DE69630468T2

DE69630468T2 - Verteilungssystem für breitbandsignale

Info

Publication number: DE69630468T2
Application number: DE69630468T
Authority: DE
Inventors: Lee Steven FLICKINGER; Ray James FETTEROLF; P. Joseph PRESCHUTTI; P. Terry BOWEN; Jeff Legg; Phillip David KOLLER
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: EP0882361A1; DE69630468D1; WO1997001931A1; AU6674796A; EP0882361B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Breitbandsignalverteilungssystem, bei dem die Art des Übertragungsmediums aus der Klasse von Erzeugnissen gewählt ist, die eine verdrilltes Leiterpaar, ein Koaxialkabel, ein Glasfaserkabel und Kombinationen daraus umfaßt. Ein bevorzugtes System ist ein System, das ein verdrilltes Leiterpaar als primäres Verteilungsmedium aufweist. In einem kombinierten System können beispielsweise Verteilungseinheiten unter Verwendung eines Koaxialkabels oder eines Lichtleiterkabels hintereinandergeschaltet werden, um die Funktionsfähigkeit des Systems zu verbessern.
Es gibt zahlreiche Fälle, wo es erwünscht ist, Breitbandsignale, die auf HF-Träger moduliert sind, über ein verdrilltes Leiterpaar, Koaxialkabel oder Glasfaserkabel in einem relativ lokalen Bereich zu verteilen. Ein Beispiel für ein Verteilungssystem, das Breitband-Fernseh- und frequenzmodulierte Funksignale und ein getrenntes lokales Videorekordersignal in einem Schmalband akzeptiert, ist in der französischen Patentanmeldung FR-A-2 626 119 offenbart. Die Signale werden einer Mischstufe über Impedanzanpassungsverstärker zugeführt und dann an eine Vielzahl von Ausgangstreiberschaltungen verteilt.
Eine besondere Anwendung ist die Verteilung von Videosignalen. Eine Schule kann beispielsweise eine Anzahl von Klassenräumen und Diensträume mit jeweils einem Fernsehbildschirmgerät haben, und es kann zu einer gegebenen Zeit erwünscht sein, ein Programm an alle Klassenräume und Büros zu liefern, das entweder von einer Quelle in einem der Klassenräume oder Büros, z. B. einem Videokassettenrekorder, oder von einer äußeren Quelle, z. B. einem lokalen Kabelsystem, ausgeht. Ebenso kann eine Firma ein Gebäude oder mehrere eng zusammenstehende Gebäude mit zahlreichen Konferenzräumen haben, die mit Fernsehbildschirmgeräten ausgerüstet sind, und es können Wiedergaben von analogen Programmen erwünscht sein. Es ist daher eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kabelinfrastruktw zur Verteilung von Breitbandsignalen in einem relativ lokalen Bereich bereitzustellen.
Eine solche Kabelinfrastruktur sollte vorzugsweise bestimmte Attribute aufweisen. Beispielsweise sollte sie relativ preiswert sein. Ferner sollte sie ohne weiteres erweiterbar sein. Es ist daher eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Kabelinfrastruktur bereitzustellen, die diese Attribute aufweist.
Neubauten werden normalerweise von der lokalen Telefongesellschaft vorverkabelt. Normalerweise wird ein Kabel mit verdrillten Leiterpaaren der Kategorie 5 für eine solche Vorverkabelung verwendet. Dieses Kabel weist vier verdrillte Paare in seinem Mantel auf. Eine Leitung mit verdrillten Leiterpaaren der Kategorie 5 ist in der Lage, Breitbandsignale zu überfragen. Demzufolge wäre die Verwendung eines vorinstallierten verdrillten Leiterpaares als Teil der gewünschten Kabelinfrastruktur kosteneffektiv. Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verkabelungssystem zur Verteilung von Breitbandsignalen bereitzustellen, das vorzugsweise verdrillte Leiterpaare der Kategorie 5 aufweist.
In einem solchen Verkabelungssystem wären Auslässe an verschiedenen Stellen durch Kabel mit verdrillten Leiterpaaren mit Konzentratoren oder Verteilungseinheiten verbunden, die die verschiedenen Auslässe miteinander verbinden. Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Verteilungseinheit bereitzustellen, die anpaßbar ist, so daß sie einzeln verwendet werden kann, wenn die Anzahl der Auslässe im System innerhalb der Kapazität einer einzelnen Verteilungseinheit liegt, oder die in einer Mehrfachkonfiguration verwendet werden kann, die mit anderen solchen Verteilungseinheiten in Reihe geschaltet ist, um das System über die Kapazität einer einzelnen Verteilungseinheit hinaus zu erweitern. Ferner kann eine solche Kaskadierung (Reihenschaltung) auch mit einem Kabel mit verdrillten Leiterpaaren, Koaxialkabel oder Glasfaserkabel erfolgen.
Ein Problem entsteht jedoch, wenn gewünscht wird, modulierte Breitbandsignale an viele Klassenräume oder Orte zu verteilen. Wenn die Anzahl der Klassenräume zunimmt, nimmt die Anzahl der Eingangs- und Ausgangsstellen zu und die Stärke des Nahnebensprechens nimmt auch zu. Dies ist zurückzuführen auf die größere Länge des Kabels in dem System, die notwendig ist, um die erhöhte Anzahl von Klassenräumen zu unterstützen. Das Nahnebensprechen tritt als Folge einer kapazitiven Kopplung der Signale zwischen den Eingangsleitungen und den Ausgangsleitungen jedes Auslasses auf. Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Nahnebensprechen in einem Breitbandverteilungssystem mit vielen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen zu reduzieren.
Ein weiteres Problem tritt auf, wenn viele Auslässe im Verteilungssystem vorhanden sind, nämlich dadurch, daß die Entfernung zwischen jeder Verteilungseinheit und dem Auslaß variabel ist. Auslässe, die von der Verteilungseinheit weiter entfernt sind, haben notwendigerweise größere Kabellängen zwischen der Verteilungseinheit und dem Auslaß. Dies führt dazu, daß die Signaldämpfungspegel an jedem Auslaß wegen der Entfernung, die jeder Auslaß von der Verteilungseinheit hat, unterschiedlich sind. Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung bereitzustellen, die große und kleine Kabellängen simuliert, um gleichmäßige Systemsignaländerungspegel an jedem Auslaß bereitzustellen.
Die oben genannten und weitere Aufgaben werden im wesentlichen mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gelöst, indem ein Breitbandsignalverteilungssystem bereitgestellt wird, das als "passive" Infrastruktur fungiert, um Breitbandsignale, die auf HF-Träger moduliert sind, in einem vorgegebenen Frequenzband zwischen einer Vielzahl von Auslässen zu verteilen.
Unter einem Aspekt besteht die Erfindung aus einem System zur Verteilung von Breitbandsignalen, die auf HF-Träger in einem vorgegebenen Frequenzband moduliert sind, zwischen einer Vielzahl von Auslässen, wobei jeder Auslaß mit einer Quelle und einem Ziel der Breitbandsignale verbunden ist, wobei das System umfaßt:
eine Verteilungseinheit, die aufweist:
eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen;
eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen;
einen Übernagungsweg;
eine Kombinatoreinrichtung zum Anlegen von Signalen, die in der Vielzahl von Eingangsanschlüssen auftreten, an den Übertragungsweg; und
eine Verteilereinrichtung zum Anlegen von Signalen, die auf dem Übertragungsweg auftreten, an alle aus der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen;
wobei das System gekennzeichnet ist durch:
eine Vielzahl von Kabeln, die aus der Klasse gewählt sind, die aus Glasfaserkabel, Koaxialkabel und Kabel mit verdrilltem Leiterpaar besteht, und die sich zwischen einem entsprechenden der Verteilungseinheitsanschlüsse und einem entsprechenden aus der Vielzahl von Auslässen erstrecken; und
ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungseinheit aufweist:
einen Signaleinlaß;
einen Signalauslaß;
eine Schaltereinrichtung, die entweder in einem ersten Zustand oder in einem zweiten Zustand betriebsfähig ist, wobei die Schaltereinrichtung, wenn sie in ihrem ersten Zustand ist, die Wirkung hat, den Übertragungsweg mit der Kombinatoreinrichtung und der Verteilereinrichtung zu koppeln, und die Schaltereinrichtung, wenn sie in ihrem zweiten Zustand ist, die Wirkung hat, die Kombinatoreinrichtung mit dem Signalauslaß anstatt mit dem Übertragungsweg zu koppeln und die Verteilereinrichtung mit dem Signaleinlaß anstatt mit dem Übertragungsweg zu koppeln; und
eine Vielzahl von Impedanzanpassungsvorrichtungen, wobei jede der Vorrichtungen ein entsprechendes Ende eines entsprechenden der Kabel abschließt,
wobei das System ferner noch dadurch gekennzeichnet ist, daß es die erste und die zweite Verteilungseinheit aufweist, wobei einer der Ausgangsanschlüsse der ersten Verteilungseinheit mit dem Signaleinlaß der zweiten Verteilungseinheit verbunden ist und einer der Eingangsanschlüsse der ersten Verteilungseinheit mit dem Signalauslaß der zweiten Verteilungseinheit verbunden ist, wobei die Schaltereinrichtung der ersten Verteilungseinheit in ihrem ersten Zustand ist und die Schaltereinrichtung der zweiten Verteilungseinheit in ihrem zweiten Zustand ist.
Unter einem weiteren Aspekt besteht die Erfindung aus einer Verteilungseinheit zur Verwendung in einem Breitbandsignalverteilungssystem, wo das System eine Vielzahl von Auslässen aufweist, wobei jeder Auslaß mit einer Quelle oder einem Ziel der Breitbandsignale verbunden ist, und einer Vielzahl von Kabeln, die sich zwischen den Auslässen und der Verteilungseinheit erstrecken, zum Transportieren von Breitbandsignalen, die auf HF-Träger in einem vorgegebenen Frequenzband moduliert sind, zwischen den Auslässen, wobei die Verteilungseinheit umfaßt:
eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen, die jeweils geeignet sind, mit einem entsprechenden der Kabel verbunden zu werden;
eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen;
einen Kombinator mit einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und mit einem Ausgangsanschluß, an den ein kombiniertes Signal angelegt wird, das eine Additionskombination aller Signale ist, die an den Eingangsanschlüssen auftreten;
einen Verteiler mit einem Eingangsanschluß und einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen, an die alle ein Signal angelegt wird, das am Verteilereingangsanschluß erscheint;
einen Übertragungsweg, der zwischen den Kombinatorausgangsanschluß und den Verteilereingangsanschluß gekoppelt ist;
gekennzeichnet durch:
eine erste Vielzahl von Impedanzanpassungsvonichtungen, deren symmetrisches Ende jeweils mit einem entsprechenden der Eingangsanschlüsse verbunden ist;
eine zweite Vielzahl von Impedanzanpassungsvonichtungen, deren unsymmetrisches Ende jeweils mit einem entsprechenden der Verteilerausgangsanschlüsse verbunden ist;
einen Signaleinlaß, der geeignet ist, mit einem Kabel gekoppelt zu werden, das sich zu einem Ausgangsanschluß einer anderen Verteilungseinheit mit identischem Aufbau erstreckt;
einen Signalauslaß, der geeignet ist, mit einem Kabel gekoppelt zu werden, das sich zu einem Eingangsanschluß der anderen Verteilungseinheit erstreckt; und
eine Schaltereinrichtung, die entweder in ihrem ersten Zustand oder in ihrem zweiten Zustand betriebsfähig ist, wobei die Schaltereinrichtung mit dem Übertragungsweg, dem Kombinatorausgangsanschluß, dem Verteilereingangsanschluß, dem Signaleinlaß und dem Signalauslaß gekoppelt ist, wobei die Schaltereinrichtung, wenn sie in ihrem ersten Zustand ist, die Wirkung hat, den Übertragungsweg mit dem Kombinatorausgangsanschluß und dem Verteilereingangsanschluß zu koppeln, und die Schaltereinrichtung, wenn sie in ihrem zweiten Zustand ist, die Wirkung hat, den Kombinatorausgangsanschluß mit dem Signalauslaß zu koppeln und den Signaleinlaß mit dem Verteilereingangsanschluß zu koppeln;
und ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder kombinierte Eingangsanschluß mit dem unsymmetrischen Ende eines entsprechenden aus der ersten Vielzahl von Impedanzanpassungsvorrichtungen verbunden ist;
jeder Ausgangsanschluß, der mit dem symmetrischen Ende eines entsprechenden aus der zweiten Vielzahl von Impedanzanpassungsvorrichtungen verbunden ist und jeweils geeignet ist, mit einem entsprechenden der Kabel verbunden zu werden.
Man geht daher davon aus, daß die erste Verteilungseinheit im "Master"-Modus (steuerungsführender Modus) arbeitet und die zweite Verteilungseinheit im "Staue"-Modus (untergeordneter Modus) arbeitet.
Gemäß einem Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindungen weist ferner jede der Verteilungseinheiten einen Oszillator auf, zum Bereitstellen eines Schwingungssteuersignals mit einer festen Frequenz außerhalb des vorgegebenen Frequenzbandes der HF-Träger, eine erste steuerbare Verstärkungseinrichtung, die zwischen die Schaltereinrichtung und den Signalauslaß geschaltet ist, und eine zweite steuerbare Verstärkungseinrichtung, die zwischen den Signaleinlaß und die Schaltereinrichtung geschaltet ist. Wenn die Schaltereinrichtung in ihrem ersten Zustand ist, koppelt sie ferner den Oszillator mit dem Übertragungsweg, und jede der Verteilungseinheiten weist ferner eine Verstärkungssteuereinrichtung auf, die auf den Pegel des Pilotsignals anspricht, zur Regelung der Verstärkung sowohl der ersten als auch der zweiten Verstärkungseinrichtung.
Vorzugsweise geht die Schaltereinrichtung in jeder der Verteilungseinheiten in ihren ersten Zustand zurück und spricht auf das Auftreten des Pilotsignals am Signaleingang zum Umschalten in ihren zweiten Zustand an.
Es kann Vorkehrungen dafür geben, daß in das System die Verwendung von Koaxialkabel, Lichtleiterkabel und Kombinationen daraus mit und ohne die traditionellen verdrillten Leiterpaare einbezogen werden. Diese zusätzliche Dimension der Erfindung ermöglicht das Potential für ein stärker erweiterbares System, z. B. in einem weiträumigen Komplex – wobei ein Universitätsgelände ein besonders gutes Beispiel ist.
Eine umschaltbare Impedanzschaltung kann zur Simulierung verschiedener Längen von Kabeln
vorgesehen sein, um einen gewünschten Dämpfungspegel an jedem Auslaß zu erreichen.
Ferner kann vorgesehen sein: eine Freigabeschaltung, die einen Eingangsanschluß aufweist, um ein Basisbandquellsignal zu empfangen, ein Übertragungsweg zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß, mindestens eine Impedanzanpassungsvorrichtung, eine Stromversorgung, die mit der Impedanzanpassungsvorrichtung verbunden ist und die ein Vorspannungssignal mit dem Eingangssignal kombiniert, um einen Diodenschalter zu betätigen, der mit dem Ausgang der Impedanzanpassungsvorrichtung am Eingang der Verteilungseinheit verbunden ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei wird folgendes gezeigt:
1 ist eine bildliche Darstellung eines Verkabelungssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, beispielsweise zur Verteilung von Videosignalen;
2 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Verteilungseinheit für das System in 1;
3 und 4 stellen gemeinsam die Kaskadierung eines Paares von Verteilungseinheiten dar, die in 2 gezeigt sind, und zeigen eine der Verteilungseinheiten, die im Master-Modus arbeitet, bzw. die andere Verteilungseinheit, die im Slave-Modus arbeitet;
3A und 4A sind Blockschaltbilder wie 3 und 4 und zeigen jedoch die Einbeziehung eines Lichtleiterkabels in das Verteilungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 bis 9 bilden gemeinsam einen ausführlichen elektrischen schematischen Schaltplan einer zur Darstellung dienenden Ausführungsform der in 2 gezeigten Verteilungseinheit;
10 zeigt, wie das Verkabelungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Längen von Kabeln mit verdrillten Leiterpaaren aufnimmt.
11 ist ein Blockschaltbild einer zur Freigabe dienenden und umschaltbaren Kabelsimulatorschaltung.
12 ist eine schematische Darstellung der Kabelsimulatorschaltung von 11.
1 stellt bildlich ein bevorzugtes Verkabelungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung dar, das in einer Schulumgebung installiert ist. Zum Zwecke der Darstellung verteilt das hier offenbarte System Videosignale, wobei jedoch diese Erfindung auch zur Verteilung anderer Breitbandsignale verwendet werden kann. Wie gezeigt, hat ein normaler Klassenraum 20 ein Fernsehbildschirmgerät 22 und eine Quelle für Videosignale, in der Darstellung ein VCR (Videokassettenrekorder) 24. Das Bildschirmgerät 22 ist mit einem Wandauslaß 26 über das Koaxialkabel 28 verbunden. Der VCR 24 ist mit dem Wandauslaß 26 über den Modulator 29 und das Koaxialkabel 30 verbunden. Jedes der Kabel 28, 30 ist vorzugsweise mit einem entsprechenden verdrillten Leiterpaar in dem Kabel für verdrillte Leiterpaare 32 mittels einer entsprechenden Impedanzanpassungsvorrichtung oder eines Symmetriegliedes 34, 36 verbunden, wie nachstehend beschrieben wird.
Das Kabel mit verdrilltem Leiterpaar 32 ist mit Eingangs- und Ausgangsanschlüssen der Verteilungseinheit 38 verbunden, die sich in einem Schaltschrank 40 befindet. Die Verteilungseinheit 38 ist mit zusätzlichen Klassenräumen über die Kabel mit verdrilltem Leiterpaar 42, 44 verbunden und mit einer weiteren Verteilungseinheit 46 in einem zweiten Schaltschrank 48 entweder über Koaxialkabel oder Glasfaserkabel 50 verbunden, die mit der Verteilungseinheit 38 über Impedanzanpassungsvorrichtungen (IMDs) 51 verbunden sind, z. B. über einen Übertrager für Koaxialkabel, einen optoelektronischen Senderempfänger für Glasfaserkabel oder ein Symmetrieglied für Kabel mit verdrilltem Leiterpaar. Es versteht sich, daß, wie bereits ausgeführt, das Kabel mit verdrilltem Leiterpaar in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen den Schaltschränken 40, 48 verwendet werden könnte. Auf jeden Fall ist die Verteilungseinheit 46 ihrerseits mit Auslässen in anderen Klassenräumen vorzugsweise über entsprechende Kabel mit verdrilltem Leiterpaar verbunden. Ferner kann die Verteilungseinheit 38 mit den Verteilungseinleiten 52, 54 im gleichen Schaltschrank 40 kaskadiert sein.
Die Verteilungseinheit 38 empfängt Strom von einem normalen Wandstromauslaß 56 über das Stromkabel 58. Die anderen Verteilungseinheiten empfangen ihren Strom auf die gleiche Weise. Zusätzlich zu dem Verkabelungssystem, das Videosignale von einer internen Quelle, z. B. dem VCR 24 im Klassenraum 20 empfängt, kann es auch Videosignale von einer externen Quelle, z. B. von einem lokalen Kabelfernsehsystem, über das Koaxialkabel oder das Glasfaserkabel 50 empfangen. Außerdem könnten ein oder mehrere Klassenräume oder Diensträume in der Schule eine Videokamera als Videosignalquelle haben. Wie bekannt werden Videosignale auf HF-Träger innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes moduliert.
Wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, hat jede der Verteilungseinheiten 38, 46, 52, 54 acht Eingangsanschlüsse und acht Ausgangsanschlüsse. Wenn nur acht Auslässe im System vorhanden sind, dann kann eine einzelne Verteilungseinheit 38 alle Auslässe bedienen. Bei mehr als acht Auslässen ist jedoch mindestens eine weitere Verteilungseinheit erforderlich, die mit der Verteilungseinheit 38 kaskadiert ist. In diesem Fall geht man davon aus, daß die Verteilungseinheit 38 eine "Master"-Einheit (steuerungsführende Einheit) ist und die zusätzliche Verteilungseinheit eine "Slave"-Einheit (untergeordnete Einheit) ist. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Verteilungseinheiten identisch sind und sich automatisch selbst konfigurieren, um entweder im "Master"-Modus oder im "Slave"-Modus zu arbeiten. Mit Bezug auf 2 ist dort ein Blockschaltbild einer Verteilungseinheit 38 gezeigt, die nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und die in dem Verkabelungssystem verwendet werden kann, das in 1 gezeigt ist. Die Verteilungseinheit 38, die ein Kabel mit verdrilltem Leiterpaar verwendet, weist acht Eingangsanschlüsse 62-1, 62-2, 62-3, 62-4, 62-5, 62-6, 62-7, 62-8 und acht Ausgangsanschlüsse 64-1, 64-2, 64-3, 64-4, 64-5, 64-6, 64-7, 64-8 auf. Jeder der Anschlüsse 62, 64 ist zur Verbindung mit den zwei Drähten eines entsprechenden verdrillten Paares 66, 68 geeignet. Die ankommenden Signale in den Eingangsanschlüssen 62 sind symmetrische Signale (eine Charakteristik der Signale, die über ein verdrilltes Leiterpaar übertragen wird) und werden über entsprechende Symmetrieglieder 70-1, 70-2, 70-3, 70-4, 70-5, 70-6, 70-7, 70-8 mit der Kombinatorschaltung 72 verbunden. Die Kombinatorschaltung 72 hat die Wirkung, zusätzlich auf passive Weise alle Signale zu kombinieren, die an ihren Eingängen 74-1, 74-2, 74-3, 74-4, 74-5, 74-6, 74-7, 74-8 auftreten und ein kombiniertes additives Signal in ihrer Ausgangsleitung 76 bereitzustellen. Die Ausgangsleitung 76 ist mit dem Eingang des Verstärkers 78 verbunden, dessen Ausgangsleitung 80 mit einem Teil eines Master/Slave-Schalters verbunden ist, was nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Analog dazu werden Signale, die in der Eingangsleitung 82 zur Verteilerschaltung 84 auftreten, über die Verteilerschaltung 84 weitergeleitet und in unmodifizierter Form, mit Ausnahme einer bestimmten Dämpfung, an den Verteilerausgängen 86-1, 86-2, 86-3, 86-4, 86-5, 86-6, 86-7, 86-8 bereitgestellt. Diese Signale werden als Eingangssignale für die entsprechenden Symmetrieglieder 88-1, 88-2, 88-3, 88-4, 88-5, 88-6, 88-7, 88-8 bereitgestellt, die symmetrische Signale an die Ausgangsanschlüsse 64-1, 64-2, 64-3, 64-4, 64-5, 64-6, 64-7, 64-8 zur nachfolgenden Übertragung in symmetrischer Form über die verdrillten Paare 68-1, 68-2, 68-3, 68-4, 68-5, 68-6, 68-7, 68-8 bereitstellen.
2 stellt den Master/Slave-Schalter so dar, als habe er drei Teile 90, 92, 94, wobei alle Schalterteile in der "Slave"-Stellung dargestellt sind. Der Standardzustand des Master/Slave-Schalters ist seine Master-Stellung, so daß der Verstärkerausgang 80 über den Schalterteil 90 mit einem Übertragungsweg 95, einschließlich Entzerrer 96, gekoppelt ist, der den Verstärkerausgang 80 mit dem Verteilereingang 82 über die Schalterteile 90, 94 verbindet. Zur gleichen Zeit koppelt der Schalterteil 92 das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 98 über den gerichteten Koppler 100 in den Übertragungsweg 95 ein. Wenn die Verteilungseinheit 38 im Master-Modus betrieben wird, werden die Signale, die an den Eingangsanschlüssen 62 auftreten, kombiniert, zurückgeschleift, mit einem Oszillatorsignal kombiniert und an alle Ausgangsanschlüsse 64 übertragen.
Wenn die Anzahl der Auslässe in einem Verkabelungssystem größer ist als die Kapazität einer einzigen Verteilungseinheit, beispielsweise acht Auslässe, können eine oder mehrere zusätzliche Verteilungseinheiten von der Master-Verteilungseinheit kaskadiert werden, indem einer der Ausgangsanschlüsse 64 der Master-Verteilungseinheit mit dem Signaleinlaß 102 einer "nachgeschalteten" Verteilungseinheit verbunden wird und indem einer der Eingangsanschlüsse 62 der Master-Verteilungseinheit mit dem Signalauslaß 104 der nachgeschalteten Verteilungseinheit verbunden wird. Wenn die Verteilungseinheit 38 eine nachgeschaltete Verteilungseinheit ist, laufen also die Signale, die am Signaleinlaß 102 auftreten, durch das regelbare Dämpfungsglied 106 und zum Verstärker 108. Ein Teil des Ausgangssignals des Verstärkers 108 wird vom Richtungskoppler 110 extrahiert und an die automatische Verstärkungsregelungs-(AGC-)Schaltung 112 weitergegeben. Es sei daran erinnert, daß, wenn die Verteilungseinheit 38 in ihrem Master-Modus arbeitet, die Oszillatorschaltung 98 ein Signal bereitstellt, das an alle Ausgangsanschlüsse 64 geht. Dieses Signal ist ein mit einer festen Frequenz schwingendes Pilotsignal, das außerhalb des vorgegebenen Frequenzbandes der HF-Träger liegt. Dieses Pilotsignal wird von der AGC-Schaltung 112 erfaßt und verwendet, um die Dämpfung des regelbaren Dämpfungsglieds 106 zu steuern. Außerdem wird das Pilotsignal an die Schaltersteuereinrichtung 114 weitergegeben, die auf das Vorhandensein des Pilotsignals anspricht, zum Umschalten des Master/Slave-Schalters in die Slave-Stellung (wie in 2 dargestellt). Das Ausgangssignal des Verstärkers 108 wird dann über den Schalterteil 94 an die Verteilerschaltung 84 weitergegeben, von der aus es an die Ausgangsanschlüsse 64 angelegt wird. Ebenso wird das Ausgangssignal des Verstärkers 78 über den Schalterteil 90, über das regelbare Dämpfungsglied 116 an den Signalauslaß 104 und von dort an die vorgeschaltete Verteilungseinheit angelegt. Man beachte, daß die AGC-Schaltung 112 die Dämpfung des regelbaren Dämpfungsglieds 116 sowie des regelbaren Dämpfungsglieds 106 steuert. Man beachte auch, daß, wenn die Verteilungseinheit 38 im Slave-Modus ist, die Oszillatorschaltung 98 getrennt ist und kein Pilotsignal an das Verkabelungssystem übergibt. Obwohl regelbare Dämpfungsglieder 106, 116 dargestellt worden sind, können auch andere regelbare Verstärkungsvorrichtungen verwendet werden.
3 und 4 zeigen gemeinsam ein Paar identischer Verteilungseinheiten 38, die miteinander kaskadiert sind, wobei die Verteilungseinheit 38-1 im Master-Modus arbeitet und die Verteilungseinheit 38-2 nachgeschaltet ist und im Slave-Modus arbeitet. Nur diese betriebsfähigen Abschnitte der Verteilungseinheiten 38-1, 38-2 sind in 3 und 4 dargestellt. Die Verteilungseinheit 38-2 ist so dargestellt, als sei sie mit den beiden Auslässen 118, 120 gekoppelt, und die Verteilungseinheit 38-1 ist so dargestellt, als sei sie lediglich mit der Verteilungseinheit 38-2 über die verdrillten Paare 121, 123 gekoppelt. Es versteht sich jedoch, daß die verbleibenden Eingangs/Ausgangsanschlüsse der beiden Verteilungseinheiten 38-1, 38-2 mit zusätzlichen Auslässen verbunden sein können. Obwohl verdrillte Paare 121, 123 dargestellt sind, versteht es sich, daß statt dessen Koaxialkabel oder Lichtleiterkabel verwendet werden können. 3A und 4A, zugehörige Blockschaltbilder zu 3 bzw. 4, stellen eine Verteilungseinheit dar, wo Lichtleiterkabel in das System einbezogen sein können. In 3A und 4A bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten, die in 3 und 4 gekennzeichnet sind, und die mit Strich versehenen Bezugszeichen stellen funktionell gleichwertige Komponenten dar, die beispielsweise für Glasfaserkabel geeignet sind. Für den letzteren Fall ist ein Bezugszeichen 72' ein passiver Glasfaserkombinator, 78' ein Glasfaserempfänger, 84' ein passiver Faserverteiler, 85' ein Glasfasersender, 102' ein Glasfaserempfänger und 104' ein Glasfasersender. In jedem Fall kann die Impedanzanpassungsvorrichtung (IMD) zur Umwandlung zwischen den symmetrischen Signalen in der Verteilungseinheit 38-1 und den unsymmetrischen Signalen in der Verteilungseinheit 38-2 erforderlich sein. Wenn Kabel mit verdrilltem Leiterpaar verwendet werden, sind die Symmetrieglieder 125 am Eingang der Verteilungseinheit 38-2 angeordnet.
Wie in 3 und 4 gezeigt, tritt also ein Signal, das vom Auslaß 120 kommt, in die Verteilungseinheit 38-2 ein, läuft über die Kombinatorschaltung 72, den Verstärker 78, den Schalterteil 90, das regelbare Dämpfungsglied 116 und tritt in die Verteilungseinheit 38-1 ein. Das Signal läuft dann über die Kombinatorschaltung 72, den Verstärker 78, den Schalterteil 90 und den Übertragungsweg 95. In dem Richtungskoppler 100 wird das Signal mit dem Pilotsignal vom Oszillator 98 versehen. Dieses kombinierte Signal läuft dann über den Schalterteil 94, die Verteilerschaltung 84, verläßt die Verteilungseinheit 38-1 und tritt in die Verteilungseinheit 38-2 ein. Das kombinierte Signal läuft dann über das regelbare Dämpfungsglied 106 und den Verstärker 108. Das kombinierte Signal wird vom Richtungskoppler 110 zur AGC-Schaltung 112 geführt, wobei das Pilotsignal extrahiert wird und verwendet wird, um die Dämpfung der regelbaren Dämpfungsglieder 106, 116 zu steuern und außerdem sicherzustellen, daß der Master/Slave-Schalter in der Verteilungseinheit 38-2 im Slave-Zustand ist. Das restliche Signal verläßt den Richtungskoppler 110 und läuft über den Schalterteil 94 und die Verteilerschaltung 84, wo es die Verteilungseinheit 38-2 verläßt und an die Auslässe 118, 120 übertragen wird.
5 bis 9 zeigen eine bevorzugte, zur Darstellung dienende Schaltungsanordnung, die für die Verteilungseinheit 38 verwendet werden kann. S stellt die Eingangsanschlüsse 62, die Symmetrieglieder 70 und die Kombinatorschaltung 72 dar. Wie gezeigt, hat jeder der Eingangsanschlüsse 62 ein Paar Eingangsklemmen 122, 124, die geeignet sind, mit einem entsprechenden der Drähte verbunden zu werden, die ein entsprechendes verdrilltes Paar 66 bilden. Die Eingangsklemmen 122, 124 sind über eine Gleichtakt-Drosselspule 126 mit dem Rest der Symmetriegliedschaltungsanordnung 70 verbunden, die aus induktiv gekoppelten Spulen besteht, wie es üblich und dem Fachmann bekannt ist. Das symmetrische Ende jedes der Symmetrieglieder 70 ist also mit einem entsprechenden der Eingangsanschlüsse 62 gekoppelt, und das unsymmetrische Ende jedes der Symmetrieglieder 70 ist mit einem entsprechenden der Eingangsanschlüsse 74 des Kombinators 72 verbunden. Der Kombinator 72 wird nicht mit Leistung versorgt und besteht aus passiven Elementen (Transformatoren, Widerstände, Spulen und Kondensatoren), die Signale an den Eingängen 74 additiv kombinieren, um ein kombiniertes additives Signal in der Ausgangsleitung 76 bereitzustellen.
Mit Bezug auf 6 und 7 wird das Kombinatorausgangssignal 76 als Eingangssignal an den Verstärker 78 angelegt, der darstellungsgemäß ein Hybridverstärker Motorola MHW 1222 CATV RF ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 78 in der Leitung 80 läuft zum Schalterteil 90, der darstellungsgemäß ein einpoliges Umschaltrelais mit einer Enegungsspule 128 ist. Der Zustand des Schalters 90, der in 7 dargestellt ist, ist der Slave-Moduszustand, der derjenige Zustand des Schalters 90 ist, wenn der Vereilungseinheit 60 kein Strom zugeführt wird. In diesem Zustand ist der Kontakt 130 geschlossen und der Kontakt 132 offen. Wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, kehrt der Schalter 90 jedoch dann, wenn der Verteilungseinheit 60 Strom zugeführt wird, in den Master-Moduszustand zurück, wo der Kontakt 132 geschlossen und der Kontakt 130 offen ist.
Wenn die Verteilungseinheit 38 im Slave-Modus ist und der Kontakt 130 geschlossen ist, ist der Ausgang des Verstärkers 78 in der Leitung 80 mit dem Eingang des regelbaren Dämpfungsglieds 116 gekoppelt, das eine PIN-Diode 136 aufweist. Die Kathode der Diode 136 ist mit dem Signalauslaß 104 über den Kondensator 138 gekoppelt, und die Anode der Diode 136 ist mit dem Ausgang 80 des Verstärkers 78 über den Kondensator 134 und den Schalter 90 gekoppelt. Außerdem ist die Anode der Diode 136 mit einer Vorspannungsstromquelle über den Widerstand 142 verbunden, und die Kathode der Diode 136 ist mit der Ausgangsleitung 144 der AGC-Schaltung 112 über die Spule 146 verbunden. Wie bekannt, ändert die AGC-Schaltung 112 durch Änderung des Spannungspegels in der Ausgangsleitung 144 den Vorspannungsstrom in der Diode 136, um die Dämpfung des Signals durch diese zu steuern.
Das Signal, das am Signaleinlaß 102 der Verteilungseinheit 38 auftritt, ist über den Kondensator 148 mit dem regelbaren Dämpfungsglied 106 gekoppelt, das den gleichen Aufbau hat wie das regelbare Dämpfungsglied 116 und ein entsprechende PIN-Diode 152 aufweist, deren Kathode mit der mit der Ausgangsleitung 144 der AGC-Schaltung 112 verbunden ist. Der Ausgang des regelbaren Dämpfungsglieds 106 ist mit dem Eingang des Verstärkers 108 verbunden, der darstellungsgemäß der gleiche Verstärkertyp ist wie der Verstärker 78. Das Ausgangssignal des Verstärkers 108 läuft durch den Richtungskoppler 110, der einen Teil des Signals in der Leitung 154 bereitstellt und den Rest des Signals zum Schalter 94 durchläßt. Der Schalter 94 hat den gleichen Aufbau wie der Schalter 90 und weist einen Kontakt 156, einen Kontakt 158 und eine Enegungsspule 160 auf. Wenn der Verteilungseinheit 38 kein Strom zugeführt wird, ist der Zustand des Schalters 90 derartig, daß der Kontakt 156 geschlossen ist und der Kontakt 158 offen ist, was den Slave-Moduszustand des Schalters 94 darstellt. Der Standardmodus dieses Schalters 94, nämlich wenn der Verteilungseinheit 60 Strom zugeführt wird, ist der umgekehrte Zustand, d. h. der Kontakt 156 ist offen, und der Kontakt 158 ist geschlossen. Wenn der Kontakt 156 geschlossen ist (Slave-Modus), wird das Ausgangssignal des Verstärkers 108, nachdem es durch den Richtungskoppler 110 gelaufen ist, als Eingangssignal über die Leitung 82 an die Verteilerschaltung 84 angelegt.
Wenn wir nunmehr 8 betrachten, so wird das Signal, das in der Leitung 154 auftritt, als Eingangssignal an das Bandpaßfilter 162 übergeben, das bewirkt, daß das Pilotsignal hindurchläuft und in der Leitung 164 auftritt, und das die Signale in dem vorgegebenen Frequenzband der HF-Träger blockiert. Das Pilotsignal in der Leitung 164 wird der HF-Verstärkerstufe 166 der AGC-Schaltung 112 als Eingangssignal übergeben. Das Ausgangssignal der HF-Verstärkerstufe 166 ist durch den Kondensator 170 mit der Detektorstufe 172 gekoppelt, die ein Ausgangssignal in der Leitung 174 an die Gleichstromverstärkerstufe 176 übergibt. Das Ausgangssignal der Detektorstufe 172 hat eine niedrigere Spannung, wenn das Pilotsignal vorhanden ist, als wenn es nicht vorhanden ist, und die Verstärkerstufe 176 ist ein invertierender Verstärker. Das Ausgangssignal der Verstärkerstufe 176 wird als Eingangssignal an die Pegelverschiebungsstufe 178 übergeben, deren Ausgangssignal an die weitere Verstärkerstufe 180 übergeben wird. Das Ausgangssignal der Verstärkerstufe 180 ist die AGC-Ausgangsleitung 144, die zu den regelbaren Dämpfungsgliedern 106, 116 führt.
Das Ausgangssignal der Verstärkerstufe 176 wird, außer daß es zur Pegelverschiebungsstufe 178 läuft, als Eingangssignal über die Leitung 179 an die Schaltersteuereinrichtung 114 übergeben, die darstellungsgemäß ein Komparator ist. Das Ausgangssignal der Schaltersteuereinrichtung 114 in der Leitung 182 ist auf Hochpegel, wenn das Pilotsignal vorhanden ist, und ist auf Tiefpegel, wenn das Pilotsignal nicht vorhanden ist. Der Spannungspegel in der Leitung 182 bestimmt also, ob die Verteilungseinheit 38 im Slave-Modus oder im Master-Modus arbeitet. Wenn einer Verteilungseinheit 38 anfangs Strom zugeführt wird und wenn keine anderen Verteilungseinheiten angeschlossen sind, dann ist also kein Pilotsignal vorhanden, und der Spannungspegel in der Leitung 182 ist auf Tiefpegel. Die Leitung 182 ist verbunden, um jeweils die Erregung der Spulen 128, 160 der Schalter 90, 94 zu steuern. Der Tiefpegel in der Leitung 182 ist der Standardzustand der Verteilungseinheit 60 und bewirkt, daß die Spulen 128, 160 erregt werden, wobei die Kontakte 132, 158 geschlossen werden und die Verteilungseinheit 38 in den Master-Modus versetzt wird. In diesem Master-Modus wird das Ausgangssignal des Verstärkers 78 über den Schalter 90 an die Leitung 183 und von dort an den Übertragungsweg 95 übergeben. Die Leitung 182 ist auch mit dem Gate des Transistors 184 verbunden, der als Schalterteil 92 fungiert (2). Wenn in der Leitung 182 ein Tiefpegel vorhanden ist, ist der Transistor 184 nichtleitend, und der Oszillatorschaltung 98 wird Strom zugeführt. Vorzugsweise ist die Oszillatorschaltung 98 ein quarzgesteuerter Festfrequenzoszillator, der ein Schwingungssignal mit einer festen Frequenz auf die Leitung 186 legt. Dieses Signal läuft durch den Richtungskoppler 100 über den Übertragungsweg 95 und dann zu den nachgeschalteten Verteilungseinheiten, wie oben beschrieben.
In den nachgeschalteten Verteilungseinheiten wird das Pilotsignal detektiert, und der Pegel der Leitung 182 ist auf Hochpegel. Dies bewirkt, daß der Transistor 184 gesättigt wird und den Strom am Oszillator 98 vorbeileitet, wodurch dieser ausgeschaltet wird. Außerdem werden die Spulen 128, 160 nicht erregt, so daß die Kontakte 130, 156 geschlossen sind, was den Slave-Modus der Verteilungseinheit 38 darstellt.
Die Verteilungseinheit 60 weist ferner eine Einrichtung auf, die anzeigen soll, ob die Verteilungseinheit 38 im Master-Modus oder im Slave-Modus betrieben wird. Darstellungsgemäß weist diese lichtemittierende Dioden 188, 190 auf (6), die durch die entsprechenden Transistoren 192, 194 gesteuert werden. Wenn die Verteilungseinheit 38 im Master-Modus ist, ist die Leitung 182 auf Tiefpegel, was bewirkt, daß der Transistor 192 leitend ist, so daß die lichtemittierende Diode 188 mit Strom versorgt wird. Wenn die Verteilungseinheit 60 im Slave-Modus ist, ist die Leitung 182 auf Hochpegel, was bewirkt, daß der Transistor 194 leitend ist, wodurch die lichtemittierende Diode 190 mit Strom versorgt wird.
9 stellt die Verteilerschaltung 84, die Ausgangssymmetrieglieder 88 und die Ausgangsanschlüsse 64 dar. Diese Schaltungsanordnung ist im wesentlichen umgekehrt zu der Eingangsschaltungsanordnung und zum Kombinator, die in 5 gezeigt ist.
Wie oben erwähnt, besteht ein Merkmal des vorliegenden Systems darin, daß identische Verteilungseinheiten 38 verwendet werden können, ganz gleich, wo sie im System angeordnet sind. Da die Auslässe sich in verschiedenen Entfernungen von einer Verteilungseinheit befinden können, müssen bestimmte Einrichtungen vorgesehen sein, um die unterschiedlichen Dämpfungen, die verschiedenen Längen des Kabels mit verdrilltem Leiterpaar 32 eigen sind, anzupassen. Eine solche Anpassung ist in 10 gezeigt. Darstellungsgemäß sind die Verstärkungen der Stufen der Verteilwngseinheit 60 so gewählt, daß sie mit einem Auslaß 196 betrieben werden können, der 240 Fuß von der Verteilungseinheit 60 entfernt ist. Ein solcher Auslaß ist mit eingebauten Symmetriegliedern 34, 36 versehen. Wenn ein Auslaß 198 näher an der Verteilungseinleit 38 liegt, werden die Symmetrieglieder 34, 36 jeweils durch Kabelsimulatoren 200, 202 auf den unsymmetrischen Seiten der Symmetrieglieder ergänzt, die eine Dämpfung hinzufügen, die der fehlenden Länge des Kabels mit verdrilltem Leiterpaar 32 äquivalent ist. Bei dem entfernten Auslaß 196 werden also 240 Fuß des Kabels mit verdrilltem Leiterpaar verwendet. Bei dem näheren Auslaß 198 werden 120 Fuß des Kabels mit verdrilltem Leiterpaar verwendet, und die Kabelsimulatoren 200, 202 fügen einen Dämpfungsbetrag hinzu, der den fehlenden 120 Fuß des Kabels mit verdrilltem Leiterpaar äquivalent ist. Alle Signale, die in eine Verteilungseinheit 38 eintreten oder diese verlassen, liegen in einem vorgegebenen Bereich der Pegel, unabhängig von der Entfernung zum Auslaß. Wie bereits ausgeführt, sind größere Abstände nw durch die Verwendung von Koaxiallcabel oder Glasfaserkabel zu erreichen.
11 zeigt ein Blockschaltbild einer Freigabeschaltung und ein Beispiel einer umschaltbaren Kabelsimulatorschaltung 131, 137, die zwischen einer Verteilungseinheit 60, wie in 10 gezeigt, und einer Quelle 24 eines Video- oder anderen Basisbandsignals arbeitet. Diese Schaltung kann beispielsweise in einer Break-out-Box (Kabelbaum-Anschlußkasten) 27 (1) oder in einer Wandsteckdose 26 untergebracht sein. Ein Quellsignal, z. B. ein Videosignal von einem VCR 24 oder von einem Kabelfernsehkanal, ist mit der Eingangsleitung 312 der Freigabeschaltung verbunden. Dieses Signal wird letztlich an die Leitung 310 der Freigabeschaltung weitergegeben, wo dem Basisband-Videoquellsignal ein Gleichstromsignal mit positiver Polarität hinzugefügt wird. Das Gleichstromsignal wird von der Stromversorgung 318 zugeführt, die mit dem Ausgangssymmetrieglied 319 verbunden ist.
Diese Schaltung ist umschaltbar, so daß sie verschiedene Kabellängen simulieren kann, um eine gewünschte Dämpfung in den Auslässen 198 (10) der Schaltung zu erreichen. Wenn die Schalterteile 320, 322, 324 und 326 in der Stellung sind, die in 11 gezeigt ist, läuft das Basisband-Eingangssignal in der Leitung 312 durch einen Eingang 334 zu einem verteilereingangsseitigen Kabelsimulator 202, der aus einer Impedanz besteht, um eine gewünschte Kabellänge zu simulieren, beispielsweise 120 Fuß oder 1/2 der maximalen Strecke, die in diesem Beispiel 240 Fuß ist. Der Ausgang des verteilereingangsseitigen Kabelsimulators 202 wird dann über die Leitung 330 und den Schalterteil 320 an das Ausgangssymmetrieglied 319 übergeben, wo es mit dem Freigabe-Gleichstromsignal von der Stromquelle 318 kombiniert wird. Dieses Signal wird dann als Freigabeeingangssignal weitergegeben, das einen Diodenschalter 63 in der Verteilungseinheit 38 vorspannt, die in 2 gezeigt ist. Ebenso wird der Ausgang der Verteilungseinheit, die mit der Leitung 314 der Freigabeschaltung verbunden ist, so geschaltet, daß eine gewünschte Dämpfung erreicht wird, indem ein herausführendes Kabel simuliert wird, das dem hineinführenden Kabel, das oben simuliert wird, in der Länge äquivalent ist. Wenn die Schalterteile 324 und 326 in der Stellung sind, die in 11 gezeigt ist, läuft das verteilersausgangsseitige Signal von der Verteilungseinheit zum Eingang 336 eines verteilerausgangsseitigen Kabelsimulators 200, der eine Impedanz darstellt, die geeignet ist, eine gegebene Kabellänge zu simulieren, um einen gewünschten Dämpfungspegel zu erreichen. Der Ausgang 340 des verteilerausgangsseitigen Kabelsimulators 200 wird dann über den Schalterteil 326 und zum Ausgangsanschluß 316 geführt, um letztlich einem Bildschirmgerät oder irgendeiner anderen Anzeigevorrichtung zugeführt zu werden. Wenn die Länge des Kabels 32 größer ist wird die Auslaßsteckdose 196 weiter von der Verteilungseinheit entfernt ist, kann sowohl der verteilereingangsseitige als auch der verteilerausgangsseitige Kabelsimulator aus der Schaltung herausgenommen werden, indem die Schalterteile 320, 322, 324, 326 betätigt werden.
Die Gleichstromquelle 18 wird verwendet, um einen PIN-Diodenschalter 63-1 bis 63-8 vorzuspannen, der in 2 und 3 gezeigt ist. Der Schalter 63 wird eingeschaltet, wenn ein Freigabeeingangssignal, wie oben beschrieben, angelegt wird. Der Schalter 63 wird ausgeschaltet, wenn das entsprechende Kabel 32 nicht als Eingang verwendet wird. Dieser PIN-Diodenschalter 63 bewirkt, daß nw diejenigen Eingänge der Verteilungseinheit aktiv sind, die gegenwärtig verwendet werden, wobei die Gesamtanzahl der aktiven Eingänge reduziert wird und die Kabel im System dadurch das Nahnebensprechen im modulierten Frequenzband reduzieren. Da es nw eine beschränkte Anzahl von Kanälen gibt, kann nw eine mögliche Gesamtzahl von aktiven Eingängen, die kleiner oder gleich der Anzahl der Kanäle ist, die Möglichkeit des Nahneben- und Nebensprechens infolge mehrerer Systemeingänge mit Drahtlängen, die Nebensprechen zulassen, stark reduzieren.
Der Betrieb des Kabelsimulators und der Freigabeschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Mit Bezug auf 11 und 12 wird ein Beispiel für die Freigabeschaltung und die Kabelsimulatorschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wenn der Schalter S1 in der gezeigten Stellung ist, sind die Kabelsimulatoren 200, 202 in die Schaltung eingeschaltet. Ein ankommendes Signal von einer Quelle, z. B. einem VCR, wird an den verteilereingangsseitigen Anschluß J1 übergeben und läuft dann über die Schalterteile 322 und wird durch den verteilereingangsseitigen Kabelsimulator 202 gedämpft. Das Ausgangssignal des verteilereingangsseitigen Kabelsimulators 202 wird an den Schalterteil 320 angelegt und läuft dann über ein Symmetrieglied 319, das aus T2, C13, C14, T3 und L8 besteht, wo es mit einem Gleichstromsignal an L8 gemischt wird, wird ein Freigabesignal zu erzeugen. Das Gleichstromsignal wird von einer Quelle 318 an J6 übergeben. Dieses Freigabesignal läufr dann zum Verbinder J3 und ist das ankommende Signal der Breitbandsignalverteilungseinheit. Das abgehende Breitbandverteilungssignal von der Verteilwigseinheit tritt über den gleichen Verbinder J3 in die Freigabekabelsimulatorschaltung ein. Das abgehende modulierte Signal läuft dann zwecks Impedanzanpassung über ein Symmetrieglied 317, das aus L6, T4 und T1 besteht, und dann über den Schalterteil 324. Vom Schalterteil 324 läuft das Signal über den verteilerausgangsseitigen Kabelsimulator 200, um eine äquivalente Kabellänge zu simulieren, wie der verteilereingangsseitigen Simulator 202, der oben beschrieben ist. Dieses Signal wird dann über den Schalterteil 320 zum verteilerausgangsseitigen Anschluß J2 geführt. Das abgehende Signal, das von diesem Anschluß J2 kommt, kann auf einem Bildschirmgerät angezeigt werden. Die Betätigung des Schalters S1 bewirkt, daß sowohl der verteilereingangsseitige als auch der verteilerausgangsseitige Kabelsimulator aus der Schaltung herausgenommen wird, so daß es möglich wird, daß sowohl das ankommende als auch das abgehende Signal ohne zusätzliche Dämpfung durch diese Schaltung laufen.
Ein Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß die Anzahl der Eingänge stark erhöht werden kann, da jeder Eingang ausgeschaltet wird, wenn er nicht verwendet wird, so daß vermieden wird, daß solche Eingänge zum Nahnebensprechen beitragen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Auslässe bei verschiedenen Längen von der Verteilung ähnlich gedämpfte Signale empfangen, was zu einer gleichmäßigeren Bildqualität oder einem gleichmäßigeren Signalpegel an jedem Empfangsort führt. Demzufolge ist hiermit ein verbessertes Breitbandsignal-Verteilungssystem offenbart worden, das in der Lage ist, Kabel mit verdrilltem Leiterpaar als primäres Verteilungsmedium zu nutzen. Obwohl eine zur Darstellung dienende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hier offenbart worden ist, versteht es sich, daß für den Fachmann verschiedene Modifikationen und Anpassungen an die offenbarte Ausführungsform möglich sind und die Erfindung lediglich durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche begrenzt wird. Obwohl die Verteilung von Videosignalen hier im einzelnen beschrieben worden ist, versteht es sich somit, daß das beschriebene System auch zur Verteilung von Breitbandsignalen im allgemeinen verwendet werden kann.

Claims

1 System zur Verteilung von Breitbandsignalen, die auf HF-Träger in einem vorgegebenen Frequenzband moduliert sind, auf eine Vielzahl von Auslässen, wobei jeder Auslaß (120, 118) mit einer Quelle oder einem Ziel der Breitbandsignale verbunden ist, wobei das System umfaßt: eine Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60), die aufweist: eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen (62); eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (64); einen Übertragungsweg (95); eine Kombinatoreinrichtung (72) zum Anlegen von Signalen, die in der Vielzahl von Eingangsanschlüssen (62) auftreten, an den Übertragungsweg (95); und eine Verteilereinrichtung (84) zum Anlegen von Signalen, die auf dem Übertragungsweg (95) auftreten, an alle aus der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (64); wobei das System gekennzeichnet ist durch: eine Vielzahl von Kabeln (66, 68, 121, 123), die aus einer Klasse gewählt sind, die aus Glasfaserkabel, Koaxialkabel und paarverseiltem Drahtkabel besteht, und die sich zwischen einem entsprechenden der Verteilungseinheitsanschlüsse (62, 64) und einem entsprechenden aus der Vielzahl von Auslässen (118, 120) erstrecken; und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) aufweist: einen Signaleinlaß (102); einen Signalauslaß (104); eine Schaltereinrichtung (90, 92, 94), die entweder in einem ersten Zustand oder in einem zweiten Zustand betriebsfähig ist, wobei die Schaltereinrichtung (90, 92, 94), wenn sie in ihrem ersten Zustand ist, die Wirkung hat, den Übertragungsweg (95) mit der Kombinatoreinrichtung (72) und der Verteilereinrichtung (84) zu koppeln, und die Schaltereinrichtung, wenn sie in ihrem zweiten Zustand ist, die Wirkung hat, die Kombinatoreinrichtung (72) mit dem Signalauslaß (104) anstatt mit dem Übertragungsweg (95) zu koppeln und die Verteilereinrichtung (84) mit dem Signaleinlaß (101) anstatt mit dem Übertragungsweg (95) zu koppeln; und eine Vielzahl von Impedanzanpassungsvonichtungen (70, 88), wobei jede der Vorrichtungen ein entsprechendes Ende eines entsprechenden der Kabel abschließt; wobei das System ferner noch dadurch gekennzeichnet ist, daß es die erste und die zweite Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) aufweist, wobei einer der Ausgangsanschlüsse (64) der ersten Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) mit dem Signaleinlaß (102) der zweiten Verteilungseinheit verbunden ist und einer der Eingangsanschlüsse (62) der ersten Verteilungseinheit mit dem Signalauslaß (104) der zweiten Verteilungseinheit verbunden ist, wobei die Schaltereinrichtung (90, 92, 95) der ersten Verteilungseinheit in ihrem ersten Zustand ist und die Schaltereinrichtung (90, 92, 95) der zweiten Verteilungseinheit in ihrem zweiten Zustand ist.

System nach Anspruch 1, wobei jede der Verteilungseinheiten ferner aufweist: eine Oszillatoreinrichtung (98) zum Liefern eines oszillierendes Pilotsignals mit einer festen Frequenz außerhalb des vorgegebenen Frequenzbandes der HF-Träger; eine erste steuerbare Verstärkungseinrichtung, die zwischen die Schaltereinrichtung (90, 92, 95) und den Signalauslaß (104) geschaltet ist; und eine zweite steuerbare Verstärkungseinrichtung, die zwischen den Signaleinlaß (102) und die Schaltereinrichtung (90, 92, 95) geschaltet ist; wobei die Schaltereinrichtung, wenn sie in ihrem ersten Zustand ist, ferner die Wirkung hat, die Oszillatoreinrichtung (98) mit dem Übertragungsweg (95) zu koppeln; und wobei jede der Verteilungseinheiten (30, 52, 54, 60) ferner eine Verstärkungsregelungseinrichtung (112) aufweist, die auf den Pegel des Pilotsignals anspricht, zum Steuern der Verstärkung der ersten und der zweiten Verstärkungseinrichtung.

System nach Anspruch 2, wobei die Schaltereinrtchtung (90, 92, 94) in jeder der Verteilungseinheiten in ihren ersten Zustand zurückgeht und auf das Auftreten des Pilotsignals an dem Signaleinlaß (102) anspricht, um in ihren zweiten Zustand zu wechseln.

System nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste steuerbare Verstärkungseinrichtung ein erstes regelbares Dämpfungsglied (116) aufweist, die zweite steuerbare Verstärkungseinrichtung ein zweites regelbares Dämpfungsglied (106) und einen Verstärker (108) mit einer festen Verstärkung aufweist, der mit dem Ausgang des zweiten regelbaren Dämpfungsglieds (106) verbunden ist, und wobei die Verstärkungsregelungseinrichtung mit dem Ausgang des Verstärkers (108) und dem ersten und dem zweiten regelbaren Dämpfungsglied (116, 106) gekoppelt ist.

System nach Anspruch 4, wobei das erste und das zweite regelbare Dämpfungsglied (116, 106) im wesentlichen identisch sind und jede der Verteilungseinheiten ferner einen Verstärker (108) aufweist, der eine Verstärkung aufweist, die der festen Verstärkung des Verstärkers (108) der zweiten steuerbaren Verstärkungseinrichtung entspricht, und der zwischen die Kombinatoreinrichtung (72) und die Schaltereinrichtung (90, 92, 94) geschaltet ist.

System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) ferner eine gerichtete Koppeleinrichtung (100) aufweist, zum Koppeln der Oszillatoreinrichtung (98) mit dem Übertragungsweg (95), und wobei die Schaltereinrichtung (90, 92, 94) die Wirkung hat, der Oszillatoreinrichtung (98) Strom zu entziehen, wenn die Schaltereinrichtung (90, 92, 94) in ihrem zweiten Zustand ist.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verteilungseinheit (38, 52, 54) ferner eine Einrichtung zum Anzeigen des Zustands der Schaltereinrichtung (90, 92, 94) aufweist.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) ferner eine Signalentzerrungseinrichtung (96) aufweist, die in dem Übertragungsweg (95) angeordnet ist.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine gleiche Anzahl der Eingangs- und des Ausgangsanschlüsse (62, 64) in der Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) vorhanden ist.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kabel (66, 68, 121, 123) paarverseilte Drahtkabel aufweisen und die Impedanzanpassungsvorrichtungen Symmetrieglieder aufweisen, wobei das System ferner umfaßt: eine erste Gruppe von Symmetriegliedern (70), die als Teil der Verteilungseinheit angeordnet sind und sich zwischen der Kombinatoreinrichtung (72) und der Vielzahl von Eingangsanschlüssen (62) befinden; eine zweite Gruppe von Symmetriegliedern (88), die als Teil der Verteilungseinheit angeordnet sind und sich zwischen der Verteilereinrichtung (84) und der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (64) befinden; und eine dritte Gruppe von Symmetriegliedern (34, 36), die an den Enden der Kabel entfernt von der Verteilungseinheit angeordnet sind.

System nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der paarverseiften Drahtkabel alle vom gleichen Typ sind und entweder in einem ersten Längenbereich oder in einem zweiten Längenbereich liegen, der der maximalen Länge des ersten Längenbereichs plus einem dritten Längenbereich entspricht, wobei das System ferner eine Kabefsimulatoreinrichtung (200, 202) aufweist, die mit denjenigen Symmetriegliedern der dritten Gruppe von Symmetriegliedern (34, 36) verbunden ist, die mit den Kabeln des zweiten Längenbereichs verbunden sind, zum Simulieren einer Kabellänge, die der maximalen Länge des dritten Längenbereichs entspricht.

System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kabel faseroptische Kabel aufweisen und die Impedanzanpassungsvorrichtungen einen optoelektxischen Senderempfänger aufweisen.

System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kabel Koaxialkabel aufweisen und die Impedanzanpassungsvonichtungen einen Transformator (126) aufweisen.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Signalfreigabeschaltung, die mindestens an einem aus der Vielzahl von Auslässen (118, 120) vorgesehen ist, wobei die Signalfreigabeschaltung aus einer Gleichstromquelle (318) und einem Kombinator besteht, wodurch ein Gleichstromsignal mit einem Eingangssignal zum Auslaß kombiniert wird.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Kabelsimulatorschaltung, die mindestens an einem aus der Vielzahl von Auslässen (118, 120) vorgesehen ist, wobei die Kabelsimulatorschaltung aus einem hineinführenden Kabelsimulator (202), einem hinausführenden Kabelsimulator (200) und einem Schalter (320, 322, 328, 326) besteht, wodurch der hinein- und der hinausführende Kabelsimulator (202, 200) in eine Schaltung zwischen einer Quelle und einem der Kabel geschaltet werden kann, das sich zwischen einem der entsprechenden Verteilungseinheitsanschlüsse und einem aus der entsprechenden Vielzahl von Auslässen erstreckt.

Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) zur Verwendung in einem Breitbandsignalverteilungssystem, wobei das System aufweist: eine Vielzahl von Auslässen (118, 120), wobei jeder Auslaß mit einer Quelle oder einem Ziel von Breitbandsignalen verbunden ist, und eine Vielzahl von Kabeln (66, 68), die sich zwischen den Auslässen (118, 120) und der Verteilungseinheit erstrecken, zum Transportieren von Breitbandsignalen, die auf HF-Trägern in einem vorgegebenen Frequenzband moduliert sind, zwischen den Auslässen, wobei die Verteilungseinheit (38, 52, 54, 60) umfaßt: eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen (62), die jeweils geeignet sind, mit einem entsprechenden der Kabel verbunden zu werden; eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (64); einen Kombinator (72) mit einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und mit einem Ausgangsanschluß, an den ein kombiniertes Signal angelegt wird, das eine Additionskombination aller Signale ist, die an den Eingangsanschlüssen (62) auftreten; einen Verteiler (84) mit einem Eingangsanschluß und einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen, an die alle ein Signal angelegt wird, das am Verteilereingangsanschluß erscheint; einen Übertragungsweg (95), der zwischen den Kombinatorausgangsanschluß und den Verteilereingangsanschluß gekoppelt ist; gekennzeichnet durch: eine erste Vielzahl von Impedanzanpassungsvorrichtungen (70), deren symmetrisches Ende jeweils mit einem entsprechenden der Eingangsanschlüsse (62) verbunden ist; eine zweite Vielzahl von Impedanzanpassungsvonichtungen (88), deren unsymmetrisches Ende jeweils mit einem entsprechenden der Verteilerausgangsanschlüsse verbunden ist; einen Signaleinlaß (102), der geeignet ist, mit einem Kabel gekoppelt zu werden, das sich zu einem Ausgangsanschluß der anderen Verteilungseinheit (38, 82, 54, 60) mit identischem Aufbau erstreckt; einen Signalauslaß (104), der geeignet ist, mit einem Kabel gekoppelt zu werden, das sich zu einem Eingangsanschluß (62) der anderen Verteilungseinheit erstreckt; und eine Schaltereinrichtung (90, 92, 94), die entweder in ihrem ersten Zustand oder in ihrem zweiten Zustand betriebsfähig ist, wobei die Schaltereinrichtung (90, 92, 94) mit dem Übertragungsweg (95), dem Kombinatorausgangsanschluß, dem Verteilereingangsanschluß, dem Signaleinlaß (102) und dem Signalausmaß (104) gekoppelt ist, wobei die Schaltereinrichtung (90, 92, 94), wenn sie in ihrem ersten Zustand ist, die Wirkung hat, den Übertragungsweg (95) mit dem Kombinatorausgangsanschluß (72) und dem Verteilereingangsanschluß zu koppeln, und die Schaltereinrichtung (90, 92, 94), wenn sie in ihrem zweiten Zustand ist, die Wirkung hat, den Kombinatorausgangsanschluß mit dem Signalausmaß (104) zu koppeln und den Signaleinlaß (102) mit dem Verteilereingangsanschluß zu koppeln; und ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder kombinierte Eingangsanschluß mit dem unsymmetrischen Ende eines entsprechenden aus der Vielzahl von Impedanzanpassungsvorrichtungen (70) verbunden ist; jeder Ausgangsanschluß (64), der mit dem symmetrischen Ende eines entsprechenden aus der zweiten Vielzahl von Impedanzanpassungsvorrichtungen (88) verbunden ist und jeweils geeignet ist, mit einem entsprechenden der Kabel verbunden zu werden.

Verteilungseinheit nach Anspruch 16 mit einem Oszillator (98), der ein Festfrequenz-Pilotsignal außerhalb des vorgegebenen Frequenzbandes der HF-Träger bereitstellt; und einer Schaltersteuereinrichtung (114), die auf das Vorhandensein des Pilotsignals an dem Signaleinlaß (102) anspricht, zum Steuern der Schaltereinrichtung (90, 92, 94), so daß diese ihren zweiten Zustand annimmt; wobei der Standardvorgabezustand der Schaltereinrichtung (90, 92, 94) ihr erster Zustand ist und wobei die Schaltereinrichtung (90, 92, 94), wenn sie in ihrem ersten Zustand ist, ferner die Wirkung hat, das Festfrequenz-Pilotsignal des Oszillators mit dem Übertragungsweg (95) zu koppeln.

Verteilungseinheit nach Anspruch 17 mit einer ersten steuerbaren Verstärkungseinrichtung, die zwischen den Signalauslaß (104) und die Schaltereinrichtung (90, 92, 94) gekoppelt ist; einer zweiten steuerbaren Verstärkungseinrichtung, die zwischen den Signaleinlaß (102) und die Schaltereinrichtung gekoppelt ist; und einer Verstärkungsregelungseinrichtung (112), die einen Eingang aufweist, der zwischen die zweite steuerbare Verstärkungseinrichtung und die Schaltereinrichtung gekoppelt ist, und die auf den Pegel des Pilotsignals anspricht, zum Steuern der Verstärkung sowohl der ersten als auch der zweiten Verstärkungseinrichtung (106, 116).

Verteilungseinheit nach Anspruch 17 oder 18, mit einem gerichteten Koppler (116) mit einem Eingang, der zwischen der zweiten Verstärkungseinrichtung und der Schaltereinrichtung (90, 92, 94) angeordnet ist, und mit einem Ausgang, der mit dem Eingang der Verstärkungsregelungseinrichtung gekoppelt ist; und wobei die Verstärkungsregelungseinrichtung (112) ein Bandpaßfilter (162) aufweist, das so abgestimmt ist, daß das Pilotsignal durchgelassen wird, wobei das Bandpaßfilter (162) zwischen den Verstärkungsregelungseinrichtungseingang und den Rest der Verstärkungsregelungseinrichtung in Reihe geschaltet ist.

Verteilungseinheit nach Anspruch 18 oder 19, wobei sowohl die erste als auch die zweite Verstärkungseinrichtung (132, 136) ein regelbares Dämpfungsglied (106, 116) aufweist, wobei die Kathode seiner PIN-Diode mit dem entsprechenden Signaleinlaß oder -auslaß (102, 104) verbunden ist und ihre Anode mit der Schaltereinrichtung (90, 92, 94) verbunden ist, und eine Quelle eines Vorspannungsstroms mit der Anode der PIN-Diode verbunden ist; und die Verstärkungsregelungseinrichtung (112) einen Ausgang hat, der mit der Kathode der PIN-Diode verbunden ist, um den Vorspannungsstrom in dieser zu variieren.

Verteilungseinheit nach Anspruch 19 oder 21, wobei die Schaltersteuereinrichtung (114) mit dem Bandpaßfilter (162) entfernt von dem Verstärkungsregelungseinrichtungseingang gekoppelt ist.

Verteilungseinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei die Verteilungseinheit ferner eine Signalentzerrungseinrichtung (96) aufweist, die in dem Übertragungsweg (95) angeordnet ist.

Verteilungseinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 22 mit einer Einrichtung zum Anzeigen des Zustands der Schaltereinrichtung.

Verteilungseinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 23 mit einer ersten lichtemittierenden Diode (188, 190); einer zweiten lichtemittierenden Diode (188, 190); einer ersten Spannungsquelle, die mit den Anoden der lichtemittierenden Dioden verbunden ist; einer zweiten Spannungsquelle mit einem Pegel, der kleiner ist als der Pegel der ersten Spannungsquelle, die mit den Kathoden der lichtemittierenden Dioden gekoppelt ist; einer ersten steuerbaren Schalteinrichtung (192, 194), die mit der ersten lichtemittierenden Diode (188, 190) in Reihe geschaltet ist und einen Steuereingang aufweist; einer zweiten steuerbaren Schalteinrichtung (192, 194), die mit der zweiten lichtemittierenden Diode (192, 194) in Reihe geschaltet ist und einen Steuereingang aufweist; und einer Einrichtung zum Koppeln der Schaltersteuereinrichtung (90, 92, 94) mit den Steuereingängen der ersten und der zweiten steuerbaren Schalteinrichtung (192, 194); wobei die erste und die zweite steuerbare Schalteinrichtung (192, 194) auf Signale mit verschiedenen Pegeln an ihren Steuereingängen antworten, um Stromwege für ihre entsprechende lichtemittierende Dioden (190, 188) bereitzustellen, und die Schaltersteuereinrichtung (90, 92, 94) die Signale mit verschiedenen Pegeln entsprechend den jeweiligen Zuständen der Schaltereinrichtung (90, 92, 94) bereitstellt.