DE1161321B

DE1161321B - UEberwachungs- und Fehlerortungsverfahren fuer unbemannte Zwischenverstaerker-Stationen und die dazwischenliegenden Leitungsabschnitte elektrischer Nachrichtenuebertragungssysteme, insbesondere Traegerfrequenzsysteme

Info

Publication number: DE1161321B
Application number: DEF35791A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Maerkl; Siegfried Friedrich
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1962-01-17
Filing date: 1962-01-17
Publication date: 1964-01-16
Also published as: DE1161321C2

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MWQSSSS PATENTAMT Internat. Kl.: H 03 f;

AUSLEGESCHRIFT

H 04 m

Deutsche Kl.: 21 a2-41/07

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F 35791 VIII a / 21 a2
17. Januar 1962
16. Januar 1964

Bei der Nachrichtenübertragung auf Leitungen mit unbemannten Zwischenverstärker-Stationen ist es üblich, diese Zwischenverstärker-Stationen und die dazwischenliegenden Leitungsabschnitte zu überwachen und bei Störungen von einem überwachenden Amt aus festzustellen, welche Zwischenverstärker-Station oder welcher Leitungsabschnitt ausgefallen ist. Dies ist besonders dann wichtig, wenn nicht nur die Kabel, sondern auch die unbemannten Zwischenverstärker unterirdisch angeordnet werden. Die Überwachung und die Fehlerortung geschehen meist in der Weise, daß von einem überwachenden Amt ein Prüfsignal ausgesandt wird, das von den überwachten Zwischenverstärker-Stationen an das überwachende Amt zurückgegeben und dort ausgewertet wird.

So werden z. B. bei einem bekannten Verfahren verschiedene Prüffrequenzen im eingeschwungenen Zustand zeitlich nacheinander ausgesandt, in den überwachten Zwischenverstärker-Stationen durch Bandfilter mit verschiedenen und der jeweiligen Station zugeordneten Durchlaßbereichen in die Rückrichtung geleitet und im überwachenden Amt wieder empfangen.

Bei einem anderen bekannten Verfahren sendet das überwachende Amt als Prüfsignal eine pulsförmig getastete Frequenz innerhalb des TF-Ubertragungsbandes eines Zweidraht-Getrenntlage-Systems, das in den Zwischenverstärker-Stationen durch nichtlineare Gebilde in den anderen Übertragungsbereich des Systems umgesetzt, zurückgesandt und unter Ausnutzung der Laufzeit des Kabels im überwachenden Amt ausgewertet wird.

Nach einem anderen Verfahren werden verschiedene frequenzmodulierte Prüffrequenzen zeitlich nacheinander oder gleichzeitig gesendet, in den überwachten Zwischenverstärker-Stationen nach Passieren von Quarzfiltern mit verschiedenen und der jeweiligen Station zugeordneten Durchlaßbereichen innerhalb des Trägerfrequenz-Übertragungsbandes durch Gleichrichtung in niederfrequente Signale umgewandelt und auf der Fernspeiseleitung des TF-Systems zurückgesandt. Je nachdem, ob die Prüffrequenzen alle gleichzeitig oder einzeln und zeitlich nacheinander gesendet werden, wird die Laufzeit des Kabels ausgenutzt oder nicht.

Schließlich werden bei einem Pulscode-Nachrichtensystem als Prüfsignal codierte Gleichstromimpulse ausgesandt und in den überwachten Zwischenverstärker-Stationen über frequenzunabhängige Dämpfungsglieder zurückgeführt. In der überwachenden Station wird die Laufzeit des Prüfsignals einer Schleife quantitativ gemessen und daraus die Entfernung bestimmt, Überwachungs- und Fehlerortungsverfahren
für unbemannte Zwischenverstärker-Stationen
und die dazwischenliegenden Ledtungsabschnitte
elektrischer Nachrichtenübertragungssysteme,
insbesondere Trägerfrequenzsysteme

Anmelder:
ίο Feiten & Guilleaume

Fernmeldeanlagen G. m. b. H.,

Nürnberg, Äußere Bayreuther Str./Bierweg 170

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Georg Märkl,
Siegfried Friedrich, Nürnberg

während die über die anderen Prüfschleifen zurückkommenden Prüfsignale unterdrückt werden.

Diese bekannten Verfahren haben, jedoch folgende Nachteile: Die Verfahren mit verschiedenen Prüffrequenzen erfordern in den überwachten Zwischenverstärker-Stationen Bandfilter mit verschiedenen Durchlaßbereichen, so daß die Geräte dieser Stationen nicht untereinander austauschbar sind. Der Übertragungsbereich der Leitungsverstärker muß um den Bereich der nebeneinanderliegenden Prüffrequenzen vergrößert oder eine entsprechende Frequenzlücke im Übertragungsband ausgespart werden. Damit jedoch der Ubertragungsbereich der Leitungsverstärker nicht unzulässig groß gemacht werden muß, müssen die Prüffrequenzen eng nebeneinanderliegen, d. h., daß die Filter einen sehr engen Durchlaßbereich haben müssen und damit entsprechend aufwendig — unter anderem sind sogar Quarzfilter erforderlieh — und unstabil sind. Außerdem ist bei eng nebeneinanderliegenden Prüffrequenzen eine große Einstellgenauigkeit der Frequenzen am Sender und Empfänger erforderlich, um zu verhindern, daß versehentlich auf eine Nachbarfrequenz abgestimmt wird. Wenn durch Sperrfilter ein Weiterlaufen der Prüfsignale in andere Ortungsbereiche verhindert werden soll, müssen diese Sperrfilter einen verhältnismäßig breiten Sperrbereich haben und sind demzufolge ebenfalls ziemlich aufwendig.

Bei dem Pulscodesystem ist neben der Unterdrückung der über die anderen Prüfschleifen zurückkehrenden Signale eine quantitative Laufzeitmessung

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mit einem ziemlichen Meßaufwand erforderlich. Die Methode der frequenzmodulierten Signale benötigt einen zusätzlichen Stromkreis, nämlich den Fernspeisestromkreis. Um die Funktionsfähigkeit dieses Ortungsverfahrens bei Störungen, bei denen die Ortung ja gerade durchgeführt werden soll, zu gewährleisten, sind Sondermaßnahmen zur Aufrechterhaltung dieses Speisestromkreises erforderlich. Bei allen Verfahren, die eine Überprüfung während des Betriebes ermöglichen, sind die Geräte nicht austauschbar, und umgekehrt ist bei austauschbaren Geräten eine Überprüfung während des Betriebes unmöglich. Alle diese Nachteile werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß als Prüfsignal eine außerhalb des Nachrichtenübertragungsbandes liegende pulsförmig getastete Frequenz dient und daß die Rückführung des Prüfsignals von dem Ausgang des Verstärkers für die abgehende Übertragungsrichtung zu dem Eingang des Verstärkers für die ankommende Übertragungsrichtung in jeder überwachten Zwischenverstärker-Station mittels frequenzabhängiger, das Nachrichtenband sperrender und beliebig gegeneinander austauschbarer Dämpfungsnetzwerke (Filter) mit außerhalb des Übertragungsbandes liegenden gleichen Durchlaßbereichen erfolgt und die Pulsfrequenz des Prüfsignals höchstens so groß wie die reziproke Laufzeit des Prüfsignals über die letzte überwachte Zwischenverstärker-Station eines Überwachungsabschnittes ist. Das Verfahren bietet vor allem den großen Vorteil, daß die Geräte der Zwischenverstärker-Stationen nicht nur beliebig gegeneinander austauschbar sind, sondern daß trotzdem während des Betriebes alle zu einem Ortungsbereich gehörenden unbemannten Zwischenverstärker und Leitungsabschnitte in einfacher Weise gleichzeitig überprüft werden können, ohne daß irgendwelche Prüfsender und Prüfempfänger auf bestimmte, eng nebeneinanderliegende Frequenzen abgestimmt werden müssen. Es genügt vielmehr, das aus dem Impulsgenerator und dem Empfangsgerät bestehende Prüfgerät des überwachenden Amtes einzuschalten, um bei oszillographischer Auswertung den Betriebszustand aller unbemannten Zwischenverstärker-Stationen eines Ortungsbereiches gleichzeitig zu erkennen.

Dadurch, daß eine Überprüfung während des Betriebes möglich ist, läßt sich bereits der Beginn einer Störung erkennen und beheben, ohne daß es erst zu einem Totalausfall kommen muß wie bei den Verfahren, bei denen eine Überprüfung während des Betriebes nicht durchführbar ist.

Durch Einsatz von Sperrfiltern für das Prüfsignal wird eine gegenseitige Störung von fehlerortenden Ämtern verhindert, so daß auf der Gesamtstrecke mehrere Fehlerortungen gleichzeitig durchgeführt werden können.

An Hand der F i g. 1 bis 3 soll die Erfindung nun näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt den zwischen zwei überwachenden Ämtern 1 liegenden Teil einer trägerfrequent ausgenutzten Leitung. Zwischen diesen beiden Ämtern 1 liegen zwei Überwachungsabschnitte mit je η überwachten Zwischenverstärker-Stationen Z₁... Z_n.

Zum Verständnis der Wirkungsweise genügt die Betrachtung eines Überwachungsabschnittes. Der Impulsgenerator 2 sendet das in F i g. 2 dargestellte Prüfsignal S₀, das aus einer pulsförmig getasteten Frequenz / besteht, die außerhalb, also oberhalb oder unterhalb des Nachrichtenbandes liegt. Diese Frequenz / und ihre wichtigsten, durch die Tastung entstehenden Nebenfrequenzen werden in den Zwischenverstärker-Stationen durch die Filter 3 in die entgegengesetzte, zu demselben überwachenden Amt zurückführende, Übertragungsrichtung geleitet. Infolge der verschiedenen Entfernungen der überwachten Zwischenverstärker-Stationen vom überwachenden Amt kehrt ein und dasselbe Prüfsignal nach ver-

schiedenen Laufzeiten T₁... r„ bzw. T₁ ... η T₁ bei gleichen Verstärkerabständen zeitlich gestaffelt «mal in das überwachende Amt zurück und wird im Empfangsgerät 4 hinsichtlich Anzahl und Pegel ausgewertet. Wenn pro gesendetem Impuls η Signale zurückkehren, ist der Überwachungsabschnitt störungsfrei. Bei Störungen kehren nur so viele Signale zurück, wie ungestörte überwachte Zwischenverstärker-Stationen und Leitungsabschnitte vor der Störungsstelle liegen. Bei oszillographischer Auswertung erscheinen die zurückkehrenden Signale S₁... S_n eines Überwachungsabschnittes aneinandergereiht auf dem Bildschirm (s. Fig. 3). Auf diese Weise lassen sich alle Zwischenverstärker-Stationen und Leitungsabschnitte eines Überwachungsabschnittes gleich- zeitig überprüfen, so daß der Betriebszustand eines ganzen Überwachungsabschnittes auf dem Bildschirm erkennbar ist. Um ohne besonderen Synchronisationsaufwand auf dem Bildschirm ein stehendes Bild zu erhalten, macht man die Pulsfrequenz des Impulsgenerators gleich der Kippfrequenz des Oszillographen und koppelt beide Frequenzen starr miteinander, d. h., entweder steuert der Kippgenerator des Oszillographen den Impulsgenerator oder der Impulsgenerator steuert die Ablenkspannung des Oszillographen. Selbstverständlich ist es möglich, die zurückkehrenden Signale auch auf andere Arten auszuwerten, so z. B. durch einen Empfänger mit nachgeschaltetem Anzeigeinstrument oder Schreibgerät, wobei durch ein Zählgerät aus der Reihe der zurückkehrenden Signale jeweils nur ein bestimmtes Signal ausgewählt, angezeigt und ausgewertet wird und durch Hand- oder automatische Umschaltung die zurückkehrenden Signale der Reihe nach angezeigt werden. Da in jeder überwachten Zwischenverstärker-Station für die Filter 3 stets die gleichen Bedingungen gelten, nämlich dasselbe Prüfsignal passieren zu lassen und dasselbe Übertragungsband zu sperren, sind diese Filter und damit die Gerätesätze der Zwischenverstärker-Stationen als ganzes beliebig gegeneinander austauschbar. Die Filter können gleichen Durchlaß- und Sperrbereich haben und mechanisch und elektrisch völlig gleich aufgebaut sein.

Mit Rücksicht auf das Einschwingverhalten der Filter und zur Vermeidung größerer Impulsverzerrungen durch diese, sollte der Impuls möglichst lange dauern. Die Impulsdauer τ, kann praktisch jedoch höchstens gleich der Laufzeit τ. des Prüfsignals über die erste überwachte Zwischenverstärker-Station sein, da sonst die zurückkehrenden Signale ineinander übergehen wurden und deshalb nicht mehr auswertbar wären. Bei einer Impulsdauer Tj=T₁ ist ein Rechteckimpuls ungeeignet, da die rückwärtige Flanke eines Signals mit der vorderen Flanke des nächsten zurückkehrenden Signals zusammenfallen und so aus η zurückkehrenden Einzelsignalen von je T₁ Sekunden ein einziges Signal mit η T₁ Sekunden entstehen würde, das nicht mehr auswertbar wäre. Die Dauer des Rechteckimpulses müßte in diesem

Fall merklich kleiner als die Laufzeit T₁ sein, was jedoch mit Rücksicht auf das Einschwingverhalten und die Impulsverzerrungen nicht empfehlenswert ist. Der Impuls sollte vielmehr mindestens eine von einer Senkrechten deutlich abweichende Flanke aufweisen. Am besten eignen sich Impulse ohne scharfe Ecken und mit möglichst schrägen und abgerundeten Flanken.

Die F i g. 2 und 3 veranschaulichen die Bedingungen für die Pulsfrequenz des Prüfsignals. Der zeitliehe Abstand x_p zweier aufeinanderfolgender Impulse des Prüfsignals muß so groß sein, daß das letzte zurückkehrende Signal S_n des einen Impulses und das erste zurückkehrende Signal S₁ des nächsten Impulses sich nicht überschneiden. Hinzu kommen noch die Rücklaufzeit %_T des Kathodenstrahls und die für den seitlichen Abstand des ersten und letzten Signals vom Bildröhrenrand erforderlichen Zeiten Δ τ (s. Fig. 3). Selbst wenn man diese kleinen Werte Δ τ und τ_Τ vernachlässigt, muß der zeitliche Abstand %_p mindestens den Wert %_n bzw. η T₁ haben. Das bedeutet, daß die Pulsfrequenz des Prüfsignals höchstens so groß wie die reziproke Laufzeit des Prüfsignals über die letzte überwachte Zwischenverstärker-Station eines Uberwachungsabschnittes sein darf.

Wenn die Nachrichtenübertragungsstrecke und damit die Leitung sehr lang ist und in den Leitungszug mehrere bemannte Ämter eingefügt sind, kann es vorkommen, daß diese gleichzeitig eine Fehlerortung durchführen wollen. Sie würden sich jedoch dabei gegenseitig stören, wenn das Prüfsignal der verschiedenen Ämter nicht durch Sperrfilter im Leitungszug unterdrückt würde, die die Überwachungsabschnitte voneinander trennen und das Nachrichtenband passieren lassen. In Fig. 1 sind diese Sperrfilter 5 beispielsweise in den bemannten Ämtern untergebracht. Dadurch sind zwar die beiden dazwischenliegenden Uberwachungsabschnitte nicht voneinander getrennt, so daß zwei benachbarte bemannte Ämter nicht gleichzeitig eine Fehlerortung durchführen können, sondern nur Ämter, die nicht unmittelbar benachbart sind. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Sperrfilter jeweils in der letzten überwachten Zwischenverstärker-Station Z_n eines Uberwachungsabschnittes untergebracht sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Überwachungsabschnitt eines bemannten Amtes bis zum nächsten bemannten Amt auszudehnen und dessen Überwachungsbereich auf die andere Seite zu verlegen.

Die Ortungsrichtung kann dadurch umgekehrt werden, daß in den bemannten Ämtern 1 der Impulsgenerator 2 und das Emfangsgerät 4 statt — wie in Fig. 1 dargestellt — an den Punkten6 und 7 an den Punkten 6' und T angeschaltet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungs- und Fehlerortungsverfahren für unbemannte Zwischenverstärker-Stationen und die dazwischenliegenden Leitungsabschnitte elektrischer Nachrichtenübertragungssysteme, insbesondere Trägerfrequenzsysteme, mit zwei voneinander getrennten Übertragungsleitungen für die beiden einander entgegengesetzten Übertragungsrichtungen und Verstärkern in beiden Übertragungsleitungen, bei dem von einem überwachenden (bemannten) Amt auf der abgehenden Übertragungsleitung Prüfsignale ausgesandt und in jeder der zu einem Überwachungsabschnitt gehörenden überwachten (unbemannten) Zwischenverstärker-Stationen vom Ausgang des Verstärkers für die abgehende Übertragungsrichtung über einen elektrischen Verbindungsweg auf den Eingang des Verstärkers für die ankommende Übertragungsrichtung zurückgeführt und im gleichen überwachenden (bemannten) Amt die auf der ankommenden Übertragungsleitung infolge der verschiedenen Laufzeiten zeitlich gestaffelt zurückkehrenden Prüfsignale empfangen und zur Anzeige gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsignal eine außerhalb des Nachrichtenübertragungsbandes liegende pulsförmig getastete Frequenz dient und daß die Rückführung des Prüfsignals von dem Ausgang des Verstärkers für die abgehende Übertragungsrichtung zu dem Eingang des Verstärkers für die ankommende Übertragungsrichtung in jeder überwachten Zwischenverstärker-Station mittels frequenzabhängiger, das Nachrichtenband sperrender und beliebig gegeneinander austauschbarer Dämpfungsnetzwerke (Filter) mit außerhalb des Übertragungsbandes liegenden gleichen Durchlaßbereichen erfolgt und die Pulsfrequenz des Prüfsignals höchstens so groß wie die reziproke Laufzeit des Prüfsignal über die letzte überwachte Zwischenverstärker-Station eines Überwachungsabschnittes ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls des Prüfsignals mindestens eine von einer Senkrechten deutlich abweichende Flanke aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei oszillographischer Anzeige die Kippfrequenz des hierbei verwendeten Oszillographen gleich der Pulsfrequenz des Prüfsignals und mit dieser elektrisch gekoppelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 085 198,
074 089.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen