DE2718232C3 - Trägerfrequenzsystem in Zweidraht-Getrenntlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eisi Trägerfrequenzsystem mit Pilotregelung für maxima! vier Niederfrequenz(NF)-Kanäle zum Betrieb über symmetr. ehe 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 (Zl2) belegt sind. Bei ZI 2-Sy-Jtemen erfolgt die Übertragung von der als /4-Amt bezeichneten Endstelle zur anderen Endstelle (ß-Amt) im Bereich 6 ... 54 kHz und in Gegenrichtung im Bereich 60... 108 kHz.

Bei bekannten 4 Kanal-Trägerfrequenzsystemen liegt das gesamte ÜDertragungsnutzband 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 i«t beispielsweise in der Druckschrift der Fa. Telefunken ein 4-Kanal-Trägerfrequenzsystem angegeben, bei dem vom /4-Amt zum ß-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-Systemen 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 /4-Amt eines Z12-Trägerfrequenzsystems gesendeten Übertragungssignals auf ein im gleichen Frequenzbereich liegendes Empfangssignal eines 4-Kanal-Träger- frequenzsystems auf. Dieses Nebensprechen wirkt sich besonders ungünstig tfus bei hohen Werten der Verstärkerfelddämpfung und den damit verbundenen 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.

ίο In der DE-OS 2643 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

Ibertragungsnutzband im Frequenzbereich 12 ... 48 kHz liegt und eine außerhalb des Übertragungsnutzbandes liegende Pilotfrequenz nur in einer Richtung übertragen und in einer Endstelle ausgewertet v. Ird. 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 ...108 kHz liegt

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

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 Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert werden. Es zeigt

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

■Ό F i g. 2 und 3 Blockschaltbilder für eine Schaltungsanordnung zur Bildung der auch Übenragungsnutzbänder genannten Übertragungsbänder 32... 48 kHz und 92... 108 kHz unter Anwendung des Vormodulationsverfahrens.

■*5 Das Frequenzb.md 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 Sprach- oder ein Datensignal sein.

Im folgenden wird die Bildung, und der Aufbau der Übertragungsbänder an einem Beispiel mit Vormodulation erläutert. In F i g. 1 ist das Frequenzschema für

diese Art der Erzeugung der beiden Übertragungsnutzbänder dargestellt. Die N F-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 Trägerfrequenz zen 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 /4-Amt zum ß-Amt.

Für die Übertragung vom ß-Amt zum /4-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 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 »b« bezeichnete Eingang von F i g. 2 mit dem mit »b« bezeichneten Ausgang von F i g. 3 verbunden. Ist das erfindungsgemäße Trägerfrequenzsystem als A-Amt geschaltet, so gelten in F i g. 3 die durchgezogenen linien. Im Falle des 5-Amtes gelten in F i g. 3 die gestrichelten Liniea

Es soll zunächst die Umsetzung der NF-Signale in das Oberuagungsband bei einem Λ-Amt erläutert werden. Für jedes zu übertragende NF-Signal ist sowohl im /!-Amt als auch im S-Am₁ ein Kanalumsetzer (KUi... KU 4) vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig.2 nur der Kanalumsetzer KUX in Einzelheiten dargestellt, während die übrigen Kanalumsetzer KU2... Kt/4 angedeutet sind.

Das dem Klemmenpaar F2an des Kanalumsetzers KUX zugeführte NF-Signal wird über den Übertrager U1 dem Tiefpaß TP1 zugeführt der das Spektrum des NF-Signals nach oben begrenzt Im Modulate M1 wird das NF-Signal mittels der Trägerfrequenz fX = 48 kHz in die Vormodulationslage 48 ... 52 kHz umgesetzt und mit dem Bandpaß BP X 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 Af 2 jeweils die Trägerfrequenzen 88 kHz, 92 kHz und 96 kHz benutzt. Die jeweils in dieser Modulationsstufe erzeugten Bänder 32 ... 36kHz, 36 ... 40kHz. 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 V 4. welcher in die Empfangsrichtung eingeschaltet ist. Die Verstärker VX und V4 sind als frequenzunabhängige Verstärker ausgebildet deren Verstärkung mittels der an den Steuereingängen V 1.1 bzw. V 4.1 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 Vl und V4. Der Vorteil des sendeseitigen Ausgleichs der Kabeldämpfungsänderungen im /4-Amt ist daß im S-Amt auf eine Pilotregeleinrichtung 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 Vl ausgeglichen werden, wird die Kabeldämpfung selbst mittels des Verstärkers V2 und in Gegenrichtung mittels des Verstärkers V5 ausgeglichen. Das mit den Verstärkern Vl und V2 verstärkte Signal wird über den Tiefpaßteil der Richtungsweiche RW sowie dem Hochpaßteil der Leitungsweiche LW der Übertragungsleitung* /.zugeführt.

Das von der Gegenstation ankommende, im Fre-

quenzberich von 92... 108 kHz liegende Übertragungssignal wird Ober die Hochpaßteile von I .eitungsweiche (LW) und Richtungsweiche (RW) einer aus einein Verstärker und einem Entzerrer bestehenden Empfangsverstärkereinheit VS 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 Übertragungssignai 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 Λ/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 maxi/,,J 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 betrieben wie der zugehörige Modulator M 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 SPl aufgebauten Bandpasses BP2 werden störende Modulationsprodukte unterdrückt Anschließend wird jedes in dieser V01 modulationslage befindliche Sign I in jeweils einem mit einer Trägerfrequenz von 48 <Hz arbeitenden Demodulator D 2 und einem Tiefpaß TP 5 in die ursprüngliche N F-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 KUX... KU4 arbeiten unabhängig davon, ob die Station als Λ-Amt oder als ß-Amt geschaltet ist Bei einem ß-Amt ist der Ausgang des Tiefpasses TP2 mit dem mit der Richtung-trägerfrequenz /3 = 60 kHz arbeitenden Modriator M3 verbunden. Dieser Modulator Af 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 ß-Amt entfällt die Pilotrege¹· einrichtung PE Ansteile des Verstärkers Vl der P¹IoIi cgeleinrichtung PE ist eine Piloteinkoppelstufe eingeschaltet, deren Eingang mit dem Bandpaß HPZ und deren Ausgang mit dem Verstärker V2 verbunden ist. In dieser Piloteinkoppelstufe wird dem Übertragungsnutzband eine Pilotfrequenz fp mit dem Wert 6OkHz zugeführ· Das auch die Pilotfrequenz fp enthaltende Übertragungsband wird mit dem Verstärker V2 verstärkt und über die Hoehpaßteile von Richtungsweiche 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 L W und den Tiefpaßteil der Richtungsweiche R W der Empfangsverstärkereinheit V5 zugeführt. Der Ausgang dieser Empfangs-

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 /4-Ami geschilderten Weise.

Am Ausgang des Verstärkers V2 des ,4-Ami:s 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, weiche das Übertragungskabel im Frequenzbereich des Sendesignals des 4-Amts aufweist, kann jedoch der mittlere Sendepegel beim A-AmI um etwa diesen Betrag kleiner sein als der konstante Sendepegel des ß-Amts. Der Sendepegel des 4-Amts kann daher selbst im ungünstigsten Fall nicht größer werden als der des Ö-Amts, so daß der Verstärker V2 bsi beiden . .intern die ™j<*;*ik.« Aussteuerungsgrenze aufweisen kann.

Bei Anwendung der Erfindung gewinnt man den Vorteil, daß als Kanalumsetzer KUX ... KU 4 die Kanalumsetzer des Trägerfrequenzsystems der Bauweise 7/? verwendet werden können (TE KA DE Fachberieht A3-73.2.0/02; 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 tind 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 6OkHz ist, daß zu den nächsten Signalfrequenzen 48 kHz und 92 kHz jeweils ein großer

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 BPX die Richtungsweiche /?'Vund der Entzerrer in der Empfangsverstärkereinheit V5 an das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Übertragungsnutzband anzupassen. Dabei hat die Erfindung den veiteren Vorteil, daß als Richtungsweiche R W und Entzerrer der Empfangsverstärkereinheit V5 die entsprechenden Baugruppen des Zl 2-Systems verwendet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Trägerfrequenzsystem nach dem Zweidraht-Getrenr.tlageverfahren 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 (A-AmI) 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 Übertragung in die Gegenrichtung aus dieser Frequenziage mit der Trägerfrequenz 60 kHz gemeinsam in die Frequenzlage 92 ... 108 kHz umgesetzt werdea

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