DE2706746C2

DE2706746C2 - Einrichtung zur Fernüberwachung und Fehlerortung in einem Breitband-, insbesondere Kabelfernseh-Verteilnetz

Info

Publication number: DE2706746C2
Application number: DE19772706746
Authority: DE
Inventors: Günter Ing.(grad.) 6086 Goddelau Pankow
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Siemens AG; Standard Elektrik Lorenz AG; Kathrein Werke KG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE2706746A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fernüberwachung und Fehlerortung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist durch die DE-OS 42 208 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung sind nicht nur die der zentralen Sendestelle abgewandten Endpunkte des Verteilnetzes mit Kennfrequenzgeneratoren ausgerüstet, sondern auch die Verstärkerpunkte zwischen diesen Endpunkten und der zentralen Sendestelle. Dies bedingt insbesondere im Falle ausgedehnter Flächennetze, etwa für die Vollversorgung einer Großstadt, eine erhebliche Anzahl von Kennfrequenzen und/oder Moduiationsfrequenzen und dazugehöriger Sende- und Empfangseinrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch fur solche größeren Netze den Aufwand möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit der Verwendung eines solchen die Übertragungsleitung im Störungsfalle kurzschließenden ivteldekonlö taktes. der selbstverständlich auch als elektronischer Kontakt ausgeführt sein kann, werden demnach zwei Wirkungen erzielt: Erstens wird durch den Kurzschluß die Rückübertragung der vom Netzendpunkt des betreffenden Netzzweiges herrührenden Kennfrequenz !5 iur zentralen Sendestelle verhindert. Damit ist in der zentralen Sendestelle bereits eine selbsttätige Feststellung der Richtung möglich, in der der gestörte Verstärkerpunkt liegt. Zweitens verringert der Kurzschluß den Gleichstromschleifenwiderstand des Netzes auf einen definierten Wert. Mit der Kombination je eines Kennfrequenzgenerators an den Netzendpunkten und je eines KurzsehiuBkoiiiakicS hinter einem definierten Längswiderstand an den davor liegenden Verstärkerpunkten lassen sich also wie bei einem Polarkoordinatensystem sowohl die Richtung als auch die radiale Entfernung des gestörten Verstärkerabschnittes von der zentralen Sendestelle ermitteln.

Diese Betrachtung gilt auch dann, wenn das praktisch realisierbare Netz nicht die Idealstruktur eines Strahlennetzes aufweisen sollte, sondern sich in mehreren Ebenen baumartig verzweigt, also mehrere Netzausläufer pro Zweig vorhanden sind.

Aus Handwörterbuch des elektronischen Fernmeldewesens. 1970. S. 409, Bild 2 ist es lediglich bekannt, bei Übertragungsstrecken mit Gleichstrom-Reihenfernspeisung des Verstärker im Falle von Unterbrechungen eine Gleichstromwiderstandssmessung mit umgepolter Fernspeisespannungsquelle durchzuführen.

Die Übernahme dieser für eine lineare Foige von Verstärkerpunkten konzipierten MethotE liefert in einem baumartig verzweigten Verteilnetz aber keine eindeutigen Ergebnisse, weil ein durch einen Meldekontakt herbeigeführter Kurzschluß bzw. Nebenschluß an verschiedenen Stellen des Netzes gleiche Gleichstrom-Schleifenwiderstände ergibt. Ist aber jeder Netzendpunkt mit einer nur diesem Netzendpunkt zugeordneten Kennfrequenz versehen, wird jede Schleifenwiderstandsmessung eindeutig, weil sich dann jede, auch mehrfache Verzweigung als lineare Hintereinanderfolge von Abschnitten ansehen läßt.

Im folgenden wird anhand von F i g. 1 bis 3 die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Γ i g. 1 einen schematischen Ausschnitt aus einem Kabelfernseh-Verteilnetz, beschränkt auf die obersten beiden Verteilebenen (A- und ß-Ebene),

Fig. 2 das Prinzip der Gleichstromfehlerortung vor und an einem Abzweigpunkt von der A- in die B-Ebene,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Abzweigverstärkerpunkt mit zusätzlicher. Meidekoniakten für die Gleichstromfehlerortung.

Fig. 1 zeigt einen Sektor der beiden oberen Ebenen eines Kabelfernseh-Verteilnetzes. Tatsächlich kann das Netz aus einer wesentlich größeren Anzahl von Grundleitungen der /4-Ebene bestehen, die der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichnet sind. Aus dem gleichen Grunde sind in dem dargestellten Sektor lediglich die beiden obersten Verteilebenen (A- und ß-Ebene) dargestellt, weil nur diese mit Verstärkern ausgerüstet sind

und daher der Fernüberwachung bedürfen.

Von der zentralen Sende- und Überwachungsstelle aus erstreckt sich die gezeichnete A-Grundleitung unter Zwischenschaltung von neun hintereinandergeschalteten Verstärkerpunkten bis zum Netzendpunkt. An diesem ist ein Kennfrequenzgenerator mit der ihm allein zugeordneten Kennfrequenz angeordnet, die von dort bei einwandfreiem Nutzsignalpegel über die neun Verstärkerpunkte zur zentralen Sendestelle rückübertragen wird. Ebenso sind alle elf Verstärkerpunkte der B-Ebene mit Kennfrequenzgeneratoren der Frequenzen /2 bis /12 ausgerüstet. Alle 12 Kennfrequenzen werden beim störungsfreien Empfang des Nutzsignals an den Verstärkerendpunkten dauernd zur zentralen Sendestelle rückübertragen. Ein Fehlen einer der Kennfrequenzen löst in der zentralen Sendestelle Alarm aus. Die fehlende Frequenz erlaubt die Feststellung der Richtung des Fehlerortes.

Zur Bestimmung der Entfernung des Fehlerortes von der zentralen Sendestelle ist an jedem Verstärkerpunkt in den Übertragungsweg, von den Verstärkern durch Frequenzweichen entkoppelt, ein Längswid.^rstand eingefügt, hinter dem — bezogen auf die zentrale Sendestelle — im Fehlerfall ein Meldekontakt den Stromkreis schließt. Bei gleichen Widerständen in allen Verstärkerpunkten und Konstantstromeinspeisung in der überwachenden Sendestelle ist die Spannung der Entfernung zur Fehlerstelle proportional. Der Betriebszustand der hinter der Fehlerstelle liegenden Verstärkerpunkte wirkt sich nicht aus. Auch an allen Verstärkerpunkten vor der Fehlerstelle kann durch einfache Spannungsmessung die Entfernung zur Fehlerstelle bestimmt werden. Neben der beschriebenen Fehlerortung erfolgt die Fernüberwachung durch einfache Strommessung. Bei fehlerfreiem Zustand des Netzes wird eine vorgegebene Maximaispannung angelegt und der Strom O gemessen.

Die in dem Netz nach Fig. 1 zusätzlich angewandte Gleichstromfehlerortung ist im Prinzip in F i g. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 gestrichelt eingerahmten Aussei litt in einer schematischen Darstellung, d. h. anstelle der tatsächlich verwendeten Koaxialkabel sind Doppeladern gezeichnet.

F i g. 2 zeigt von links nach rechts eine Konstantstromquelle mit einem Voltmeter am Eingang des Netzes. Diese Konstantstromquelle speist alle, also auch die in F i g. 1 nicht dargestellten Netzzveige parallel. Außer der an der zentralen Sendestelle angeordneten Konstantstromeinspeisung mit Spannungsmessung ist in F i g. 2 eine ,4-Grundleitung mit drei Verstärkerpunkten schematisch dargestellt an deren zweitem Verstärkerpunkt je eine ß-Grundleitung mit je einem weiteren gezeichneten Verstärkerpunkt abzweigt. Die Verstärkerpunkte der /4-Grundleitung sind jeweils mit einem in die Übertragungsleitung eingeschleiften Längswiderstand Ri, R 2, Ki und mit einem die Übertragungsleitung kurzschließenden Meldekontakt ρί,ρ 2,ρ 3 ausgestattet. Das gleiche gilt für die gezeichneten Verteilerpunkte der beiden abzweigenden /^-Leitungen, die mit je einem Längswiderstand RA bzw. Ä5 und je einem Meldekontakt ρ 4 bzw. ρ 5 ausgerüstet sind. Vom Netzendpunkt der weiterführenden A-Grundleitung werden die Kennfrequenz /1. von den Netzendpunkten der abzweigenden ß-Leitungen die Kennfrequenzen /2 und (Z zur zentralen Stfndestelle zurück übertragen.

Beim Ausfall des Nutzsignalpegels an einem der gezeigten Verstärkerpunkte schließt der zugehörige Meldekontakt die Übertragungsleitung kurz und ermöglicht über die Konstantstromciuelle mit einer einfachen SDannungsmessung den ausgefallenen Verstärkerpunkt bzw. den davorliegenden Verstärkerabschnitt zu ermitteln.

In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, sowohl die ungestörte Übertragung des Nutzsignals über einen mit dem Nutzsignal ausgesendeten (Vorwärts-) Pilotton, als auch die einwandfreie Fernstromversorgung des jeweiligen Verstärkerpunktes getrennt zu überwachen. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Verstärkerpunktes, dem die gleiche Netzkonfiguration wie der in F i g. 1 gestrichelt eingerahmte bzw. in F i g. 2 dargestellte Ausschnitt zugrunde liegt, ist in Fig.3 als Blockschaltbild dargestellt.

Am Punkt A links in F i g. 3 liegt von der Sendestelle her neben dem zu verteilenden Breitbandsignal eine Gleichspannung (Leerlaufspannung z. B. 60 V) an. Mit einer im Prinzip aus einer Induktivität L 1 und einer Kapazität C1 bestehenden Weiche wird ein niederfrequenter (z. B. 0 bis 100 kHz) Pfad für die Fehlerortung und ein hochfrequenter (z. B. 40 bis 300 MHz) Pfad für das BreitDandsignal geschaffen. Im niederfrequenten Pfad liegt der für die G!eichstromfea;erortung relevante Längswiderstand R (z. B. 250 Ω). der mit einem Kondensator C 5 für die Übertragung der Kennfrequenzen kapazitiv überbrückt ist. Im hochfrequenten Pfad v.ird das Breitbandsignal einem Streckenverstärker Vl und einem pilotempfänger, sowie in Verzweigungspunkten auch Abzweigverstärkern V2 und V3 zugeführt. An den Ausgängen zu den weiterführenden A- bzw. abzweigenden fl-Grundleitungen werden der hochfrequente und der niederfrequente Pfad über die im Prinzip aus Induktivitäten und Kapazitäten L2/C2, sowie ggf. Z.3/C3 und L4/C4 bestehenden Weichen wieder zusammengeführt.

Die Versorgungsspannung (Sv) wird mit einem Relais N und die Pilotspannung mit Hilfe eines Pilotempfängers mit einem Relais P überwacht. Im dargestellten fehlerfreien Betriebsfalls sind die zugehörigen Kontakte η und ρ geöffnet (Ruhekontakte). Bei Ausfall einer der beiden Spannungen wird hinter dem Längswiderstand R über diese Kontakte eine Verbindung zum Rückleiter, d. h. dem Außenleiter der Koaxialkabels hergestellt.

Die im fehlerfreien Betriebszustand in der zentralen Sendestelle anliegende Leerlaufspannung Uo (z. B. 60 V) fällt dadurch bei Konstantstromeinspeisung l_lVns, (z. B. 10 mA) auf einen Wert ab. der der Entfernung der Fehlerstelle von der Sendestelle proportional ist. Voraussetzung dafür ist. daß die Leerlaufspannung Uo größer ist als das Produkt aus dem eingespeisten Konstantstrom /_ion3, und der Summe der im Verteilnetz maximal in Reihe liegenden Widerstände R. also Uo > l_mm, ■ ER.

An jedem Verstärkerpunkt zwischen der Sendesteile und dem Fehlerort kann an einer Meßbuchse M eine Spannung gemessen werden, die der Entfernung zwischen dem Meßort und dem Fehlerort proportional ist. Im Fehlerfall steigt der Strom von 0 auf /_rtlnjI. Damit ist neben der Fehlerortung eine einfache Überwachung möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Fernüberwachung und Fehlerortung in einem sich baumartig von einer zentralen Sendestelle aus verzweigenden Breitband-, insbesondere Kabelfernseh-Verteilnetz mit zumindest einer .4-Grundleitung als Stammleitung und davon abzweigenden ß-Grundleitungen als Zweigleitungen, bei dem die Endpunkte der mit Verstärkern ausgerüsteten A- und ß-Grundleitungen des Verteilnetzes mit Kennfrequenzgeneratoren unterschiedlicher Frequenz ausgerüstet sind, wobei im störungsfreien Betrieb die unterschiedlichen Kennfrequenzen ständig entgegen der Nutzsignal-Übertragungsrichtung zur zentralen Sendestelle zurückübertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem näher zur zentralen Sendestelle hin liegenden Verstärkerpunkt des Verteilnetzes je ein in die Übertragungsleitung gleichstrommäßig eingeschleifter, kapazitiv für äie Kennfrequenz überbrückter Längswiderstand einer einheitlichen Größe und in NuUsignal-Übertragungsrichiung gesehen hinter dem Längswiderstand wenigstens je ein die Übertragungsleitung bei Ab- und Ausfall des Nutzsignalpegels oder Ausfall der Fernspeisung kurzschließender Meldekontakt vorgesehen sin<* wobei der im Störungsfall schließende Meldekontakt sowohl die Rückübertragung der Kennfrequenz verhindert, als auch den Gleichstrom-Schleifenwiderstand des gestörten Netzzweigs auf einen durch seine Entfernung von der zentralen Sendestelle definierten Wert verringert.

2. Einrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerortung bu Ausfall der dem betreffenden Netzzweig zugeordneten Kennfrequenz durch eine Konstantstromeinspeisung und eine Spannungsmessung an der Sendestelle erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß pro Verstärkerpunkt zwei zueinander parallel geschaltete Meldekontakte vorgesehen sind, von denen der eine (n) von einem durch die Fernspeisestromversorgung gespeisten Relais (N), der andere (p) durch ein von dem Pegel eines Nutzsignal-Pilottons gespeistes Relais (P) in geöffnetem Zustand gehalten wird (F i g. 3).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Verstärkerpunkt eine Meßbuchse (M) parallel zu den Meldekontakten (n. p) vorgesehen ist.