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Fernspreehverbindungsleitungen zwischen Fernamt und Teilnehmer.
In der Fernsprechtechnik besteht die Aufgabe, zwei beliebige Teilnehmer unabhängig von ihrer gegenseitigen örtlichen Lage mit angenähert der gleichen Dämpfung zu verbinden. Die Dämpfung soll mit Rücksicht auf ausreichende Verständlichkeit einen gewissen Höchstwert von etwa 3 Neper nicht
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Diese setzen sieh aus der Fernleitung, die mit Verstärkern ausgerüstet ist, und den Ortsleitungen zusammen.
Die Ortsleitungen stellen die Verbindung zwischen dem Fernamt und dem Teilnehmer her. Da die Mehrzahl der Teilnehmer nicht unmittelbar mit dem Fernamt verbunden, sondern an ein Ortsamt angeschlossen ist, bestehen die Ortsleitungen aus der Leitung zwischen Fernamt und Ortsamt und aus der eigentlichen Teilnehmerleitung zwischen dem Ortsamt des Teilnehmers und dem Teilnehmer. Diejenigen Ortsämter, die an ein und dasselbe Fernamt angeschlossen sind, bilden mit ihren Teilnehmern eine sogenannte Netzgruppe ; für die Leitungsführung innerhalb einer Netzgruppe ergeben sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Entweder ist jedes Ortsamt der Netzgruppe durch eine besondere Leitung mit dem Fernamt verbunden oder aber es sind nur die dem Fernamt benachbarten Ämter durch eine besondere Leitung mit diesem verbunden. Die beiden Fälle sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt.
In Fig. 1 sind die Orts- ämter Oli, OA und OA3 je durch eine besondere Fernvermittlungsleitung FV1, FV2 und FV3 mit dem Fernamt FA verbunden. Die Ortsleitungen setzen sieh also in jedem Fall aus einer Fernvermittlungsleitung und der Teilnehmerleitung zusammen.
Bei der zweiten Sehaltungsart, die in Fig. 2 dargestellt ist, besteht nur von dem Ortsamt Oli eine direkte Verbindung L zum Fernamt. Die beiden übrigen Ortsämter sind durch die Leitung L3 untereinander und das Ortsamt Oil2 über die Leitung La mit dem Ortsamt Mi verbunden. Für den Anschluss des Teilnehmers T2 an das Fernamt sind die beiden Ortsämter OA1 und OA2 in Rrihe gesrhaltrt und die Ortsleitung setzt sich aus beiden Leitungen Li und L2 und der Teilnehmerleitung zusammen.
Für die Teilnehmer T3 des Amtes OA, ist sogar die Hintereinanderschaltung von drei Ortsämter erforderlich.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Verbindungsart ist zwar die Leitungsführung für die Herstellung einer Verbindung zum Fernamt sehr viel einfacher als bei der Ausführung nach Fig. 2, 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. 2 dargestellten Schaltung begnügen.
Bei dem ersten Teil 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.
Um diese Unterschiede zu vermeiden, hat man bisher die in die Aussenbezirke führenden Leitungen mit besonders dickem Querschnitt verlegt. Man konnte dadurch zwar erreichen, dass die zulässige Höchst-
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grenze für die Dämpfung nicht überschritten wurde, jedoch bedeuteten diese Leitungen, die bei der geringen Verkehrsdichte in den Aussenbezirken nur sehr schlecht ausgenutzt werden, eine ausserordentlich ungünstige Kapitalsanlage. Für den reinen Ortsverkehr waren diese Leitungen ebenfalls zu stark, so dass sich eine unnötig grosse Lautstärke für diese Verbindungen ergab.
Für die Verbindungen innerhalb einer Netzgruppe liegen ähnliche Verhältnisse vor, wie sie oben für die Fernverbindungen geschildert wurden. Mit Rücksicht auf eine ausreichende Verständigung zwischen zwei Teilnehmern, die an gegenüberliegenden Punkten der Peripherie der Netzgruppe angeschlossen sind, mussten von den Aussenbezirken zum Zentrum der Netzgruppe starke Leitungen verlegt werden.
Da Gespräche über die grössten Entfernungen innerhalb der Netzgruppe nur selten geführt werden, werden auch diese Leitungen sehr schlecht ausgenutzt :
Zur Vermeidung dieser Nachteile werden gemäss der Erfindung Leitungen innerhalb der Netzgruppe, insbesondere die in die Aussenbezirke führenden, derart bemessen, dass über diese Leitungen geführte Verbindungen die vom C. C. I. vorgeschriebene Höchstdämpfung überschreiten. Der Dämpfungs- überschuss wird durch Verstärker aufgehoben, die innerhalb des Netzes vorgesehen sind und im Bedarfsfalle in die Verbindung vorzugsweise selbsttätig eingeschaltet werden.
Man erreicht auf diese Weise, dass Gespräche mit den in den Aussenbezirken liegenden Teilnehmern mit derselben Verständlichkeit geführt werden können wie Gespräche zwischen Teilnehmern der Innenbezirke. Ein unnötiger Aufwand an schlecht ausgenutzten und infolge ihres grossen Querschnittes sehr teueren Leitungen wird vermieden.
Ebenso können die Pupinspulen, die zur Verbesserung der Verständigung vorgesehen wurden, fortfallen.
Anderseits erhält man durch die erfindungsgemässen Massnahmen die Möglichkeit, die Netzgruppen weiter auszudehnen, ohne stärkere Leitungen verlegen zu müssen. Die Bereithaltung und Ein-bzw. Ausschaltung der Verstärker ist mit Hilfe der modernen Selbstanschlusstechnik in betriebssicherer Weise durchführbar.
Die Anlage-und Betriebskosten für die Verstärker sind geringer als die Ersparnisse, die sieh durch die Verlegung von dünneren Leitungen ergeben.
Im allgemeinen wird es nicht erforderlich sein, die Verstärkung an die verschiedenen Längen der Verbindungen stetig anzupassen, sondern genügen, von einer bestimmten Leitungslänge ab, einen Verstärker von bestimmtem Verstärkungsgrad einzuschalten. Nur bei Verbindungen, deren Längen sehr stark voneinander abweichen, kann es empfehlenswert sein, den Verstärkungsgrad in Stufen zu regeln oder je nach der Länge mehrere Verstärker festen Verstärkungsgrades in Reihe zu schalten.
Die Eigenschaften des Übertragungssystems lassen sich besonders günstig gestalten, wenn gemäss eines weiteren Gedankens der Erfindung die Verstärker nicht an den Enden der Leitungen zwischen Fernamt und Teilnehmer, sondern etwa in der elektrischen Mitte dieser Leitungen eingeschaltet werden.
Die Gründe, die zu dieser Einschaltung führen, sollen an Hand der Fig. 4 und 5 näher erläutert werden. In Fig. 4 ist eine Verbindung zwischen dem Fernamt FA und dem Teilnehmer T dargestellt.
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und FV2 mit dem Fernamt und untereinander verbunden sind. Die in das Fernamt einmündende Fernleitung ist mit FL bezeichnet. 1, 2, 3 und 4 sind Stossstellen, die durch Pupinspulen oder sonstige Unregelmässigkeiten in der Leitung hervorgerufen werden. Stossstellen sind auch in den Ortsämtern vorhanden, beispielsweise infolge der Einschaltung von Mithöreinrichtungen.
An diesen Stossstellen treten bekanntlich Reflexionen auf. Betrachtet man beispielsweise die über die Fernleitung FL ankommenden Sprechströme, so werden die von sämtlichen Stossstellen in die Fernleitung zurückfliessenden Teilströme verstärkt, wenn man den Verstärker entsprechend Fig. 1 im Fernamt in die Verbindung einschaltet. Wesentlich günstiger gestalten sich die Verhältnisse, wenn der Verstärker in einem der Ortsämter, beispielsweise in dem Amt (Mi, aufgestellt wird (vgl. Fig. 5).
In diesem Falle werden nur die von den Stossstellen 3 und 4 reflektierten Ströme verstärkt, während die Reflexionsströme von den Stossstellen, die zwischen dem Verstärker und dem Fernamt liegen, unverstärkt
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aber nicht nur den Verstärker, sondern auch die Leitung FV, passieren, so dass sie wieder gedämpft werden und dadurch weniger stören. Es ergibt sich daher im ganzen eine geringere Störwirkung der Echos und höhere Stabilität der Übertragungsleitung, wenn man den Verstärker nicht im Fernamt aufstellt.
Die Einschaltung des Verstärkers unmittelbar beim Teilnehmer würde insofern ungünstig sein, als für jeden Teilnehmeranschluss ein Verstärker vorgesehen werden müsste. Um in einem solchen Fall den Verstärker so billig wie möglich ausführen zu können, müssen einfache Nachbildungsmittel verwendet werden, mit denen ein genauer Abgleich nicht möglich ist. Ein genauer Abgleich ist auch technisch sehr erschwert, da der Scheinwiderstandsverlauf der Teilnehmerleitung infolge der Stossstellen ausserordentlich kompliziert ist. Der Teilnehmer würde dann beim Sprechen seine eigene Sprache mit grosser Lautstärke in dem Telephon seines Apparates wahrnehmen und dadurch gestört werden.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass es für die Stabilität der Fernsprechverbindung günstig ist, den Verstärker weder im Fernamt noch bei den Teilnehmern aufzustellen. Für die praktische Wahl des Aufstellungsortes werden naturgemäss die vorliegenden Verhältnisse entscheidend sein. Da die Verstärker nicht fest in die einzelnen Verbindungen eingeschaltet sind, sondern ein und derselbe Verstärker
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für Verbindungen verschiedener Länge benutzt werden muss, kann dieser Verstärker naturgemäss nicht für alle Verbindungen elektrisch in der Mitte liegen. Mit Rücksicht auf die in der Nähe des Fernamtes vorhandene grössere Verkehrsdichte wird man, um die Verstärker möglichst gut auszunutzen, ihren Aufstellungsort nach Möglichkeit in das Zentrum der Netzgruppe verlegen.
Wichtig ist für die Aufstellung der Verstärker im Rahmen der Erfindung, dass die Leitung zwischen Verstärker und Fernamt mindestens eine Dämpfung von etwa 0'4 Neper aufweist. In einem solchen Fall bleiben die durch die Verstärkung der Echos hervorgerufenen Störungen innerhalb zulässiger Grenzen.
Um an Schaltmitteln zu sparen und die Einschaltung der Verstärker zu vereinfachen, werden die Nachbildungen den Verstärkern fest zugeordnet. Damit trotzdem die Eehodämpfung der Gabelschaltung klein gehalten werden kann, werden gemäss eines weiteren Gedankens der Erfindung die Fernvermittlungsleitungen zwischen dem Fernamt und einem Verstärkeramt in ihren elektrischen Eigenschaften einander gleich gemacht. Hiefür können gegebenenfalls Leitungsverlängerungen und Umbildungsnetzwerke Anwendung finden. Die Nachbildung wird zweckmässig auf der Fernamtsseite der Gabelschaltungen möglichst gut gemacht, auf der Teilnehmerseite ist dann ein geringerer Gütegrad zulässig und die Nachbildung mit einfachen ohmschen Widerständen ausführbar.
Im Interesse möglichst grosser Betriebssicherheit empfiehlt es sich. die Leitungen so zu bemessen, dass im allgemeinen eine Verstärkung von 1 Neper ausreicht. Die Verbindung kann bei dieser Dimensionierung stabil ausgeführt werden.
Die Verstärker können selbsttätig eingeschaltet werden. u. zw. entweder während des Wahlvorganges oder nach beendeter Wahl oder aber, nachdem der angerufene Teilnehmer seinen Handapparat abgehoben hat. Im ersteren Fall müssen die Verstärker durch Umgehungsselhaltungen für die Signalströme überbrückt werden. Für den Fall, dass die Verstärker nur in über Fernleitungen verlaufende Verbindungen eingeschaltet werden, sieht die Erfindung für die Einschaltung der Verstärker Schaltmittel vor, die auf die bei der Wahl des Fernamtes durch den Teilnehmer ausgesandten Wahlimpulse ansprechen.
Handelt es sich um reinen Handbetrieb, so weiss die Beamtin, sobald der Teilnehmer sein Ortsamt genannt hat bzw. kann in einer Tabelle feststellen, wieviel Ortsämter in der Verbindung zu dem Teilnehmer liegen, d. h. wie lang die Leitung ist. Durch Drücken einer besonderen Taste wird dann der Verstärker durch die Beamtin in die Leitung eingeschaltet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass. sobald die Verbindung zwischen den Ortsämtern der beiden Teilnehmer bzw. zwischen dem Teilnehmer und dem Fernamt durchgeschaltet ist, entweder von Hand oder selbsttätig eine kurze Dämpfungsmessung dieser Verbindung stattfindet. Der so erhaltene Messwert kann als Kriterium für die Einsehaltung der erforderlichen Verstärkung von Hand oder auf selbsttätigem Wege benutzt werden.
Im reinen Ortsverkehr wird man vorzugsweise die Verstärker nur bei voll selbsttätigem Vermittlungsverkehr anwenden. In diesem Fall stellt die Nummernfolge des angerufenen Teilnehmers ein Kriterium für die Zahl der Ortsämter zwischen diesem und dem anrufenden Teilnehmer dar. Die bei der Wahl ausgesandten Stromstösse können daher zur Einschaltung der erforderlichen Verstärkung auf selbsttätigem Wege benutzt werden, indem sie beispielsweise ein besonderes auf dem Ortsamt des anrufenden Teilnehmers vorgesehenes Schrittschaltwerk, einen sogenannten Mitläufer, in Gang setzen.
Schaltet sieh ein Teilnehmer mit Hilfe seiner selbsttätigen Wahleinrirhtung an das Fernamt an, so wählt die Beamtin im Fernamt zur Kontrolle die Nummer des Teilnehmers. Die bei dieser Wall ausgesandten Stromimpulse können zur Einschaltung der Verstärkung benutzt werden.
Gemäss eines weiteren Gedankens der Erfindung werden die für den Betrieb der Verstärker erforderlichen Heiz- und Anodenspannungen in an sich bekannter Weise über Netzschlusseinrichtungen ausschliesslich dem Netz entnommen. Bei der bisherigen Anwendung der Verstärker in den Fernleitungen war man gezwungen, aus Sicherheitsgründen Batterien vorzusehen, die im Falle einer Störung am Netz die Stromlieferung sofort übernehmen können. Eine derartige Vorsichtsmassregel ist bei der Anwendung der Verstärker im Ortsverkehr nicht erforderlich, da im Gegensatz zum Fernverkehr eine Verständigung zwischen zwei Teilnehmern auch ohne den Verstärker an sich möglich ist. Die Lautstärke nimmt zwar ab und die Dämpfung überschreitet den vom C. C.
I. vorgeschriebenen Wert, jedoch wird trotz alledem eine Verständigung möglich sein. Die Erfindung sieht weiterhin selbsttätige Schalteinrichtungen vor, die beim Ausbleiben der Netzspannung den Verstärker aus der Verbindung ausschalten und diese unmittelbar durchschalten. Beim Fernverkehr würde der Ausfall der Verstärker die Verständigung vollkommen unterbinden, so dass die erwähnten Sicherheitsmassnahmen unbedingt erforderlich sind.
Im Rahmen der Erfindung gestaltet sich also die Stromversorgung der Verstärker aus dem Netz besonders einfach.
In den Fig. 3 und G ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. In Fig. 3
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schaltung wird vorgenommen, wenn die über die Leitung L2 geführte Verbindung den vorgeschriebenen Dämpfungswert überschreitet, wenn also beispielsweise eine Verbindung von einem an das Ortsamt (L ; angeschlossenen Teilnehmer mit dem Fernamt FA hergestellt werden soll. Der Verstärker V kann sowohl
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Sprechströme herangezogen werden. Wie schon erwähnt, lässt sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers an die Länge der Verbindungsleitung gegebenenfalls selbsttätig anpassen.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für eine Netzgruppe, die gemäss der Erfindung mit Verstärkern versehen ist. Im Mittelpunkt der Netzgruppe liegt das Fernamt FA. Die mit Verstärkern versehenen Ortsämter sind durch schraffierte Rechtecke und die übrigen Ortsämter durch Kreise dargestellt. Die Teilnehmer- anschlüsse sind nur bei den Ämtern VA, und OA, angedeutet. Die Zahlen an den Verbindungsleitungen beziehen sich auf die Dämpfungswerte in Neper dieser Leitungen.
Die Dämpfung b zwischen dem Fernamt und einem angeschlossenen Teilnehmer setzt sieh aus der von den Amtseinrichtungen hervorgerufenen Dämpfung bA, der Dämpfung der Fernvermittlungs-
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Werte :
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Will man für die Vermittlungsleitungen ein vollkommenes Bündel, d. h. gleichartige Leitungen, haben, was grosse wirtschaftliche Vorteile bietet, so muss die Leiterstärke nach den längsten Leitungen bemessen werden. Die grösste Länge kann etwa gleich dem halben Verstärkerabstand des Fernleitungs- netzes sein (bei 70 km Verstärkerabstand etwa 35 km). Daraus folgt, dass selbst die kürzesten Vermittlungs- leitungen mit einem sehr grossen Kupferaufwand gebaut werden mussten.
Nach der Erfindung ist dieser
Nachteil vermieden, da das Netz so dimensioniert werden kann, dass die Dämpfung für die kürzeren
Vermittlungsleitungen den bisher üblichen maximal zulässigen Wert von 0. 4 Neper erreicht. Diese
Leitungen können unverstärkt betrieben werden. Bei längeren Leitungen wird etwa an dieser oder an einer vom Fernamt um mehr als 0'4 Neper entfernt liegenden Stelle der Verstärker eingeschaltet.
Nach den C. C. I-Vorschlägen soll die grösste Dämpfung zwischen zwei Teilnehmern etwa 3 Neper betragen, wovon bei der bisher üblichen Dimensionierung der Fernleitungen je 1 Neper auf die Fernleitung und auf die Ortsleitungen entfällt. Mit dieser Bemessung würde bei einem Ortsgespräch über dieselben (einheitlichen) Leitungen die maximale Dämpfung nicht ausgenutzt werden, da sie bloss 2 statt 3 Neper beträgt. Will man den Ortsverkehr unverstärkt abwickeln, so könnte die Dämpfung zwischen Fernamt und Teilnehmer 1'5 Neper betragen. Dann müsste bei Ferngesprächen der Verstärker eine Verstärkung von 0-5 Neper haben.
Bei diesem System wird die Dämpfung der Fernvermittlungsleitung vorzugsweise auf 0. 9 Neper erhöht. Der Verstärker mit 0'5 Neper Verstärkung wird in den Ortsämtern eingeschaltet, deren Ver- bindungsleitungen zum Fernamt eine Dämpfung von etwa 0'4 bis 0. 9 Neper haben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bezirks- und Ortsfernsprechnetz, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen innerhalb des Netzes, insbesondere die in die Aussenbezirke führenden Leitungen, derart bemessen sind, dass über diese Leitungen geführte Verbindungen die vom C. C. I. vorgeschriebene Höchstdämpfung überschreiten und dass der Dämpfungsübersehuss durch Verstärker aufgehoben wird, die innerhalb des Netzes vorgesehen sind und im Bedarfsfalle in die Verbindung vorzugsweise selbsttätig eingeschaltet werden.