CH694031A5

CH694031A5 - Data transmission device enables analogue and digital data to be transmitted via coaxial earth cable of high voltage conduit

Info

Publication number: CH694031A5
Application number: CH14099A
Authority: CH
Inventors: Hans-Rudolf Schlegel
Original assignee: Abb Schweiz Ag
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2004-06-15

Abstract

The data transmission device enables analogue and digital data to be transmitted via a coaxial earth cable (18) of a high voltage conduit. It has a coupling filter (17), a protective unit (15), and a transceiver (14). The transceiver is constructed in accordance with digital subscriber technology. This enables existing analogue transmission devices to be converted at low expense, operated with higher data rates and connected into digital communication networks.

Description

       

  



   Technisches Gebiet  



   Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kommunikationstechnik.  Sie bezieht sich auf eine Datenübertragungseinrichtung gemäss dem  Oberbegriff des Patentanspruches 1.  Stand der Technik  



   Die Betreiber von elektrischen Netzen sind darauf angewiesen, Daten  zwischen Schaltanlagen austauschen zu können. Dazu werden beispielsweise  Erdseile von Hochspannungsleitungen mit Koaxialkabeln versehen. Erdseile  dienen primär dem Schutz bei Blitzen und Kurzschlüssen sowie dem  Potenzialausgleich. Die Lebensdauer eines Erdseilkoaxialkabels beträgt  etwa 40 bis 45 Jahre. Die Datenübertragung über ein solches Erdseilkoaxialkabel  geschieht mittels Frequenzmultiplexgeräte im Frequenzbereich von  4 bis 250 kHz. Die verwendeten analogen Frequenzmultiplexgeräte haben  eine Lebensdauer von etwa 20 bis 25 Jahren. Aus der unterschiedlichen  Lebensdauer von Kabeln und Frequenzmultiplexgeräten ergibt sich die  Notwendigkeit, Frequenzmulti   -plexgeräte aus existierenden Verbindungen  zu ersetzen.

   Wegen der hohen Kosten einer Neuverkabelung können bestehende  Erdseilkoaxialkabel nicht ohne Weiteres durch zum Beispiel Erdseile  mit Glasfaserkabeln ersetzt werden. 



   Die bestehenden analogen Frequenzmultiplexgeräte verschieben einen  Satz von 12 oder 24 Niederfrequenz-Kanälen mit einer Bandbreite von  je 4 kHz einzeln in den Bereich zwischen 100 und 250 kHz. Vorhandene  Ansätze, die bestehenden Geräte zu ersetzen, basieren auf dem gleichen  Prinzip des Frequenz-Multiplexing einzelner Kanäle. Ein erster Ansatz  ist, die bestehenden Geräte in analoger Bauweise nachzubilden. Ein  zweiter Ansatz ist, die darin vorkommenden Funktionen, zum Beispiel  Filter und Mischer, mittels digitaler Signalprozessoren nachzubilden.  Beide Möglichkeiten sind jedoch in der Entwicklung und/oder in der  Realisierung zu aufwändig.  Darstellung der Erfindung  



   Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Daten-übertragungseinrichtung  der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich vorhandener Erdseilkoaxialkabel  bedient und kostengünstig realisierbar ist. 



   Diese Aufgabe löst eine Datenübertragungseinrichtung mit den Merkmalen  des Patentanspruches 1. 



   Die erfindungsgemässe Datenübertragungseinrichtung weist ein Koppelfilter,  eine Schutzeinheit und einen Transceiver (Sende- und Empfangseinheit)  auf. Der Transceiver bewerkstelligt die Übertragung von digitalen  Signalen gemäss der DSL(Digital Subscriber Line)-Technologie (tec,  Das technische Magazin der    ascom, 1/94). Der Transceiver codiert  und übermittelt die gegebenen digitalen Signale als moduliertes Signal  in einem Frequenzbereich von 4 bis 250 kHz. Dieses modulierte Signal  wird über die Schutz-einheit, das Koppelfilter und ein Koaxialkabel  übermittelt. Das Koppelfilter dient insbesondere der Impedanzanpassung  an die asymmetrischen Eigenschaften des Koaxialkabels sowie dem Anlagenschutz  und der Elimination von aus der Leitung stammenden Störsignalen. 



   Die DSL-Technologie wurde im Telefoniebereich für den Einsatz auf  Teilnehmeranschlüssen entwickelt. Obwohl die DSL-Technologie ursprünglich  für die Signalübertragung über ein bis drei verdrillte Kupferdrahtpaare  entwickelt wurde, die jeweils symmetrische Leiteranordnungen darstellen,  wird es in der erfindungsgemässen Datenübertragungseinrichtung mit  Koaxialkabeln verwendet, die asymmetrische Leitereigenschaften aufweisen.  Dazu wird der Wellenwiderstand des Koaxialkabels in geeigneter Weise  angepasst. Als Koaxialkabel werden insbesondere Erdseilkoaxialkabel  verwendet, obwohl bei diesen, im Gegensatz zur ursprünglichen Anwendung  der DSL-Technologie, Störeinflüsse von Spannungen und Strömen im  kV- respektive kA-Bereich vorliegen, währenddem sich die Signalpegel  der DSL-Signale im mV-Bereich befinden.

   Dadurch dass ein Koaxialkabel  im Hochfrequenzbereich bessere Übertragungseigenschaften hat als  ein verdrilltes Leiterpaar, lassen sich mit der erfindungsgemässen  Einrichtung bei gleicher Signalleistung sogar grössere Distanzen  als über ein verdrilltes Adernpaar überwinden. 



   In einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist  der Transceiver über eine Digitalschnittstelle mit einer Schnittstelleneinheit  verbunden, die ein Einspeisen von analogen und/oder digitalen Signalen  zulässt. Dadurch, dass ein Einspeisen von analogen Signalen möglich  ist, kann das    Aufrüsten einer bestehenden analogen Übertragungseinrichtung  allein durch Austausch jeweils eines Frequenzmultiplexgerätes durch  einen Transceiver und eine Schnittstelleneinheit bewerkstelligt werden,  ohne dass das Koppelfilter angepasst oder ausgetauscht werden muss.                                                            



   Ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bisherigen analogen Geräten  ist, dass nicht nur analoge Daten, sondern auch digital vorliegende  Daten direkt in die Übertragungseinrichtung eingespiesen werden können.  Dadurch werden die Einsatzmöglichkeiten der Übertragungseinrichtung  stark erweitert. Insbesondere kann eine erfindungsgemäss ausgerüstete  Strecke auf einfache Weise in ein digitales Kommunikationsnetz eingebunden  werden. 



   Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen  hervor.  Kurze Beschreibung der Zeichnungen  



   Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines bevorzugten  Ausführungsbeispiels, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt  ist, näher erläutert. Es zeigen      Fig. 1 eine erfindungsgemässe  Übertragungseinrichtung;     Fig. 2 eine Schutzeinheit;     Fig.  3 ein Koppelfilter;     Fig. 4 ein Filter eines Koppelfilters und  Fig. 5 einen Transceiver in HDSL-Technologie.  



     Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung  sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich  sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.  Wege zur Ausführung der Erfindung  



   Die Fig. 1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemässe Datenübertragungseinrichtung,  wie sie über ein Erdseil einer Hochspannungsleitung eingesetzt wird.  Eine Signalschnittstelle 11 zur Übertragung von digitalen und/oder  analogen Daten führt auf eine Schnittstelleneinheit 12. Diese ist  über eine Digitalschnittstelle 13 mit einem Transceiver 14 verbunden,  der wiederum über zwei Adern mit einer Schutzeinheit 15 verbunden  ist. Die Schutzeinheit ist über ein abgeschirmtes Kabel 16 mit geerdeter  Abschirmung mit einem Koppelfilter 17 verbunden. Das Koppelfilter  17 ist an ein Koaxialkabel 18 angeschlossen, das einen Innenleiter  und einen Mantel aufweist. 



   Der Transceiver 14 ist in DSL-Technologie aufgebaut und besteht gemäss  Fig. 5 vorteilhafterweise aus einem Sender 51, einem Senderwandler  52, einem digitalen Echokompensator 53, einem Hybridteil 54, einem  Empfängerwandler 55 und einem Empfänger 56. 



   Die Schutzeinheit 15 besteht gemäss Fig. 2 vorteilhafterweise aus  einem Breitband-Schutzübertrager 22 und einem Überspannungsableiter  21, der modulatorseitig zwischen die beiden Adern 57 zwischen Transceiver  14 und Schutzübertrager 22 geschaltet ist. Der Schutzübertrager 22  weist auf der Leitungsseite einen Mittelabgriff auf. 



     Das Koppelfilter 17 besteht gemäss Fig. 3 vorteilhafterweise aus  einem Filter 31, einer ersten Drossel 32, einem ersten Varistor 33,  einem Innenleiteranschlusspunkt 34 zum Anschluss des Innenleiters  des Koaxialkabels 18 sowie einem Mantelanschlusspunkt 35 zum Anschluss  des Mantels des Koaxialkabels 18. Ein erster leitungsseitiger Anschluss  501 des Filters 31 ist mit dem Innenleiteranschlusspunkt 34 verbunden,  ein zweiter leitungsseitiger Anschluss 502 des Filters 31 ist geerdet.  Der Mantelanschlusspunkt 35 ist ebenfalls geerdet. Zwischen dem Innenleiteranschlusspunkt  34 und dem Mantelanschlusspunkt 35 sind die erste Drossel 32 und  der erste Varistor 33 geschaltet. 



   Das Filter 31 besteht gemäss Fig. 4 vorteilhafterweise aus einem  ersten Kondensator 41 und einer ersten Wicklung 42, die parallel  zu einem ersten Anschlusspaar 40 geschaltet sind. Die erste Wicklung  42, ein Ferritkern 43 und eine zweite Wicklung 44 mit Abschirmung  45 bilden einen Übertrager 51. Parallel zur zweiten Wicklung 44 sind  ein zweiter Kondensator 46, ein zweiter Varistor 47 und eine zweite  Drossel 48 geschaltet. Ein erster Pol dieser Parallelschaltung ist  direkt mit einem ersten Anschluss 501 eines Anschlusspaares 50 verbunden,  ein zweiter Pol der Parallelschaltung ist über einen Kondensator  49 mit einem zweiten Anschluss 502 des Anschlusspaares 50 verbunden.                                                           



   Vorteilhafterweise befindet sich das Koppelfilter 17 im Schaltfeld,  das heisst im Freien, währenddem sich Schutzeinheit 15, Transceiver  14 und Schnittstelleneinheit 12 in einem Betriebsgebäude, zum Beispiel  in einem Telecomraum einer Schaltanlage, befinden. 



   Die Schaltung funktioniert wie folgt: Die Schnittstelleneinheit 12  wandelt die Daten der Signalschnittstelle 11 in digitale Daten der  Signalschnittstelle 13 sowie digitale Daten    der Signalschalttstelle  13 in Daten der Signalschnittstelle 11 um. Dabei weist die Signalschnittstelle  11 einen oder mehrere Analogkanäle sowie einen oder mehrere Digitalkanäle  auf. Es ist aber auch möglich, dass die Signalschnittstelle 11 ausschliesslich  Analog- oder ausschliesslich Digitalkanäle aufweist. 



   Die digitalen Daten der Signalschnittstelle 13 werden im Transceiver  gemäss dem DSL-Verfahren moduliert und gesendet. Entsprechend werden  empfangene Signale demoduliert und in digitale Daten umgewandelt.  Die DSL-Technologie umfasst verschiedene Varianten (HDSL, ADSL, VDSL,  SDSL), die sich zum Beispiel in der Anzahl benötigter Kabelpaare,  der Datenrate und der Übertragungsdistanz unterscheiden. Die erfindungsgemässe  Einrichtung verwendet vorteilhafterweise die HDSL(High bit-rate Digital  Subscriber Line)-Methode, wobei diese wiederum vorteilhafterweise  auf der CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation)-Modulationsmethode  aufbaut. Die HDSL-Technologie zeichnet sich durch eine Kombination  von automatischer Anpassung an die Kanalimpedanz, Echokompensation,  Adaption an den Frequenzgang des Kanals und eine mehrstufige Analogcodierung  eines Digitalsignals aus.

   Die Anordnung gemäss Fig. 5 funktioniert  wie folgt: In einem Sender 51 werden digitale Eingangssignale aus  der Digitalschnittstelle 13 vorverarbeitet und dann gemäss der CAP-Modulationsmethode  digital moduliert. Der Begriff "Modulation" wird auch als Codierung  bezeichnet. Das Ausgangssignal des Senders 51 wird in einem Senderwandler  52 in ein Analogsignal umgewandelt, gefiltert und über einen Hybridteil  54 auf die Leitungsadern 57 gegeben. Der Hybridteil 54 bewerkstelligt  unter anderem die Trennung der gesendeten und empfangenen Signale  und weist, als Leitungsausrüstung des Transceivers, vorteilhafterweise  einen Feinschutz sowie Sende- und Empfangsverstärker auf. Empfangene  Signale werden durch einen Empfängerwandler 55 gefiltert und    digitalisiert.

    Ein digitaler Echokompensator 53 bildet die im Kanal entstehenden  Echos von durch den Senderwandler 52 gesendeten Signalen nach und  kompensiert sie durch Addition der nachgebildeten Echos zum Ausgang  des Empfängerwandlers 55. Das Resultat dieser Addition wird im Empfänger  56 aufbereitet und gemäss der CAP-Modulationsmethode demoduliert  oder decodiert. Die resultierenden Digitalsignale werden über die  Digitalschnittstelle 13 ausgegeben. 



   Als Übertragungsband wird vorteilhafterweise der Frequenzbereich  von 4 bis 250 kHz verwendet. Die obere Grenze dieses Frequenzbereiches  ist durch hochfrequente Störungen, meist hervorgerufen durch transiente  Vorgänge auf der Energieübertragungsstrecke, zum Beispiel Schaltvorgänge,  Blitze und Koronaentladungen, gegeben. Die untere Grenze ist durch  die Netzfrequenz von 50 Hz und ihre Oberwellen gegeben. 



   Die Schutzeinheit 15 dient zum Personenschutz durch Potenzialtrennung  sowie durch Ableitung von Überspannungen zwischen den Leitungsadern.                                                           



   Das abgeschirmte Kabel 16 weist vorteilhafterweise symmetrische Leitungseigenschaften  auf, indem es zum Beispiel zwei oder vier verdrillte Adern aufweist.  Im zweiten Fall, einem so genannten Sternvierer-Kabel, werden nur  zwei Adern für die Übertragung verwendet und die anderen zwei Adern  zum Beispiel beidseitig mit Widerständen abgeschlossen. Dadurch können  bereits verlegte Sternvierer-Kabel in bestehenden Anlagen weiter  verwendet werden. 



   Das Koppelfilter 17 dient zur Anpassung an die Leitungseigenschaften  sowie zum Anlagenschutz des Kabels 16 und der Geräte im Betriebsgebäude.  Das Filter 31 dient dazu, niederfrequente Störungen zu eliminieren,  die zum Beispiel durch eingekoppelte    Spannungen mit Netzfrequenz  entstehen. Die Drossel 32 leitet Potenzialdifferenzen zwischen dem  Mantel und dem Innenleiter des Koaxialkabels ab. Der Wert der Drosselinduktivität  liegt zwischen 2 mH und 2,5 mH, vorzugsweise zwischen 2,18 mH und  2,41 mH. Die Drossel dient auch dazu, die bei einem Erdschluss im  Koaxialkabel entstehende Spannung, die 10 kVeff übersteigen kann,  auf Werte unter 300 V zu begrenzen. Der Varistor 33 begrenzt auftretende  Überspannungen auf maximal 3,7 kV. 



   Das Filter 31 bildet zusammen mit der ersten Drossel 32 ein Hochpassfilter  dritten Grades. Die erste und zweite Drossel 32, 48 sind eisenlos  und daher klirrfrei. Der zweite Varistor 47 wirkt als Feinschutz  und begrenzt transiente Spannungen über dem Übertrager 51 auf maximal  annähernd 500 V. 



   Der Übertrager 51 transformiert den Wellenwiderstand des Koaxialkabels  18, der vorzugsweise annähernd gleich 60 Ohm asymmetrisch ist, auf  die Impedanz des abgeschirmten Kabels 16, die vorzugsweise annähernd  gleich 150 Ohm symmetrisch ist. 



   Mit der erfindungsgemässen Datenübertagungseinrichtung lassen sich  bis etwa 15 km lange Strecken überwinden. Bei Einsatz eines Zwischenverstärkers  oder Boosters lässt sich diese Distanz auf ca. 25 km erhöhen. Es  wird dabei eine Übertragungsrate von 2 Mbit/s erzielt, also z.B.  von 30 Kanälen zu 64 kBit/s. In einer vorteilhaften Ausführung der  Erfindung lässt sich die maximale Übertragungsrate durch Parametrierung  des Transceivers an die Länge der Übertragungsstrecke anpassen. Bei  kürzeren Strecken wird die Übertragungsrate erhöht. Umgekehrt können  bei Reduktion der Übertragungsrate längere Strecken überwunden werden.  Bezugszeichenliste  



   11 Signalschnittstelle 



   12 Schnittstelleneinheit 



   13 Digitalschnittstelle 



   14 Transceiver 



   15 Schutzeinheit 



   16 Kabel 



   17 Koppelfilter 



   18 Koaxialkabel 



   21 Überspannungsableiter 



   22 Schutzübertrager 



   31 Filter 



   32 erste Drossel 



   33 erster Varistor 



   34 Innenleiteranschlusspunkt 



   35 Mantelanschlusspunkt 



   40 erstes Anschlusspaar 



   41 erster Kondensator 



   42 erste Wicklung 



   43 Ferritkern 



   44 zweite Wicklung 



   45 Wicklungsabschirmung 



   46 zweiter Kondensator 



   47 zweiter Varistor 



   48 zweiter Drossel 



   49 dritter Kondensator 



   50 zweites Anschlusspaar 



   501 erster leitungsseitiger Anschluss 



   502 zweiter leitungsseitiger Anschluss 



   51 Sender 



   52 Senderwandler 



   53 digitaler Echokompensator 



   54 Hybridteil 



   55 Empfängerwandler 



   56 Empfänger 



   57 Leitungsadern



  



   Technical field



   The invention relates to the field of communication technology. It relates to a data transmission device according to the preamble of claim 1. State of the art



   The operators of electrical networks rely on being able to exchange data between switchgear. For this purpose, earth cables of high-voltage lines are provided with coaxial cables. Ground ropes primarily serve to protect against lightning and short circuits and to equalize potential. The service life of an earth cable coaxial cable is approximately 40 to 45 years. The data transmission via such an earth cable coaxial cable takes place by means of frequency multiplex devices in the frequency range from 4 to 250 kHz. The analog frequency division multiplex devices used have a lifespan of about 20 to 25 years. Due to the different lifespan of cables and frequency division multiplex devices, it is necessary to replace frequency division multiplex devices from existing connections.

   Because of the high cost of rewiring, existing earth cable coaxial cables cannot be easily replaced by, for example, earth cables with fiber optic cables.



   The existing analog frequency division multiplex devices individually shift a set of 12 or 24 low-frequency channels with a bandwidth of 4 kHz in the range between 100 and 250 kHz. Existing approaches to replace the existing devices are based on the same principle of frequency multiplexing of individual channels. A first approach is to replicate the existing devices using an analog design. A second approach is to use digital signal processors to emulate the functions, such as filters and mixers. However, both options are too complex to develop and / or implement. Presentation of the invention



   It is therefore an object of the invention to provide a data transmission device of the type mentioned at the outset which uses existing earth cable coaxial cables and can be implemented at low cost.



   This object is achieved by a data transmission device having the features of patent claim 1.



   The data transmission device according to the invention has a coupling filter, a protection unit and a transceiver (transmitting and receiving unit). The transceiver handles the transmission of digital signals according to DSL (Digital Subscriber Line) technology (tec, Das ascom's technical magazine, 1/94). The transceiver encodes and transmits the given digital signals as a modulated signal in a frequency range from 4 to 250 kHz. This modulated signal is transmitted via the protection unit, the coupling filter and a coaxial cable. The coupling filter is used in particular to adapt the impedance to the asymmetrical properties of the coaxial cable, as well as to protect the system and to eliminate interference signals from the line.



   DSL technology was developed in the telephony sector for use on subscriber lines. Although DSL technology was originally developed for signal transmission over one to three twisted pairs of copper wire, each of which represents symmetrical conductor arrangements, it is used in the data transmission device according to the invention with coaxial cables that have asymmetrical conductor properties. For this purpose, the characteristic impedance of the coaxial cable is adapted in a suitable manner. Ground cable coaxial cables are used in particular as coaxial cables, although in contrast to the original application of DSL technology, these are subject to interference from voltages and currents in the kV or kA range, while the signal levels of the DSL signals are in the mV range.

   Because a coaxial cable in the high-frequency range has better transmission properties than a twisted pair of conductors, even greater distances than over a twisted pair of conductors can be covered with the device according to the invention with the same signal power.



   In a preferred embodiment of the subject matter of the invention, the transceiver is connected via a digital interface to an interface unit which allows analog and / or digital signals to be fed in. Because it is possible to feed in analog signals, an existing analog transmission device can be upgraded simply by exchanging one frequency division multiplex device with a transceiver and an interface unit without the coupling filter having to be adapted or replaced.



   A major advantage over the previous analog devices is that not only analog data, but also digital data can be fed directly into the transmission device. As a result, the possible uses of the transmission device are greatly expanded. In particular, a route equipped according to the invention can be easily integrated into a digital communication network.



   Further preferred embodiments emerge from the dependent patent claims. Brief description of the drawings



   The subject matter of the invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment which is illustrated in the accompanying drawings. 1 shows a transmission device according to the invention; 2 shows a protective unit; 3 shows a coupling filter; 4 shows a filter of a coupling filter and FIG. 5 shows a transceiver in HDSL technology.



     The reference symbols used in the drawings and their meaning are summarized in the list of reference symbols. In principle, the same parts are provided with the same reference symbols in the figures. Ways of Carrying Out the Invention



   1 shows an example of a data transmission device according to the invention, as is used over a ground wire of a high-voltage line. A signal interface 11 for the transmission of digital and / or analog data leads to an interface unit 12. This is connected via a digital interface 13 to a transceiver 14, which in turn is connected to a protection unit 15 via two wires. The protection unit is connected to a coupling filter 17 via a shielded cable 16 with an earthed shield. The coupling filter 17 is connected to a coaxial cable 18 which has an inner conductor and a jacket.



   The transceiver 14 is constructed in DSL technology and, according to FIG. 5, advantageously consists of a transmitter 51, a transmitter converter 52, a digital echo canceller 53, a hybrid part 54, a receiver converter 55 and a receiver 56.



   2 advantageously consists of a broadband protective transformer 22 and a surge arrester 21 which is connected on the modulator side between the two wires 57 between transceiver 14 and protective transformer 22. The protective transformer 22 has a center tap on the line side.



     3, the coupling filter 17 advantageously consists of a filter 31, a first choke 32, a first varistor 33, an inner conductor connection point 34 for connecting the inner conductor of the coaxial cable 18 and a jacket connection point 35 for connecting the jacket of the coaxial cable 18. A first line-side connector 501 of filter 31 is connected to inner conductor connection point 34, a second line-side connection 502 of filter 31 is grounded. The jacket connection point 35 is also grounded. The first choke 32 and the first varistor 33 are connected between the inner conductor connection point 34 and the jacket connection point 35.



   According to FIG. 4, the filter 31 advantageously consists of a first capacitor 41 and a first winding 42, which are connected in parallel to a first pair of connections 40. The first winding 42, a ferrite core 43 and a second winding 44 with shield 45 form a transformer 51. A second capacitor 46, a second varistor 47 and a second choke 48 are connected in parallel with the second winding 44. A first pole of this parallel connection is connected directly to a first connection 501 of a connection pair 50, a second pole of the parallel connection is connected via a capacitor 49 to a second connection 502 of the connection pair 50.



   The coupling filter 17 is advantageously located in the switch panel, that is to say outdoors, while the protective unit 15, transceiver 14 and interface unit 12 are located in an operating building, for example in a telecom room of a switchgear.



   The circuit works as follows: The interface unit 12 converts the data of the signal interface 11 into digital data of the signal interface 13 and digital data of the signal switching point 13 into data of the signal interface 11. The signal interface 11 has one or more analog channels and one or more digital channels. However, it is also possible for the signal interface 11 to have exclusively analog or exclusively digital channels.



   The digital data of the signal interface 13 are modulated and transmitted in the transceiver according to the DSL method. Accordingly, received signals are demodulated and converted into digital data. DSL technology includes different variants (HDSL, ADSL, VDSL, SDSL), which differ, for example, in the number of cable pairs required, the data rate and the transmission distance. The device according to the invention advantageously uses the HDSL (High bit-rate Digital Subscriber Line) method, which in turn advantageously builds on the CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation) modulation method. The HDSL technology is characterized by a combination of automatic adaptation to the channel impedance, echo compensation, adaptation to the frequency response of the channel and a multi-level analog coding of a digital signal.

   5 works as follows: In a transmitter 51, digital input signals from the digital interface 13 are preprocessed and then digitally modulated according to the CAP modulation method. The term "modulation" is also referred to as coding. The output signal of the transmitter 51 is converted into an analog signal in a transmitter converter 52, filtered and passed to the line wires 57 via a hybrid part 54. The hybrid part 54 accomplishes, among other things, the separation of the transmitted and received signals and, as line equipment of the transceiver, advantageously has fine protection and transmission and reception amplifiers. Received signals are filtered and digitized by a receiver converter 55.

    A digital echo canceller 53 simulates the echoes in the channel of signals transmitted by the transmitter converter 52 and compensates them by adding the simulated echoes to the output of the receiver converter 55. The result of this addition is processed in the receiver 56 and demodulated or decoded according to the CAP modulation method , The resulting digital signals are output via the digital interface 13.



   The frequency range from 4 to 250 kHz is advantageously used as the transmission band. The upper limit of this frequency range is given by high-frequency interference, usually caused by transient processes on the energy transmission path, for example switching processes, lightning and corona discharges. The lower limit is given by the mains frequency of 50 Hz and its harmonics.



   The protection unit 15 is used for personal protection by means of electrical isolation and by discharging overvoltages between the line wires.



   The shielded cable 16 advantageously has symmetrical line properties, for example by having two or four twisted wires. In the second case, a so-called star quad cable, only two wires are used for the transmission and the other two wires are terminated on both sides with resistors. This means that already installed star quad cables can continue to be used in existing systems.



   The coupling filter 17 is used to adapt to the line properties and to protect the system of the cable 16 and the devices in the operating building. The filter 31 serves to eliminate low-frequency interferences that arise, for example, from coupled-in voltages at the mains frequency. The choke 32 derives potential differences between the jacket and the inner conductor of the coaxial cable. The value of the choke inductance is between 2 mH and 2.5 mH, preferably between 2.18 mH and 2.41 mH. The choke is also used to limit the voltage in the coaxial cable, which can exceed 10 kVrms, to values below 300 V. The varistor 33 limits occurring overvoltages to a maximum of 3.7 kV.



   The filter 31 forms, together with the first choke 32, a third-degree high-pass filter. The first and second chokes 32, 48 are ironless and therefore free from distortion. The second varistor 47 acts as a fine protection and limits transient voltages across the transformer 51 to a maximum of approximately 500 V.



   The transformer 51 transforms the characteristic impedance of the coaxial cable 18, which is preferably approximately equal to 60 ohms asymmetrical, to the impedance of the shielded cable 16, which is preferably approximately equal to 150 ohms symmetrical.



   With the data transmission device according to the invention, distances of up to approximately 15 km can be covered. When using a repeater or booster, this distance can be increased to approx. 25 km. A transmission rate of 2 Mbit / s is achieved, e.g. from 30 channels to 64 kbit / s. In an advantageous embodiment of the invention, the maximum transmission rate can be adapted to the length of the transmission path by parameterizing the transceiver. The transmission rate is increased for shorter distances. Conversely, longer distances can be covered by reducing the transmission rate. LIST OF REFERENCE NUMBERS



   11 signal interface



   12 interface unit



   13 digital interface



   14 transceivers



   15 protection unit



   16 cables



   17 coupling filter



   18 coaxial cables



   21 surge arresters



   22 protection transformer



   31 filters



   32 first choke



   33 first varistor



   34 Inner conductor connection point



   35 jacket connection point



   40 first pair of connections



   41 first capacitor



   42 first winding



   43 ferrite core



   44 second winding



   45 Winding shield



   46 second capacitor



   47 second varistor



   48 second throttle



   49 third capacitor



   50 second pair of connections



   501 first line-side connection



   502 second line-side connection



   51 transmitters



   52 transmitter converters



   53 digital echo canceller



   54 hybrid part



   55 receiver converters



   56 recipients



   57 cable cores

Claims

1. Data transmission device for transmitting data via a coaxial cable (18), in particular an earth cable coaxial cable of a high-voltage line, the data transmission device having a coupling filter (17), a cable (16), a protection unit (15) and a transceiver (14) that the transceiver (14) is constructed in accordance with the digital subscriber line technology.

2. Data transmission device according to claim 1, characterized in that the transceiver (14) is connected by a digital interface (13) to an interface unit for digital and / or analog signals (12).

Third

Data transmission device according to claim 1, characterized in that the transceiver (14) is connected to the protection unit (15) and that the protection unit (15) is connected to the coupling filter (17) via the cable (16).

4. Data transmission device according to claim 1, characterized in that the transceiver (14) has a carrierless amplitude-and-phase modulation modulator.

5th

Data transmission device according to claim 1, characterized in that the coupling filter (17) has an inner conductor connection point (34) for connecting the inner conductor of the coaxial cable (18), a jacket connection point (35) for connecting the jacket of the coaxial cable (18) and one between the jacket connection point (35) and inner conductor connection point (34) switched choke (32) with an inductance between 2 mH and 2.5 mH, preferably between 2.18 mH and 2.41 mH.

6. Data transmission device according to claim 1, characterized in that the cable (16) between the protective unit (15) and coupling filter (17) is shielded and has at least two twisted wires.

7th

Data transmission device according to claim 1, characterized in that the coupling filter (17) a choke (32), a varistor (33), an inner conductor connection point (34) for connecting the inner conductor of the coaxial cable (18), a jacket connection point (35) for connecting the jacket of the coaxial cable (18) and a filter (31), the choke (32) and the varistor (33) being connected in parallel to one another and between the inner conductor connection point (34) and the jacket connection point (35) and a first line-side connection (501) of the filter (31) is connected to the inner conductor connection point (34) and a second line-side connection (502) of the filter (31) is grounded.

8th.

Data transmission device according to claim 7, characterized in that the filter (31) is an adaptation of the characteristic impedance of the asymmetrical coaxial cable (18) to the characteristic impedance of the symmetrical cable (16).

9. Use of a transceiver (14) according to the digital subscriber line technology in a data transmission device according to one of claims 1 to 8 for the transmission of data via a coaxial cable, in particular via an earth cable coaxial cable.