DE2718232A1

DE2718232A1 - Traegerfrequenzsystem in zweidraht- getrenntlage

Info

Publication number: DE2718232A1
Application number: DE19772718232
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ing Grad Friedrich
Original assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1977-04-23
Filing date: 1977-04-23
Publication date: 1978-10-26
Also published as: IT7822515A0; IE780795L; GB1580279A; SE431278B; ATA283278A; AT371644B; YU95578A; FR2388444B1; BE866217A; SE7804597L; DE2718232C3; IT1094720B; DE2718232B2; FR2388444A1; IE46625B1

Description

TE KA DK FKLTEi; J (VJILLrJAlJKE Den 20.4.1977

FERNMELDEANLAGEN GMBH P 77 314

Trägerfrequenzsystem in Zwcidraht-Getrenntlage

Die Erfindung betrifft ein Trägerfrequenzsystem mit Pilotregelung für maximal vier Niederfrequenz(NF)-Kanäle zum Betrieb über symmetrische Zweidrahtleitungen im Getrenntlageverfahren, d.h. das abgehende und das ankommende Übertragungsband haben unterschiedliche Frequenzlagen.

Anwendungsfä.lle für einfache Trägerfrequenzsysteme mit einer niedrigen Kanalzahl, beispielsweise.für vier Kanäle, gibt es sowohl im zivilen als auch im militärischen Bereich. Es besteht dabei vielfach der Wunsch, derartige Trägerfrequenz— systeme auf noch freien Stämmen von Kabeln einzusetzen, welche bereits mit im Getrenntlageverfahren arbeitenden 12-Kanal· Trägerfrequenzsystemen (Z12) belegt sind. Bei Z12-Systemen erfolgt die Übertragung von der als A-Aiut bezeichneten Endstelle zur anderen Endsteile (B-Amt) im Bereich 6...54 kHz und in Gegenrichtung im Bereich 60,..108 kHz.

Bei bekannten 4-Kanal-Trägerfrequenzsystemen liegt das gesamte Übertragungsnutzband wegen der benötigten kleineren Bandbreite zwangsweise in einem Frequenzbereich, der sich ir.it demjenigen Bereich ganz oder teilweise überlappt, der bei Z12-Systemen zur Übertragung vom Α-Amt zum B-Amt dient. So ist beispielsweise in der Druckschrift der Fa. Telefunken ein 4-Kanal-Trägerfrequenzsystem angegeben, bei dem vom A-Amt zum B-Amt im Bereich 4...20 kHz und in Gegenrichtung im Bereich 24...40 kHz übertragen wird. Wird ein Teil der Stämme eines Kabels mit Z12-Syste;.icn und die restlichen Stämme ganz oder teilweise mit 4™Kanal-Systemen belegt, so ist für diese kein uneingeschränkter Betrieb möglich. In diesem Betriebsfall tritt ein störendes Nebensprechen des vom A-AmL" eines Z12-Trägerfrequenzsystems gesendeten Über·- tragungssignals auf ein im gleichen Frequenzbereich liegendes Empfangssignal eines 4-Kanal-Trägerfrequenzsystems auf.

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Dieses Nebensprechen wirkt sich besonders ungünstig aus bei hohen Werten der Verstärkerfclddärnpfung und den damit verbundener! niedrigen Pegelwerten dieses Empfangssignals. Ein gemischter Betrieb von 4-Kanal- und Z12-Trägerfrequenzsystemen über die Stämme eines Kabels ist daher nur auf kurzen Strecken mit geringer Dämpfung und dies nur auf Kabeln mit gutem Nebensprechausgleich zwischen den einzelnen Stämmen möglich.

In der DOS 25 43 492 ist ein besonders einfaches und wirtschaftliches Trägerfrequenzsystem nach dem Zweidraht-Getrenntlageverfahren mit Pilotregelung zum Übertragen von bis zu vier Niederfrequenzkanälen über symmetrische Leitungen angegeben, bei dem das Übertragungsnutzband im Frequenzbereich 12...48 kHz liegt und eine außerhalb des Übertragungsnutzbandes liegende Pilotfrequenz nur in einer Richtung übertragen und in einer Endstelle ausgewertet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand ein 4-Kanal-Trägerfrequenzsystem zu schaffen, mit dem ein uneingeschränkter Betrieb über Stämme eines Kabels möglich ist, von dem weitere Stämme mit Z12-Systemen belegt sind und zu dem weitgehend Baugruppen des in der DT-OS 2 5 43 4 92 angegebenen TF-Systems benutzt v/erden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von der einen Endstelle (Α-Amt) zur anderen Endstelle (B-Amt) im Frequenzbereich 32...48 kHz und in Gegenrichtung im Frequenzbereich 92...108 kHz übertragen wird.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert werden.

Es zeigen:

Fig.1 das Frequenzschema für ein 4-Kanal-Trägerfrequenzsystem gemäß der Erfindung unter Anwendung des Vormodulationsverfahrens .

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Fig.2 und 3 Blockschaltbilder für eine Schaltungsanordnung zur Bildung der auch Ubertragungsnutzbänder genannten Übertragungsbänder 32...48 kHz und 92...108 kHz unter Anwendung des Vormodulationsverfahrens.

Das Frequenzband eines zu übertragenden Niederfrequenzsignals reicht jeweils von 0,3·..3,4 kHz. Im folgenden soll zur Darstellung der Übertragungslage der Einfachheit halber ein Frequenzband von 0...4 kHz angenommen werden. Das Niederfrequenzsignal (NF-Signal) kann dabei ein Sprachoder ein Datensignal sein.

Im folgenden wird die Bildung und der Aufbau der Übertragungsbänder an einem Beispiel mit Vormodulation erläutert. In Fig.1 ist das Frequenzschema für diese Art der Erzeugung der beiden Übertragungsnutzbänder dargestellt. Die NF-Kanäle werden dabei mit Hilfe der Trägerfrequenz 48 kHz in die Vormodulationslage 48...52 kHz umgesetzt. Aus dieser Lage werden die Kanä'le mit jeweils einer der Trägerfrequenzen 84 kHz, 88 kHz, 92 kHz und 96 kHz umgesetzt und die dabei entstehenden unteren Seitenbänder als Nutzbänder zum Band mit dem Frequenzbereich 32...48 kHz zusammengefaßt. Dieses Band hat die Übertragungslage zur Übertragung vom Α-Amt zum B-Amt. Für die Übertragung vom B-Amt zum Α-Amt wird dieses Band in einer weiteren Modulationsstufe mit der auch als Richtungsträgerfrequenz bezeichneten Trägerfrequenz 60 kHz in die Übertragungslage 92...108 kHz umgesetzt. Die Frequenz 60 kHz wird auch als Pilotfrequenz benutzt.

Der mit "a" bezeichnete Ausgang von Fig.2 ist mit dem mit "a" bezeichneten Eingang von Fig.3 und der mit "b" bezeichnete Eingang von Fig.2 mit dem mit "b" bezeichneten Ausgang von Fig.3 verbunden. Ist das erfindungsgemäße Trägerfrequenzsystem als Α-Amt geschaltet, so gelten in Fig.3 die durchgezogenen Linien. Im Falle des B-Amtes gelten in Fig.3 die gestrichelten Linien.

Es soll zunächst die Umsetzung der NF-Signale in das Übertragungsband bei einem Α-Amt erläutert werden. Für jedes zu

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übertragende NF-Signal ist sowohl im Α-Amt als auch im B-Amt ein Kanalumsetzer (KU1...KU4) vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig.2 nur der Kanalumsetzer KU1 in Einzelheiten dargestellt, während die übrigen Kanalumsetzer KU2....KU4 angedeutet sind.

Das dem Klemmenpaar F2an des Kanalumsetzers KU1 zugeführte NF-Signal wird über den Übertrager U1 dem Tiefpaß TP1 zugeführt, der das Spektrum des NF-Signals nach oben begrenzt. Im Modulator M1 wird das NF-Signal mittels der Trägerfrequenz f1 a 48 kHz in die Vormodulationslage 48...52 kHz umgesetzt und mit dem Bandpaß BP1 von störenden Modulationsprodukten befreit. In einer weiteren Modulationsstufe wird es mit der Trägerfrequenz f2 = 84 kHz im Modulator M2 aus der Vormodulationslage in die Frequenzlage 32...36 kHz umgesetzt. In den v/eiteren Kanal Umsetzern KU2...KU4 werden für den Modulator M2 jeweils die Trägerfrequenzen 88 kHz, 92 kHz und 96 kHz benutzt. Die jeweils in dieser Modulationsstufe erzeugten Bänder 32...36 kHz, 36...40 kHz, 40...44 kHz und 44...48 kHz werden als Frequenzband 32...48 kHz dem Tiefpaß TP2 zugeführt. Mit diesem wird das in den Modulatoren M2 der Kanalumsetzer KU1...KU4 entstandene obere Seitenband 132...148 kHz gesperrt und nur das untere Seitenband 32...48 kHz als Nutzband durchgelassen. Dieses Nutzband wird dem pilotgesteuerten Verstärker V1 der Pilotregeleinrichtung PE zugeleitet. Diese Pilotregeleinrichtung PE enthält ferner einen pilotgeregelten Verstärker V4, welcher in die Empfangsrichtung eingeschaltet ist. Die Verstärker V1 und V4 sind als frequenzunabhängige Verstärker ausgebildet, deren Verstärkung mittels der an den Steuereingängen V1.1 bzw. V4.1 anliegenden Gleichspannungen verändert werden kann. Am Ausgang des Verstärkers V4 wird die Pilotfrequenz fp mit dem selektiven Pilotverstärker V3 ausgekoppelt. Dieser selektive Pilotverstärker V3 liefert an seinen beiden Ausgängen jeweils eine der Pilotspannung proportionale Gleichspannung zum Steuern der beiden Verstärker V1 und V4. Der Vorteil des

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sendeseitigen Ausgleichs der Kabeldämpf ungsändcrunjferi T.m Α-Amt ist, daß im B-Amt auf eine Pilotregelcinrichtung vollständig verzichtet werden kann. Während die frequenzunabhängigen Änderungen der Kabeldämpfung, wie sie beispielsweise durch Temperatureinflüsse entstehen, empfangsseitig mittels des pilotgeregelten Verstärkers V4 und sendeseitig mittels des mitgesteuerten Verstärkers V1 ausgeglichen werden, wird die Kabeldämpfung selbst mittels des Verstärkers V2 und in Gegenrichtung mittels des Verstärkers V5 ausgeglichen. Das mit den Verstärkern V1 und V2 verstärkte Signal wird über den Tiefpaßteil der Richtungsweiche RVi sowie dem Hochpaßteil der Leitungsweiche LW der Übertragungsleitung L zugeführt.

Das von der Gegenstation ankommende, im Frequenzbereich von 92...108 kHz liegende Übertragungssignal wird über die Hochpaßteile von Leitungsweiche (LW) und Richtungsweiche (RVi) einer aus einem Verstärker und einem Entzerrer bestehenden Empfangsverstärkereinheit V5 zugeführt. Mit dieser Einheit lassen sich getrennt eine frequenzunabhängige Verstärkung und eine dem Kabeldämpfungsverlauf entgegengesetzte Schräglage der Verzerrung einstellen. Damit können die Dämpfungsverläufe der verwendeten Kabel optimal entzerrt werden. Nach Durchlaufen der Empfangsverstärkereinheit V5 wird das Übertragungssignal dem Verstärker VJ+ der Pilotregeleinrichtung zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers V4 ist mit dem Bandpaß BP3 verbunden, welcher das entzerrte Übertragungssignal ungehindert passieren läßt. Dieses Signal wird anschließend im Modulator M3 mit Hilfe der Trägerfrequenz f3 = 60 kHz umgesetzt. Der anschließende Tiefpaß TP4 läßt das untere Seitenband 32...48 kHz dieser Umsetzung durch und sperrt das bei 152 kHz beginnende obere Seitenband. Am Ausgang des Tiefpasses TP4 treten die maximal vier NF-Kanäle in den Frequenzlagcn 32...36 kHz, 36...40 kHz, 4Ο...44 kHz und 44...48 kHz jeweils in Kehrlage auf. Hier ist jeweils der Eingang des Demodulators D1 der Kanalumsetzer KU1...KU4 angeschlossen. Dieser Demodulator D1 eines jeden Kanalum-

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setzers wird mit der gleichen Trägerfrequenz betrieben wie der zugehörige Modulator M2 und setzt jedes der vier in dem Frequenzband von 32...48 kHz befindliche NF-Signal in die Vormodulationslage 48...52 kHz. Mit Hilfe des nachgeschalteten, wie Bandpaß BP1 aufgebauten Bandpasses BP2 werden störende Modulationsprodukte unterdrückt. Anschließend wird jedes in dieser Vormodulationslage befindliche Signal in jeweils einem mit einer Trägerfrequenz von 48 kHz arbeitenden Demodulator D2 und einem Tiefpaß TP5 in die ursprüngliche NF-Lage umgesetzt. Nach Verstärkung ist dann über jeweils einen Übertrager jedes der maximal vier NF-Signale am Klemmenpaar F2ab des betreffenden Kanalumsetzers abnehmbar.

Die Kanalumsetzer KU1...KU4 arbeiten unabhängig davon, ob die Station als Α-Amt oder als B-Amt geschaltet ist. Bei einem B-Amt ist der Ausgang des Tiefpasses TP2 mit dem milder Richtungsträgerfrequenz f3 = 60 kHz arbeitenden Modulator M3 verbunden. Dieser Modulator M3 setzt das am Ausgang des Tiefpasses TP2 liegende Übertragungsband 32...48 kHz in die beiden Seitenbänder 12...28 kHz und 92...108 kHz um. Dieses Spektrum wird dem Bandpaß BP3 zugeführt, v/elcher das obere Seitenband 92...108 kHz durchläßt und das untere Seitenband 12...28 kHz sperrt. Bei einem B-Amt entfällt die Pilotregeleinrichtung PE. Anstelle des Verstärkers V1 der Pilotregeleiririchtung PE ist eine Piloteinkoppelstufe eingeschaltet, deren Eingang mit dem Bandpaß BP3 und deren Ausgang mit dem Verstärker V2 verbunden ist. In dieser Piloteinkoppelstufe wird dem Übertragungsnutzband eine Pilotfrequenz fp mit dem VJert 60 kHz zugeführt. Das auch die Pilotfrequenz fp enthaltende Übertragungsband wird mit dem Verstärker V2 verstärkt und über die Hochpaßteile von Richfcungsweiche RW und Leitungsweiche LW der Übertragungsleitung L zugeführt. Das von der Gegenstation ankommende, im Frequenzbereich von 32...48 kHz liegende Übertragungssignal wird über den Hochpaßteil der Leitungsweiche LV/ und den Tiefpaßteil der Richtungsweiche RW der Empfangsverstärkereinheit V5 zugeführt.

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Der Ausgang dieser Empfangsverstärkereinheit V5 ist jetzt mit dem Tiefpaß TP4 verbunden, welcher das entzerrte Übertragungssignal ungehindert passieren läßt. Die Gewinnung der maximal vier NF-Signale geschieht anschließend wie in der beim Α-Amt geschilderten Weise.

Am Ausgang des Verstärkers V2 des Α-Amts herrscht bei mittlerer Kabeltemperatur ein bestimmter mittlerer Sendepegel. Dieser Sendepegel kann sich zum Ausgleich von positiven Dämpfungsänderungen, welche bei höheren Kabeltemperaturen auftreten, um einen bestimmten Betrag, beispielsweise 4 dB erhöhen. Wegen der kleineren Kabeldämpfung, welche das Übertragungskabel im Frequenzbereich des Sendesignals des A-Amts aufweist, kann jedoch der mittlere Sendepegel beim A-Amt um etwa diesen Betrag kleiner sein als der konstante Sendepegel des B-Amts. Der Sendepegel des Α-Amts kann daher selbst im ungünstigsten Fall nicht größer werden als der des B-Amts, so daß der Verstärker V2 bei beiden Ämtern die gleiche Aussteuerungsgrenze aufweisen kann.

Bei Anwendung der Erfindung gewinnt man den Vorteil, daß als Kanalumsetzer KU1...KU4 die Kanalumsetzer des Trägerfrequenzsystems der Bauweise 7R verwendet werden können (TE KA DS Fachbericht A3--7 3.2,0/02 j Trägerfrequenztechnik I (1975), S.17). Diese Kanalumsetzer sind handelsüblich, sie werden in großer Stückzahl gefertigt und sind daher preisgünstig. Für das erfindungsgemäße 4-Kanal-Trägerfrequenzsystem müssen daher besondere Kanalumsetzer weder neu entwickelt noch besonders gefertigt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die beiden Übertragungsnutzbänder 32...48 kHz und 92...108 kHz in einem Frequenzbereich liegen, in dem die Temperaturabhängigkeit der Kabeldämpfung frequenzunabhängig ist. Zur Ausregelung dieser temperaturbedingten Dämpfungsschwankungen kann daher anstelle einer Einrichtung mit Entzerrercharakteristik ein regelbarer frequenzunabhängiger Verstärker verwendet werden. Bei dem Gegenstand der Erfindung wird die Pilotfrequenz fp nur in einer Richtung übertragen und an der Empfangsstelle ausgewertet. Dies hat den Vorteil, daß die Pilotregeleinrichtung, welche von der Pilotfrequenz fp

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sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig gesteuert wird, nur an der Empfangsstelle benötigt wird.

Beim geschilderten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Richtungsträgerfrequenz f3 = 60 kHz auch als Pilotfrequenz fp benutzt. Die Wahl dieser Frequenz hat den Vorteil, daß keine besondere Pilotfrequenz erzeugt werden muß. Ein weiterer Vorteil der Pilotfrequenz von 60 kHz ist, daß zu den nächsten Signalfrequenzen 48 kHz und 92 kHz jeweils ein großer Frequenzabstand herrscht. Es ist daher für Sperrung und Selektion der Pilotfrequenz kein besonderer Filteraufwand wie ein Quarzfilter oder ein elektromechanisches Filter notwendig.

Bei Anwendung der Erfindung kann praktisch auf die gleichen Baugruppen zurückgegriffen werden, welche auch bei Anwendung des in der DT-OS 2 5 43 492 beschriebenen Trägerfrequenzsystems verwendet v/erden. Es sind lediglich das Filter BP3, die Richtungsweiche RW und der Entzerrer in der Empfangsverstärkereinheit V5 an das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Übertragungsnutzband anzupassen. Dabei hat die Erfindung den weiteren Vorteil, daß als Richtungs'.,^reiche RVJ und Entzerrer der Empfangsverstärkereinheit V5 die entsprechenden Baugruppen des Z12-Systems verwendet werden können.

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Claims

TE KA DR PRLTKN & GUILLEAUME Den 20.4.1977 FERMl-J E L DE /Ui L AG EM GM BH P 7 7 314 Λ r * Patentansprüche

1. Trägerfrequenzsystem nach dem Zweidraht-Getrenntlageverfahren mit Filotregelung zum Übertragen von bis zu vier Niederfrequenzkanälen über symmetrische Leitungen, wobei eine Pilotfrequenz nur in einer Richtung übertragen und in einer Endstelle ausgewertet wird, dadurch ^kennzeichnet , daß von der einen Endstelle (Α-Amt) zur anderen Endstelle (B-Amt) im Frequenzbereich 32...48 kHz und in Gegenrichtung im Frequenzbereich 92...108 kHz übertragen wj rd.

2. Trägerfrequenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 bis zu vier Niederfrequenzkanäle mit der Trägerfrequenz 48 kHz in die Frequenzlage 48...52 kHz und mit den Trägerfrequenzen 84 kHz, 88 kHz, 92 kHz und 96 kHz in ein Übertragungsband mit der Frequenzlage 32...48 kHz umgesetzt verden und daß sie zur Übertragung in die Gegenrichtung aus dieser Frequenzlage mit der Trägerfrequenz 60 kHz gemeinsam in die Freqtienzlage 92... 108 kHz umgesetzt werden.

3. Trägerfrequenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Pilotfrequenz die auch als Trägerfrequenz zur Umsetzung in eine Übertragungslage benutzte Frequenz 60 kHz verwendet wird.

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