DE1052464B

DE1052464B - UEberwachungssystem fuer Nachrichtenuebertragungssysteme

Info

Publication number: DE1052464B
Application number: DES55382A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Feil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-09-30
Filing date: 1957-09-30
Publication date: 1959-03-12

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für Nachrichtenübertragungssysteme, insbesondere für ein Seekabelsystem mit Endämtern und mit Zwischenverstärkerstationen zwischen den Endämtern, vorzugsweise mit einer A^ielzahl von Zwischenverstärkerstationen, bei dem im sendenden Endamt und in den einzelnen Zwischenverstärkerstationen, ständig oder während der Dauer einer Überprüfung des Nachrichtenübertragungssystems voneinander verschiedene Übervvachungsfrequenzen erzeugt und dem Nachrichtenübertragungssystem zugeführt werden und bei dem in den Endämtern Einrichtungen zur Auswertung des Pegels der im Endamt empfangenen Überwachungsfrequenzen vorhanden sind.

Bei solchen elektrischen Übertragungsanlagen, welche aus Endämtern und zwischen diesen angeordneten Zwischenverstärkerstationen bestehen, ist es erwünscht, sich von Zeit zu Zeit auch zu vergewissern, ob die Zwischenverstärker richtig arbeiten. Diese Prüfung soll von einem der beiden. Endämter aus durchführbar sein. Sie soll unter anderem die Messung und Kontrolle der Restdämpfung zwischen den Endämtern und den einzelnen Verstärkerstationen ermöglichen, um daraus auf die Verstärkung und auf die Pegelwerte in den Verstärkerstationen scMieißen zu können.

Für die Überprüfung von insbesondere unbemannten Zwischenverstärkerstationen von den Endämtern aus sind bereits verschiedene Verfahren und Anordnungen bekannt. Zum Beispiel ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem in jeder Zwischenverstärkerstation kennzeichnende Frequenzen erzeugt werden, deren im Endamt gemessene Pegelwerte ein Maß für die Funktionsfähigkeit der Verstärker sind.

Bei diesem bisher angewendeten Überwachungsverfahren liegen die verschiedenen, den einzelnen Verstärkern zugeordneten Überwachungsfrequenzen, möglichst dicht nebeneinander, vorzugsweise oberhalb des Nachrichtenfrequenzbandes. Man überwacht dabei die Verstärkung und Restdämpfung nur bei einer Frequenz und kann im Störungsfall, wenn die Hochfrequenzübertragung unterbrochen wird, aber die Stronwersargung der Verstärker noch funktioniert, den Fehlerort einzugrenzen, indem man feststellt, welche der Überwachungsfrequenzen im Endamt noch ankommt. Es sind auch Übertragungssysteme bekannt, bei denen mehrere sogenannte Pilotfrequenzen vom sendenden Endamt aus über die Leitung übertragen werden. Diese Pilotfrequenzen liegen insbesondere am oberen und unteren Ende des Nachirichtenfrequenzbandes. Solche Anordnungen eignen sich aber nicht dazu, mit geringem Aufwand von den Endämtern aus die in den unzugänglichen Verstärkerstationen auftretenden Störungen und vor

üb er wachungs system
für Nachrichtenübertragungssysteme

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und Mimchen,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Franz Feil, München, ist als Erfinder genannt worden

allem die frequenzabhängigen Pegeländerungen zu erkennen.

Erfahrungsgemäß ändert, sich die Verstärkung eines \^rerstärkers bei Alterung der Röhren oder sonstiger Bauelemente und beim Auftreten von Fehlern nicht bei allen Frequenzen/gleich stark. Es ist z.B. möglich, daß sich die Verstärkung in einem Teil des übertragenen Frequenzbereichs nicht ändert, während sie in anderen Frequenzbereichen zu- oder abnimmt. Ferner ist bekanntlich die Leitungsdämpfung für die verschiedenen Frequenzen verschieden stark temperaturabhängig. Außerdem würde an Seekabelleitungen für die Fernsprechübertragung beobachtet, daß sich die Leitungsdämpfung nach der Verlegung, auch bei konstanter Temperatur, noch längere Zeit frequenzabhängig ändert. Über die Frequenzabhängigkeit der Verstärkungs- bzw. Pegeländerung in den Zwischenverstärkerstationen gibt das erwähnte Kontrollverfahren keinen Aufschluß.

Zur Überprüfung des Pegelverlaufs des gesamten Nachrichtenfrequenzbandes eines Nachrichtenübertragungs systems von einem Endamt aus werden gemäß der Erfindung die Überwachungsfrequenzen in. an sich bekannter Weise auf mindestens zwei Teilgebiete des zu übertragenden Frequenzbandes verteilt und den Zwischenverstärkerstationen derart zugeordnet, daß in einer , in Übertragungsrichtung nachfolgenden Verstärkerstation jeweils eine zu einem anderen Teilgebiet gehörige Frequenz erzeugt wird als in der vorhergehenden Verstärkerstation. Die aufeinanderfolgenden Verstärkerstationen

zugeordneten Über-

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wachungsfrequenzen werden beispielsweise so gewählt, daß sie abwechselnd an der unteren und oberen Grenze oder daß sie abwechselnd an der unteren Grenze, in der Mitte und an der oberen Grenze des Nachrichtenfrequenzbandes liegen. Diese wechselweise Zuordnung der Überwachungsfrequenzen zu den einzelnen längs der Leitung angeordneten Verstärkerstationen ermöglicht eine vollständigere Prüfung, insbesondere auch des Entzerrungszustandes vom Ende der Übertragungsleitung aus, für die einzelnen Verstärkerfelder. Durch den Vergleich der Dämpfung z. ß. am unteren und oberen Ende des Bandes bei zwei aufeinanderfolgenden unbemannten Stationen ist eine Kontrolle des Dämpfungsverlaufs über das gesamte Nachtrichtenband in kurzen Abschnitten von je zwei Stationen möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Überwachungsfrequenzen so gewählt, daß ein Teil derselben oder alle in Lücken des Nachrichtenfrequenzbandes liegen. Man kann als Überwachungs · frequenzen auch Rauschsignale verwenden, die z. B. durch selektive Erhöhung der Verstärkung in einem schmalen Frequenzband erzeugt werden.

Es ist ferner zweckmäßig, in den Frequenzverstärkerstationen in an sich bekannter Weise regelbare Entzerrernetzwerke vorzusehen, die vom Endamt aus abhängig von dem Ergebnis der Auswertung des Pegels der Überwachungsfrequenzen, fernsteuerbar sind.

Die Erfindung wird an Hand der in den Fig. 1, 3, 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele sowie an Hand der Frequenzpläne der Fig. 2, 4 und 6 näher erläutert.

In der Fig. 1 a ist VS eine Verstärkerstation, die einen die Leitungsdämpfung aufhebenden Verstärkerteil V und einen Generator G für die Überwaehungsirequenz f_x enthält. Der Verstärker verstärkt das Nutzfrequenzband Δ f. Die Generatorfrequenz f_x wird auf den Eingangskreis des Verstärkers gegeben und erscheint im Ausgang des Verstärkers zusammen mit dem Nutzfrequenzband Δ f. Ist der Pegel der tjberwachungsfrequenz am Verstärkereingang zeitlich konstant, so ist der Pegel am Ausgang ein Maß für die Verstärkung des Verstärkers bei der betreffenden Frequenz und ändert sich, wenn sich die Verstärkung des Verstärkers ändert. Die Überwachungsfrequenz liege noch im entzerrten Übertragungsbereich des nachfolgenden Teils der Verbindung. Der an der Endstation ankommende Pegel hängt von der Verstärkung der Verstärkerstation ab, die die Überwachungsfrequenz erzeugt und von der Verstärkung und der Entzerrung der Leitungsdämpfung durch die nachfolgenden Verstärkerstationen gegen das empfangende Endamt zu.

Fig. 2 zeigt schematisch das zu übertragende Fernsprechfrequenzband Δ f, das zwischen den Frequenzen /„ und f₀ liegt. Das Frequenzband Δ f kann z. B. das Frequenzband vieler trägerfrequent übertragener Fernsprechkanäle sein, die in bekannter Weise frequenzmäßig aneinandergereiht sind oder ein Fernsehband. Die Überwachungsfrequenzen der Verstärker-Stationen liegen in der Nähe der Frequenzen f_u und f₀, in dem dargestellten Beispiel unterhalb und oberhalb von f_u und f_B und haben die Frequenzen f,_n bis f_um und f_n bis f_ea. Die Verstärkerstationen übertragen das gesamte Frequenzband von der tiefsten bis zur höchsten Überwachungsfrequenz. Bei den aufeinanderfolgenden Verstärkerstatianen wird abwechselnd eine am oberen und unteren Ende des Frequenzbandes liegende Überwachungsfrequenz verwendet, wie es z. B.

Fig. 3 für eine Verbindung mit zwanzig Zwischenverstärkerstationen zeigt. E₁ und E₂ sind die Endämter, zwischen denen die Verstärkerstationen VS₁ bis VS₂₀ liegen, denen die Überwachungsfrequenzen f_uw bis f_ai und f₀₁ bis Z^r ₀₁₀ zugeordnet sind. Der Einfachheit halber ist nur eine Übertragungsrichtung gezeigt. Bei einer Fernsprechverbindung mit Übertragung in beiden Richtungen gilt für die Gegenrichtung Entsprechendes. Die Pegel der in E₂ ankommenden

ίο Überwachungsfrequenzen f_ul0 und f₀₁ und ihre zeitlichen Änderungen sind ein Kriterium für die Restdämpfung oder für den Entzerrungszustamd des Verbindungsabschnitts zwischen VS₁ bzw. VS₂ und E₂ bzw. für die Verstärkung der Verstärker oder für die Pegelwerte der Nachrichtenfrequenzen in den Verstärkerstationen. Die in E, gemessenen Pegel der Überwachungsfrequenzen f₀₁, f_m geben Aufschluß über die Restdämpfung des Verbindungsabschnitts zwischen VS₂ bzw. VS₃ und E₂, die Pegel der Über wachungsfrequenzen f₀.₂ und f_ug geben Aufschluß über die Restdämpfung der Verbindungsabschnitte zwischen VS₃ bzw. VS_i und E_z usw.

Aus der Differenz der im empfangenden EndamtE₂ gemessenen Pegel bzw. zeitlichen Pegeländerungen der an der unteren Grenze des Nachrichtenfrequenzbandes Δ f liegenden Überwachungsfrequenzen f_ul(l ^un'd fug ^un(i der an der oberen Grenze liegenden Überwachungsfrequenzen f_B1 und f₀₂ kann auf die Verstärkung und auf den Ausgangspegel der Verstärker VS₁ und VS_i im ganzen Nachrichtenf requenzband bzw. auf deren Änderung geschlossen werden, wenn man annimmt, daß zwischen den Frequenzen f_u und f₀ die Verstärkungs- und die Pegeländerungen in einer annähernd bekannten Gesetzmäßigkeit, z. B.

linear, von der Frequenz abhängig sind, was in der Praxis vielfach zutrifft. Entsprechende Schlüsse bezüglich der übrigen Verstärker zieht man aus den Pegeln der restlichen in E₂ empfangenen Überwachungsfrequenzen. Bekanntlich können die in den Verstärkern entstehenden Störgeräusohe durch Rauschen und Klirren erheblich zunehmen, wenn die Pegel der Nachrichtenfrequenzen in den Verstärkern zu stark von ihrem Sollwert abweichen. Daß diese Abweichung bzw. ihre zeitliche Änderung mit dem angegebenen Verfahren für alle Verstärkerstationen im ganzen Frequenzbereich vom Endamt aus. festgestellt werden kann, ist für die Überwachung sehr wichtig. Ordnet man dem sendenden Endamt audi eine oder zwei Überwachungsfrequenzen zu, so· kann man die Restdämpfung der ganzen Verbindung einschließlich des ersten Leitungsabschnittes zwischen E₁ und VS₁ überwachen.

An Hand der Pegel oder Pegeländerungen aller Überwachungsf requenzen kann man im Endamt E₂ feststeifen, wie der Restdämpfungsverlauf auf der Strecke ist, welcher Verstärker oder welcher Leitungsäbschnitt sich geändert hat, und kann z. B. allmählich schadhaft werdende Verstärker frühzeitig erkennen und auswechseln, ehe durch deren Ausfall der Betrieb vollkommen, unterbrochen wird- Auch ist es möglich, auf Grund der Meßergebnisse regelbare Entzerrungsnetzwerke in den Zwischenverstärkerstationen durch Fernsteuerung so einzustellen, daß sich die gewünschten Pegel in den. Zwischenverstärkern ergeben und so störende Änderungen in den Übertragungseigenschaften der Verbindung, die z. B. durch Temperaturänderttngen oder Alterung bedingt sind, auszugleichen.

Die Zuordnung der Überwachungsfrequenzen zu den Verstärkerstationen ist im Beispiel, das in Fig. 3 dargestellt ist, so gewählt, daß die den Frequenz-

Claims

grenzen des Nutzfrequenzbandes fu und /„ am nächsten liegenden Überwachungsfrequenzen ful0 und f01 für die Verstärkerstationen VS1 und VS2, die darauffolgenden Überwachungsfrequenzen /„9 und f02 für die Verstärkerstationen VSz und VSi vorgesehen sind usw. Den beiden letzten Verstärkerstationen sind die von fa und /„ entferntesten Überwachungsfrequenzen zugeordnet. Diese Frequenzordnung wurde unter der Annahme so gewählt, daß die Genauigkeit der Übereinstimmung zwischen Leitungsdämpfung und Ver-Stärkung unterhalb und oberhalb der Grenzen fu und fo des Nachrichtenfrequenzbereiches abnimmt, und daß die Überwachungsfrequenzen, welche am weitesten von diesem Frequenzbereich entfernt liegen, dadurch, daß sie nur über einen kurzen Teil der Strecke laufen, weniger von der ansteigenden Entzerruugsungenauigkeit beeinflußt werden. In Fig. 4 ist der Fall dargestellt, daß die Überwachungsfrequenzen nicht nur am unteren und oberen Ende, sondern auch innerhalb des Nutzfrequenzbandes liegen. Das zu übertragende Fersprechfrequenzband ist in die beiden Teilbereiche./!^ und Af2 zwischen den Frequenzen /„, /„„ fm und /„ aufgeteilt. Die Überwachungsfrequenzen sind ful bis /„„,, fmi bis fmp und f01 bis fon. Damit hat man eine Kontrolle der Restdämpfung und damit der Verstärkung und der Pegel, die nicht nur das obere und untere Ende des Übertragungsbereiches umfaßt, sondern auch die Entstehung von Ausbeulungen der Restdämpfungskurve gegen die Mitte des Übertragungsbereiches zu unmittelbar erkennen läßt. Falls solche Ausbeulungen auftreten, kann man auch dafür ferngesteuerte Entzerrungsmittel vorsehen. In Fig. 5 ist als Beispiel eine Verbindung mit fünfzehn Zwischenverstärkerstationen angegeben. Die Überwachungsfrequenzen aufeinanderfolgender Verstärkerstationen liegen abwechselnd am unteren Ende, in der Mitte und am oberen Ende des Frequenzbereiches der zu übertragenden Nachrichtenfrequenzen. Bei den üblichen Trägerfrequenz-Telephoniesystemen bleiben zwischen den einzelnen Fernsprechkanälen Lücken von einigen Hundert Hz Breite. In diese Lücken können, wie dies in Fig. 6 für eine Ver bindung mit fünfzehn Zwischenverstärkern und Überwachungsfrequenzen angedeutet ist, die Überwachungsfrequenzen gelegt werden. Die Überwachungsfrequenzen machen dann keine Erweiterung des zu übertragenden Frequenzbereiches notwendig. Die Lücken zwischen den Kanälen sind so breit, daß bei guter Frequenzkonstanz der die Überwachungsfrequenzen erzeugenden Generatoren auch mehrere Überwachungsfrequenzen in einer Lücke untergebracht werden könnten. Wie in Fig. Ib angedeutet, kann die Überwachungsfrequenz fx in an sich bekannter Weise auch durch Mitkopplung über den Verstärker V oder über einen Teil des Verstärkers und über einen Rückkopplungskreis R, der Bandpaßcharakter hat, erzeugt werden. xAn Stelle von eingeschwungenen Frequenzen können zur Überwachung und Entzerrungskontrolle auch Rauschsignale verwendet werden, die durch selektive Erhöhung der A^erstärkung in einem schmalen Frequenzband erzeugt werden. Patentansprüche:

1. Überwachungssystem für Nachrichtenübertragungssysteme, insbesondere für Seekabelsysteme, mit Endämtern und mit Zwischenverstärkerstationen zwischen den Endämtern, vorzugsweise mit einer Vielzahl von Zwiischenverstärkerstationen, bei dem im sendenden Endamt und in den einzelnen Zwischenverstärkerstationen ständig oder während der Dauer einer Überprüfung- des Nachrichtenübertragungssystems voneinander verschiedene Überwachungsfrequenzen erzeugt und dem Nachrichtenübertragungssystem zugeführt werden und bei dem in den Endämtern zur Auswertung des Pegels der im Endarnt empfangenen Überwachungsfrequenzen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des Pegelverlaufs des gesamten Nachrichtenfrequenzbandes die Überwachungsfrequenzen in an sich bekannter Weise auf mindestens zwei Teilgebiete des zu übertragenden Frequenzbandes verteilt und den Zwischenverstärkerstationen derart zugeordnet sind, daß in einer in Übertragungsrichtung nachfolgenden Verstärkerstation jeweils eine zu einem anderen Teilgebiet gehörige Frequenz erzeugt wird als in der vorhergehenden Versitärkerstation.

2. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Verstärkerstationen zugeordneten Überwachungsfrequenzen abwechselnd an der unteren und oberen Grenze des Nachrichtenfrequenzbandes liegen (Fig. 3).

3. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Verstärkerstationen zugeordneten Überwachungsfrequenzen abwechselnd an der unteren Grenze, in der Mitte und an der oberen Grenze des Nachrichtenfrequenzbandes liegen (Fig. 6).

4. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Überwachungsfrequenzen oder alle in Lücken des Nachrichtenfrequenzbandes liegen.

5. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Überwachungsfrequenzen Rauschsignale verwendet sind, die durch selektive Erhöhung der Verstärkung in einem schmalen Frequenzband erzeugt werden.

6. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in den Zwischenverstärkerstationen vorhandene, regelbare Entzerrernetzwerke, die vom Endamt aus abhängig von dem Ergebnis der Auswertung des Pegels der Überwachungsfrequenzen fernsteuerbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 951 580.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen