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Verfahren zum Ausgleich von Fernsprechkabeln.
Wenn es sich darum handelt, bei einem vielpaarigen Kabel innerhalb der Vierer oder einer noch grösseren Anzahl von Leitungen bestimmte, den Leitungen eigentümliche Werte bei Kreuzung an den Verbindungsstellen zmisehen zwei, drei oder mehr Teillängen zu messen (z. B. die Mit-und Übersprech- werte für verschiedene Frequenzen festzustellen), so ist dies ein sehr zeitraubendes Unternehmen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, die Anzahl der für diese Feststellungen erforderlichen Messungen herabzusetzen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abgleich von Kabeln, bei dem auch die Werte des Nebensprechens in gegenläufiger Richtung. beim Abgleich des Kabels berücksichtigt werden.
Die Feststellung des Nebensprechens unter Berücksichtigung verschiedener Kreuzungskombinationen hat eine besondere Bedeutung bei dem Verfahren des Patentes Nr. 105695, bei dem unmittelbar auf Grund der gemessenen Übersprechwerte der Abgleich des Kabels vorgenommen wird. Werden z. B. nach diesem Verfahren zwei weitere Teillängen mittels zweier Kreuzungsschalter an die bis dahin schon ausgeglichene Kabelstrecke angeschaltet, so hat man es nach dem bekannten Verfahren mit mindestens 8 # 8 = 64 möglichen Kombinationen zu tun. Dies ist ausserdem nur dann der Fall, wenn stets Vierer gleicher Zählnummer miteinander verbunden werden.
Will man aber die Vierer so auswählen, dass je solche zusammengeschaltet werden, zwischen denen sich ein besonders guter Ausgleich ermöglichen lässt, dann wird die Anzahl der beim Aussuchen der Vierer auszuführenden Kombinationen noch um ein Vielfaches grösser. Nach der Erfindung ist es möglich, die allen Schaltungsmöglichkeiten entsprechenden 64 Kombinationen, aus denen die das geringste Mit- und Übersprechen in dem betreffenden Vierer ergebendeauszuwählen ist, auf 16 zu mindern. Dieses geht bei Beachtung von Fig. 1 aus der nachstehenden Erläuterung hervor.
Angenommen, die Kopplungsfaktoren zwischen Stammleitung I und Stammleitung II seien Kl
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A, B, K'2 für B, C und K"2 für C, D und schliesslich zwisdien Stammleitung 77 und der Viererleitung ebenso Zg, Tg und K"a und die Reihenfolge der acht Schalterlagen der Schalter in B und C sei folgende :
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4. Kreuzung im Stamm I und 11, 5. Kreuzung des Stammes I mit Stamm 11 (sogenannte Duplexkreuzung), 6. Kreuzung des I mit 11 und Kreuzung in 1, 7. Kreuzung des I mit 1I und Kreuzung in 11, 8.
Kreuzung des I mit 11 und Kreuzung in I und ll ;
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berücksichtigen, dass durch Vornahme einer Kreuzung innerhalb eines Stammes in B sowohl das Vorzeichen von X\ wie auch von E'"i umgekehrt wird.
Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, welche Lagen der Schalter in Bund C diese Werte ergeben.
Für das Mitsprechen von Stamm 1 nach der Viererleitung erhält man durch Kombination der
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16 Werte setzen sich in folgender Weise als Summe der Kopplungsfak@oren K1, K2, K3, K'1 ... zusammen :
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In der Fig. 4 ist angegeben, bei welchen Kombinationen der Schalterstellungen die einzelnen der 16 Kopplungen auftreten. Ausser einer Umkehrung des Vorzeichens der Kopplungsfaktoren K'2
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wenn, wie es bei den Sehalterstellungen 5-8 der Fall ist, die sogenannte Duplexkreuzung stattfindet.
Aus der normalen Kopplung e bei glatt durchgeschalteten Leitungen entsteht beispielsweise die Kopplung q bei der Schalterstellung 6 in B und l in C, dadurch, dass durch die Duplexkreuzung in B
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obgleich die Leitung in C glatt durchgeschaltet ist. Der Kopplungswert j bei der Schalterstellung 3 in B und der Schalterstellung 8 in C kommt dadurch zustande, dass durch die Kreuzung des Stammes 2 in B die Kopplung zwischen Stamm I und Vierer nicht beeinflusst wird, während durch die Duplexkreuzung in C zunächst K"2 durch K"3 ersetzt wird und ferner durch die Kreuzung beider Stämme das Vorzeichen dieser Kopplung umgekehrt wird.
Für das Mitsprechen von Stamm II nach der Viererleitung ergeben sieh analoge Werte, die mit e', f', g', h', ... s', t'bezeichnet werden mögen und deren Summenbildung aus den Kopplungsfaktoren sich aus den für e, f, g, ... bis t geltenden Gleichungen ergibt, wenn man in diese an jeder Stelle für den Index 2, den Index 3 setzt und umgekehrt.
Die Fig. 4 ist durch kräftige Linien in vier gleiche Teile geteilt und man sieht, dass in jedem der so entstehenden vier Felder nur immer je vier Kopplungswerte vorkommen.
Wenn man bei der Fig. 4 die Reihenfolge der Schalterstellungen in B und C abändert in 1, 4,6, 7,2, 3,5, 8, so enthält bereits das linke obere Feld sämtliche Kopplungswerte von e bis t, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist. In dieser sind ausserdem in jedem einzelnen kleinen Felde ausser den e-bis
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linken oberen Felde der Fig. 5 enthalten. Durch Einstellung der Schalterstellungen 1, 4,6, 7 an beiden Kreuzungspunkten B und C und Kombination dieser Schalterstellungen miteinander macht man also bereits sämtliche Kopplungskombinationen der Messung zugänglich. Man wird also praktischerweise so verfahren, dass man für jede dieser 16 Kreuzungskombinaüonen die zugehörige Kopplung Stamm-IVierer und Stamm-II-Vierer und ausserdem bei vier von diesen Kreuzungskombinationen je eine der Stamm-auf-Stamm-Kopplungen b, c, d misst.
Man wird auf diesem Wege für jede der drei Kopplungsarten einen günstigsten Wert feststellen, beispielsweise für die Stamm-auf-Stamm-Kopplung b, für die
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kombinationen zu erleichtern.
Vergleichsweise dieselbe Vermindening tritt ein, wenn statt zweier drei Verlängerungsteillängen mit drei Schaltern angesetzt werden. Von dem Würfel von 8 X 8 X 8 = 512 Kombinationen, die man sich dann vorstellen kann, verbleibt ein charakteristischer Würfel von 4 X 4 X 4 = 64 Kombinationen.
Auch beim Übergang von den tbersprechmessungen auf die Mitsprechmessungen könnte aus besonderen Gründen ein Zeitverlust entstehen (so z. B. bei der Messung des Nebensprechens in gegen-
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liche Verminderung der Kombinationen erzielen, indem eine bestimmte Reihenfolge der Schalterlagen unter Zuhilfenahme der Grunddiagramme der Fig. 2 und 3 gewählt wird, worauf weiter unten zurückgekommen werden soll.
Nach der Erfindung kann der Abgleich des Kabels dadurch vervollkommnet werden, dass die Mit-und Nebensprechwerte statt wie bei dem bekannten Verfahren allein in gleicher Richtung auch in gegenläufiger Richtung gemessen werden. Das Mit-und Übersprechen in gleicher Richtung (Fig. 6)
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in der Tatsache, dass die infolge einer Kopplung an der Stelle p induzierte Spannung am Beginn der induzierten Leitung (gleichviel, ob diese eine Stamm-oder Viererleitung ist) im allgemeinen eine andere Phase hat, als die durch eine Kopplung an der Stelle q induzierte, denn die Weglängen sind im einen Falle gleich 2 lp und im andern Falle gleich 2 lq.
Für bestimmte Frequenzen werden daher die durch die Kopplungen induzierten Spannungen sich am Beginn der Leitungen ganz oder teilweise ausgleichen ; für andere Frequenzen dagegen ganz oder teilweise summieren. Die Folge davon ist eine starke Frequenzabhängigkeit der Stärke des Nebenspreehens.
Für das Mit-und Nebensprechen in gegenläufiger Richtung (Fig. 7), wobei störender und gestörter Apparat je an entgegengesetzten Endpunkten der Leitungen liegen, zeigt sich dagegen, dass bei gleicher Fortpflanzungsgeschwindigkeit (die für Stamm-und Viererkreis annähernd angenommen werden kann) die Phasen der durch die Kopplungen p und q induzierten Spannungen stets gleich sind, weil :
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d. h. weil die Weglängen konstant sind.
Das Mi ! :- und Übersprechen in gegenläufiger Richtung, an sich eine bekannte Erscheinung, deren Messung also in analoger Weise wie die Messung des Mit-und Übersprechens in gleicher Richtung durch Verlegung der Stromquelle auf das entgegengesetzte Leitungsende geschieht, zeigt demnach eine gewisse Unabhängigkeit von der Frequenz. Beim Abgleich des Kabels auf Grund der Mit-und Übersprech- messung in gegenläufiger Richtung ist daher die Wahl der Frequenz der Stromquelle gleichgültig. Ferner
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hängig nicht nur von der Frequenz, sondern auch von der Entfernung vom Ausgangspunkt des Kabels.
Der Ausgleich des Kabels mit Rücksicht auf Mit-und Übersprechen in gegenläufiger Richtung gestaltet sich also viel einfacher und sicherer als der Ausgleich mit Rücksicht auf Mit-und Übersprechen in gleicher Richtung.
Wie bereits oben angedeutet, kann auch der Zeitverlust, der dadurch entsteht, dass bei der Messung
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strecke sich befindet, durch die richtige Wahl der Reihenfolge der Schalterlagen vermieden werden.
Zwischen der Messung des Von-Stamm-zu-Stamm-Übersprechens in verschiedenen Richtungen und der Messung des Vierers auf Stamm-Mitsprechens in verschiedenen Richtungen ist es nötig, die
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Strecke umgeschaltet werden und hier stehenbleiben, bis die 16 Messungen der Fig. 5 beendet sind.
Wenn der Abgleich des Kabels sowohl mit Rücksicht auf Mit-und Übersprechen in gleicher Richtung als auch mit Rücksicht auf Mit-und Übersprechen in gegenläufiger Richtung erfolgen soll, so muss diejenige Kreuzungskombination gewählt werden, die im Mittel für beide Richtungen die günstigsten Nebenspreehwerte ergibt.
Für die Ausführung des Verfahrens hat es sich ferner als günstig erwiesen, jeden Vierer, nachdem seine günstigsten Kreuzungen an den Scha1terstellen Bund C (Fig. 1) gefrnden sind, sofort endgültig
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zu verbinden, bevor man zu der Abgleichung des folgenden Vierers übergeht. Dies erleichtert nicht nur die Kontrolle, sondern es schliesst auch kleine Fehler in der Abgleichung aus, welche sonst dadurch verursacht werden können, dass die Kapazitätskopplungen zu einem kleinen Teil auch durch Vermittlung der umliegenden Vierer bestehen.
Wären während der Abgleichung eines Vierers a ! ! e andern Vierer isoliert, dann könnte sich oft herausstellen, dass die erhaltenen günstigsten Werte für das Mit-und Übersprechen etwas verschlechtert werden, wenn die umliegenden Vierer auch durchverbunden sind. Dadurch, dass die Durchverbindung sofort geschieht, werden solche Fehler wenigstens nach dem Abgleich des ersten oder zweiten Vierer grösstenteils vermieden. Während die Verbindungen hergestellt werden, müsste man dann aber mit der Fortsetzung des Ausgleiches warten. Um auch diesen Zeitverlust zu vermeiden, kann man den Punkt A so legen, dass von ihm aus nach zwei Seiten ausgeglichen wird. In der Zeit, während welcher in der einen Richtung verbunden wird, kann dann ein folgender Vierer in der andern Richn ng gemessen werden.
Auf diese Weise lassen sich auch die vorher ausgeglichenen und endgültig drrch- verbundenen Vierer leicht und ohne Zeitverlust nachkontrollieren. Dabei ist es möglich und sogar vorteilhaft, die beiden Kabelteile in A endgültig miteinander zu verbinden. Man kann dann für die Mit-und Übersprechmessungen zwei Stromquellen, die eine am rechts von A gelegenen Ende, die andere am linken Ende gebrauchen und in A abhorchen oder umgekehrt in A eine Stromquelle aufstellen und abwechselnd an den beiden Streckenenden die Messungen machen usw.
Das Verfahren lässt sich noch dadurch erweitern, dass ausser der reinen Viererabgleichung bei Auswahl der Kreuzungen durch analoge Nebenspreehmessungen auch das Nebensprechen zwischen Stämmen und Viererkreisen benachbarter Vierer vermindert wird.
Ferner lässt sich das Verfahren auch zur Verringerung von Störungen durch elektrische Bahnen und Elektrizitätswerke verwenden. Dazu braucht nur während der Abgleichmessung die Störungsquelle in Tätigkeit gesetzt und darauf geachtet zu werden, bei welcher Schalterkombination diese Störung ein Minimum wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Feststellung von Eigenschaften der Leitungen eines Femsprechkabels bei verschiedenen Kreuzungskombinationen der Leitungen, insbesondere zum Zwecke des Ausgleiches von Fernsprechkabeln, in denen infolge von Unsymmetrien der Kapazitäten, Induktivitäten undWiderstände sogenanntes "Mit- und Übersprechen" vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ansetzen von
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Schaltungen so gewählt wird, dass von denjenigen Kopplungen, die beim Durchmessen aller Schaltungkombinationen wiederholt auftreten würden-z. B. von den Stamm-Viererkopplungen beim Kreuzen innerhalb eines Vierers-jeder Wert nur einmal erscheint.