Weise geschaltet sind.
Das Problem von unangemessener Videosignalenergie in dem Bereich, in dem der Fernseher angeordnet ist, wurde vorstehend beschrieben. Da der offenbarte Adaptor keinen Zugang zu dem Signal in der Nähe des Mittelpunktes seines Übertragungsweges ermöglicht, wird eine neue Lösung für dieses Problem angeboten. Diese Lösung, die nicht in den Zeichnungen dargestellt Ist, fordert, daß der Adaptor von einem Verstärker begleitet wird. Ein von einer Videoquelle führender Weg kann durch diesen Verstärker unmittelbar bevor Anschluß an den Adaptor geführt werden. Auf diese Weise kann ein Teil der erforderlichen Gesamtverstärkung auf den Videoquellen-Sende-Empfänger und der andere Teil auf die Schalteinheit übertragen werden. Auf diese Weise wird die Spitzensignalenergie an irgendeinem Punkt für einen vorgegebenen Pegel einer Gesamtverstärkung reduziert und damit der maximale Strahlungspegel herabgesetzt.
Für Systeme, die auch Steuersignale übertragen, muß ein Bypass um den Verstärker zur Übertragung dieser Signale realisiert werden. Bei dem Bypass handelt es sich in einfacher Weise um einen leitenden Weg um den Verstärker herum einschließlich eines Filters zum Blockieren von Videosignalen. In entsprechender Weise erfordert der Eingang zum Verstärker ein Filter zum Blockieren von Steuersignalen.
Da die hier beschriebene Technik nicht auf Haus- bzw. Wohnungsnetze beschränkt ist und da sternförmige Leitungs netze, die eine zentrale Schalteinheit besitzen, bei Telefonnetzen, die in kommerziellen Gebäuden, wie Büros und Hotels, installiert sind, sehr häufig sind, hat der offenbarte Adaptor die wichtige Funktion zu ermöglichen, daß diese Installationen von der Videoübertragungstechnik partizipieren.

Details der Kopplungsnetzschaltung

Die vorhergehenden Beschreibungen der zusammenwirkenden Sende-Empfänger betrafen die Funktion der Kopplungsnetzschaltung. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Schaltung wird nunmehr im einzelnen beschrieben.
Figur 6 zeigt die bevorzugte Ausführungsform des Kopplungs netzes des Videoquellen-Sende-Empfängers. Das Hauptelement dieses Netzes ist ein um einen Toroid-Kern 71 gewickelter Transformator. Es gibt drei isolierte Wicklungen, die den Anschlüssen entsprechen, die zum Telefonleitungsnetz 72, zum Videosignalverstärker 73 und zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 74 führen. Das gezeigte spezielle Wicklungsverf ahren für den Telefonleitungsanschluß dient zur Maximierung seiner Balance.
Das Tiefpaßfilter 75 an dem zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 74 führenden Anschluß blockiert Signale über der für die Steuersignale verwendeten Frequenz. Hierdurch wird die Videoenergie blockiert und verhindert, daß Energie die Verarbeitung der Steuersignale stört. Ferner wird eine Beschickung der Videosignale auf die Telefonleitung verhindert.
Es gibt unterschiedliche Wicklungszahlen auf dem Toroid- Kern für die drei unterschiedlichen Anschlüsse (die gezeigte Wicklungsanzahl dient nur zu Darstellungszwecken) Die Windungsverhältnisse legen die Impedanzanpassung zwischen dem Telefonanschluß und den anderen beiden Anschlüssen fest. Unterschiedliche Verhältnisse sind erforderlich, da der Videoanschluß und der Steuersignalanschluß unterschiedliche Impedanzen bei unterschiedlichen Frequenzen besitzen.
Die Impedanzanpassung für die Videosignale wird exakt vom Windungsverhältnis zwischen dem Telefonanschluß und dem Videoanschluß gesteuert. Sie ist unabhängig von den Wicklungen am IR-Anschluß, da das Filter 75 verhindert, daß Videoenergie in Richtung auf diesen Anschluß fließt.
Der Kondensator 77 dient als Hochpaßfilter, um in bezug auf Gleichstrom und Niederfrequenzenergie eine Blockierung und hohe Impedanz zu erreichen und auf diese Weise jegliche Störungen von üblichen Telefonkommunikationen auf diesen Frequenzen zu verhindern.
Figur 7 zeigt die bevorzugte Ausführungsform des Kopplungsnetzes des Fernsehempfängers. Das Hauptelement dieses Netzes ist wiederum ein Transformator, der um einen Toroidkern 80 gewickelt ist. Es gibt drei isolierte Wicklungen, die den Anschlüssen entsprechen, die zur Telefonleitung 81, zum Fernsehempfänger 82 und zur Steuersignalverarbeitungsschaltung 83 führen. Das spezielle Wicklungsverfahren für die Telefonleitung, das vorher gezeigt wurde, ist nicht erforderlich, da durch den niedrigeren Energiepegel der Videosignale an diesem Ende eine maximale Balance nicht so wichtig ist.
Das Tiefpaßfilter 84 am Steuersignalanschluß läßt das 10,7 MHz-Signal durch, blockiert jedoch harmonische Anteile von 10,7 MHz. Diese harmonischen Anteile, deren Intelligenz mit der Intelligenz der Grundschwingung redundant ist, könnten möglicherweise die Videosignale stören. Das entstandene Steuersignal wird sowohl zur Telefonleitung als auch zum Fernseher geleitet. Um ein Herabsetzen des Videosignales zu verhindern, blockiert das Filter 84 auch Videosignale gegenüber dem Steuersignalanschluß.
Es gibt unterschiedliche Windungszahlen am Toroidkern 80 für die drei Anschlüsse (die gezeigte Windungsanzahl dient nur zu Darstellungszwecken). Die Windungsverhältnisse legen die Impedanzanpassung fest. Da der Pegel des Steuersignales hoch genug ist, um den Einfluß einer Impedanzfehlanpassung zu überleben, muß die Impedanz der Anschlüsse nur richtig an die Videofrequenzen und nur zwischen dem Telefonleitungsnetzanschluß und dem Videoanschluß angepaßt werden.
Der Kondensator 85 dient als Hochpaßfilter zum Blockieren von Gleichstrom und Niederfrequenzenergle und verhindert jede Störung mit üblichen Telefonkommunikationen bei diesen Frequenzen.
Es versteht sich, daß für den Fachmann diverse Änderungen und Modifikationen der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform des Kopplungsnetzes augenscheinlich sind. Beispielsweise sind andere Wicklungsformen möglich einschließlich Breitband-Multifilar-Konfigurationen, jedoch ohne Beschränkung auf diese. Diese und andere Änderungen können durchgeführt werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Details der Steuersignalverarbeitungsschaltung

Die vorhergehenden Beschreibungen der zusammenwirkenden Sende-Empfänger haben auf die Funktionsweise der Steuersignalverarbeitungsschaltung Bezug genommen. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Schaltung wird nunmehr im einzelnen beschrieben.
Figur 8 zeigt die Einzelheiten der Steuersignalverarbeitungsschaltung im Fernseh-Sende-Empfänger, die Infrarotsignale detektiert und sie in Hochfrequenzenergie überführt. Diese Schaltung besteht aus einer Fotodiode 101, einer Verstärkungsstufe 102 mit hohem Verstärkungsfaktor, einem Schwellenwertdetektor 103 mit Nulldurchlauf und einem torgesteuerten Oszillator 104. Diese Elemente sind so angeordnet, daß sie einen modulierten Hochfrequenzträger erzeugen, dessen Hüllkurve eine Wiederholung der Infrarotsignal welle darstellt.
Der Hochfrequenzträger ist über das Kopplungsnetz 104 an die Telefonleitung angeschlossen. Das in Figur 8 gezeigte Kopplungsnetz ist so ausgebildet, daß es nur die Steuersignale zum Netz führt. Das Kopplungsnetz der bevorzugten Ausführungsform, das die Rückgewinnung der Videosignale von der Leitung beinhaltet, ist in Figur 7 gezeigt und wurde vorstehend beschrieben.
Die Fotodiode 101 funktioniert als Stromquelle mit einem Strom, der zur Intensität des auftreffenden Lichtes innerhalb seines spektralen Durchgangsbandes proportional ist. Dieser Fotostrom wird vom Widerstand 110 in eine Spannung überführt und von einer integrierten Schaltung 111 verstärkt. Kondensatoren 112 und 113 reduzieren die Niederfrequenzverstärkung der Verstärkungsstufe, um den Empfänger unempfindlich gegenüber Lichtquellen der Umgebung zu machen, wie beispielsweise Sonnenlicht oder Wechselstrom- Innenlicht mit einer nominalen Flackerrate von 120 Hz. Der Transistor 114 puffert das Ausgangssignal des Verstärkers ab, verschiebt dessen Pegel und leitet das Signal zur Sektion 103 des Detektors mit Nulldurchgang.
Das Ausgangssignal der Detektorsektion 103 ist eine Welle mit Bi-Pegel, die dem empfangenen Infrarotsignal entspricht. Dieses Ausgangssignal ist hoch, wenn das Eingangssignal seinen Langzeitdurchschnitt übersteigt, sonst niedrig. Rauscheffekte werden unterdrückt, indem das Signal mit BI-Pegel gelöscht wird, mit der Ausnahme, wenn die Bewegungen des Eingangssignales eine feste Schwelle übersteigen. Die Welle mit Bi-Pegel wird der Oszillationsektion zugeführt, um den Hochfrezuenzträger in oder außer Betrieb zu setzen und auf diese Weise das gewünschte AM-Signal auf einer Hochfrequenz zu erzeugen.
Der Ausgang des Komparators 122 wird hochgesetzt, wenn der optische Fluß größer ist als der Langzeitdurchschnitt, der unter Verwendung einer Durchschnittszeit von 100 msec gebildet wird, wie durch den Kondensator 127 ermittelt.
Der Rauschzustand wird vom Komparator 123 detektiert. Er setzt seinen Ausgang niedrig, wenn das Eingangssignal um einen festen Betrag größer ist als der Langzeitdurchschnitt. Dieser Schwellenwert wird so eingestellt, daß er nicht durch Rauschen überschritten wird. Der Schwellenwert kann verändert werden, falls gewünscht, indem das Verhältnis der Widerstände 114 und 117 verändert wird, um unterschiedliche Pegel der Rauschunterdrückung vorzusehen.
Der Kondensator 126 erzeugt ein niedriges Ausgangssignal vom Komparator 123, das über eine feste Zeitdauer niedrig bleiben soll. Der Komparator 124 invertiert dieses Ausgangssignal, und der Komparator 125 wird verwendet, um dieses Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal vom Komparator 122 zu vereinigen. Auf diese Weise steht das Ausgangssignal der Oszillatorsektion ohne Unterbrechung zur Verfügung, wenn ein echtes Signal vorhanden ist, und stirbt rasch ab, wenn das Signal verschwindet.
In der Oszillatorsektlon ist der Transistor 118 als Colpitts-Oszillator mit einer Frequenz geschaltet, die in erster Linie von einem Kondensator 119 und einem variablen Induktor 120 bestimmt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist diese Frequenz mit 10,7 MHz gewählt wegen der guten Verfügbarkeit der Tuningkomponenten bei dieser Frequenz. Wenn der Oszillator vom Komparator 125 außer Betrieb gesetzt wird, wird ein Leerstrom von einigen mA durch den Induktor und Widerstand 121 gezogen. Dieser Leerstrom sorgt für ein rasches Einschalten des Oszillatprs innerhalb einer Mikrosekunde, wenn der Oszillator vom Komparator 125 aktiviert wird, der an seinem Offen-Kollektor- Ausgang einen hohen Impedanzzustand einnimmt.
Figur 9 zeigt die Steuersignalverarbeitungsschaltung im Videoquellen-Sende-Empfänger, der vom Netz rückgewonnene Steuersignale verwendet, um das vom Fernsehempfänger detektierte Infrarotmuster wieder zu erzeugen. Die Schaltung besteht aus einem Hochfrequenzverstärker/Detektor 131, einer Schwellenwert/Treiber-Schaltung 132 und einer Ausgangs-LED 142.
Die Steuersignale werden über das Telefonkopplungsnetz 130 von der Telefonleitung rückgewonnen. Das in Figur 9 gezeigte Kopplungsnetz ist so ausgebildet, daß es nur die Steuersignale vom Netz rückgewinnt. Das Kopplungsnetz der bevorzugten Ausführungsform, das die Übertragung von Videosignalen auf das Netz einschließt, ist in Figur 6 gezeigt und wurde vorstehend beschrieben.
Vom Netz rückgewonnene Signale durchlaufen das Hochfrequenzfilter 133. Dieses Filter, das Teil des Kopplungsnetzes bildet, ist ein Keramikfilter mit einem auf 10,7 MHz zentrierten Bandpaß und einer Bandbreite von 280 kHz. Dies ist an die Eigenschaften der Hochfrequenzsignale angepaßt, die von der vorstehend beschriebenen Infrarotsignalverarbeitungsschaltung erzeugt werden.
Der Hochfrequenzverstärker/Detektor 131 verstärkt und detektiert die Signale, die das Filter durchdringen. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird diese Funktion von einer integrierten Schaltung 134 eines Typs 3089 durchgeführt, die üblicherweise als IF-Verstärker in handelsüblichen FM- Radios verwendet wird. Der detektierte Ausgang ist logarithmisch von der Amplitude des Hochfrequenzeingangssignales abhängig.
Der detektierte Ausgang wird von einem Darlington-Transistor 140 gepuffert. Der Komparator 141 sorgt für eine Schwellenwertdetektion durch Vergleich der momentanen Hüllkurve des detektierten Signales mit der Spitzenhüllkurve des detektierten Signales. Der Komparator schaltet die LED 142 ein, wann immer die Hüllkurve einen festen Prozentsatz des Spitzenwertes übersteigt. Die Widerstände 143 und 144 stellen den Schwellenwert des Senders ein. Die LED wird nicht weiter betrieben, es sei denn, es würde ein minimaler Signalpegel am Eingang der integrierten Schaltung 134 überschritten.

Claims

1. Kommunikationssystem zur Übertragung in einem verdrahteten Netzwerk, wie es für gewöhnlich für Telefonverbindungen benutzt wird, wobei das Netzwerk mehrere Endpunkte und außerdem einen elektrischen Anschluß an die Elektronik im Tel efonsystem aufiveist, über die Telefonsignale auf das Netzwerk übertragen und Signale aus dem Netzwerk empfangen werden, wobei das System zur gleichzeitigen Übertragung von Video- und Audiosignalen und gewöhnlichen Telefonsignalen über das Netzwerk geeignet ist und

a) das Kommunikationssystem ferner aufweist:

eine erste elektronische Einrichtung (1) an einem ersten Ort (51) mit: ersten Signalerzeugungsmitteln (2) zum Liefern eines ersten Videosignales, ersten Signalverarbeitungsmitteln (3 und 4) zum Liefern eines zweiten Videosignals, das im wesentlichen den gleichen Informationsinhalt wie das erste Videosignal hat, wobei das zweite Videosignal in einem Frequenzband liegt, das von dem Band, in dem das erste Videosignal liegt, verschieden ist, wobei im wesentlichen die gesamte Energie des zweiten Videosignals auf Frequenzen unter 54 MHz und über 6 MHz beschränkt ist, und mit ersten Sendemitteln zum Senden des zweiten Videosignals über das Netzwerk von einem ersten Endpunkt (50) aus, wobei die ersten Sendemittel erste Filtermittel aulweisen, die eine hohe Impedanz für Signale darstellen, deren Energie auf Frequenzen unter 6 MHz konzentriert ist, während das zweite Videosignal im wesentlichen unverändert durchgeleitet wird,

eine zweite elektronische Einrichtung (15) an einem zweiten Ort (54) mit:

Wiederherstellungsmitteln (19) zum Wiederherstellen des zweiten Videosignals aus dem Netzwerk an einem zweiten der Endpunkte (53), wobei die zweite elektronische Einrichtung zweite Signalverarbeitungsmittel zum Konvertieren des zweiten Videosignals in ein drittes Videosignal in einem Frequenzband aulweist, das in dem abstimmbaren Bereich einer normalen Fernsehübertragung liegt, wobei die Wiederherstellungsmittel zweite Filtermittel aufweisen, die eine hohe Impedanz für Signale darstellen, deren Energie auf Frequenzen unterhalb der höchsten Frequenz konzentriert ist, die zur Übertragung in normalen Telefoneinrichtungen benutzt wird, während das zweite Videosignal im wesentlichen unverändert durchgeleitet wird, und mit zweiten Sendermitteln zum Senden des dritten Videosignals zu einem Fernsehempfangsgerät (22) an dem zweiten Ort, und

b) mindestens eine der ersten und zweiten elektronischen Einrichtungen ferner aufweist:

einen zusätzlichen Endpunkt (5, 18) zum Anschluß einer normalen Telefoneinrichtung und einen Übertragungsweg flir elektrische Energie, wobei der Übertragungsweg den zusätzlichen Endpunkt und das Leitungsnetzwerk verbindet und ferner Filtermiffel (9, 24) aufweist, durch die Energie im wesentlichen unverändert hindurchgeleitet wird, die auf Frequenzen konzentriert ist, wie sie von normalen Telefoneinrichtungen (10, 11, 25, 26) benutzt werden, während Energie bei Frequenzen gedämpft wird, in denen die Energie des zweiten Videosignals konzentriert ist, wobei die Filtermittel die Energie des zweiten Videosignals von der Telefoneinrichtung trennen.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk einen dritten mehrerer Endpunkte aufweist, wobei dieser Endpunkt

(1) ein offener Endpunkt ist, oder

(2) ein Anschluß für eine normale Telefoneinrichtung.

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die zweite elektronische Einrichtung ferner Steuersignalempfangsmittel (16) zum Empfang eines Steuersignais aufweist, dritte Übertragungsmittel (17) an den zweiten Endpunkt angeschlossen sind, wobei die dritten Übertragungsmittel das Steuersignal auf das Netzwerk übertragen, die dritten Übertragungsmittel dritte Filtermittel aufweisen, die eine hohe Impedanz für Signale darstellen, deren Energie auf Frequenzen unterhalb der höchsten Frequenz konzentriert sind, die zur Kommunikation mit normalen Telefoneinrichtungen benutzt wird, während das Steuersignal im wesentlichen unverändert übertragen wird und

(b) die erste elektronische Einrichtung ferner Steuersignalwiederherstellungsmittel (6) aufweist, die an den ersten Endpunkt angeschlossen sind und das Steuersignal aus dem Leitungsnetzwerk wiedergewinnen, wobei die Steuersignalwiederherstellungsmittel vierte Filtermittel aufweisen, die eine hohe Impedanz für Signale darstellen, deren Energie auf Frequenzen unterhalb der höchsten Frequenz konzentriert ist, die zur Kommunikation normaler Telefoneinrichtungen benutzt wird, während das Steuersignal im wesentlichen unverändert übertragen wird.

4. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Sendermittel Energie des Steuersignais auf das Netzwerk in einer Form übertragen, die auf ein Frequenzband beschränkt ist, das unterhalb des Frequenzbandes für das zweite Videosignal liegt, schmäler als dieses ist und dieses nicht überlappt.

5. Kommunikationssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Sendermittel erste Umformmittel (17) zum Umformen des Steuersignals derart aufweisen, daß die Signalenergie in einem Frequenzband liegt, das von dem Band, in dem das Steuersignal liegt, wenn es von den Steuersignalempfängermitteln empfangen wird, verschieden ist.

6. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalempfängermittel das Steuersignal in Form von variabler Infrarotstrahlungsenergie erhalten.

7. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektronische Einrichtung ferner zweite Umformmittel zum Umformen des Signals aufweist, das von den Steuersignalwiederherstellmitteln in Form von Infrarotstrahlungsänderungen mit im wesentlichen den gleichen Eigenschaften empfangen wird, wie das von den Steuersignalwiederherstellmitteln empfangene Signal.

8. Kommunikationssystem nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektronische Einrichtung ferner dritte Umformmittel zum Umformen des Signals aufweist, das von den Steuersignalwiederherstellmitteln wiederhergestellt wird, so daß die Energie des wiederhergestellten Steuersignals in einem Frequenzband liegt, das von dem Frequenzband verschieden ist, in dem das Steuersignal liegt, wenn es von den Steuersignalwiederherstellmitteln wiederhergestellt wird.

9. Kommunikationssystem nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite elektronische Einrichtung ferner Anti-Interferenzmittel aufweist, um sichtbare Interferenzen aus Reflexionen von den offenen Endpunkten und Verknüpflingspunkten zu unterdrücken.

10. Kommunikationssystem nach den Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Signalerzeugungsmittel auf das Steuersignal ansprechen, um Parameter flir das erste Videosignal zu bestimmen.

11. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Signalerzeugungsmittel ferner Mittel aufweisen, die mindestens ein Zusatz-Videosignal zusätzlich zum ersten Videosignal liefern, wobei die Signalverarbeitungsmittel ein zweites Zusatz-Videosignal liefern, das einen höheren Energiepegel als das erste Zusatz-Videosignal aufweist und die ersten RF-I(onversionsmittel Mittel aufweisen, die das erste Videosignal und das erste Zusatz-Videosignal in unterschiedlichen 6-MHz-Frequenzbändem unterhalb 54 MHz liefern, die entweder a) benachbart oder b) um Mehrfache von 6 MHz getrennt sind.

12. Kommunikationssystem nach Ansprpuch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten RF-Konversionsmttel sowohl das zweite Videosignal als auch das zweite Zusatz-Videosignal der Frequenz nach umsetzen, wobei die den Frequenzabstand der beiden Signale aufrecht erhält und beide Signale in Frequenzbändern liefert, auf die normaler Frensehempfang abstimmbar ist.

13. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungsendpunkt nicht mehr als zwei Drahtsegmente verbindet.

14. Kommunikationssystem nach eineni der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der zweiten elektronischen Einrichtung (15) von einer Schaltung geleistt ist, die in einem Fernsehempfänger eingebaut ist, wobei der Fernsehempfänger einen Anschluß an das Telefonnetz hat und über den Anschluß Videosignale aus dem Netzwerk wiederherstellt und Steuersignale auf das Netzwerk über den Anschluß überträgt.