AT406812B - Schaltungsanordnung zur fernspeisung eines teilnehmeranschlusses - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Femspeisung eines Teilnehmeranschlusses in einem Kommunikationssystem, insbesondere einem Pair-Gain-System, mit über Teilnehmerleitungen mit einer zentralen   Stelle, z. B.   einem Ortsteil, verbindbaren   Teilnehmern,   wobei die Speisespannungs-bzw-stromzufuhr zum Teilnehmer über jeweils zumindest ein mit dem Teilnehmer und der zugehörigen Teilnehmerleitung in Serie geschaltetes Speisungstrennelement erfolgt, welches zumindest eine Speisungstrennelement mit einem Anschluss mit der Versorgungsspannungsquelle und mit dem anderen Anschluss mit einer Ader der Teilnehmerleitung verbunden ist. 



   Bei bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art erfolgt die Femspeisung der Teilnehmer beispielsweise vom Ortsteil aus und ist auf einen vorgegebenen Leistungswert für alle Teilnehmer beschränkt Es wird dabei für jeden Teilnehmer diejenige Energie zur Verfügung gestellt, die für die weitestmögliche Entfernung eines Teilnehmers vom Ortsteil noch eine reguläre Versorgung desselben erlaubt, wobei der Speisekreis durch ein Speisungstrennelement von den   Slgnalspannungen   getrennt ist, welches auch fur eine gleichbleibende Verteilung der Energie sorgt. Die für einen naher gelegenen Teilnehmer verbleibende   Überschussenergie   muss jedoch im Ortsteil hauptsächlich in Form von Wärme vernichtet werden.

   Dadurch müssen teilweise sehr hohe Warmemengen abgeführt werden, was etwa bei grosser Teilnehmeranzahl in zentralen Ämtem das Errichten einer eigens diesem Zweck dienenden Kuhlvomchtung zur Folge hat Dabei wird nicht nur Energie verschwendet,   sondem   auch durch die Notwendigkeit der ständigen Aufrechterhaltung der Kühlung ein beträchtlicher Aufwand verursacht
Aus der US-PS-4 262 172 ist eine Schaltungsanordnung für ein Pair-Gain-System bekanntgeworden, bei der mittels Relais-Schaltkontakten zwischen der   Femspelsung   des Teilnehmers uber eine Spannungsquelle einerseits und der Rufspannungserzeugung über einen Rufspannungsgenerator andererseits umgeschaltet wird Sobald der Teilnehmer bei Übermittlung der Rufwechseispannung abhebt, wird der Rufspannungskreis wieder unterbrochen.

   Der Einfluss der unterschiedlichen Länge der einzelnen Teilnehmerleitungen auf die Verlustleistung wird in dieser Schaltungsanordnung aber nicht berücksichtigt. 



   Weiters zeigt die DE-A1-30 17 647 einen Leitungskreis für eine   Fernsprechzentrale,   der Treiberstufen beinhaltet, welche der Übertragung von Sprachsignalen über eine Teilnehmerleitung und der Teilnehmerspeisung dienen Um fur lange Teilnehmerleitungen ausreichenden Strom lipfem zu können bzw um hei Kurzschluss die Leistungsaufnahme zu begrenzen, wird die Speisung über geeignet gewählte Speisewiderstände in der Höhe der Abschlussimpedanz vorgenommen.

   Zur Verringerung der dabei auftretenden Verlustleistung enthalten die Treiberstufen einen Impedanzwandler-Verstärker, der mittels Rückkopplung eine hohe virtuelle Ausgangsimpedanz generiert, wodurch am eigentlichen Speisewiderstand nur geringe Verlustleistung abfallen kann Die Rückkopplung ist dabei aber unabhängig von der gerade vorliegenden Länge der Teilnehmerleitung, wodurch keine Anpassung an die gerade vorherrschenden Verhältnisse vorgenommen und keine Reduktion der Verlustleistung erzielt wird
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, diese Nachteile zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine Reduktion der Verlustwärme ermöglicht, wodurch keine   Kühlvorrichtung   erforderlich ist
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es,

   einen hohen Nutzungsgrad der für die Teilnehmerspeisungen zur Verfügung stehenden Energie zu erreichen. 



   Weiters soll sich eine Erhöhung der Anzahl der zu versorgenden Teilnehmer ergeben. 



  Weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Erhöhung der Speisereichweite einzelner Teilnehmer zu erreichen. 



     Erfindungsgemäss   wird dies dadurch erreicht, dass die Ausgangsspannung der Versorgungsspannungsquelle in Abhängigkeit von dem am Speisungstrennelement abgreifbaren Spannungsabfall steuerbar ist. 



   Dadurch wird eine Minimierung der Verlustleistung durch Anpassung der Versorgungsspannung an die tatsächlich vorhandenen Teilnehmer ermöglicht, sodass sowohl eine Optimierung der Speisereichweite für die Anzahl der Teilnehmer als auch eine Verringerung der abzuführenden Verlustwärme in den Speisungstrennelementen die Folge ist. Es können somit   grössere Einzelteilnehmerreichweiten bei gleicher Summenreichweite erreicht werden. 



  Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, dass zusätzlich zu dem zumindest   

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 einen Speisungstrennelement ein weiteres Speisungstrennelement vorgesehen ist, weiches zwischen der anderen Teilnehmerleitungsader und Masse geschaltet ist
Eine solche symmetrische Speisung dient der Erfullung von nationalen und   intemationalen   Vorschriften und Standards Weiters können nicht näher beschriebene zusätzliche Symmetrierungsschaltungen vorgesehen sein. 



     Gemäss   einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das   Sposungstrennetement   durch eine Konstantstromquelle, eine Induktivität oder eine elektronische Drossel gebildet ist. 



   Sowohl die Konstantstromquelle, die Induktivität als auch die elektronische Drossel ermoglichen die Zufuhr der Speisung zum Teilnehmer, verhindern dabei aber einen Kurzschluss der auf der Teilnehmerleitung übermittelten Signalspannungen. 



   In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Versorgungsspannungsquelle zur Teilnehmerspeisung durch einen steuerbaren Schaltregler gebildet ist
Dadurch kann eine   Veranderung   der Höhe der Versorgungsspannung auf einfache Weise gesteuert werden. 



   Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Schaltregler durch einen im Ortsteil vorhandenen Rufspannungsgenerator gebildet sein. 



   In vielen Realisierungen von Ortsteilen ist jedem Teilnehmer ein eigener   Rtjfspannungsgenerator   zugeordnet, welcher einen Schaltregler beinhaltet, der für die Erzeugung der Versorgungsspannung herangezogen werden kann, sodass keine eigene Schaltung dafür vorgesehen werden muss. 



   In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Speisungstrennelement an seinen beiden Anschlussen mit einem   Regelverstärker   verbunden ist und der Schaltregler einen Steuereingang aufweist, und dass der Ausgang des Regelverstärkers mit dem Steuereingang des Schaltregler verbunden ist, sodass der Spannungsabfaii an den beiden Anschlüssen des Speisungstrennelements durch Steuern der Versorgungsspannungsquelle konstant gehalten wird. 



   Durch einen solcherart gebildeten Regelkreis gelingt es, einen konstanten Spannungsabfall an dem zumindest einen Speisungstrennelement zu erreichen und damit eine besonders geringe Verlustleistung in diesem zu ermöglichen, unabhangig davon, ob gerade eine sehr kurze oder eine sehr lange Teilnehmerleitung vorliegt. 



   In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rufspannungskreis und der Femspeisungskreis durch einen steuerbaren Schalter,   z. B.   ein Relais, insbesondere ein Line Card Access Switch, umschaltbar sind
Die Einspeisung des Rufstroms an den Teilnehmer kann zwar auch über das zumindest eine Speisungstrennelement erfolgen, zur Erzielung eines hohen Rufstromes ist jedoch eine Trennung von   Rufspannungs- und   Speisungskreis durch z. B. ein Relais von Vorteil. 



   Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei Fig. 1 und Fig 2 jeweils eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung. 



   In Fig 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Femspelsung eines Teilnehmeranschlusses in einem Ortsteil eines Pairgain-Systems dargestellt. Die Erfindung ist aber nicht nur auf solche Systeme beschränkt sondern kann für alle Kommunikationssysteme eingesetzt werden, in denen eine Femspeisung eines Teilnehmers vorgenommen wird Über eine Teilnehmerleitung 9 mit Adern a, b ist der nicht dargestellte Teilnehmer, der in verschiedener Entfernung vom Ortsteil angebracht sein kann, mit diesem verbindbar Gemäss dem in Fig 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Rufspannungskreis mit einem Rufstrom IR und ein Femspeisungskreis mit einem Speisestrom IL zu erkennen, die über einen Line Card Access Switch bzw.

   Relais 6 getrennt bzw. umschaltbar sind
Wie weiters aus Fig. 1 zu ersehen ist, erfolgt eine bei Telephonsystemen übliche symmetrische Speisung durch zwei Konstantstromquellen 1,2, welche einen konstanten Strom IL von einer Versorgungsspannungsquelle 5 kommend über die Teilnehmerleitung a, b zur Masse einprägen, wenn der Schalter 6 die entsprechende Verbindung hersteiit, die in Fig. 1 gerade   untelbloche'1   ist.

   Die Stromversorgung mit Konstantstrom kann aber genauso nur über eine der beiden 

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 Stromkonstantquellen 1,2 erfolgen
Die Konstantstromquelle 1,2 ist ein Speisungstrennelement, uber welches einerseits die Zufuhr der Speisung des Teilnehmers vorgenommen wird und andererseits verhindert wird, dass die auf der Teilnehmerleitung 9 übertragenen Signale nicht über die Versorgungsspannungsanschlüsse kurzgeschlossen werden
Bei herkömmlichen Systemen wird der Strom IL in der Teilnehmerleitung a, b durch Stromkonstantquellen konstant gehalten bzw es erfolgt eine Widerstandsspeisung von einer Versorgungsspannung Vs uber eine Speiseimpedanz zur Teilnehmerleitung 9 und von dieser über eine zweite Speiseimpedanz zur Erde, unabhängig davon wie lange die Teilnehmerleitung 9 gerade ist,

   wobei die in der Spannungsquelle 5 generiert Versorgungsspannung Vs ebenso konstant gehalten ist Die Folge davon ist, dass die Stromquellen 1,2 bzw. die Speiseimpedanzen bei sehr kurzen Teilnehmerleitungen 9 einen erhöhten Spannungsabfall und damit eine höhere Verlustleitung zu bewältigen haben Diese Verlustleistung kann sich bei Einrichtungen für viele Teilnehmer zusammen mit anderen   Femspeiseschaltungsanordnungen   so weit steigern, dass dafür eigene   Kühlsysteme   vonnöten sind   Erfindungsgemäss   wird nun Abhilfe geschaffen, indem die Ausgangsspannung der Versorgungsspannungsquelle 5 in Abhängigkeit vom Spannungsabfall am Speisungstrennelement steuerbar ist,

   welches hier die Konstantstromquelle 2 ist Es könnte   dafur   aber auch der Spannungsabfall an   beiden Konstantstromquellen   1,2 oder an der Konstantstromquelle 1 herangezogen werden. 



   Dadurch kann je nach Länge der aktuellen Teilnehmerleitung die Verlustleistung sehr niedrig gehalten werden. In Fig 1 ist die steuerbare Versorgungsspannungsquelle 5 durch einen Schaltregler gebildet Da der Rufspannungsgenerator 5 einen solchen Schaltregler beinhaltet, ist es von besonderem Vorteil, wenn dieser für den Zweck der Steuerbarkeit der Versorgungsspannung Vs mitverwendet wird 
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Claims (1)

1. des Line Card Access Switch 6 der Schaltregler 5 über einen Widerstand 10 die Rufspannung erzeugt, während er in der anderen Stellung des steuerbaren Schalters 6, der auch durch ein einfaches Relais realisiert werden kann, gesteuert über einen Steuereingang 7 die Versorgungsspannung Vs für die Stromquellen 1, 2 bildet Die Konstantstromquelle 2 ist an ihren beiden Anschlüssen mit einem Regelverstärker 4 verbunden, dessen Ausgang mit dem Steuereingang 7 des Schaltregler 5 verbunden ist, sodass durch diesen Regelkreis die Spannung an den beiden Anschlüssen der Konstantstromquelle 2 durch Steuern der Versorgungsspannungsquelle 5 immer konstant gehalten wird.

   Wird also der Spannungsabfall an der Stromquelle 2 aufgrund einer kurzen Teilnehmerleitung 9 grösser, so wird der Steuereingang 7 mit einer Spannung Vo so beaufschlagt, dass die Versorgungsspannung Vs emiedrigt wird, wobei der Strom IL weiter konstant bleibt, aber der Spannungsabfall an der Stromquelle 2 herabgesetzt wird, sodass die Verlustleistung sich nicht erhöht und keine überschüssige Energie verschwendet wird Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig 2 ist das Speisungstrennelement durch eine Induktivität l' bzw 2'gebildet, wobei an den Enden der Induktivität 2'der durch die getaktete Versorgungsspannung Vs bewirkte Spannungsabfall abgreifbar ist und über den Regelverstärker 4 weiterverstärkt wird, welcher den Schaltregler 5 zur Regelung der Versorgungsspannung Vs ansteuert.

   Die Induktivitäten l'und 2'können in Weiterbildung der Erfindung auch durch elektronische Drosseln ersetzt sein PATENTANSPRÜCHE : 1. Schaltungsanordnung zur Femspeisung eines Teilnehmeranschlusses in einem Kommunikationssystem, insbesondere einem Pair-Gain-System, mit über Teilnehmerleitungen mit einer zentralen Stelle, z.

   B. einem Ortsteil, verbindbaren Teilnehmem, wobei die Speisespannungs-bzw-stromzufuhr zum Teilnehmer über jeweils zumindest ein mit dem Teilnehmer und der zugehörigen Teilnehmerleitung in Serie geschaltetes Speisungstrennelement erfolgt, weiches zumindest eine <Desc/Clms Page number 4> Speisungstrennelement mit einem Anschluss mit der Versorgungsspannungsquelle und mit dem anderen Anschluss mit einer Ader der Teilnehmerleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung der Versorgungsspannungsquelle (5) in Abhängigkeit von dem am Speisungstrennelement (2,2') abgreifbaren Spannungsabfall steuerbar ist 2.

   Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem zumindest einen Speisungstrennelement (2,2') ein weiteres Speisungstrennelement (1, 1') vorgesehen ist, welches zwischen der anderen Teilnehmerleitungsader (a) und Masse geschaltet ist.

   3 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speisungstrennelement durch eine Konstantstromquelle (1, 2), eine Induktivität (1', 2') oder eine elektronische Drossel gebildet ist.

   4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannungsquelle durch einen steuerbaren Schaltregler (5) gebildet ist 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltregler durch einen vorhandenen Rufspannungsgenerator (5) gebildet ist.

   6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Speisungstrennelement (2,2') an seinen beiden Anschlüssen mit einem Regelverstärker (4) verbunden ist und der Schaltregler (5) einen Steuereingang (7) aufweist, und dass der Ausgang des Regelverstärkers (4) mit dem Steuereingang (7) des Schaltregler (5) verbunden ist, sodass der Spannungsabfall an den beiden Anschlüssen des Speisungstrennelements (2, 2') durch Steuern der Versorgungsspannungsquelle konstant gehalten wird.

   7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rufspannungskreis und der Fernspeisungskreis durch einen steuerbaren Schalter, z. B ein Relais, insbesondere ein Line Card Access Switch (6), umschaltbar sind.