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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Stand der
Technik
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Es
ist bekannt, beispielsweise bei Überwachungsanlagen,
an dezentralen Punkten bildsignalerzeugende Geräte (Bildquellen), wie beispielsweise
Kameras, Videogeneratoren oder Videorecorder, zu installieren, die
Bildsignale in ein Übertragungsnetz
einspeisen, das zu einer Zentrale führt. In der Zentrale werden
die Bildsignale bildsignalverarbeitenden Geräten (Bildsenken), wie beispielsweise Monitoren,
Videorecordern oder Bildaufzeichnungscomputern, zugeführt.
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Es
ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen den Bildquellen und den
Bildsenken mehrere sogenannte Videokreuzschienenverteiler zwischenzuschalten,
um die Anzahl der von den Bildquellen zur Zentrale führenden Übertragungsleitungen
zu reduzieren. Hierbei wird oft die Anzahl der Übertragungsleitungen zwischen
zwei Kreuzschinenverteilern kleiner gewählt als die Anzahl der Bildsenken. Hiermit
ist zwar eine gewisse Einsparung von Übertragungsstrecken erreichbar,
jedoch ist nachteilig, daß es
zu sogenannten Besetztzuständen
kommen kann, die einen Zugriff auf bestimmte Bildquellen nicht jederzeit
zulassen.
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Darüber hinaus
ist zur Einsparung von Übertragungsleitungen
bereits vorgeschlagen worden, die über die Bildquellen bereitgestellten
Videosignale trägerfrequent
zu modulieren und im Frequenzmultiplexverfahren in eine Zentrale
zu übertragen
und dort jedes der trägerfrequentmodulierten
Signale zu demodulieren und als Videosignal den Eingängen eines Videokreuzschienenverteilers
zuzuführen.
Hierbei ist nachteilig, daß jedes
der trägerfrequentmodulierten Videosignale
in der Zentrale demoduliert werden muß, was bei einer entsprechend
großen
Anzahl von Bildquellen zu erheblichen Demodulationskosten führt.
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Aus
deutschen Offenlegungsschrift
DE 29 51 512 A1 ist ein Breitband-Vermittlungssystem
zum wahlweisen Verbinden von Breitbandsignalquellen mit breitbandsignalempfangenden
Teilnehmern über eine
Breitband-Koppelanordnung bekannt.
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Die
Druckschrift; Matt, Hans J.; Fussgaenger, Kurt: Integrated Broad-Band
Communication Using Optical Networks – Results of an Experimental Study,
offenbart ein integriertes analoges Breitband-Netzwerk.
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Aus
der
US 4,905,239 ist
eine Vorrichtungen zur Verteilung von RF-Signalen zwischen einer
Mehrzahl von Eingängen
und einer Mehrzahl von Ausgängen
bekannt.
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Die
Druckschrift:Ananasso, F.; Deacon, J.M.; Priscoli, F. Delli; Green,
R.C.: SS-FDMA Channelization and Routing in Advanced Multibeam Mobile
Satellite Systems behandelt SS/FDMA-Router für Satellitensysteme.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
gemäß dem Kennzeichen
des Anspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, daß auch
bei einer sehr großen
Anzahl von Bildquellen eine größere Anzahl
trägerfrequenter Übertragungsstrecken
auf eine kleine Anzahl reduziert und/oder die Übertragungsbandbreite der trä gerfrequenten Übertragungsstrecken
verringert werden können
und sich somit der Gesamtübertragungsaufwand
stark reduziert.
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Dazu
ist vorgesehen, daß die
elektrischen Bildsignale, insbesondere Videosignale, einer Vielzahl
von Bildquellen trägerfrequent
moduliert als Freguenzmultiplexsignal an wenigstens zwei Eingänge einer
steuerbaren Anordnung, nachfolgend auch trägerfrequenter Kreuzschinenverteiler
genannt, geführt werden
und die Modulationsspektren beliebiger Eingangsträgerfrequenzen
beliebiger Eingänge
durch Steuerung der steuerbaren Anordnung auf beliebige Ausgangsträgerfrequenzen
eines Ausgangsfrequenzmultiplexsignals beliebiger Ausgänge der
Anordnung transponiert werden. Hierdurch ist sehr vorteilhaft möglich, bereits
in der Nähe
der Bildquellen aus einer Vielzahl von trägerfrequent modulierten Videosignalen
nur diejenigen, vorzugsweise in transponierter Frequenzlage, zur
Zentrale zu übertragen,
die dort benötigt
werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß einzelne
Trägerfrequenzen des
Ausgangsfrequenzmultiplexsignals wahlweise ein- oder ausschaltbar sind. Hierdurch ist
sehr vorteilhaft möglich,
daß die
Ausgänge
mehrerer dezentraler Schaltungsanordnungen über Koppler mit einer zur Zentrale
führenden
trägerfrequenten Übertragungsstrecke
verbunden werden können
und die Summe der von den Ausgängen
der Schaltungsanordnungen gesendeten Trägerfrequenzen gleich der Summe
der in der Zentrale benötigten
Bildsignale ist. Vorzugsweise wird bei dieser Ausgestaltung in der Zentrale
jeder Bildsenke ein Demodulator mit fester Empfangsfrequenz zugeordnet.
Die Bildanwahl für eine
Bildsenke geschieht in dieser Anordnung durch Transponierung des
Modulationsspektrums von der der Bildquelle zugeordneten Sendefrequenz
auf die der Bildsenke zugeordneten Empfangsfrequenz durch Fernsteuerung
an derjenigen Schaltungsanordnung, an der das trägerfrequente Videosignal der gewünschten
Bildquelle empfangen wird.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß die
trägerfrequenten Videosignale über mehrere
nacheinander und/oder miteinander vernetzt angeordnete steuerbare
Schaltungsanordnungen geführt
werden. Durch dieses gefundene Übertragungsverfahren
von trägerfrequent modulierten
Videosignalen ist es in einfacher Weise möglich, eine sehr große Anzahl
von Bildquellen über wenige Übertragungsstrecken
mit einer Zentrale zu verbinden bzw. eine Anzahl von Unterzentralen
vorzusehen, die wiederum mit einer Gesamtzentrale verbunden sein
können.
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Insgesamt
ist es möglich,
durch den Einsatz der trägerfrequenten Übertragungstechnik
sehr hohe Übertragungskapazitäten je Übertragungsstrecke
zu erreichen. Somit können
zwischen den dezentralen steuerbaren Schaltungsanordnungen und der
Zentrale eine hohe Anzahl von TV-Kanälen transportiert werden, die
auch bei einer hohen Anzahl von Bildsenken es ermöglichen,
daß jede
Bildsenke unabhängig
vom Schaltzustand anderer Bildsenken auf jede beliebige Bildquelle
zurückgreifen
kann, ohne daß es
zu etwaigen Besetztzuständen
kommt. Diese Situation ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Überwachungssystem
eingesetzt werden soll, bei dem, zum Beispiel bei Havarie- und/oder
Unfallsituationen, eine möglichst
umfassende Bildauswertung vieler räumlich benachbarter Bildquellen
gleichzeitig gefordert wird, und keine Besetztzustände auftreten dürfen.
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Weiterhin
ist durch die Erfindung vorteilhaft möglich, die Übertragungsstrecken, zum Beispiel
mit halber Auslastung zu fahren. Dies führt zu einer Verringerung der
Kanalzahl je Übertragungsstrecke
und zu geringeren oberen Systemfrequenzen, was bei beispielsweise
koaxialen Übertragungsstrecken
zu einer deutlichen Verlängerung
der Feldlängen
führt. Hierdurch
ist eine deutliche Einsparung an Verstärkern möglich. Bei der Wahl von beispielsweise
optischen Übertragungsstrecken
ist eine Verbesserung des Rauschabstandes durch einen höheren Modulationsindex
gegeben. Insgesamt ist es also möglich, mit
der Erfindung eine große
Anzahl von trägerfrequenten
Videosignalen zu übertragen,
die in einem reduzierten Systemfrequenzbereich übertragen werden können und
damit zu einer zusätzlichen
Kosteneinsparung bei den einzusetzenden Bauelementen führen kann.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß die
Trägerfrequenzen
von einer amplitudenmodulierten Trägerfrequenz in eine frequenzmodulierte
Trägerfrequenz
oder auch umgekehrt transponiert werden können. Somit wird der Einsatzbereich
nochmals erhöht.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in
den Unteransprüchen
angegebenen Merkmalen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
einem Blockschaltbild ein trägerfrequentes Übertragungssystem
und
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2 ein
Blockschaltbild einer weiteren Anordnung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Das
in 1 gezeigte Übertragungssystem weist
einen ersten trägerfrequenten
Kreuzschienenverteiler 10, einen zweiten trägerfrequenten
Kreuzschienenverteiler 12 und einen dritten träger frequenten
Kreuzschienenverteiler 14 auf. Der Kreuzschienenverteiler 10 besitzt
vier Eingänge 16.
Die Eingänge 16 sind
jeweils mit einer Übertragungsstrecke 18 verbunden,
an die über
Koppler 20 bildsignalerzeugende Geräte, hier Kameras 22,
angeschlossen sind. Pro Übertragungsstrecke 18 können beispielsweise jeweils
vierzig Kameras 22 eingekoppelt werden, wobei hier aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nur einige dargestellt sind. Jeder Kamera 22 ist jeweils
ein Modulator 24 zugeordnet. Über einen ersten Ausgang 26 ist
der Kreuzschienenverteiler 10 mit einer Unterzentrale 28 verbunden.
Die Unterzentrale 28 besitzt eine Anzahl von bildsignalverarbeitenden
Geräten, hier
Monitore 30. Der Unterzentrale 28 ist weiterhin eine
Steuerung 32 zugeordnet. Über einen zweiten Ausgang 34 ist
der Kreuzschienenverteiler 10 mit einem ersten Eingang 36 des
zweiten Kreuzschienenverteilers 12 verbunden. Zwischen
dem Ausgang 34 und dem Eingang 36 ist eine Übertragungsstrecke 38 angeordnet.
Der Kreuzschienenverteiler 12 weist drei Eingänge 40 auf,
die jeweils über Übertragungsstrecken 18 mit
Kameras 22 verbunden sind. Die Anordnung ist so aufgebaut
wie bereits beim Kreuzschienenverteiler 10 erläutert und
hier nicht nochmals ausführlich
dargestellt. Der dritte Kreuzschienenverteiler 14 weist
ebenfalls drei Eingänge 42 auf,
die in analoger Weise über Übertragungsstrecken 18 mit
Kameras 22 verbunden sind. Ein Ausgang 44 des
Kreuzschienenverteilers 14 ist mit einem weiteren Eingang 46 des
Kreuzschienenverteilers 12 verbunden. Zwischen dem Ausgang 44 und dem
Eingang 46 ist eine Übertragungsstrecke 48 angeordnet.
Der Kreuzschienenverteiler 12 ist über einen ersten Ausgang 50 mit
einer Unterzentrale 52 verbunden. Die Unterzentrale 52 besitzt
Monitore 30 sowie eine Steuerung 54. Über einen
zweiten Ausgang 56 ist der Kreuzschienenverteiler 12 mit
einer Hauptzentrale 58 verbunden. Die Verbindung erfolgt über eine Übertragungsstrecke 60.
Die Hauptzentrale 58 besitzt eine Anzahl von Monitoren 30 sowie
eine Steuerung 62. Die Übertragungsstrecken 18, 38, 48 und 60 können sowohl
Koaxialkabel, Lichtwellenleiter oder andere Breitbandübertragungsmedien
sein.
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Das
in 1 gezeigte Übertragungssystem übt folgende
Funktion aus.
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Die
Kameras 22 liefern Videosignale, die über die Modulatoren 24 trägerfrequent
mit unterschiedlicher Trägerfrequenz
moduliert werden. Zur korrekten Übertragung
der dabei entstehenden Modulationsspektren wird jeder Trägerfrequenz
ein bestimmtes Frequenzband (TV-Kanal) zur Verfügung gestellt. Die unterschiedlichen
Trägerfrequenzen werden
im Frequenzmultiplexverfahren gleichzeitig an die Eingänge 16, 40 bzw. 42 der
trägerfrequenten Kreuzschienenverteiler 10, 12 bzw. 14 übertragen. Über die
Steuerung 32 der Unterzentrale 28 kann nun beispielsweise
aus den an den Eingängen 16 anliegenden
TV-Kanälen
ein oder mehrere TV-Kanäle ausgewählt, frequenzmultiplex über die
Strecke 26 zur Unterzentrale 28 übertragen
und nach Demodulation in der Unterzentrale 28 auf den Monitoren 30 als
Bild sichtbar gemacht werden. Die Demodulation kann entweder durch
einen jedem Monitor 30 zugeordneten Demodulator mit einer
festen Empfangsfrequenz oder einem jeden Monitor 30 zugeordneten Demodulator
mit einer steuerbaren Empfangsfrequenz erfolgen. Die Auswahl, welches
Bild einer Kamera 22 auf welchem Monitor 30 wiedergegeben wird,
erfolgt über
die Steuerung 32. Die Steuerung 32 kann dabei
in hier nicht näher
zu betrachtender Weise entweder manuell oder auch automatisch erfolgen.
Somit wird es also möglich,
ein beliebiges Videosignal einer beliebigen Kamera 22 auf
einen beliebigen Monitor 30 der Unterzentrale 28 darzustellen. Die
Auswahl wird dabei über
den trägerfrequenten Kreuzschienenverteiler 10 realisiert.
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Die
an dem trägerfrequenten
Kreuzschienenverteiler 12 anliegenden TV-Kanäle der hier
nicht dargestellten Kameras 22 werden über die Eingänge 40 zugeführt. Über den
Eingang 36 liegt weiterhin ein über die Übertragungsstrecke 38 übertragenes
Trägerfrequenzsignal
des Kreuzschienenverteilers 10 an. Des weiteren liegt über dem
Eingang 46 ein über die Übertragungsstrecke 48 übertragenes
Trägerfrequenzsignal
des Kreuzschienenverteilers 14 an, der über die Eingänge 42 die
TV-Kanäle
der dort ebenfalls nicht dargestellten Kameras 22 empfängt. Durch die
Steuerung 54 der Unterzentrale 52 kann nunmehr über den
Ausgang 50 des Kreuzschienenverteilers 12 aus
allen anliegenden TV-Kanälen
ausgewählt werden,
welche TV-Kanäle
der Unterzentrale 52 zugeführt werden sollen. Da die Steuerung 54 darüber hinausgehend über die Übertragungsstrecken 38 und 48 auch
in den Kreuzschienenverteilern 10 und 14 wirkt,
ist damit die Darstellung jedes Kamerabildes auf jeden beliebigen
Monitor 30 der Unterzentrale 52 möglich. Über die Übertragungsstrecke 60 kann
in der Hauptzentrale 58 an den dort vorgesehenen Monitoren 30 in
Abhängigkeit
einer von der Steuerung 62 ausgelösten Steuerfunktion jedes beliebige
Bild irgendeiner Kamera 22 jedem beliebigen Monitor 30 in der
Hauptzentrale 58 zugeschaltet werden.
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Dieses
soll im folgenden an einem Beispiel näher erläutert werden. An einem Monitor 30 der Hauptzentrale 58 soll
ein Kamerabild einer Kamera 22, die über die Übertragungsstrecke 18 mit
dem Kreuzschienenverteiler 10 verbunden ist, aufgeschaltet
werden. An den Eingängen 16 des
Kreuzschienenverteilers 10 liegen nunmehr sämtliche
trägerfrequente
TV-Signale der mit diesen Eingängen 16 verbundenen
Kameras 22 an. Durch die Steuerung 62 wird nunmehr über die Übertragungsstrecken 60 und 38 in
dem trägerfrequenten
Kreuzschienenverteiler 10 ein bestimmter TV-Kanal angewählt, der
dann auf den Ausgang 34, in der Frequenzlage transponiert,
durchgeschaltet wird, und über
die Übertragungsstrecken 38 und 60 dem
Demodulator des gewünschten
Monitors 30 der Hauptzentrale 58 zugeleitet wird.
Auf gleichem Wege kann jetzt beispielsweise einem zweiten Monitor 30 der
Hauptzentrale 58 ein weiteres Videosignal einer Kamera 22, das
möglicherweise
an einem zweiten Eingang 16 des Kreuzschienenverteilers 10 anliegt,
aufgeschaltet werden. Dieses wird ebenfalls – wie beschrieben – ausgewählt, gegebenenfalls
auf eine andere Frequenzlage transponiert und dann über die Übertragungsstrecken 38 und 60 mit
dem zuvor ausgewählten
Signal frequenzmultiplex übertragen
und steht damit gleichzeitig in der Hauptzentrale 58 zur
Verfügung.
Dieses System kann man nun beliebig ausbauen, zumindest soweit,
bis die frequenzmultiplexen Übertragungskapazitäten der Übertragungsstrecken 38 und 60 bzw.
auch 48 erschöpft
sind. Ein Ausbau des Übertragungssystems
ist dahingehend denkbar, daß eine
so große
Anzahl von Monitoren 30 an der Hauptzentrale 58 vorhanden
ist wie TV-Kanäle,
beispielsweise siebzig, gleichzeitig auf einer der Übertragungsstrecken 38, 48 oder 60 übertragen
werden können.
Damit könnte
beispielsweise bei einer Havariesituation eine gleichzeitige Auswertung
einer großen
Anzahl relevanter Videosignale erfolgen. Die Unterzentralen 28 und 52 können eine
ganz analoge Zusammenstellung von Videosignalen der für sie zuständigen Kameras 22 ermöglichen.
Es ist gleichzeitig denkbar, daß über die
Hauptzentrale 58 eine Steuerung der Monitore der Unterzentralen 28 und 52 erfolgen
kann.
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Bei
dem in der 1 gezeigten Beispiel erfolgt
die Übertragung
der Frequenzmultiplexsignale und der Steuersignale gemeinsam auf
den Übertragungsstrecken 38, 48 und 60.
Zur Verdeutlichung sind die die Steuersignale darstellenden Pfeile
mit einem Punkt gekennzeichnet.
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In
der 2 sind eine Vielzahl von Kameras 22/1 bis 22/n dargestellt.
Den Kameras 22 sind dabei Modulatorenstationen 25/1 bis 25/i zugeordnet,
wobei jeder Modulatorenstation 25 ein Trägerfrequenzsignal
mit soviel TV-Kanälen
erzeugt, wie Kameras 22 an den Modulatorenstationen 25 angeschlossen sind. Über HF-Koppler 76 werden
die Signale mehrerer Modulatorenstationen 25 zusammengeführt und den
Eingängen
der trägerfrequenten
Kreuzschinenverteiler 70, 72 und 74 zugeführt. Die
Ausgänge
der Kreuzschienenverteiler 70, 72 bzw. 74 sind über eine Übertragungsstrecke 78 mit
einer Zentrale 80 verbunden. Im Beispiel sind drei Kreuzschienenverteiler gezeigt,
es ist jedoch die Anordnung einer Vielzahl von Kreuzschienenverteilern
mit den entsprechend angeschalteten Modulatorenstationen 25 denkbar. Die
Zentrale 80 besitzt einen Eingangsverteiler 82 und
weist jedem Ausgang des Eingangsverteilers 82 zugeordnet
einen Demodulator 84/1 bis 84/k auf. Jedem der
Demodulatoren 84 ist eine Bildsenke 86/1 bis 86/k zugeordnet.
Die Zentrale besitzt weiterhin eine Steuereinheit 88, die über Steuerleitungen 90 mit
den Kreuzschienenverteilern 70, 72 bzw. 74 verbunden
ist. Die Kreuzschienenverteiler 70, 72 bzw. 74 weisen
hier nicht dargestellte Schalter auf, die ein gezieltes Abschalten
einzelner Trägerfrequenzen
der Ausgangsfrequenzmultiplexsignale gestatten.
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Die
in 2 gezeigte Schaltungsanordnung übt folgende
Funktion aus:
Die über
die Kameras 22 gewonnenen Videosignale werden den Modulatorenstationen 25 zugeführt und dort
zu trägerfrequenten
Videosignalen moduliert und diese zu einem Freguenzmultiplexsignal
zusammengeführt.
Entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Modulatorenstationen 25 bzw.
Kamaras 22 werden diese trägerfrequenten Videosignale
gegebenenfalls über
die Koppler 76 den Kreuzschienenverteilern 70, 72 bzw. 74 zugeführt. An
den Eingängen
der Kreuzschienenverteiler 70, 72 bzw. 74 liegen somit
sämtliche
Videosignale der Kameras 22/1 bis 22/n trägerfrequent
moduliert an. In der Zentrale 80 kann nunmehr über die
Steuereinheit 88 ausgewählt werden,
welches Videosignal welcher Kamera 22 auf den Monitoren 86/1 bis 86/k aufgeschaltet
werden soll. Über
die Steuerleitung 90 wird an die Kreuzschienenverteiler 70, 72 bzw. 74 ein
entsprechender Steuerbefehl gegeben, der einerseits die bereits
in 1 beschriebene Transponierung des gewünschten
Kamerasignals auf die gewünschte
Ausgangsfrequenz bewirkt. Andererseits werden durch die bereits erwähnten Schalter,
die gewünschten
Ausgangsfrequenzen an die Ausgänge
der Kreuzschienenverteiler 70, 72 bzw. 74 durchschaltet.
Diese ausgewählten trägerfrequenten
Videosignale liegen somit an dem Eingangsverteiler 82 der
Zentrale 80 an und werden über die Demodulatoren 84,
die vorzugsweise mit einer festen Empfangsfrequenz aber auch auch
mit einer wählbaren
Empfangsfrequenz arbeiten können, zugeführt. Nach
entsprechender Demodulation der trägerfrequenten Videosignale
liegen die Videosignale der ausgewählten Kameras 22 an
den Monitoren 86/1 bis 86/k an. Durch entsprechende
Steuerbefehle über
die Steuereinheit 88 kann nun zwischen den zur Verfügung stehenden
Kameras 22 beliebig ausgewählt werden, welche der übertragenen
Videosignale auf den Monitoren 86 wiedergegeben werden sollen.
Insgesamt gesehen ergibt sich somit der wesentliche Vorteil, daß in den
vorzugsweise entfernt angeordneten trägerfrequenten Kreuzschinenverteilern 70, 72 und 74 vor
Ort, das heißt
also in der Nähe der
Kameras 22, ausgewählt
werden kann, welche der Videosignale bzw. trägerfrequenten Videosignale zur
Zentrale 80 übertragen
werden sollen und somit der Umfang der Übertragungsstecken reduziert
werden kann.