DE2528982C2 - Fernmeldesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernmeldesystem mit einer festen Station, die an eine Strahlungsenergie abgebende eo oder aufnehmende Übertragungsleitung angeschlossen ist, in der eine Mehrzahl von Verstärkern in Abständen angeordnet ist und wobei eine im Strahlungscnergiebcreich der Übertragungsleitung sich befindende, bewegliche Station Signale von der Übertragungsleitung auf- & nimmt oder an diese abgibt.

Es ist bekannt, eine drahtlose Verbindung zwischen einer festen und einer beweglichen Station in einem Tunnel, einem Bergwerk oder entlang eines sich gerade erstreckenden Weges durch Anordnung eines strahlungsabgebenden oder durchlässigen Übertragungskabels herzustellen, das gewöhnlich die Form eines Koaxialkabels annehmen kann, das einen perforierten oder unvollständigen Außenleiter längs des zu bedienenden Weges aufweist und daß durchlässige Kabel mit einer festen Station anstelle einer normalen Antenne zu verbinden. Eine Verbindung zwischen den festen und beweglichen Stationen ergibt sich dann durch die Streufelder rund um das Kabel.

Die Reichweite solcher Systeme in Richtung der Länge des durchlässigen Kabels, das zweckmäßig mit einer festen Station verbunden sein kann, ist durch die innere Dämpfung im Kabel begrenzt, die aus der fortschreitenden Abschwächung der zwischen der festen und der beweglichen Station gekoppelten Signale resultiert, wenn die Länge der Leitung zwischen diesen anwächst, obgleich das auf die Energie im Kabel bezogene Streufeld an jedem Punkt der Leitung konstant ist

Es ist ferner bekannt daß diese fortschreitende Abschwächung des Signals innerhalb der Leitung durch periodische Anordnung von in Reihe mit dem durchlässigen Kabel geschalteten Verstärkern kompensiert werden kann. Zum Beispiel kann, wenn die Dämpfung des Kabels bei der benutzten Frequenz 30 dB/km beträgt, ein Verstärker mit einer Verstärkung von 3OdB nach jedem Kabelkilometer eingefügt werden. Wenn Wechselverkehr erwünscht ist können die Verstärker Zweikanal-Verstärker sein. Andererseits kann ein Wechselverkehr auch dadurch erreicht werden, daß eine Reihe oder Kette von einfachen Einweg-Verstärkern verwendet wird, wenn die feste Station in ihre Bestandteile Sender und Empfänger getrennt und mit den gegenüberliegenden Enden des durchlässigen Kabelsystems verbunden wird, wie das in der DE-OS 23 22 921 beschrieben ist.

Es ist ein ständiger Nachteil dieser Systeme, daß die Stärke des zwischen der festen und beweglichen Stationen übertragenen Signals entsprechend der Stellung der beweglichen Station im Hinblick auf den nächsten Verstärker sich ändert. Bei dem oben gegebenen Beispiel würde sich das übertragene Signal um 3OdB ändern entsprechend der Dämpfung eines Kabelabschnittes zwischen benachbarten Verstärkern. Gewöhnlich könnte solch eine Änderung durch verringerten Abstand der Verstärker und entsprechende Verringerung ihrer Verstärkung verkleinert werden.

Noch nicht zum Stand der Technik gehört ein Vorschlag der Anmelderin, diese Signaländerung ohne Verringerung des Verstärkerabstandes dadurch zu verkleinern, daß ein mit freiem Ende versehenes zusätzliches Stück durchlässigen Kabels mit der Eingangsklemme oder der Ausgangsklemme eines Verstärkers oder je nachdem mit beiden verbunden wird und sich parallel zum durchlässigen Hauptkabel jedoch entgegen der Richtung des Kabels von diesem Punkt aus über etwa die Hälfte des Abschnittes bis zum nächsten Verstärker erstreckt. Auf diese Weise kann die Änderung des übertragenen Signals, ausgedrückt in Dezibel und entsprechend der Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker der Größe nach halbiert werden, z. B. von 3OdB auf 15 dB. Diese Anordnung von freiendcndcn Stücken verringert, obgleich wertvoll, nicht diejenigen Signaländerungen, die zusätzlich durch Stehwellencffckte oder Mehrwegausbreitung in der Nähe der beweglichen Station verursacht werden, wobei diese Änderungen selbst der Größe nach 2OdB erreichen kön-

nen und in typischer Weise als scharf definierte Ausfälle oder Unterbrechungen der Verbindung in der einen oder in beiden Richtungen an bestimmten Stellen in der Nähe des Kabels auftreten. Weil solche zusätzlichen Effekte selbst nicht direkt mit der Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker zusammenhängen, sind ihre Folgen umso schwerwiegender in den Bereichen, die sich in der Nähe der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern befinden, d.h. in den Bereichen, wo der allgemeine Pegel des Signals am schwächsten ist, wenn eine Anordnung mit freiendenden Stücken verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche zusätzlichen Signaländerungen zu verringern, insbesondere im Bereich in der Nähe der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern.

Diese Aufgabe wird bei einem Fernmeldesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils gelöst.

Die Schalteinrichtung kann ein Umschalter sein oder sie kann einen integrierten Schaltkreis mit einem Diodenpaar aufweisen, das für Durchgang in entgegengesetzte Richtungen verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems und

F i g. 2 eine Einzelheit eines Schalters.

In F i g. 1 ist dargestellt, wie die Erfindung vorteilhaft in Verbindung mit einem durchlässigen Hochfrequenzfernmeldesystem verwendet werden kann, wie es in der DE-OS 23 22 921 beschrieben ist Ein fester Sender A und ein fester Empfänger B sind an die gegenüberliegenden Enden eines durchlässigen Kabels Cangeschlossen, das als strahlungsenergieabgebende Übertragungsleitung dient und in Abschnitte geteilt ist durch Einfügen von Einkanal-Verstärkern D, von denen jeder eine Verstärkung aufweist, die ausreicht, um den in dem vorgeschalteten Abschnitt zwischen Verstärkern auftretenden Übertragungsverlust zu kompensieren. Die Verbindung von dem festen Sender A zu einer beweglichen Station E und von der beweglichen Station E zu einem festen Empfänger B wird durch Strahlungsenergie von bzw. zum Kabel C erzielt. Der Sender A und der Empfänger B sind gesondert durch nicht dargestellte Einrichtungen verbunden, um die Übertragungsleitung wie erforderlich zu vervollständigen. Die insoweit beschriebene Anordnung entspricht dem in der DE-OS 23 22 921 beschriebenen System.

Bei dem in Fi g. 1 dargestellten System ist nun parallel zum durchlässigen Hauptkabel C ein zusä'zliches durchlässiges Kabel F installiert und in Stücke geteilt, die im wesentlichen der Länge der Abschnitte des Hauptkabels zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern D entsprechen. Jedem Verstärker D ist eine Umschalteinrichtung G zugeordnet und so angeordnet, daß jedes Stück des zusätzlichen Kabels Fentweder an dem Eingang eines oder den Ausgang des anderen von zwei aufeinanderfolgenden Verstärkern angeschlossen werden kann, wobei die Schalteinrichtung so aufgebaut ist, daß sie phascngieich mit anderen Schallcinrichlungen und mil hoher Geschwindigkeit arbeiten kann, vorzugsweise mit mehr als JOOO vollständigen Schallzyklen pro Sekunde für den Fall einer Sprechverbindung.

Während der Augenblicke, während der sich die Schalter G in der linken Stellung befinden, sind die Slükke des zusätzlichen Kabels Fan die Eingangskreise ihrer betreffenden zugeordneten Verstärker angeschlossen und bilden so eine Anordnung mit freien Enden, die nur von der beweglichen Station in Richtung auf die feste Station betrieben werden kann. In ähnlicher Weise sind, während der Augenblicke, während der die Schalter in der rechten Stellung sind, die Stücke des zusätzlichen Kabels F an die Ausgangskreise d?r Verstärker augeschlossen und bilden in diesem Fall eine Anordnung mit freien Enden, an die nur von der festen Station

to in Richtung auf die mobile Station betrieben werden kann. Obgleich jede dieser Verbindungen nur für einen Teil der gesamten Zykluszeit hergestellt wird, in typischer Weise 50% oder weniger, werden die Vorteile der Anordnung mit freien Enden im wesentlichen in beiden Verbindungsrichtungen verwirklicht und die fortschreitende Änderung des übertragenen Signals zwischen der festen und der beweglichen Station in beiden Richtungen entsprechend der Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker wird effektiv halbiert.

Von größerer Bedeutung ist, daß mit dem erfindungsgemäßen System auch die lokalen Veränderungen des übertragenen Signals im wesentlichen verringert werden, die aus Stehwelleneffekten oder Mehrfachausbreitung in der Nähe des Kabels resultieren. Solche Veränderungen überlagern sich normalerweise den in Abhängigkeit von der Stellung der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker zunehmenden Veränderungen und es versteht sich, daß ihre Wirkung auf die Verbindung ungünstiger ist in denjenigen Bereichen, in denen das übertragene Signal schon ein Minimum im Hinblick auf die zunehmende Veränderungen ist, d. h. in der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern im Fall einer Anordnung mit freien Enden oder einer Anordnung nach Fig. 1. Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird angenommen, daß unter gegebenen Umständen, bei denen der feste Sender A an eine bewegliche Station £ sendet, die sich in einem solchen Bereich in der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern befindet, und bei denen die Schalter G in der linken Stellung sind, so daß jedes der zusätzlichen Kabelstücke F mit dem Eingang eines Verstärkers verbunden ist, der Nutzsignalpfad hauptsächlich von dem Hauptkabel Cgebildet wird. Das zusätzliche Kabel F ha; keine Nutzfunktion, weil der Pegel des von ihm übertragenen, und zwar bis zu einer Größenordnung gleich der Verstärkung eines Verstärkers. Die bewegliche Station erfährt dann lokale Signaländerungen, die ausschließlich Stehwelleneffekten des Hauptkabels zuzuordnen sind.
Bei der anderen Stellung der Schalter G ist jedes Stück des zusätzlichen Kabels F statt dessen mit dem Ausgang eines Verstärkers D verbunden, so daß das vom festen Sender A an die bewegliche Station E, die sich in der selben Position wie vorher befindet, abgegebene Signal nunmehr über zwei Pfade mit ungefähr gleichem Ubertragungsverlust läuft, wobei der eine wie vorher von dem Hauptkabel und der andere von einem zusätzlichen Verstärker und einem Stück des zusätzlichen Kabels F gebildet wird. Das Signal über diesen zweiten Pfad erreicht den Bereich der beweglichen Sta-

bo tion aus der entgegengesetzten Richtung, wie das über das Hauptkabcl laufende Signal und dadurch ist die WelligKcilskurve dieses Pfades im allgemeinen verschieden von der des Hauptkabel in diesem Bereich, obgleich das Hauptkabcl und das zusätzliche Kabel

b^r> dicht beieinander und eigentlich in der gleichen Lage angeordnet sein können. In ähnlicher Weise ist die aus der Kombination der Welligkeitskurve beider Pfade resultierende Welligkeitskurve verschieden von der des

allein betriebenen Hauptkabels.

Wenn nun die Zustände der Schalter G kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit geändert werden, dann ändert sich auch die von der beweglichen Station Eerfaßte Welligkeitskurve und insbesondere der genaue Ort eines scharf begrenzten Ausfalls in Übereinstimmung mit dem Schaltbetrieb und die ungünstigen Wirkungen der lokalen Änderungen, wie sie von der beweglichen Station erfaßt werden, werden beträchtlich verringert. In ähnlicher Weise wird, wenn die bewegliche Station fan den festen Empfänger sendet, das Signal über einen oder zwei Pfade übertragen, entsprechend den Zuständen der Schalter C, und Ähnlichkeitsüberlegungen zeigen, daß die Wirkungen der Signaländerungen aufgrund von Stehwellen in der Nähe der beweglichen Station in gleicher Weise für diese Übertragungsrichtung verringert werden.

Um die Vorteile der Erfindung auch an den Enden des durchlässigen Kabelsystems zu verwirklichen, ist es, wie in Fig. 1 dargestellt, notwendig, den an den Enden befindlichen Kabeiabschnitt zu halbieren und die an den Enden befindlichen Stücke des zusätzlichen Kabels F abwechselnd über die Schalteinrichtung G an die einander gegenüberliegenden Seiten des gleichen Verstärkers D anzuschließen.

Bei einer praktischen Ausführung der Erfindung ist es notwendig. Dioden oder integrierte Schaltkreise als Schalteinrichtung G zu verwenden, obgleich diese aus Gründen der Klarheit in F i g. 1 als mechanische Schalter dargestellt sind. Eine vereinfachte Wiedergabe in Form eines Blockschaltbildes eines solchen elektronischen Schalters enthält F i g. 2, die eine einem Verstärker zugeordnete Schaltanordnung wiedergibt. Der Anschluß eines oder beider zusätzlicher Kabelstücke Fan den Eingang oder Ausgang des Verstärkers D erfolgt über Dioden H bis /, die durch Einleitung eines Steuerstroms geeigneter Polarität entlang der zusätzlichen Kabel F leitend gemacht werden. Hochfrequenz-Drosseln K und L sorgen für Abschirmung gegen die bei der Übertragung verwendete Hochfrequenz, während die Steuerströme aufrechterhalten werden. Kondensatoren Mund /Vermöglichen die erforderliche Hochfrequenzverbindung zum Eingang und Ausgang des Verstärkers, während sie das Hauptkabel und das zusätzliche Kabel gegen Steuer- und Versorgungsströme abschirmen.

Ein Steuerstrom in dieser Anordnung ist gewöhnlich ein Hörfrequenz-Strom bei einer Frequenz von vorzugsweise über 3 kHz, wobei davon ausgegangen wird, daß alle Schalter in solch einem System ihren Zustand zusammen bei der Phasenumkehr des Stromes ändern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Fernmeldesystem mit einer festen Station, die an eine Strahlungsenergie abgebende oder aufnehmende Übertragungsleitung angeschlossen ist in der eine Mehrzahl von Verstärkern in Abständen angeordnet ist und wobei eine im Strahlungsenergiebereich der Übertragungsleitung sich befindende be-

.. wegliche Station Signal von der Übertragungsleitung aufnimmt oder an diese abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Stück einer Strahlungsenergie abgebenden Übertragungsleitung (F) parallel zur Übertragungsleitung (C) angeordnet und in Abschnitte geteilt ist, deren Länge im is wesentlicher! gleich der Länge von Leitungsabschrätten zwischen der festen Station (A, B) und dem ersten Verstärker (D) oder zwischen benachbarten Verstärkern (D) ist, und daß Schafteinrichtungen (C) zur wechselseitigen Verbindung der Stücke der Übertragungsleitung (F) mit den Eingängen oder Ausgängen der Verstärker (D) vorgesehen sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker Einweg-Verstärker sind.

3. System nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesonderte Schalteinrichtung (G)jedem Verstärker (D) und den festen Stationen (A, B) zugeordnet ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß eine Mehrzahl von Verstärkern (D) vorgesehen ist, denen jeweils eine Schalteinrichtung (G) zugeordnet ist, wobei alle Schalteinrichtungen (G) in Phase miteinander arbeiten.

5. System nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung bei einer Frequenz vor· 3000 Hz oder mehr arbeitet.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen integrierten Schaltkreis mit einem Diodenpaar (H, J) aufweist, die parallel gegeneinander geschaltet sind.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen Filterkreis (M, N) und einen Abschirmkreis (L, KJ aufweist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale für die Schalteinrichtung (G) Hörfrequenzsignale oberhalb 3 kHz sind.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sende- und Empfangssignal eine Frequenz im Hochfrequenzband aufweisen.

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