DE19824157C1 - Verfahren zur Ermittlung der Position einer defekten Schirmung eines Koaxialkabels oder Steckverbinders in einem Koaxialkabelnetz - Google Patents

Abstract

Ein mit einem ersten Tonsignal (ts1) moduliertes erstes Signal (s1) mit einer ersten Frequenz (f1) und ein mit einem zweiten Tonsignal (ts2) moduliertes zweites Signal (s2) mit einer zweiten, höheren Frequenz (f2) wird in das Koaxialkabel (K) eingekoppelt. Bei Empfang des ersten Signals (s1) in einem Empfänger (E) wird durch akustische Wiedergabe des ersten Tonsignals (ts1) eine defekte Schirmung (S(d)) in einem Bereich (B) und bei Empfang des zweiten Signals (s2) durch akustische Wiedergabe des zweiten Tonsignals (ts2) die Position (P) der defekten Schirmung (S(d)) angezeigt.

Description

Fernsehverteilnetze, in der Fachwelt auch als CATV-Netze be­ kannt, sind überwiegend durch Koaxialkabel bzw. Koaxialkabel­ netze realisiert, bei denen zur Vermeidung der Abstrahlung der übertragenen Fernsehsignale eine oder zwei metallische Schirmungen - meist Aluminiumfolie, jedoch auch Kupferfolie oder Geflecht - die Informationsleiter - d. h. Innenleiter - um­ gibt. Die Schirmung ist vorzugsweise mit der lokalen Erdpo­ tentialschicht verbunden.

Bei der Installation von derartigen Koaxialkabelnetzen, ins­ besondere von Fernsehverteilnetzen - kommt es aufgrund von nicht fachgerechter Verlegung und nicht fachgerechter Behand­ lung zu Beschädigungen der Schirmung der Koaxialkabel oder durch fehlerhafte Montage der Steckverbinder zu hohen Über­ gangswiderständen. Die Beschädigungen der Schirmung sind ent­ weder eine zerstörte Schirmung oder stellen Schlitze in der Schirmung dar, die bei der Verlegung der Koaxialkabel durch zu kleine Biegeradien, zu hohe mechanische Beanspruchung oder durch nach der Installation hervorgerufene starke Bewegungen oder Verformungen - insbesondere bei einer Verlegung im Frei­ en - entstehen.

Vor einer Benutzung der Koaxialkabelnetze oder bei Beanstan­ dungen über eine zu geringe Qualität der übermittelten Fern­ sehsignale oder Einstrahlungen von Signalen im Rückkanalfre­ quenzbereich, werden die Koaxialkabelnetze auf defekte Schir­ mung - in der Fachwelt auch mit Leckstellen bezeichnet - überprüft, durch die eine Abstrahlung der zu übertragenen Fernsehsignale ins Freie erfolgt und im Außenbereich vorhan­ dene Signale in das Koaxialkabel eindringen und die Fernseh­ signale oder Rückkanalsignale stören.

Um derartige Leckstellen bzw. die Position einer defekten Schirmung eines Koaxialkabels zu finden, wird ein Signal mit einer Frequenz von ca. 130 MHz moduliert mit einem Tonsignal in das Koaxialkabel eingekoppelt. Die gewählte Frequenz liegt hierbei im unteren Bereich des für die Fernsehverteilung vor­ gesehenen Frequenzbereiches. Ein auf das eingekoppelte Signal abgestimmter Empfänger wird jeweils entlang des zu untersu­ chenden Koaxialkabels geführt und auf Empfang des eingekop­ pelten Signals beobachtet. Hierbei wird insbesondere die ge­ messene Feldstärke eines empfangenen, eingekoppelten Signals zur Beurteilung über die Position der defekten Schirmung des jeweiligen Koaxialkabels herangezogen. Prinzipiell gilt, je höher die gemessene Feldstärke, desto näher befindet sich die Position der defekten Schirmung. Ein weiteres Kriterium zum Ermitteln der Position der defekten Schirmung stellt das Ton­ signal dar, das nach Demodulation eines empfangenen Signals akustisch wiedergegeben wird. Mit dieser Meßmethode kann die Position einer defekten Schirmung lediglich auf einen Bereich von ca. 20 m eingegrenzt werden, da sich die durch die defek­ te Schirmung entstehende Mantelwelle auf der Schirmung in beiden Richtungen - bei Verwendung eines eingekoppelten Prüf­ signals von ca. 130 MHz - 10 bis 20 m ausbreitet - hängt von der Umgebung des Koaxialkabels ab, z. B. Mauerwerk, Beton oder Stahlträger - und diese Mantelwelle in diesem Bereich von dem Empfänger mit unterschiedlicher Feldstärke empfangen und das Tonsignal akustisch wiedergegeben wird.

Des weiteren ist aus der DE 196 21 401 A1 bereits ein Verfah­ ren zur Bestimmung der Schirmwirkung einer abgeschirmten Ver­ kabelungsstrecke mit Innenleiter und Abschirmung bekannt, bei dem über ein Rangierkabel an den Innenleiter ein Pol eines ein elektrisches Signal aussendenden Senders angeschlossen wird, wobei der andere Pol an die Abschirmung gelegt wird. Am anderen Ende der Verkabelungsstrecke wird zur Messung zwi­ schen Innenleiter und Abschirmung eine vorbestimmte Impedanz angeschlossen. Die Abschirmung wird mit dem auf Massepotenti­ al gelegten Pol des Senderausgangs durch eine am ersten Ende der Verkabelungsstrecke angeschlossene Rückleitung verbunden und mit Hilfe einer Meßvorrichtung wird die Differenzstrom­ stärke der durch das Rangierkabel und die Rückleitung flie­ ßenden Ströme in einen Meßwert umgesetzt und daraus ein empi­ rischer Wert für die Schirmwirkung bestimmt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Position der defekten Schirmung eines Koaxialkabels prä­ ziser zu ermitteln. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein mit einem ersten Tonsignal modulier­ tes erstes Signal mit einer ersten Frequenz und ein mit einem zweiten Tonsignal moduliertes zweites Signal mit einer zwei­ ten Frequenz in das Koaxialkabel eingekoppelt werden, wobei die zweite Frequenz höher als die erste Frequenz ist und die Tonsignale eine unterschiedliche Tonfrequenz aufweisen. Ein für den Empfang der beiden Signale ausgebildeter Empfänger wird entlang des Koaxialkabels geführt und bei Empfang des ersten Signals wird das erste Tonsignal akustisch wiedergege­ ben, wodurch eine defekte Schirmung in einem Bereich ange­ zeigt wird, und bei Empfang des zweiten Signals wird das zweite Tonsignal akustisch wiedergegeben, wodurch die Posi­ tion der defekten Schirmung bestimmt ist. Bei einem simulta­ nen Empfang beider Signale sind bei Auffinden der Position der defekten Schirmung des Koaxialkabels beide Tonsignale hörbar. Vorteilhaft wird die erste Frequenz des ersten Si­ gnals im Bereich von 100 bis 200 MHz und die zweite Frequenz des zweiten Signals im oberen Übertragungsbereich des Ko­ axialkabels gewählt - Anspruch 2. Die zweite Frequenz des zweiten Signals wird vorteilhaft derart gewählt, daß die Er­ mittlung der defekten Schirmung des Koaxialkabels bei instal­ liertem und betriebenem Kabel durchgeführt werden kann - An­ spruch 3 -, z. B. auch zwischen Ton- und oberen Nachbarbild­ träger. Durch das Einkoppeln eines mit einem zweiten Tonsi­ gnal modulierten, zweiten Signals, dessen Frequenz im Bereich der Betriebsfrequenzen, d. h. im Bereich der Frequenz der Fernsehsignale liegt, kann nach Auffinden des 10 bis 20 m- Bereichs die Position der defekten Schirmung des zu überprü­ fenden Koaxialkabels wesentlich präziser lokalisiert werden, da das zweite Signal bei einer defekten Schirmung aufgrund der wesentlich höheren Frequenz und damit höheren Mantelwel­ lendämpfung sich auf dem Koaxialkabel in einem sehr kleinen Bereich, d. h. im Zentimeterbereich ausbreitet und ansonsten in den freien Raum abgestrahlt wird.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens werden die Frequenzen des ersten und zweiten Signals derart gewählt, daß ein für den gleichzeiti­ gen Empfang von zwei Signalen ausgebildeter Amateurfunk- Empfänger als Empfänger für den Empfang der beiden Signale verwendet werden kann - Anspruch 5. Durch diese Wahl der er­ sten und zweiten Frequenz können handelsübliche Empfänger verwendet werden, die besonders kostengünstig und handlich sind. Diese Amateurfunk-Empfänger können aufgrund ihrer Hand­ lichkeit einfach an den zu überprüfenden Koaxialkabeln ent­ lang geführt werden und zugleich die Feldstärke beobachtet und das aktustisch wiedergegebene erste und zweite Tonsignal abgehört werden. Desweiteren kann dieser Amateurfunk-Empfän­ ger vorteilhaft in den meist geographisch ausgebreiteten Ka­ belnetzen zusätzlich als lokale Kommunikationseinrichtung - beispielsweise als Baustellentelefon - eingesetzt werden.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Sendepegel des ersten und zweiten Signals auf die Emp­ fangseigenschaften des Empfängers abgestimmt und/oder im Emp­ fänger werden die empfangenen Signale (s1, s2) gedämpft - An­ spruch 6. Für die Dämpfung der empfangenen Signale im Empfän­ ger können Dämpfungsstecker - z. B. 80 Ohm, 20 dB - in die An­ tenne eingefügt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ist optional das Sub Audio Squelch- Verfahren integriert - Anspruch 7. Bei diesen Verfahren wird ein unterer Audiofrequenzbereich - z. B. 0-300 Hz - unter­ drückt und ein Ton bzw. Pilotton mit einer beispielsweise bei Amateurfunk-Geräten vorgesehenen Frequenz von 85,4 Hz ausge­ sandt. Wird dieser ausgesandte Ton mit ausreichendem Pegel im Empfänger empfangen, wird die akustische Wiedergabeeinrich­ tung d. h. Verstärker und Lautsprecher freigegeben bzw. bei nicht ausreichendem Pegel gesperrt - in der Fachwelt als Squelch-Funktion bezeichnet.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von zwei Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens in einem Koaxialkabelnetz,

Fig. 2A in einem Blockschaltbild die wesentlichen Komponen­ ten eines erfindungsgemäßen Empfängers und

Fig. 2B die Bedieneroberfläche eines erfindungsgemäßen Emp­ fängers.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines üblicherweise eine Baumstruk­ tur aufweisenden Koaxialkabelnetzes KN, das durch ein Koa­ xialkabel K repräsentiert ist. Das Koaxialkabel K ist durch zwei parallelgeführte Linien und eine den Innenleiter andeu­ tende strichlierte Linie dargestellt. Über das Koaxialkabel K bzw. über das Koaxialkabelnetz KN werden im Betrieb Fernseh­ signale fs an Übergabestellen - nicht dargestellte Fernsehan­ schlußdosen - übertragen und von dort an TV-Einrichtungen weitergeleitet - nicht dargestellt. Für die Einkopplung der erfindungsgemäßen Signale S1, S2 ist ein Koppler KP bzw. das Sammelfeld eines TV Headends in das Koaxialkabel K eingefügt. An diesen Koppler KP ist über eine Koaxialleitung KL ein Sen­ der S angeschlossen. In diesem Sender S sind zwei Signalgene­ ratoren G1 und G2 enthalten. Für das Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß im ersten Signalgenerator G1 ein erstes Si­ gnal S1 mit einer ersten Frequenz f1 = 130 MHz gebildet wird. Dieses erste Signal S1 ist mit einem ersten Tonsignal ts1 und mit einer ersten Tonfrequenz tf1 = 400 Hz frequenzmoduliert mit einem 2 kHz-Hub. Analog hierzu wird im zweiten Signalge­ nerator G2 ein zweites Signal S2 mit einer zweiten Frequenz f2 = 750 bis 990 MHz oder 400 bis 500 MHz gebildet. Das zwei­ te Signal S2 ist mit einem zweiten Tonsignal ts2 mit einer zweiten Tonfrequenz tf2 = 1 kHz frequenzmoduliert mit einem 2 kHz-Hub. Sowohl das erste Signal s1 als auch das zweite Si­ gnal s2 werden über den Koppler KP in die Koaxialleitung KL eingekoppelt. Für das Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die beiden Signale s1, s2 in die durch die punktierte, mit Pfeil versehene Linie angedeutete Richtung in das Koaxialka­ bel K übertragen werden. Für das Ausführungsbeispiel sei wei­ terhin angenommen, daß an der mit P gekennzeichneten Position P die Schirmung S defekt ist - in Fig. 1 durch die Bezeich­ nung S(d) angedeutet. Aufgrund dieser defekten Schirmung S(d) tritt ein Teil der übertragenen Energie der Signale s1, s2 aus dem Koaxialkabel K aus und breitet sich auf dem Außenleiter entlang des Koaxialkabels aus. Diese Ausbreitung wird in der Fachwelt als Mantelwelle mw bezeichnet wird. Die Mantelwelle mw des ersten Signals s1 mit der niedrigeren Frequenz f1 breitet sich bei ausreichendem Pegel ungefähr 10 bis 20 m in beiden Richtungen der defekten Schirmung S(d) aus. Die Man­ telwelle - nicht dargestellt - des zweiten Signals s1 breitet sich aufgrund der erheblich höheren Frequenz f2 lediglich ein paar Zentimeter aus. Dieser sehr kleine Bereich ist als Posi­ tion P bestimmt, da nach einem Ermitteln dieses kleinen Be­ reiches eine Beschädigung bzw. ein Defekt des Koaxialkabels K bzw. der Schirmung S einfach gefunden werden kann.

Fig. 2A zeigt in einem Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau des Empfängers E. Eine Antenne A ist mit zwei Emp­ fangseinheiten EE1, EE2 verbunden, wobei die erste Empfangs­ einheit EE1 auf den Empfang des ersten Signals s1 und die zweite Empfangseinheit EE2 auf den Empfang des zweiten Si­ gnals s2 abgestimmt ist. Wird in der ersten Empfangseinheit EE1 ein erstes Signal s1 mit ausreichendem Pegel empfangen, so wird nach einer Frequenzdemodulation und einer Tondemodu­ lation ein erstes Tonsignal ts1 an eine akustische Wiederga­ beeinrichtung AWE - durch einen Verstärker und einen ange­ schlossenen Lautsprecher gebildet - geführt und dort aku­ stisch wiedergegeben. Analog hierzu wird in der zweiten Emp­ fangseinheit EE2 bei einem Empfang eines zweiten Signals s2 dieses frequenzdemoduliert und tondemoduliert und ein zweites Tonsignal ts2 ebenfalls an die akustische Wiedergabeeinrich­ tung AWE geführt und dort wiedergegeben. Der Empfänger E ent­ hält des weiteren eine Steuereinheit ST, mit der alle Kompo­ nenten des Empfängers E überwacht werden und mit dessen Hilfe die frequenzmäßige Einstellung der beiden Empfangseinheiten EE1, EE2 durchgeführt wird. Für die Eingabe der entsprechen­ den Empfangsfrequenzen f2, f2 ist eine Eingabeeinheit EE - meist durch ein Tastenfeld realisiert - vorgesehen. Für die Anzeige empfangsspezifischer Werte ist eine Anzeigeeinheit AZE - meist durch eine Flüssigkeitskristall-Anzeige reali­ siert - angeordnet. Für die Versorgung mit Energie aller Kom­ ponenten des Empfängers E ist eine Stromversorgung SV inte­ griert, die beispielsweise durch wiederaufladbare Akkumulato­ ren realisiert ist.

In Fig. 2B ist die Bedienoberfläche des Empfängers E darge­ stellt. Diese ist im wesentlichen durch die Anzeigeeinheit AZE, die Eingabeeinheit EE und die akkustische Wiedergabeein­ heit AWE gebildet. In der Anzeigeeinheit AZE werden die Emp­ fangsfrequenzen f1, f2 der beiden Empfangseinheiten EE1, EE2 angezeigt, wobei die beiden Empfangsfrequenzen f1, f2 durch die Eingabeeinheit EE, d. h. mit Hilfe einer Tastatur derart eingestellt werden, daß sie den Frequenzen f1, f2 des ersten und zweiten Signals s1, s2 entsprechen. Des weiteren wird in der Anzeigeeinheit AZE der Empfangspegel EP des ersten und zweiten Signals s1, s2 angezeigt. Die Höhe des Empfangspegels EP wird hierbei durch Balken dargestellt, die in ihrer Länge bzw. Höhe entsprechend dem gemessenen Empfangspegel EP vari­ ieren.

Gemäß der Erfindung wird der Empfänger E entlang des Koaxial­ kabels K geführt. Kommt dieser in den Bereich B, in dem die Mantelwelle mw auftritt, so wird zuerst das erste Signal s1 im Empfänger E empfangen und bei ausreichendem Empfangspegel EP das erste Tonsignal ts1 akustisch wiedergegeben. Gelangt der Empfänger in die Position P bzw. in den sehr engen Be­ reich der defekten Schirmung S(d) so wird zusätzlich das zweite Signal s2 im Empfänger E empfangen und bei ausreichen­ dem Empfangspegel EP wird das zweite Tonsignal ts2 an die akustische Wiedergabeeinrichtung AWE geführt und dort eben­ falls akustisch wiedergegeben. Dies bedeutet, daß bei einer akustischen Wiedergabe des zweiten Tonsignals ts2 die Posi­ tion P der defekten bzw. schadhaften Schirmung S(d) bestimmt ist, wobei die Position P im Bereich von einigen Zentimetern des Koaxialkabels K liegt. Der wesentliche Vorteil beim er­ findungsgemäßen Verfahren ist darin zu sehen, daß zuerst der mehrere Meter umfassende Bereich B ermittelt wird und an­ schließend durch präzises Entlangführen des Empfängers E an dem Koaxialkabel K die Position P der defekten Schirmung S(d) präzise ermittelt werden kann.

Um die akustische Wiedergabe eines Rauschens bei fehlendem Empfang der beiden Signale s1, s2 zu vermeiden, kann das in der Fachwelt als "Sub Audio Squelch"-Verfahren sowohl in den Sender S als auch im Empfänger E integriert werden. Bei Ama­ teurfunkempfängern E ist dieses Leistungsmerkmal meist vor­ handen. Hierbei wird der untere Tonfrequenzbereich - bei­ spielsweise zwischen 0 und 300 Hz - benutzt, um ein Tonsignal mit einer Frequenz von 85,4 Hz zu übertragen. Im Empfänger wird dieses Tonsignal benutzt, um die akustische Wiedergabe­ einrichtung AWE aktiv oder inaktiv zu schalten. Wird dieses spezielle Tonsignal mit ausreichendem Pegel empfangen, wird die akustische Wiedergabeeinheit AWE aktiviert, ansonsten bleibt sie deaktiviert.

Claims (7)

1. Verfahren zum Ermitteln der Position (P) einer defekten Schirmung (S(d)) eines Koaxialkabels (K),

• 1. bei dem ein mit einem ersten Tonsignal (ts1) moduliertes erstes Signal (s1) mit einer ersten Frequenz (f1) und
• 2. ein mit einem zweiten Tonsignal (ts2) moduliertes zweites Signal (s2) mit einer zweiten Frequenz (f2) in das Koaxial­ kabel (K) eingekoppelt werden,
• 3. wobei die zweite Frequenz (f2) höher als die erste Frequenz (f1) ist und die Tonsignale (ts1, ts2) eine unterschiedliche Tonfrequenz (tf1, tf2) aufweisen,
• 4. bei dem ein für den Empfang der beiden Signale (s1, s2) aus­ gebildeter Empfänger (E) entlang des Koaxialkabels (K) ge­ führt wird und
  • 1. bei Empfang des ersten Signals (s1) das erste Tonsignal (ts1) akustisch wiedergegeben wird, wodurch eine defekte Schirmung (S(d)) in einem Bereich (B) angezeigt wird, und
  • 2. bei Empfang des zweiten Signals (s2) das zweite Tonsignal (ts2) akustisch wiedergegeben wird, wodurch die Position (P) der defekten Schirmung (S(d)) bestimmt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Frequenz (f1) des ersten Signals (s1) im Be­ reich von 100 bis 200 MHz und die zweite Frequenz (f2) des zweiten Signals (s2) im oberen Übertragungsbereich des Koa­ xialkabels (K) gewählt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Frequenz (f2) des zweiten Signals (s2) derart gewählt wird, daß die Ermittlung der defekten Schirmung (S(d)) des Koaxialkabels (K) bei installiertem und betriebe­ nem Koaxialkabel (K) durchgeführt werden kann.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Koaxialkabel (K) in einem Fernsehverteilnetz vorgese­ hen ist und Fernsehsignale (fs) im Bereich von 80 bis 862 MHz übertragen werden, und daß die zweite Frequenz (f2) des zwei­ ten Signals (s2) im Bereich von 750 bis 990 MHz oder 400 bis 500 MHz liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Frequenz (f1, f2) des ersten und zweiten Signals (s1, s2) derart gewählt werden, daß ein für den gleichzeitigen Empfang von zwei Signalen (s1, s2) ausge­ bildeter Amateurfunk-Empfänger als Empfänger (E) für den si­ multanen Empfang der beiden Signale (s1, s2) verwendet werden kann.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sendepegel des ersten und zweiten Signals (s1, s2) auf die Empfangseigenschaften des Empfängers (E) abgestimmt ist und/oder im Empfänger (E) die empfangenen Signale (s1, s2) ge­ dämpft werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß optional das "Sub Audio Squelch"-Verfahren integriert ist.