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Fernspreehübertragungssystem, bestehend aus Fernvermittlungsleitung und Teilnehmerleitung.
Durch die Erfindung soll die Wirtschaftlichkeit von Fernsprechnetzen erhöht werden. Ein Fernsprechnetz besteht im allgemeinen Falle aus dem Fernleitungsnetz, das die Fernämter miteinander verbindet, und den Ortsleitungsnetzen, die die Teilnehmer mit dem zugehörigen Fernamt verbinden. Die Gesamtkosten einer solchen Anlage hängen im starken Masse davon ab, in welcher Weise die Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern auf die Ortsleitungen und die Fernleitung verteilt wird. Die bisherige Beschaffenheit der Ortsleitungen gestattet es nicht, die Restdämpfung in den Fernleitungen beliebig weit herabzusetzen. Um eine ausreichende Stabilität zu erhalten, ist man gezwungen, die Fernleitungen mit einer Restdämpfung von etwa 1 Neper zu betreiben.
Gemäss der Erfindung sollen die Verhältnisse durch entsprechende Ausbildung der Ortsleitungen gebessert werden, ohne dabei an der Beschaffenheit der Fernleitungen und der Verstärker etwas ändern zu müssen.
Bevor auf den Erfindungsgedanken näher eingegangen wird, seien die Gesichtspunkte, die bei der Verteilung der Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern auf die einzelnen Leitungsstreeken massgebend sind, an Hand der Fig. 1 erläutert. Es sind drei Fernämter Fi, Fa, jFg und die Verbindungen zu Teilnehmern T, T, Ts über Ortsämter A, B, a dargestellt. Die an ein Fernamt angeschlossenen
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gruppen. Jedes Fernamt kann jedes andere Fernamt über eine Fernleitung erreichen. Die Teilnehmer sind über Ortsämter (in vielen Fällen mehrere) mit dem zugehörigen Fernamt verbunden. Die Leitungen zwischen Fernamt und den Ortsämtern, die sogenannten Fernvermittlungsleitungen, sind ausschliesslich pupinisierte Leitungen, während die Leitung vom letzten Ortsamt bis zum Teilnehmer eine unpupinisierte Leitung ist.
Der Durchmesser einer Netzgruppe richtet sich danach, bis zu welcher Entfernung man wirtschaftlich Leitungen ohne Verstärker verwenden kann. Die gebräuchlichen Maximallängen für die Fernvermittlungsleitungen sind 30 km und für die Teilnehmerleitungen 5 km, so dass sich der Durchmesser einer Netzgruppe zu etwa 70 km ergibt.
Die Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern, beispielsweise zwischen den Teilnehmern Tl und T, setzt sich zusammen aus den Dämpfungen der Teilnehmerleitungen der Fernvermittlungsleitungen und der Restdämpfung der Fernleitung. Die Gesamtdämpfung darf mit Rücksicht auf ausreichende Verständlichkeit einen bestimmten Erfahrungswert, etwa 3 Neper, nicht überschreiten. Diese Dämpfung verteilt sich bei den heute üblichen Anlagen etwa zu je 1 Neper auf die beiden Leitungen zwischen je einem Teilnehmer und dem zugehörigen Fernamt und die Fernleitung. Beim Verkehr zweier Teilnehmer derselben Netzgruppe treten geringere Dämpfungen als 3 Neper auf. So beträgt z. B. die Dämpfung zwischen dem Teilnehmer T und Tl'maximal nur 2 Neper.
Zwischen Teilnehmern desselben Ortsamtes können zuweilen noch geringere Dämpfungen vorhanden sein. Man könnte also für den Verkehr innerhalb derselben Netzgruppe die Dämpfung der Ortsleitungen auf 1'5 Neper erhöhen, ohne den zulässigen Höchstwert von 3 Nepern zu überschreiten. Eine derartige Dämpfungserhöhung wäre jedoch mit Rücksicht auf den Fernverkehr nur zulässig, wenn durch entsprechende Herabsetzung der Restdämpfung der Fernleitung dafür gesorgt wird, dass auch in einem solchen Falle die Gesamtdämpfung den Wert von 3 Nepern nicht überschreitet. Im Idealfalle wäre die Restdämpfung der Fernleitung auf den Wert Null zu verringern. Eine solche Verminderung der Restdämpfung würde also die durch die Erhöhung
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der Dämpfungen in den Ortsleitungen bedingte Verbilligung dieser Leitungen ermöglichen.
Die Erhöhung der Dämpfung in den Ortsleitungen könnte entweder durch Benutzung geringerer Kupferquersehnitte oder durch die Verlängerung der Leitungen, d. h. durch entsprechende Ausdehnung einer Netzgruppe, erfolgen. In beiden Fällen würde sich eine wesentliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit erzielen lassen.
Die Herabsetzung der Restdämpfung in der Fernleitung könnte anderseits auch dazu benutzt werden, die Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern zu verkleinern und dadurch die Verständigung zu verbessern. Eine weitere Verbesserung der Übertragungsanlage durch eine Restverstärkung in der Fernleitung zu versuchen, wäre unzweckmässig. Würde man in einem solchen Fall beispielsweise die Dämpfung in den Ortsleitungen auf 2 Neper und die Restverstärkung der Fernleitung auf-l Neper festlegen, so wäre bei einer Verbindung zwischen den Teilnehmern T und über die Fernleitung Fi-Fs die Gesamtdämpfung 3 Neper, während sie innerhalb desselben Netzes, beispielsweise zwischen Ti und T/, 4 Neper betragen würde.
Bei den bekannten Fernübertragungsanlagen liess sich bisher, abgesehen von Fernleitungen mit Rückkopplungssperren, eine Verkleinerung der Restdämpfung auf ungefähr den Wert Null für die Fernleitungen deshalb nicht erreichen, weil solche Leitungen dann nicht mehr die notwendige Stabilität aufweisen würden. Von erheblichem Einfluss auf die Stabilität einer Fernleitung sind die Widerstandsverhältnisse an der Stossstelle, die bei der Zusammenschaltung der Fernleitung mit der Ortsleitung auf dem Fernamt entsteht.
Wird beispielsweise entsprechend Fig. 2 ein Teilnehmer T über die Teilnehmerleitung TL und die Fernvermittlungsleitung FV im Fernamt FIL mit einer als Vierdrahtleitung ausgebildeten Fernleitung FL verbunden, dann hängt die Stabilität hauptsächlich von der Nachbildungfähigkeit der angeschlossenen Ortsleitung F Aux art ab. Die pupinisierten Fernvermittlungsleitungen FV sind im allgemeinen verschieden lang und besitzen verschiedene Dämpfung. Ausserdem sind sie mit den unpupinisierten Teilnehmerleitungen TL abgeschlossen, so dass der Seheinwiderstand der Ortsleitungen, vom Fernamt aus gesehen, stark frequenzabhängig wird. Hinzu kommt noch, dass jede Ortsleitung praktisch einen andern Seheinwiderstand hat.
Die Ortsleitungen können daher in der Gabel der Vierdrahtleitung nur sehr unvollkommen nachgebildet werden, da man nicht für jede Ortsleitung eine besondere für diese bemessene Nachbildung bereit halten kann. Man begnügt sich praktisch mit einem mittleren Ohmschen Widerstand als Nachbildung. Dieser kann selbstverständlich nur für eine ganz bestimmte Ortsleitung eine genaue Nachbildung darstellen. Man muss daher immer damit rechnen, dass an den Gabelstellen Reflexionen auftreten, und muss die Restdämpfung der Fernleitung so wählen, dass eine Rückkopplung trotz dieser Verhältnisse vermieden wird. Die bisherige Beschaffenheit der Ortsleitungen verhindert also die Verstärkungsmöglichkeit, die die Fernleitungen an sieh bieten, voll auszunutze.
Um diese Nachteile zu vermeiden, werden gemäss der Erfindung die in ein Fernamt einmündenden Fernvermittlungsleitungen durch Zuschaltungen auf dieselbe Dämpfung und denselben Scheinwider- stand gebracht. Es kann dann die Restdämpfung der Fernleitung etwa um die konstante Dämpfung der Vermittlungsleitungen erniedrigt werden, wobei man dieselbe Stabilität erhält wie vorher mit der grösseren Restdämpfung. Auf diese Weise ist erreicht worden, dass die Dämpfung zwischen OrtsamtOrtsamt dieselbe geworden ist wie vorher zwischen Fernämt-Fernamt, d. h. man hat die Fernleitung elektrisch bis zu den Ortsämtern vorgeschoben.
Man sieht leicht ein, dass die Dämpfung der Fernvermittlungsleitungen jetzt grösser gemacht werden kann als vorher, da diese Erhöhung durch eine Erhöhung der Verstärkung in der Fernleitung leicht kompensiert werden kann. Wichtig ist, dass bei Anwendung der Erfindung die Fernleitungen selbst vollkommen unverändert bleiben und trotzdem eine viel bessere Ausnutzung dieser Leitungen möglich ist. Auch an dem Aufbau und der Schaltung der Verstärker ändert sich nichts, man kann einfach die Verstärkung durch Aufdrehen des Verstärkungsreglers so erhöhen, dass sich die gewünschte Restdämpfung der Fernleitung ergibt.
Gemäss einem weiteren Gedanken der Erfindung werden die Widerstandsverhältnisse an den
Stossstellen zwischen den Fernvermittlungsleitungen und den Teilnehmerleitungen durch in den Orts- ämtern vorgesehene Anpassungsnetzwerke zwischen diesen Leitungen verbessert. Hiedurch wird die Nachbildung in den Fernämtern weiterhin verbessert. Diese Anpassungsnetzwerke können mit den Leitungsverlängerern der Fernvermittlungsleitungen im Ortsamt vereinigt werden. Für die Leitungführung innerhalb einer Netzgruppe ergeben sieh grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Entweder ist jedes
Ortsamt der Netzgruppe durch eine direkte Leitung mit dem Fernamt verbunden, oder aber es sind nur die dem Fernamt benachbarten Ämter durch eine direkte Leitung mit diesem verbunden. Die beiden Fälle sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
In Fig. 6 sind die Ortsämter öi, C und Mg je durch eine besondere Fernvermittlungsleitung-FV"Pl V, und Fus mit dem Fernamt FA verbunden. Die Ortsleitungen setzen sich also in jedem Fall aus einer Fernvermittlungsleitung und der Teilnehmerleitung zusammen.
Bei der zweiten Sehaltungsart, die in Fig. 7 dargestellt ist, besteht nur von dem Ortsamt GAl eine direkte Verbindung Li zum Fernamt. Die beiden übrigen Ortsämter sind durch die Leitung L3 unter- einander und das Ortsamt 02 über die Leitung L2 mit dem Ortsamt GAl verbunden. Für den Anschluss des Teilnehmers T2 an das Fernamt sind die beiden Ortsämter OA, und 0A2 in Reihe geschaltet und
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die Ortsleitung setzt sich aus beiden Leitungen Z und L2 und der Teilnehmerleitung zusammen. Für die Teilnehmer des Amtes 0113 ist sogar die Hintereinanderschaltung von drei Ortsämtern erforderlich.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Verbindungsart ist zwar die Leitungsführung für die Herstellung einer Verbindung zum Fernamt sehr viel einfacher als bei der Ausführung nach Fig. 7, jedoch sind die Anlagekosten wesentlich höher, da ein grösserer Aufwand an Leitungen erforderlich ist. Man wird daher diese Leitungsführung nur bei grosser Verkehrsdichte wählen und sich in allen übrigen Fällen mit der in Fig. 7 dargestellten Schaltung begnügen.
Bei dem ersten Fall lassen sich die an die Dämpfung einer Verbindung gestellten Anforderungen durch entsprechende Bemessung der Fernvermittlungsleitungen, die meist als pupinisierte Leitungen verlegt werden, verhältnismässig leicht erfüllen. Bei dem zweiten Fall hat man jedoch damit zu rechnen. dass die Verbindungsleitungen zwischen den Ämtern die verschiedensten Eigenschaften besitzen und daher die Dämpfungen zwischen dem Fernamt und den Teilnehmern der verschiedenen Ortsämter voneinander abweichen. Oft wird es erforderlich sein, die Verbindungen zwischen den Ortsämtern mit verhältnismässig alten und unmodernen Leitungen auszuführen.
Um nun den Erfindungsgedanken bei einer nach Fig. 7 geschalteten Netzgruppe zu verwirklichen, werden vorzugsweise im Fernamt elektrische Ersatzwiderstände vorgesehen, die je nach der Zahl der in der Verbindung liegenden Ortsämter in solcher Grösse in die Verbindung eingeschaltet werden, dass die Dämpfung in allen Fällen zwischen dem Fernamt und dem Ortsamt des Teilnehmers dieselbe ist. In dem einfachsten Fall wird man die Ersatzwiderstände als Ohmsche Widerstände ausbilden und kompliziertere Widerstandsgebilde dann verwenden, wenn es darauf ankommt, den an das Fernamt angeschalteten Scheinwiderstand der Ortsleitungen auch in diesem Fall angenähert auf denselben Wert zu bringen.
Für die Einschaltung der Ersatzwiderstände gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Handelt es sich um einen Handbetrieb, so weiss die Beamtin im Fernamt, sobald der Teilnehmer sein Ortsamt genannt hat bzw. kann in einer Tabelle feststellen, wieviel Ortsämter in der Verbindung zu dem Teilnehmer liegen. Durch Drücken einer besonderen Taste werden dann die entsprechenden Widerstände in die Verbindung eingeschaltet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass, sobald die Verbindung vom Teilnehmer zum Fernamt durchgeschaltet ist, entweder von Hand oder selbsttätig eine kurze Dämpfungsmessung dieser Verbindung stattfindet. Der so erhaltene Messwert kann als Kriterium für die Einschaltung der erforderlichen Widerstände von Hand oder auf selbsttätigem Wege benutzt werden.
Schaltet sich der anrufende Teilnehmer mit Hilfe seiner selbsttätigen Wahleinrichtung an das Fernamt an, so wählt die Beamtin im Fernamt im allgemeinen zur Kontrolle die Nummer des Teilnehmers. Die Nummernfolge ist jedoch ein Kriterium für die Lage des Ortsamtes des anrufenden Teilnehmers, und die bei der Rückwahl ausgesandten Stromimpulse können zur Einschaltung der erforderlichen Widerstände auf selbsttätigem Wege benutzt werden, indem sie beispielsweise ein besonderes Schrittschaltwerk, einen sogenannten Mitläufer, in Gang setzen.
In den Fig. 3-5 und 8 sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt.
In Fig. 3 ist zunächst nur die Anpassung einer Fernvermittlungsleitung FV an die Fernleitung FL mit Hilfe des Anpassungsübertragers AÜ dargestellt. Um einen Kurzschluss von Rufimpulsen über die Wicklungen des Anpassungsübertragers zu vermeiden, kann dieser in der dargestellten Weise mit einem Kondensator 0 versehen werden. Es empfiehlt sich, die Fernvermittlungsleitungen so auszubilden,
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länge zwischen zwei Pupinspulen p bezeichnet. Die Anpassung des Scheinwiderstandes der Fernvermittlungsleitungen erfolgt vorteilhaft auf den Wert von 800 Ohm.
Die zur Erzielung gleicher Dämpfung der Fernvermittlungsleitungen erforderlichen Leitungsverlängerungen können entweder auf dem Fernamt oder auf dem Ortsamt vorgenommen werden, etwa indem man die fehlenden Spulenfelder feldweise mittels Spulen, Kapazitäten und Widerständen zufügt.
In Fig. 4 sind die im Rahmen der Erfindung auf einem Ortsamt erforderlichen Zuschaltungen dargestellt. In dem Ortsamt OA wird die Verbindung zwischen einer Fernvermittlungsleitung FL und der Teilnehmerleitung TL hergestellt. Auf dem Ortsamt befinden sich die Leitungsverlängerung LV für die Fernvermittlungsleitung und das Anpassungsnetzwerk AN zur Anpassung der Teilnehmerleitung an die Fernvermittlungsleitung. Gegebenenfalls kann zur weiteren Verbesserung der Anpassung noch ein Anpassungsübertrager Alu'zwischen Teilnehmerleitung und Fernvermittlungsleitung vorgesehen werden. Die stets kurze und unpupinisierte Teilnehmerleitung wirkt näherungsweise wie eine Kapazität parallel zum Scheinwiderstand Z der Teilnehmerstation.
Diese Kapazität Cm ist in der Figur gestrichelt zwischen den Adern der Teilnehmerleitung dargestellt. Das aus der Kapazität OTL und dem Widerstand Z bestehende Gebilde kann mittels des dargestellten Anpassungsnetzwerkes so ergänzt werden, dass der in Richtung des Pfeiles gemessene Scheinwiderstand U praktisch gleich dem Widerstand Z wird.
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klein und frequenzunabhängig wird. Wie schon erwähnt, kann, wenn der Scheinwiderstahd Z mit dem Scheinwiderstand der Fernvermittlungsleitung nicht genau genug übereinstimmt, eine weitere Anpassung durch den Übertrager AÜ'vorgenommen werden.
In Fig. 5 ist eine Fernverbindung über eine Zweidrahtfernleitung FL dargestellt. Auch in diesem Falle kann durch die beschriebene Ergänzung der Fernvermittlungsleitungen die Restdämpfung der Zweidrahtleitung erniedrigt werden, ohne dass die Stabilität der Anlage herabgesetzt wird. Die maximale Verstärkung des Zweidrahtverstärkers ist bisher in der Hauptsache durch die Widerstandsverhältnisse an der Stossquelle im Fernamt begrenzt worden. Diese Stossquelle verhindert einen genauen Abgleich an den Gabelschaltungen des Zweidrahtverstärkers.
Durch die Vereinheitlichung der Eingangswiderstände und der Dämpfung der Fernvermittlungsleitungen und durch die Anpassung dieser Scheinwiderstände an den Scheinwiderstand der Fernleitung wird eine Reflexion im Fernamt praktisch beseitigt, so dass die Verstärkung der Zweidrahtverstärker ebenfalls erhöht werden kann.
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näher erläutert werden, dass die Verbindung über eine verschiedene Anzahl Ortsämter verläuft. Es ist angenommen, dass in dem Fernamt FA im Höchstfalle Verbindungen über drei Ortsämter OA1, OA2 und Osa mit der Fernleitung FL vermittelt werden. In dem Fernamt sind die beiden Ersatzwiderstände R2 und vorgesehen.
Diese sind so bemessen, dass der Widerstand R2 dieselbe Dämpfung wie die Leitung L2 und der Widerstand ssg dieselbe Dämpfung wie die Leitung La hervorruft. Für den Anschluss eines Teilnehmers des Ortsamtes (Ldi werden beide Widerstände R2 und Ra mit der Leitung Ll in Reihe geschaltet (Fig. 8a). Soll ein Anschluss zu einem Teilnehmer des Amtes OA2 hergestellt werden, so wird der Widerstand R2 ausgeschaltet (Fig. 8b). Für den Anschluss eines Teilnehmers von dem Amt Mg wird schliesslich auch der Widerstand R, überbrückt, so dass keine zusätzlichen Dämpfungen in der Leitung liegen.
Es ist ersichtlich, dass in allen drei Fällen die Dämpfung zwischen dem angeschlossenen Teilnehmer und dem Fernamt dieselbe ist.
Wie schon erwähnt, können nicht nur reine Ohmsche Widerstände, sondern auch andere Widerstandsgebilde verwendet werden. Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung auch auf den Fall, dass die Dämpfungsänderung durch einen veränderbaren Widerstand bewirkt wird. Es kann auch vorkommen, dass bei einem Beispiel ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten, wo also im Höchstfalle drei verschiedene Ortsämter in der Verbindung liegen können, die Anwendung eines einzigen Ersatzwiderstandes R3 genügt, wenn nämlich der Dämpfungsuntersehied zwischen den Leitungen L und Lf-L, so gering ist, dass er sich für die Verständigung zwischen den Teilnehmern kaum auswirkt.
Als ein besonderer Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung kann noch angeführt werden, dass durch die Herabsetzung der Restdämpfung der Fernleitungen die Nebensprecherscheinungen in bezug auf die Teilnehmer nicht vergrössert werden, da die Verschlechterung des Nebensprechens in der Fernleitung durch die erhöhte Dämpfung der Fernvermittlungsleitungen in demselben Masse verbessert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Fernsprechübertragungssystem, bestehend aus Fernvermittlungsleitung und Teilnehmerleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen einem Fernamt und den angeschlossenen Ortsämtern
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nähert gleiche Dämpfung und angenähert gleichen Scheinwiderstand gebracht sind.