NL1007849C2 - Communicatiesysteem voor CATV met geïntegreerd datakanaal. - Google Patents

Description

COMMUNICATIESYSTEEM VOOR CATV MET GEÏNTEGREERD DATAKANAAL

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 communicatiesysteem, omvattende een kabeltransmissie netwerk met meerdere van hoog-frequente zend- en/of ontvangmiddelen voorziene aansluitpunten.

Een dergelijk communicatiesysteem is van algemene 10 bekendheid. In het bijzonder is een als distributiesysteem voor bijvoorbeeld analoge of digitale datasignalen, zoals radio-televisie signalen, of andere zogeheten nutsignalen geschikt (CATV) communicatiesysteem bekend met aansluitpunten, waarin dergelijke 15 signalen vanuit een van zendmiddelen voorziene distribu-tie-eenheid aan van ontvangmiddelen voorziene abonnee-eenheden in aansluitpunten worden overgedragen. Overdracht van de signalen vindt via het kabeltransmissie netwerk plaats. De voor de signalen beschikbare 20 bandbreedte van de kabel wordt zo volledig mogelijk gebruikt en de beschikbare kanalen worden dicht met nutsignalen belegd, teneinde exploitatie van het kabelnetwerk commercieel interessant te laten zijn.

25 Er is heden ten dage een trend om hetzelfde communicatiesysteem ook nog te gebruiken voor bi-directionele transmissie van data, teneinde ook bijvoorbeeld al of niet interactieve bezigheden en/of diensten mogelijk te maken, waarbij abonnees via het netwerk naar elkaar 30 en/of naar de distributie-eenheid zenden. In dat geval is de distributie-eenheid ook van ontvangmiddelen voorzien en is de dan zendende abonnee-eenheid van zendmiddelen voorzien.

35 Doorgaans vindt de overdracht van de signalen over een zodanige afstand en route plaats, dat tussen de zend- en ontvangmiddelen tussenstations zijn geschakeld die zijn voorzien van elektronische middelen, zoals bijvoorbeeld 1007849 2 versterkers, repeaters, filters, routers, gateways, multiplexers, demultiplexers, kiezers, schakelaars, alsmede middelen die nodig zijn om de route en richting waarlangs de signalen lopen op te bouwen, in stand te 5 houden en weer af te breken. Het instellen en afregelen van de elektronische middelen in de tussenstations, als ook in de aansluitpunten kan handmatig plaats vinden, door daadwerkelijk iemand naar de op verschillende plaatsen in een stadswijk aanwezige wijkcentra, dan wel 10 tussen- of schakelstations toe te sturen. Het kan ook plaats vinden door gebruik te maken van een distributie-eenheid die de, vanwege de toenemende gevraagde informatiedichtheid en de intensiteit van het gebruik van de transmissiecapaciteit van het kabeltransmissie 15 netwerk, groeiende hoeveelheid noodzakelijke, bestu- ringssignalen opwekt en deze via een extern serviceka-naal aan de in te stellen elektronische middelen in de tussenstations of aansluitpunten ter beschikking stelt. De besturingssignalen kunnen vanzelfsprekend ook 20 besturingssignalen zij die op additionele diensten of dergelijke betrekking hebben. Te denken is daarbij aan retoursignalen in de vorm van beveiligingssignalen, meldsignalen voor bijvoorbeeld brand, inbraak, rook, alarm en dergelijke. Het onderhouden van een dergelijk 25 daartoe benodigd extern servicekanaal vraagt evenwel relatief veel aandacht en onderhoud en is derhalve kostbaar.

De onderhavige uitvinding beoogt een vereenvoudiging en 30 een uitbreiding van de toepassingsmogelijkheden van de bekende communicatiesystemen tot stand te brengen, zonder dat dit ten koste gaat van de verlangde praktische transmissiecapaciteit van het kabeltransmissie netwerk en zonder aantasting van de reeds gerealiseerde 35 in, met en door, het communicatiesysteem te verrichten functies en diensten.

1007849 3

Daartoe bezit het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding het kenmerk dat het een in het kabeltransmissie netwerk geïmplementeerd additioneel datakanaal voor controle en besturing omvat, dat zich tussen de 5 zendmiddelen en tenminste een aansluitpunt uitstrekt.

Het voordeel van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding is, dat het in het kabeltransmissie netwerk geïmplementeerde en geïntegreerde additionele 10 datakanaal het toepassen van een extern service- of datakanaal overbodig maakt. Daarmede vervalt het relatief kostbare additionele onderhoud aan dat externe kanaal en wordt dat vervangen door het toch al gepleegde onderhoud aan het kabeltransmissie netwerk. Met het 15 vervallen van het externe kanaal, vervalt ook het daarmede samenhangende nadeel van diens aanzienlijke storingsgevoeligheid en mindere betrouwbaarheid. De bedrijfszekerheid van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding is daarmede vergroot, zonder 20 aantasting van de soort nutsignalen die daarin kunnen worden toegepast.

Daar bovendien het in het kabeltransmissie netwerk geïmplementeerde, als bijvoorbeeld stuur-, meet, 25 controle en/of servicekanaal te benutten, datakanaal zich in principe slechts hoeft uit te strekken tussen de zendmiddelen en een eerder genoemd tussenstation bereiken dergelijke signalen - in dit in het kabeltransmissie netwerk geïmplementeerde kanaal - de ontvangmid-30 delen ter plaatse van de aansluitpunten de eindgebruiker dan niet. De eindgebruiker kan derhalve deze signalen niet uitlezen, beïnvloeden of storen, hetgeen de storingsgevoeligheid en bedrijfszekerheid van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding nog 35 verder verbetert.

Verder is van voordeel, dat het communicatiesysteem 1007849 4 overeenkomstig de uitvinding kan worden gerealiseerd onder toepassing van op zichzelf bekende en beproefde technieken, zoals bekend toegepast in de industrie, bij gebouwmanagement, bij beveiliging, in elektriciteitsnet-5 ten etcetera.

In het bijzonder is toepassing van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding mogelijk in netwerk management applicaties, om elektronische apparatuur die 10 op diverse plaatsen en niveau's in het netwerk is geplaatst op betrouwbare wijze te kunnen besturen, bedienen, af-regelen, omschakelen, bewaken en dergelijke. De over-dracht van CATV-signalen respectievelijk datasignalen via het geïmplementeerde datakanaal is 15 onderling transparant c.q. vindt onafhankelijk van elkaar plaats.

In een uitvoeringsvorm van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding bevindt het additionele 20 datakanaal zich buiten het onderste gedeelte van het doorlaatgebied van het kabeltransmissie netwerk. Daarbij bevindt het additionele datakanaal zich beneden 500 KHz, in het bijzonder beneden 200 KHz, zeer in het bijzonder tussen circa 80 KHz en 200 KHz.

25

Het voordeel van deze uitvoeringsvorm van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding is, dat de signalen in het additionele datakanaal geen hoogfrequente bandbreedte van de netwerk capaciteit benutten.

30 Conventioneel wordt die capaciteit namelijk pas vanaf 5 MHz benut voor bekende nutsignalen. In commercieel toegepaste TV netwerken op basis van coaxiale kabels werd tot nu toe de frequentieband tussen 80 KHz en 5 MHz zelfs in het geheel niet gebruikt.

35

Een volgende uitvoeringsvorm van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding heeft het kenmerk dat het 1 0078 4 9 5 communicatiesysteem is voorzien van modems, welke data voor verzending in het additionele datakanaal op een draaggolf moduleren.

5 Het voordeel van deze uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding is, dat door toepassing van modems (modula-tor/demodulator eenheden) een stand-alone systeem ontstaat, dat desgewenst voor pluriforme data communicatie over het additionele datakanaal kan worden gebruikt. 10 Het is echter ook geschikt om in bestaande of nieuw te ontwikkelen apparatuur of systemen te worden geïntegreerd.

Een verdere uitvoeringsvorm van het communicatiesysteem 15 overeenkomstig de uitvinding heeft het kenmerk dat het communicatiesysteem is voorzien van voeding verschaffende middelen, welke het voedingssignaal, dat nodig is voor het voeden van het tenminste ene tussenstation, via het kabeltransmissie netwerk verschaffen.

20

Het voor de praktijk van groot belang zijnde voordeel ontstaat hiermede, dat zonder dat kostbare aanpassingen in met name de reeds bestaande CATV kabelnetten noodzakelijk zijn, de signalen die over het additionele 25 datakanaal gaan als het ware meeliften met de, meestal AC, 50 Hz-voedingsstromen die toch al naar de tussenstations lopen. De in bestaande CATV netten aanwezige filters beginnen namelijk pas te werken op veel hogere frequenties (> 5 MHz), dan degene die optreden bij 30 signalen die in het onderste gedeelte van de doorlaat-band van kabelnetten liggen. Dit geldt in het bijzonder bij coaxiale kabel TV netwerken die in de praktijk werken in een frequentieband die ligt tussen ongeveer 5 MHz tot 862 MHz. De kosten blijven bij deze nieuwe 35 applicaties voor coaxiale netwerken beperkt, omdat deze met bestaande componenten, modules en circuits eenvoudig en goedkoop zijn op te bouwen.

1007849 6

Nog een uitvoeringsvorm van het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding heeft het kenmerk dat het modem is ingericht om de met data gemoduleerde draaggolf op het voedingssignaal te superponeren.

5

Het door middel van superpositie meeliften van de op de draaggolf gemoduleerde data op het voedingssignaal maakt superpositie op al of niet sinusvormige voedingssignalen mogelijk. Het voedingssignaal, dat doorgaans een veilige 10 voedingsspanning betreft die tussen ongeveer 30 en 60 volt, in het bijzonder 42 en 50 volt ligt, kan bijvoorbeeld ook blokvormig zijn of en andere gewenste vorm bezitten die veel energie kan overbrengen en desgewenst met eenvoudige middelen omhoog- of omlaag transformeer-15 baar is.

Door in nog een volgende uitvoeringsvorm de modems in het communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding, welke data voor verzending in het datakanaal op een 20 draaggolf moduleren, als individueel adresseerbare modems uit te voeren, ontstaat zelfs een afzonderlijk per individueel tussenstation te benaderen, te bedienen en te besturen transparant datasysteem binnen een zelfstandig functionerend communicatiesysteem.

25

Thans zal de onderhavige uitvinding, tezamen met de verdere voordelen en aan de hand van de bijgaande tekening, waarin een schematisch weergegeven communicatiesysteem overeenkomstig de uitvinding is getoond, 30 nader worden toegelicht.

De figuur toont een communicatiesysteem 1, dat zoals weergegeven, is uitgevoerd in een hybride structuur met optische techniek, hier voorzien van een dubbele ring 2 35 uit elektromagnetisch licht geleidende vezels, aangesloten op een meer traditioneel kabeltransmissie netwerk 3, dat is voorzien van veelal coaxiale kabels. Op de ring 2 1007849 7 aangesloten wijkcentra 4 koppelen informatie uit of omgekeerd naar de ring 2. Informatie in de vorm van hoog-frequente centraal antenne radio- en televisiesignalen worden in een station 5 opgevangen en op de ring 2 5 gezet voor distributie naar aansluitpunten van het netwerk 3 die als woonhuizen 6 zijn weergegeven. In de wijkcentra 4 bevinden zich niet getoonde opto-elektri-sche omzetters die het licht omzetten naar de hoogfrequente elektrische signalen die naar kanalen op de 10 kabels worden getransformeerd die momenteel ongeveer tussen de 5 MHz en 862 Mhz liggen. De signalen die over het netwerk 3 via tussenstations 7 en verdeelstations 8 naar de woonhuisaansluitingen worden getransporteerd bevatten gemoduleerde hoog-frequente draaggolven.

15 Toegepaste modulatietechnieken kunnen analoge of digitale modulatietechnieken omvatten, zoals onder andere: AM, FM, PM, VSB, SSB of ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM en dergelijke, al naar gelang de eisen.

20 Een additioneel in het kabeltransmissie netwerk 3 geïmplementeerd en daarin geïntegreerd datakanaal, dat zich hier tussen de signalen naar de woonhuizen 6 zendende wijkcentra 4 en de verdeelstations 8 uitstrekt is instaat om analoge of digitale data te bevatten die 25 over een gedeelte van het netwerk 3 kan worden verzonden. In het bijzonder bevindt het additionele datakanaal zich in het onderste gedeelte van het doorlaatgebied van het kabeltransmissie netwerk 3 tot ongeveer 500 KHz, in het bijzonder onder 200 KHz, zeer in het bijzonder in 30 het gebied tussen 80 KHz en 200 KHz, dat in het kabelnetwerk 3 in het geheel niet wordt gebruikt voor transmissie van hoog-frequente signalen.

Desgewenst kan het communicatiesysteem l voor de hoog-35 frequente signalen bi-directioneel zijn uitgevoerd om naast distributiesysteem ook te fungeren als medium om hoogfrequente informatie van de woonhuizen 6, in het 1007849 8 bijzonder van de PC's van de bewoners, te leiden naar andere aansluitpunten die binnen of buiten de betreffende wijk liggen. Het station 5 is dan instaat om te zenden en te ontvangen, zowel naar of van de ether, als 5 naar en van de dubbele ring 2.

De tussenstations 7 bevatten bijvoorbeeld in te stellen elektronische middelen, zoals analoge of digitale versterkers en repeaters die de aan kabelverliezen 10 onderworpen hoog-frequente signalen versterken, "re-shapen", en/of op het gewenste niveau brengen. Om de elektronische middelen van de benodigde voedingsspanning en stroom te voorzien, wordt gebruik gemaakt wordt van zogeheten "televoeding", om te voorkomen dat bij 15 tussenstations 7 telkens een 230 volt netspanning aansluiting beschikbaar dient te zijn voor het lokaal daaruit afleiden van de voedingsspanning en voedings-stroom ten behoeve van de verschillende elektronische middelen. Elk te voeden tussenstation 7 is dan voorzien 20 van voeding verschaffende middelen 9 die het voedings-signaal, dat nodig is voor het voeden van het tenminste ene tussenstation 7 via, het kabeltransmissie netwerk 3 verschaffen.

25 De voeding verschaffende middelen 9 voorzien in een via het kabeltransmissie netwerk toegevoerde wisselspanning met een frequentie van 50 Hz, welke om veiligheidsredenen in Nederland is beperkt tot maximaal 50 Volt, en welke bijvoorbeeld sinus- of blokvormig is. Zoals reeds 30 opgemerkt loopt het frequentiegebied van de nutsignalen van 5 tot ongeveer 1000 MHz, en ligt de nutsignaalspan-ning tussen 1 mV en 1 Volt. Om de gezamenlijk op het kabeltransmissie netwerk aanwezige voeding- en nutsignalen bij de van bijvoorbeeld versterkers voorziene 35 tussenstations waar nodig te scheiden wordt gebruik gemaakt van zogeheten televoedingsfliters. Deze vervullen de volgende functies: i 1007849 9 i) het aansluiten van televoeding apparatuur op de kabel en het voorkomen dat de nutsignalen die apparatuur bereiken en daardoor zouden worden belast, verzwakt en/of gestoord.

5 ii) het voorkomen dat de televoedingsspanning aan de in- of uitgangszijde van de versterkers komt en deze beschadigt of de werking ervan verstoord, iii) het om de versterkers c.q het betreffende tussenstation heen leiden van de televoedingsstroom ten 10 behoeve van het via de kabel van voeding voorzien van verder gelegen versterkers/tussenstations.

Hierbij wordt gebruik gemaakt van televoeding- of data omleidingsfilters, zoals bijvoorbeeld dataomleidings-15 filters of data sperfliters, welke ervoor zorgen dat de gewenste datasignalen in het additionele datakanaal om de tussenstations heen worden geleid.

Verrassenderwijs is gebleken dat de bekende televoe-20 dingsfilters die ontworpen zijn voor gebruik bij frequenties van 50 Hz en bij blokgolven met harmonischen oplopend tot mogelijk circa 1000 Hz ook instaat zijn om datasignalen in het additionele datakanaal met frequenties beneden 500 KHz, in het bijzonder beneden 200 KHz, 25 zeer in het bijzonder tussen circa 80 KHz en 200 KHz nagenoeg onverzwakt te laten passeren. Hierdoor kan het additionele datakanaal zonder wezenlijke aanpassingen relatief eenvoudig worden ingebouwd en toegevoegd aan bestaande CATV systemen, waarvan het al gerealiseerde 30 gebruik voor onder meer doorgifte van radio- en televisiesignalen niet negatief wordt beïnvloed. Van voordeel is verder dat het datakanaal beschikbaar is onafhankelijk van de goede of gebrekkige werking van bijvoorbeeld de versterkers in de verschillende 35 tussenstations.

Het communicatiesysteem 1 is verder voorzien van modems 1007849 10 10, welke data voor verzending in het datakanaal op een draaggolf moduleren. In het communicatiesysteem 1 waarin "televoeding" wordt gecombineerd met het toepassen van modems 10, blijft het systeem 1 en het netwerk 3 voor 5 wat betreft de transmissie van hoog-frequente signalen onaangetast en hoeft het niet te worden aangepast en omgebouwd, hooguit aangevuld met modems 10 die de datasignalen via het additionele datakanaal onderling uitwisselen en bijvoorbeeld de stuursignalen voor de 10 elektronische middelen in de tussenstations 7 verschaffen .

De modems 10 moduleren de data voor verzending over het additionele datakanaal. Het modem 10 is in het genoemde 15 gecombineerde communicatiesysteem 1 ingericht om de met data gemoduleerde draaggolf op het voedingssignaal te superponeren. De modems 10 die zijn voorzien van niet weergegeven adresseermiddelen maken geïndividualiseerde en gerichte besturing van dergelijke modems mogelijk, 20 zodat flexibel kan worden ingespeeld op bijvoorbeeld vereiste transmissiecapaciteit, signaalamplitudes en dergelijke. Ook kunnen bijvoorbeeld lokaal meetsignalen naar een ander modem in bijvoorbeeld het wijkcentrum worden verzonden via het additionele datakanaal zonder 25 dat daar dan iemand naar toe hoeft te worden gestuurd. Het verzenden vindt plaats met behulp van een daartoe geschikt protocol. Het systeem met het additionele datakanaal en de modems werkt met name praktisch zo goed in televoeding systemen 1, omdat de televoeding als het 30 ware een brug slaat over een tussenstation heen, waarlangs het additionele datakanaal het tussenstation zonder noodzakelijke aanpassingen kan passeren.

1007S49

Claims (10)

1. Communicatiesysteem, omvattende een kabeltransmis- 5 sie netwerk met meerdere van hoog-frequente zend- en/of ontvangmiddelen voorziene aansluitpunten, en een in het kabeltransmissie netwerk geïmplementeerd additioneel datakanaal dat zich tussen de zendmid-delen en de aansluitpunten uitstrekt, met het 10 kenmerk dat het communicatiesysteem is voorzien van voeding verschaffende middelen, welke het voedings-signaal dat nodig is voor het voeden van ten minste een tussenstation, verschaffen via het kabeltransmissie netwerk, en van een modem welke data voor 15 controle en besturing voor verzending in het datakanaal op een draaggolf moduleert en deze draaggolf op het voedingssignaal superponeert.

2. Communicatiesysteem volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk dat het additionele datakanaal zich bevindt in het onderste gedeelte van het doorlaatgebied van het kabeltransmissie netwerk.

3. Communicatiesysteem volgens conclusie 1 of 2, met 25 het kenmerk dat het additionele datakanaal zich bevindt beneden 500 KHz, in het bijzonder beneden 200 KHz, zeer in het bijzonder tussen circa 80 KHz en 200 KHz.

4. Communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk dat het communicatiesysteem is voorzien van televoedingsfliters, zoals bijvoorbeeld televoeding omleidingsfilters, televoeding sperfliters, data omleidingsfilters, of data 35 sperfilters.

5. Communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk dat de modems, welke data voor 1007849 verzending in het datakanaal op een draaggolf moduleren als individueel adresseerbare modems zijn uitgevoerd.

6. Communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk dat het kabeltransmissie netwerk als centraal ontvangst systeem (CA-systeem) voor bijvoorbeeld radio en televisiesignalen is uitgevoerd. 10

7. Communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-6, met het kenmerk dat het CA-systeem als bi-directioneel netwerk is uitgevoerd.

8. Communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-7, met het kenmerk dat het bi-directionele CA-systeem een coaxiale kabels bevattend systeem is.

9. Televoedingsfilter, zoals bijvoorbeeld een televoe- 20 ding omleidingsfilter, een televoeding sperfilter, een data omleidingsfilter, of een data sperfilter voor gebruik in het communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-8. 1 1007849

10. Gebruik van het televoedingsfilter volgens conclu sie 11 in het communicatiesysteem volgens een van de conclusies 1-8.