DE2718232B2 - Trägerfrequenzsystem in Zweidraht-Getrenntlage - Google Patents

Description

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

Anwendungsfälle 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 Trägerfrequenzsysteme auf noch freien Stämmen von Kabeln einzusetzen, welche bereits mit im Getrenntlageverfahren arbeitenden 12-Kanal-Trägerfrequenzsystemen (Z 12) belegt sind. Bei Z 12-Systemen erfolgt die Übertragung von der als /4-Amt bezeichneten Endstelle zur anderen Endstelle (Ö-Amt) im Bereich 6 ... 54 kHz und in Gegenrichtung im Bereich«)... 108 kHz.

Bei bekannten 4-Kanal-Trägerfrequenzsystemen liegt das gesamte Übertragungsnutzband wegen der benötigten kleineren Bandbreite zwangsweise in einem Frequenzbereich, der sich mit demjenigen Bereich ganz oder teilweise überlappt, der bei Z12-Systemen zur Übertragung vom /4-Amt zum Bildung dient. So ist beispielsweise in der Druckschrift der Fa. Telefunken ein 4-Kanal-Trägerfrequenzsystem angegeben, bei dem vom Λ-Amt zum ß-Amt im Bereich 4 ... 20 kHz und in Gegenrichtung im Bereich 24 ... 4OkHz übertragen wird. Wird ein Teii der Stamme eines Kabels mit ZI2-Systemen und die restlichen Stämme ganz oder teilweise mit 4· Kanal-Systemen belegt, so ist für dice kein uneinges hriinktor 13ctrieb möglich. In diesem Betrieb·'' Ί: ι. n ein störendes Nebensprechen des vom Λ Ami ciiii:¹ / 12- f rägcrfrur|iicn/svstems gesendeten ljbcrtragiint:ssignals auf ein im gleichen Freijuenzbeit-i'ii licgeiul-js F.nipfnngssignal el· > 't-Kanal-Trägcr- frequenzsystems auf. Dieses Nebensprechen wirkt sich besonders ungünstig aus bei hohen Werten der Verstärkerfelddämpfung und den damit verbundenen niedrigen Pegelwerten dieses Empfangssignals. Ein

" gemischter Betrieb von 4-Kanal- und Zl:2-Trägerfrequenzsystemen über die Stämme eines Kabels ist daher nur auf kurzen Strecken mit geringer Dämpfung und dies nur aaf Kabeln mit gutem Nebenspneehausgleich zwischen den einzelnen Stämmen möglich.

ίο In der DE-OS 2543 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

ftbertragungsnutzband 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 dessen Übertragungsnutzband im Bereich 6 ... 54 kHz und 60

η ...108 kHz liegt.

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

-H) 108 kHz übertragen wird.

Durch diese Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß weitgehend Baugruppen des in der DE-OS 25 43 492 angegebenen TF-Systems benutzt werden können. Im folgenden soll die Erfindung anhand eines

J5 Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert werden. Es zeigt

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

w F i g. 2 urd 3 Blockschaltbilder für eine Schaltungsanordnung zur Bildung der auch Übertragungsnutzbänder genannten Übertragungsbänder 32 ... 48 kHz und 92... 108 kHz unter Anwendung des Vormoduiationsverfahrens.

-»"> Das Frequenzband eines zu überfragenden Niederfrequenzsignals reicht jeweils von 0,3 ... 3,4 kHz. Im folgenden soll zur Darstellung der Übertragungslagc der Einfachheit halber ein Frequenzband von 0... 4 kHz angenommen weiden. Das Niederfrequenzsignal (NF-

^r*'< Signal) kann dabei ein Sprach- oder ein Datensignal sein.

Im folgenden wird die Bildung, und der Aufbau der Übertragungsbänder an einem Beispiel mit Vormodulation erläutert. In Fig. I 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 Kanäle mit jeweils einer der Trägerfrequen-

w zen 84 kHz, 88 kHz, 92 kHz und 96 kHz umgesetzt und die dabei entstehenden unteren Scitenbänder als Nutzbänder zum Band mit dein Frequenzbereich 32 ... 48 kHz zusammengefaßt. Dieses Hand hat die Übertragungslage zur Übertragung vnm /\-Amt mm Ö-Amt.

·'"' Für die Übertragung vom /J-AmI zum /l-Amt wird dieses Hand in einer weiteren Modulationsstufc mit der auch als Richuingsträgcrfrcqucnz bezeichneten Trägerfrequenz 60 kll/. in die Übertragungsliige 12 ... 108 kl Iz

umgesetzt. Die Frequenz 6OkHz wird auch als Pilotfrequenz benutzt

Der mit »a« bezeichnete Ausgang von F i g. 2 ist mit dem mit »a« bezeichneten Eingang von F i g. 3 und der mit ob« bezeichnete Eingang von F i g. 2 mit dem mit »b« bezeichneten Ausgang von F i g. 3 verbunden. Ist das erfindungsgeniäße Trägerfrequenzsystem als A-Amt geschaltet, so gelten in F i g. 3 die durchgezogenen Linien. Im Falle des B-Amtes gelten in F i g. 3 die gestrichelten Linien.

Es soll zunächst die Umsetzung der NF-Signale in das Übertragungsband bei einem Α-Amt erläutert werden. Für jedes zu übertragende NF-Signal ist sowohl im A-Amt als auch im B-Amt ein Kanalumsetzer (KU 1... KU4) vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig.2 nur der Kanalumsetzer KUi in Einzelheiten dargestellt, während die übrigen Kanalumsetzer KU 2... KU 4 angedeutet sind.

Das dem Klemmenpaar F2an des Kanalumsetzers KU1 zugeführte NF-Signal wird über den Übertrager U J dem Tiefpaß TP1 zugeführt der das Spektrum des NF-Signals nach oben begrenzt Im Modulator M1 wird das NF-Signal mittels der Trägerfrequenz /Ί = 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 /"2 = 84 kHz im Modulator M 2 aus der Vormodulationslage in die Frequenzlage 32 ... 36 kHz umgesetzt In den weiteren Kanalumsetzern KU2 ... KU4 werden für den Modulator Ai 2 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 M 2 der Kanalumsetzer KUX ... KU4 entstandene obere Seitenband 132... 148 kHz gesperrt und nur das untere Seitenband 32... 48 kHz als Nutzband durchgelassen. Dieses Nutzband wird dem pilotgesteue-ten Verstärker Vl der Pilotregeleinrichtung PE zugeleitet Diese Pilotregeleinrichtung PE enthält ferner einen pilotgeregelten Verstärker V4, welcher in die Empfangsrichtung eingeschaltet ist. Die Verstärker Vl und V4 sind als frequenzunabhängige Verstärker ausgebildet, deren Verstärkung mittels der an den Stc.uereingängen V 1.1 bzw. V4.\ anliegenden Gleichspannungen verändert werden kann. Am Ausgang des Verstärkers V4 wird die Pilotfrequenz fp mit dem selektiven Pilotverstärker V3 ausgekoppelt. Dieser selektive Pilotvtrstärker V3 liefert an seinen beiden Ausgängen jeweils eine der Pilotspannung proportionale Gleichspannung zum Steuern der beiden Vei stärker Vl und V4. Der Vorteil des sendeseitigen Ausgleichs der Kabeldämpfungsänderungen im A-Amt ist, daß im B-Amt auf eine Pilotregeleinrichtung vollständig verzichtet werden kann. Während die frequenzunabhängigen Änderungen der Kabeldämpfung, wie sie beispielsweise durch Temperatureinflüsse entstehen, empfangsseitig mittels des pilotgeregclten Verstärkers V4 und sendeseitig mittels des mitgesteuerten Verstärkers Vt ι isgeglichen werden, wird die Kabeldämpfung selbst mittels des Verstärkers V2 und in Gegenrichtung mittels des Verstärkers V5 ausgeglichen. Das mit den Verstärkein Vl und V2 verstärkte Signal wird über den Tiefpaßteil der Richtungsweiche RW sowie eiern Hochpaßteil der Leitungsweiche LW der Obertragungslciturif L zugeführt.

Das von der Gegenstation ankommende, im Ire·

quenzberich von 92... 108 kHz liegende Übertragungssignal wird Ober die Hochpaßteile von Leitungsweiche (LW) und Richtungsweiche (RW) 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 Verzerrrung einstellen. Damit können die Dämpfungsverläufe der verwendeten Kabel optimal entzerrt werden. Nach Durchlaufen der Empfangsverstärkereinheit V5 wird das Übertragungssignal dem Verstärker V4 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 Af 3 mit Hilfe der Trägerfrequenz /3 = 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 Frequenzlagen 32... 36 kHz, 36... 40 kHz, 40... 44 kHzund 44... 48 kHz jeweils in Kehrlage auf. Hier ist jeweils der Eingang des Demodulators D \ der Kanalumsetzer KUX ... Ku4 angeschlossen. Dieser Demodulator D1 eines jeden Kanalumsetzers wird mit der gleichen Trägerfrequenz betneben wie der zugehörige Modulator A/2 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 BPX aufgebauten Bandpasses SP2 werden störende Modulationsprodukte unterdrückt Anschließend wird jedes in dieser Vormodulationslage befindliche Signal in jeweils einem mit einer Trägerfrequenz von 48 kHz arbeitenden Demodulator D 2 und einem Tiefpaß TP 5 in die ursprüngliche NF-Lage umgesetzt. Nach Verstärkung ist dann über jeweils einen Übertrager jedes der maximal vier NF-Signale am Klemmenpaar F"tab des betreffenden Kanalumsetzers abnehmbar.

Die Kanalumsetzer KUX ... KU4 arbeiten unabhängig davon, ob die Station als Α-Amt oder als ß-Amt geschaltet ist. Bei einem B-Amt ist der Ausgang des Tiefpasses TP2 mit dem mit der Richtungrträgerfrequenz f3 = 60 kHz arbeitenden Modplator MZ verbunden. Dieser Modulator M 3 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, welcher das obere Seitenband 92 ... 108 kHz durchläßt und das untere Seitenband 12 ... 28 kHz sperrt. Bei einem BAmt entfällt die PilotregH-einrichtung PE. Anstelle des Verstärkers Vl der Piloliegeleinrichtung 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 Wert 60 kHz zugefütir· Das auch die Pilotfrequenz fp enthaltende Übertragungsband wird mit dem Verstärker V2 verstärkt und über die Hochpaßteile von Richtungsweiche RW und Leitungswe'ch? LW der Übertragungsleitung L zugeführt. Das von der Gegenstation ankommende, im Frequenzbereich von S2 ... 48 kl I/ liegende ('beriragunjVisignal wird über den Hochpaßteil der Leitungsweiche /..Wund den Tiefpaß teil der Richümgsweiche RWder lÄmpfanpsversiärkcreinhcit V5 zugeführt. Der Ausgang dieser l'.mplangs-

Verstärkereinheit 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 A-AmI geschilderten Weise.

Am Ausgang des Verstärkers V2 des -4-Amts herrscht bei mittlerer Kabeltemperatur ein bestimmter mittlerer Sendepegel. Dieser Sendepegel kann sich zum Arsgleich 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 Λ-Amts aufweist, kann jedoch der mittlere Sendepegel beim /4-Amt um etwa diesen Betrag kleiner sein als der konstante Sendepegel des B-Amts. Der Sendepegel des 4-Amts kann daher selbst im ungünstigsten Fall nicht größer werden als der des ß-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 KUX ... KU4 die Kanalumsetzer des Trägerfrequenzsystems der Bauweise 7 R verwendet werden können (TE KA DE Fachbericht AJ-73.2,0/02: 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 frequenz unabhängig 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 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 DE-OS 25 43 492 beschriebenen Trägerfrequenzsystems verwendet werden. Es sind lediglich das Filter BP3, die Richtungsweiche /?V»"'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 Richtungsweiche R W und Entzerrer der Empfangsverstärkereinheit VS die entsprechenden Baugruppen des Z12-Systems verwendet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Trägerfrequenzsystem nach dem Zweidraht-Getrenntlageverfahren mit Pilotregelung zum Obertragen von bis zu vier Niederfrequenzkanälen über symmetrische Leitungen, wo eine Pilotfrequenz nur in einer Richtung übertragen und in einer Endstelle ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, 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.

2. Trägerfrequenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 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 werden und daß sie zur ÜbertraguKj, in die Gegenrichtung aus dieser Frcqucnzlage mit der Trägerfrequenz 6OkHz gemeinsam in die Frequenzlage 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.