DE1161321C2

DE1161321C2 - Ueberwachungs- und fehlerortungsverfahren fuer unbemannte zwischenverstaerker- stationen und die dazwischenliegenden leitungsabschnitte elektrischer nachrichtenuebertragungssysteme, insbesondere traegerfrequenzsysteme

Info

Publication number: DE1161321C2
Application number: DE1962F0035791
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing.; Friedrich Siegfried; 8500 Nürnberg Markt
Original assignee: Tekade Feiten & Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH, 8500 Nürnberg
Priority date: 1962-01-17
Filing date: 1962-01-17
Publication date: 1976-01-15
Also published as: DE1161321B

Description

einer Schleife quantitativ gemessen und daraus die

45 Entfernung bestimmt, während die über die anderen

Prüfschleifen zurückkommenden Prüfsignale unterdrückt werden.

Bei der Nachrichtenübertragung auf Leitungen Diese bekannten Verfahren haben jedoch fol- »lit unbemannten Zwischenverstärker-Stationen ist gende Nachteile: Die Verfahren mit verschiedenen fs üblich, diese Zwischenverstärker-Stationen und 50 Prüffrequenzen erfordern in den überwachten Zwi-4ie dazwischenliegenden Leitungsabschnitte zu über- schenverstärker-Stationen Bandfilter mit verschiede- ^achen und bei Störungen von einem überwachen- nen Durchlaßbereichen, so daß die Geräte dieser #en Amt aus festzustellen, welche Zwischenverstär- Stationen nicht untereinander austauschbar sind. ker-Slationen oder welcher Leitungsabschnitt ausge- Der Übertragungsbereich der Leitungsverstärker lallen ist. Dies ist besonders dann wichtig, wenn 55 muß um den Bereich der nebeneinanderliegenden licht nur die Kabel, sondern auch die unbemannten Prüffrequenzen vergrößert oder eine entsprechende taschenverstärker unterirdisch angeordnet werden. Frequenzlücke im Übertragungsband ausgespart wer-Die Überwachung und die Fehlerortung geschehen den. Damit jedoch der Übertragungsbereich der Leimeist in der Weise, daß von einem überwachenden tungsverstärker nicht unzulässig groß gemacht wer-Amt ein Prüfsignal ausgesandt wird, das von den 60 den muß, müssen die Prüffrequenzen eng nebeneinüberwachten Zwischenverstärker-Stationen an das anderliegen, d. h., daß die Filter einen sehr engen überwachende Amt zurückgegeben und dort ausge- Durchlaßbereich haben müssen und damit entsprewertet wird. chen aufwendig — unter anderem sind sogar Quarz-So werden z. B. bei einem aus Proc. IEEE Vol. 101 filter erforderlich — und unstabil sind. Außerdem (1954), Part I, S. 167 bis 179, bekannten Verfahren e₅ ist bei eng nebeneinanderliegenden Prüffrequenzen verschiedene Prüffrequenzen im eingeschwungenen eine große Einstellgenauigkeit der Frequenzen am Zustand zeitlich nacheinander ausgesandt, in den Sender und Empfänger erforderlich, um zu verhinüberwachten Zwischenverstärker-Stationen durch dem, daß versehentlich auf eine Nachbarfrequenz

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abgestimmt wird. Wenn durch Sperrfilter ein Weiter- fächer Weise gleichzeitig überprüft werden können,

laufen der Prüfsignale in andere Ortungsbereiche ohne daß irgendwelche Prüfsender und Prüfempfän-

verhindert werden soll, müssen die^ce Sperrfilter einen ger auf bestimmte, eng nebeneinanderliegende Fre-

verhältnismäßig breiten Sperrbereich haben und sind quenzen abgestimmt werden müssen. Es genügt viel-

demzufolge ebenfalls ziemlich aufwendig. 5 mehr, das aus dem Impulsgenerator und dem Emp-

Bei dem Pulscodesystem ist neben der Unter- fangsgerät bestehende Prüfgerät dos überwachenden drückung der über die anderen Prüfschleifen zurück- Amtes einzuschalten, um bei oszillographischer Auskehrenden Signale eine quantitative Laufzeitmessung wertung den Betriebszustand aller unbemannten mit einem ziemlichen Meßaufwand erforderlich. Die Zwischenverstärker-Stationen eines Ortungsbereiches Methode der frequenzmodulierten Signale benötigt io gleichzeitig zu erkennen.

einen zusätzlichen Stromkreis, nämlich den Fern- Dadurch, daß eine Überprüfung während des Bespeisestromkreis. Um die Funktionsfähigkeit dieses triebes möglich ist, läßt sich bereits der Beginn einer Ortungsverfahrens bei Störungen bei denen die Or- Störung erkennen und beheben, ohne daß es erst zu tung ja gerade durchgeführt werden soll, zu gewähr- einem Totalausfall kommen muß wie bei den VerleiEten, sind Sondermaßnahmen zur Aufrechterhai- 15 fahren, bei denen eine Überprüfung während des Betung dieses Speisestromkreises erforderlich. Bei allen triebes nicht durchführbar ist.

Verfahren, die eine Überprüfung während des Be- Durch Einsatz von Sperrfiltern für das Prüfsignal

triebes ermöglichen, sind die Geräte nicht austausch- wird eine gegenseitige Störung von fehlerortenden

bar, und umgekehrt ist bei austauschbaren Geräten Ämtern verhindert, so daß auf der Gesamtstrecke

eine Überprüfung während des Betriebes unmöglich. 20 mehrere Fehlortungen gleichzeitig durchgeführt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese werden können.

vorgenannten Nachteile zu vermeiden und insbeson- An Hand der Fig. 1 bis 3 soll die Erfindung nun

dere ein Überwachungs- und Fehlerortungsverfah- näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt den zwischen

ren für unbemannte Zwischenverstärker-Stationen zwei überwachenden Ämtern 1 liegenden Teil einer

und die dazwischenliegenden Leitungsabschnitte 25 trägerfrequent ausgenutzten Leitung. Zwischen diesen

elektrischer Nachrichtenübertragungssysteme, insbe- beiden Ämtern 1 liegen zwei Überwachungsabschnitte

sondere Trägerfrequenzsysteme mit zwei voneinander mit je η überwachten Zwischenverstärker-Stationen

getrennten Übertragungsleitungen für die beiden ein- Z₁ ... Z_n.

ander entgegengesetzten Übertragungsrichtungen und Zum Verständnis der Wirkungsweise genügt die Verstärkern in beiden Übertragungsleitungen anzu- 30 Betrachtung eines Überwachungsabschnittes. Der geben, bei dem von einem überwachenden (bemann- Impulsgenerator 2 sendet das in F i g. 2 dargestellte ten) Amt auf der abgehenden Übertragungsleitung Prüfsignal S₀, das aus einer pulsförmig getasteten pulsförmig getastete Frequenzen als Prüfsignale aus- Frequenz / besteht, die außerhalb, also oberhalb oder gesandt und in jeder der zu einem Überwachungs- unterhalb des Nachrichtenbandes liegt. Diese Freabschnitt gehörenden überwachten (unbemannten) 35 quenz/ und ihre wichtigsten, durch die Tastung ent-Zwischenverstärker-Stationen über Rückführungsein- stehenden Nebenfrequenzen werden in den Zwischenrichtungen auf die ankommende Übertragungsleitung verstärker-Stationen durch die Filter 3 in die und auf dieser zu dem überwachenden (bemannten) entgegengesetzte, zu demselben überwachenden Amt Amt zurückgeleitet und hier zur Anzeige gebracht zurückführende Übertragungsrichtung geleitet. Inwerden und bei dem mit einfachen Mitteln ohne 4° folge der verschiedenen Entfernungen der überwach-Störung des normalen Betriebs eine ständige Über- ten Zwischenverstärker-Stationen vom überwachenwachung der Zwischenverstärker-Stationen und der den Amt kehrt ein und dasselbe Prüfsignal nach verdazwischenliegenden Leitungen sowie in Fall einer schiedenen Laufzeiten T₁ ... t„ bzw. T₁... η T₁ bei Störung eine schnelle und zuverlässige Fehlerortung gleichen Verstärkerabständen zeitlich gestaffelt η mal möglich ist. 45 in das überwachende Amt zurück und wird im

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch Empfangsgerät 4 hinsichtlich Anzahl und Pegel ausgelöst, daß die pulsförmig getastete Frequenz außer- gewertet. Wenn pro gesendetem Impuls η Signale zuhalb des Trägerfrequenznachrichtenbandes liegt und rückkehren, ist der Überwachungsabschnitt störungsdaß die Rückführung des Prüfsignals unter Bei- frei. Bei Störungen kehren nur so viele Signale zubehaltung seiner Frequenzlage vom Ausgang des 50 rück, wie ungestörte überwachte Zwischenverstärker-Verstärkers für die abgehende Übertragungsrichtung Stationen und Leitungsabschnitte vor der Störungszum Eingang des Verstärkers für die ankommende stelle liegen. Bei oszillographischer Auswertung er-Übertragungsrichtung in jeder überwachten Zwi- scheinen die zurückkehrenden Signale S₁... S_n eines schenverstärker-Station mittels ständig angeschalte- Überwachungsabschnittes aneinandergereiht auf dem ter frequenzabhängiger das gesamte Trägerfrequenz- 55 Bildschirm (s. F i g. 3). Auf diese Weise lassen sich nachrichtenband sperrender als Dämpfungsnetzwerke alle Zwischenverstärker-Stationen und Leitungs-(Filter) mit außerhalb des Übertragungsbandes lie- abschnitte eines Überwachungsabschniltes gleichgenden gleichen Durchlaßbereichen ausgebildeter zeitig überprüfen, so daß der Betriebszustand eines Rückführungseinrichtungen erfolgt und daß die ganzen Überwachungsabschnittes auf dem Bildschirm Rückführungseinrichtungen der einzelnen Zwischen- 60 erkennbar ist. Um ohne besonderen Synchronisationsverstärker-Stationen in ihrer Gesamtheit gegenein- aufwand auf dem Bildschirm ein stehendes Bild zu ander austauschbar sind. erhalten, macht man die Pulsfrequenz des Impuls-

Das Verfahren bietet vor allem den großen Vor- generators gleich der Kippfrequenz des Oszillo-

teil, daß die Geräte der Zwischenverstärker-Stationen graphen und koppelt beide Frequenzen starr mitein-

nicht nur beliebig gegeneinander austauschbar sind, 65 ander, d. h., entweder steuert der Kippgenerator des

sondern daß trotzdem während des Betriebs alle zu Oszillographen den Impulsgenerator oder der Impuls-

einem Ortungsbereich gehörenden unbemannten generator steuert die Ablenkspannung des Oszillo-

Zwischenverstärker und Leitungsabschnitte in ein- graphen. Selbstverständlich ist es möglich, die zurück-

kehrenden Signale auch auf andere Arten auszuwerten, so z. B. durch einen Empfänger mit nachgeschaltetem Anzeigeinstrument odor 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 Ubertragungsband zu sperren, sind diese Filter und damit die Gerätesälze 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 r, kann praktisch jedoch höchstens gleich der Laufzeit T₁ des Prüfsignal über die erste überwachte Zwischenverstärker-Station sein, da sonst die zurückkehrenden Signale ineinander übergehen würden und deshalb nicht mehr auswertbar wären. Bei einer Impulsdauer T₁ = 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 τ, 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 zeitliche Abstand τ_Β 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 r_r des Kathodenstrahls und die für den seitlichen Abstand des ersten und letzten Signals vom Bildröhrenrand erforderlichen Zeiten Aτ (s. Fig. 3). Selbst wenn man diese kleinen Werte Δ τ und τ_Γ vernachlässigt, muß der zeitliche Abstand x„ mindestens

ίο den Wert T_n bzw. Mt₁ haben. Das bedeutet, daß die Pulsfrequenz des Prüfsignals höchstens so groß wie die reziproke Laufzeit des Prüfsignals über die letzte überwachte Zwischenverstärker-Station eines Überwachungsabschnittes 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 Überwachungsabschnitte nicht voneinander getrennt, so daß zwei benachbarte bemannte Ämter nicht gleichzeitig eine Fehlerortung durchführen können, sondern nur Ämter, dje nicht unmittelbar benachbart sind. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Sperrfilter jeweils in der letzten überwachten Zwischenverstärker-Station Z_n eines Überwachungsabschnittes untergebracht sind.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Überwachungsabschnitt eines bemannten Amtes bis zum näcnsten 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 Empfangsgerät 4 statt — wie in F i g. 1 dargestellt — an den Punkten 6 und 7 an der Punkten 6' und T angeschaltet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

II 61 321 1 2 Bandfilter mit verschiedenen und der jeweiligen Sta- Patentanspräche: tion zugeordneten Durchlaßbereichen ausgesiebt, nach Frequenzverdopplung in die Rückrichtung ge-

1. Überwachungs- und Fehlerortungsverfah- leitet und* im überwachenden Amt wieder 2mpren für unbemannte Zwischenverstärkerstationen 5 fangen.

und die dazwischenliegenden Leitungsabschnitte Bei einem anderen aus der gleichen Literaturstelle elektrischer Nachrichtenübertragungssysteme, ins- bekannten Verfahren sendet das überwachende Amt besondere Trägerfrequenzsysteme, mit zwei von- als Prüfsignal eine pulsföimig getpstete Frequenz einandergetrennten Übertragungsleitungen für die innerhalb des TF-Übertragungsbandes eines Zweibeiden einander entgegengesetzten Übertragunes- io draht-Getrenntlage-Systems, das in den Zwischenverrichtungen und Verstärkern in beiden Übertra- stärker-Stationen durch nichtlineare Gebilde in den gungsleitungen, bei dem von einem überwachen- anderen Übertragungsbereichen des Systems umgeden (bemannten) Amt auf der abgehenden Über- setzt, zurückgesandt und unter Ausnutzung der Lauftragungsleitung pulsförmiii getastete Frequenzen zeit des Kabels im überwachenden Amt ausgewertet als Prüfsigftale ausgesandt und in jeder der zu >₅ wird. Dieses Verfahren ist auch in der deutschen einem Überwachungsabschnitt gehörenden über- Patentschrift 8 87 062 beschrieben. Dabei werden in wachten (unbemannten) Zwischenverstärkersta- einer Ausführungsform die besonders bei mangelhaftionen über Rückführungseinrichtungen auf die ten Verstärkern vorhandenen Nichtlinearitäten zur ankommende Übertragungsleitung und auf dieser Frequenzumsetzung ausgenutzt. In einer anderen zu dem überwachenden (bemannten) Amt zu- 20 Ausführungsform werden besondere nichtlineare Gerückgeleitet und hier zur Anzeige gebracht wer- bilde benutzt, zu deren Einschaltung zusätzliche fernden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerte Schalteinrichtungen erforderlich sind,
pulsförmig getastete Frequenz außerhalb des Nach einem anderen in der DT-AS 10 74 089 be-Trägerfrequenznachrichtenbandes liegt und daß schriebenen Verfahren werden verschiedene fredie Rückführung des Prüfsignal unter Beibehal- 25 quenzmodulierte Prüff.equenzen zeitlich nacheintung seiner Frequenzlage vom Ausgang des Ver- ander oder gleichzeitig gesendet, in den überwachten stärkers für die abgehende Übertragungsrichtung Zwischenverstärker-Stationen nach Passieren von zum Eingang des Verstärkers für die ankom- Quarzfiltern mit verschiedenen und der jeweiligen mende Übertragungsrichtung in jeder überwach- Station zugeordneten Durchlaßbereichen innerten Zwischenverstärkerstation mittels ständig an- 30 halb des Trägerfrequenz-Übertragungsbandes durch geschalteter, frequenzabhängiger, das gesamte Gleichrichtung in niederfrequente Signale umgewan-Trägerfrequenznachrichtenband sperrender als delt und auf der Fernspeiseleitung des TF-Systems Dämpfungsnetzwerke (Filter) mit außerhalb des zurückgesandt. Je nachdem, ob die Prüffrequenzen Übertragungsbandes liegenden gleichen Durch- alle gleichzeitig oder einzeln zeitlich nacheinander gelaßbereichen ausgebildeter Rückführungseinrich- 35 sendet werden, wird die Laufzeit des Kabels ausgetungen erfolgt und daß die Rückführnngseinrich- nutzt oder nicht.

tungen der einzelnen Zwischenverstärkerstationen Schließlich werden bei einem Pulscodenachrichten-

in ihrer Gesamtheit gegeneinander austauschbar system als Prüfsignal codierte Gleichstromimpulse

sind. ausgesandt und in den überwachten Zwischenver-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 stärker-Stationen über frequenzunabhängige Dämpkennzeichnei, daß der Impuls des Prüfsignals fungsglieder zurückgeführt, wie sie in der deutschen mindestens eine von einer Senkrechten deutlich Patentschrift 10 85 198 angegeben ist. In der überabweichende Flanke aufweist. wachenden Station wird die Laufzeit des Prüfsignals