DE463075C - Verfahren fuer den Gegensprechbetrieb auf langen belasteten Telegraphenkabeln - Google Patents

Description

Lange Telegraphenkabel verwenden regelmäßig den Gegensprechbetrieb (»Duplexbetrieb«). Man versteht hierunter diejenige Betriebsweise, bei der gleichzeitig in beiden Richtungen über dasselbe Kabel gearbeitet wird. Man verliert dabei zwar an Telegraphiergeschwindigkeit, doch ist die Gesamtleistung über das Kabel immer noch größer, als wenn man unter voller Ausnutzung· der möglichen Telegraphiergeschwindigkeit einseitig arbeiten und nach kurzer Zeit umschalten würde. Übrigens würde, selbst wenn dies nicht der Fall wäre, aus rein betriebstechnischen Gründen doch der Duplexbetrieb vorgezogen werden, da sich bei ihm Rückfragen leichter erledigen lassen.

Technisch wird der Gegensprechbetrieb ermöglicht durch gewisse Schaltungen, die entweder dem Typ der Brücken- oder dem der

ao Differentialschaltungen angehören. Beide ver- = wenden die Teilung des Sendestromes in zwei gleiche Teile, die sich in ihrer Wirkung auf den Empfänger des gleichen Endes aufheben. Dazu ist es erforderlich, ein künstliches Kabel aufzubauen, dessen elektrische Eigenschaften denen des natürlichen genau gleich sind. Hierin liegt eine große Schwierigkeit. Bedenkt man, ,daß die Empfangsströme außerordentlich schwach gegenüber den Sendeströmen sind, so erkennt man, daß der Fehler der Abgleichung des künstlichen und natürlichen Kabels nur etwa Viooooo betragen darf. Besonders schwierig wird die Abgleichung bei belasteten Kabeln. Dies liegt einmal daran, daß deren Induktivität in der Regel eine Funktion der Stromstärke ist, außerdem wird aber die Abgleichung überhaupt um so schwieriger, je größer die Geschwindigkeit wird, mit der man telegraphieren will, da dann die sogenannten Konstanten des Kabels auch noch von der Telegraphiergeschwindigkeit abhängig werden.

In diesem Falle wird nach der vorliegenden Erfindung auf eine Abgleichung verzidhtet. Damit die in beiden Richtungen gehenden Ströme sich nicht gegenseitig stören, müssen sie dann ein Merkmal aufweisen, daß sie voneinander zu unterscheiden und zu trennen gestattet. Das ist der Fall, wenn die Stromkurven der einen Telegra- 50-phierrichtung wesentlich schneller hin und her wechseln als die der andern. Die Trennung beider Zeichenarten gelingt dann durch allgemein bekannte Hilfsmittel (Spulen- oder Kondensatorleitungen, Siebketten irgendwelcher Art, Resonanzkreise usw.).

Diese Erfindung ist also nur bei einem Kabel anwendbar, dessen Verwendbarkeit nicht auf die allerniedrigsten Frequenzen beschränkt ist, denn sonst würde es nicht gelingen, in dem geringen zur Verfügung stehenden Frequenzbereich zwei Verbindungen (in jeder Richtung eine) unterzubringen. Solche Kabel sind die belasteten, sie mögen nun nach der Kraruptype oder mit Spulen gebaut sein.

Die genannte Grundidee läßt sich ausführen, ohne die Verwendung von Trägerstrom

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zu Hilfe zu nehmen, denn auch bei der gewöhnlichen Gleichstromtelegraphie ist doch die Telegraphiergeschwindigkeit noch verfügbar. Zeichen hoher Telegraphiergeschwindigkeit verhalten sich solchen niederer Geschwindigkeit gegenüber wie zwei verschiedene Frequenzen, über die im folgenden (zahlenmäßige Angaben gemacht werden.

Bei diesem Verfahren werden natürlich in ίο beiden Richtungen, da die Telegraphiergeschwindigkeiten verschieden sind, in der Zeiteinheit verschieden viel Telegramme abgesetzt. Dieser Nachteil ist indessen nicht sehr groß. Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist der Betrieb auf langen Unterseekabeln, die sich hauptsächlich in westöstlicher Richtung erstrecken. Daher fallen die Hauptverkehrszeiten beider Endstellen nicht zusammen, so daß schon von selbst in der einen Richtung wesentlich mehr Telegramme vorliegen als in der andern. Noch übrigbleibende Anstauungen müssen dann durch Auswechseln der Telegraphiergeschwindigkeiten beider Richtungen ausgeglichen werden.

Nun kommt es darauf an, die Frequenzen zu berechnen, mit denen man nach diesem Verfahren arbeitet. Als »Telegraphierfrequenz« / werde diejenige Schwingungszahl bezeichnet, die sich beim Senden einer Reihe gleichmäßiger »Wechsel« (also Punkte und Pausen, oder bei Verwendung von Doppelstrom gleich langer positiver und negativer Stromstöße) ergibt. Es hat sich dann gezeigt, daß die Telegraphierzeichen nicht wesentlich in ihrer Form verschlechtert werden, solange sie nur solche Schaltungen zu passieren haben, die die Frequenzen bis etwa zur Frequenz 1,8 f durchlassen; nach unten muß die Durchlässigkeit bis etwa ¹J₄ f gehen. Daraus folgt, daß die beiden angewandten Telegraphiergeschwindigkeiten sich etwa wie ι : 8 verhalten müssen. Dabei bezeichnen aber die genannten Zahlenwerte keine starren Grenzen, sondern sollen nur einen Begriff von der Größenordnung des erforderlichen Frequenzbereiches geben.

Diese Zahl hängt indes von- der Form der Telegraphierzeichen ab. Der Frequenzbereich wird sich um so weniger nach oben hin erstrecken, je abgerundeter die Form der Elementarzeichen ist, rechteckige Zeichenformen sind also ungünstig. Um diese zu vermeiden, verwendet man in bekannter Weise »Abflachschaltungen«, das sind z. B. Drosselketten. Da diese alle Frequenzen, die oberhalb einer Grenzfrequenz liegen, wegschneiden, üben sie gerade die hier gewünschte Wirkung aus. Nach unten hin wird sich der Frequenzbereich um so weniger erstrecken, je stärker das angewandte »curbing« ist (das bedeutet, daß nach jedem Stromstoß' das Kabel einen Augenblick an Erde oder an eine Gegenspannung gelegt wird). Diese Wirkung des curbing auf den Frequenzbereich wird in den beiden Abbildungen dargestellt. Abb. 1 zeigt den Anteil, den die einzelnen Frequenzen an der Bildung eines einzelnen Morsepunktes haben, wie er oben in dieser Abbildung angedeutet ist. Wählt man statt dessen eine Stromform, wie sie in Abb. 2 oben angegeben wird, zur Übermittlung des einzelnen Morsepunktes (in der Kabeltelegraphie bezeichnet man das kurz als »So°/₀ curbing«), so gibt die Kurve der Abb. 2 die zugehörige Frequenzanalyse; diese erfolgt in beiden Fällen unter Zuhilfenahme des Fourierschen Integralsatzes. Die gestrichelte Linie gibt in beiden Abbildungen diejenige Frequenz an, oberhalb derer keine wichtigen Beiträge mehr liegen (d. h. läßt man die Frequenzen rechts dieser Linien weg, so bleibt das Zeichen lesbar und ist nur etwas abgerundet). In Abb. 2 sind aber, wie man sofort sieht, auch die kleinsten Frequenzen mit nur vernachlässigbarer Amplitude enthalten, und können also, etwa links der punktierten Linie, weggelassen werden. Würde man ein Elementarzeichen verwenden, das der Abb, 3 entspricht und also zwischen denen von Abb. 1 und 2 die Mitte hält (-25 °/₀ curbing), so erhielte man auch eine Kurve, die zwischen denen der Abb. 1 und 2 liegt, bei der also die punktierte Linie weiter nach links läge, woraus die Einwirkung des curbing auf den Frequenzbereich erhellt. Aber nicht nur die Form der Einzelzeichen, sondern auch das angewandte Telegraphenalphabet ist wichtig. Zeichnet man die Abb. 1 und 2 einmal für einen einzelnen Morsepunkt, dann für einen Morsestrich (das wäre die gleiche Kurve, aber mit dreifachem Abzissenmaßstabe), so erkennt man sofort, daß der erforderliche Frequenzbereich kleiner ist, wenn das Alphabet aus lauter gleich langen Elementarzeichen aufgebaut wird, als wenn man Zeichen ungleicher Länge (Morse) verwendet.

Nachdem so auseinandergesetzt worden ist, wie die Telegraphiergeschwindigkeiten für beide Richtungen· zu berechnen sind, muß noch angegeben werden, wie man an jedem Ende die vom Sender kommenden Zeichen vom Empfänger fernhält. Da diese Zeichen gemäß: der Erfindung einem anderen Frequenzbereich angehören als die, auf die der Empfänger ansprechen soll, so kommt diese Aufgabe nur 'noch auf die Aussiebung bestimmter Frequenzbänder hinaus. Mittel zur Lösung dieser Aufgabe sind allgemein bekannt und brauchen daher an dieser Stelle nicht auseinandergesetzt zu werden.

Zweckmäßigerweise wird man aber nicht

diese Mittel allein benutzen, sondern außerdem auch eine der üblichen Gegensprechschaltungen anwenden. Wenn es nämlich auch nicht gelingt, das Kabel mit der Genauigkeit von ¹Z_{100 000} abzugleichen, so wird es doch verhältnismäßig einfach gelingen, dies mit einer Genauigkeit von ¹J₁₀₀ zu tun; dann ist die Aussiebung des noch übrigbleibenden Restes mit Siebketten (oder Resonanzkreisen

ίο usw.) erheblich erleichtert. Dabei muß das künstliche Kabel, das zur ungefähren Abgleichung dient, an jedem Ende des Kabels so beschaffen sein, daß es das Kabel vor allem für denjenigen Frequenzbereich nachbildet, der dem an demselben Ende befindlichen Sender entspricht.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren für den Gegensprechbetrieb auf langen belasteten Telegraphenkabeln, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Richtung mit wesentlich höherer Telegraphiergeschwindigkeit als in der anderen telegraphiert wird, so daß die ankommenden und abgehenden Zeichen mit Hilfe an sich bekannter, auf die Telegraphiergeschwindigkeit eingestellter Aussiebungsmittel voneinander getrennt werden können.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich der Elementarzeichen durch Anwendung des curb-Sendens oder durch Abflachungsschaltungen oder durch beide Maßnahmen beschränkt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein solches Telegraphieralphabet gewählt wird, das aus Elementarzeichen gleicher Länge aufgebaut ist, damit der telegraphierte Text einen möglichst geringen Frequenzbereich einnimmt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung der Empfangs- und Sendezeichen nebeneinander Gegensprech- oder Differentialschaltungen und Siebschaltungen an sich bekannter Art benutzt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen