DE555379C - Verfahren zum Ausgleich der elektrischen Werte, insbesondere der gegenseitigen Kapazitaeten, in mehradrigen Telephonkabeln - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
23. JULI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 555379 KLASSE 21 c GRUPPE

Kabelfabrik und Drahtindustrie Akt.-Ges. in Wien

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. August 1926 ab

Zur gleichzeitigen Übermittlung von zwei oder mehr Ferngesprächen zwischen entfernten Stellen werden gewöhnlich Telephonkabel benutzt mit vier oder mehr elektrischen Leitungen (Adern). Bei größerer Zahl der gleichzeitig zu übermittelnden Ferngespräche werden die Leitungen so in Gruppen zusammengeschaltet, daß beispielsweise je eine Gruppe von vier Leitungen in der bekannten

ίο Vierer- oder Phantomschaltung zur gleichzeitigen Übermittlung von drei Telephongesprächen verwendet werden können. Die einzelnen Leitungen besitzen nun eine natürliche Selbstinduktivität und ferner wegen ihrer nahen gegenseitigen Lage gegenseitige Kapazitäten, die man Teilkapazitäten nennt.

Es ist nun praktisch unmöglich, ein einziges Kabel in so großer Länge herzustellen, daß es die beiden entfernten Punkte miteinander verbinden könnte, und es werden daher einzelne Kabellängen in sogenannter Fabrikationslänge hergestellt und sodann miteinander verbunden, so daß die gewünschte

ag Strecke durch das so erhaltene Kabel überbrückt wird.

Es ist ferner unmöglich, diese einzelnen Fabrikationslängen praktisch so herzustellen, daß die Selbstinduktivität der einzelnen Leiter sowie die Teilkapazitäten der Leiter gegeneinander untereinander absolut gleich sind. Infolgedessen werden die einzelnen Leiter einerseits einander gegenseitig beeinflussen und andererseits Ungleichheiten der Ströme in den einzelnen Leitern selbst auftreten. So gering diese Ungleichheiten oder sogenannten Unsymmetrien auch sind, so geben sie doch zu Störungen in der gleichzeitigen Übertragung der Ferngespräche Anlaß, die man als Neben- oder Übersprechen bezeichnet.

Man hat daher die verschiedensten Verfahren vorgeschlagen, um diese unvermeidlichen Ungleichheiten bzw. Unsymmetrien zu beseitigen. Um die gegenseitige Teilkapazität der Leitungen über die ganze Kabelstrecke gleichzumachen, hat man zunächst die elektrischen Eigenschaften der einzelnen oder einer Reihe hintereinandergeschalteter Kabellängen, also die Selbstinduktivitäten der einzelnen Leitungen und deren gegenseitige Teilkapazitäten, durch genaue Messungen festgestellt und dann durch Einfügung von Zusatzkondensatoren die Ungleichheiten der Teilkapazitäten auszugleichen gesucht. Ein Ausgleich der Selbstinduktivitäten der Lei-

tungen ist hierdurch nicht erfolgt, außerdem erfordern die Zusatzkondensatoren komplizierte und unübersichtliche Muffen.

Ein anderes Verfahren bestand· darin, daß man, gewöhnlich gleichfalls nach genauer Messung der erwähnten elektrischen Eigenschaften einer oder mehrerer hintereinandergeschalteter Fabrikationslängen, eine Verkreuzung oder Verdrillung der Adern vornahm, wodurch zwar oft eine Verringerung der Ungleichheiten bzw. Unsymmetrien gelang. Ein vollständiger Ausgleich, der die erwähnten Störungen des Neben- oder Übersprechens beseitigte, gelang jedoch nur in seltenen Fällen zufällig.

Man hat auch die Ungleichheiten in Kabeln dadurch auszugleichen versucht, daß an der Verbindungsstelle der Kabel ein Überschuß an Kabeladerlängen durch Einspleiao ßung gegeben oder künstlich angefügt wurde. Ferner wurden auch Zusatzkondensatoren an Fernsprechkreisen in der Art vorgesehen, daß ein aus einer genügend großen Anzahl dünner Drähte bestehender Kabelstumpf am Kabel as angebracht wurde. Dadurch wurde dem Fernsprechkreise jedoch nur die Kapazität dieses Kabelstumpfes zugeführt.

Die Erfinderin hat daher bereits vorgeschlagen, keine Zusatzkondensatoren anzu-•30 wenden, sondern vielmehr die einzelnen Leitungen aus einer Kabelfabrikationslänge herauszuführen, also langer als an sich notwendig zu machen, und dann diese herausstehenden Enden der einzelnen Leitungen nach sorgfältiger Messung der elektrischen Eigenschaften der betreffenden Fabrikationslänge so zu bemessen und gegebenenfalls zu formen und 'zu lagern, daß hierdurch die Ungleichheiten in der betreffenden Fabrikationslänge ausgeglichen werden.

Gemäß der Erfindung werden nun aber weder Zusatzkondensatoren noch überschüssige Längen der einzelnen Leitungen benutzt, sondern es wird zwischen je zwei Fabrikationslängen oder einer größeren Anzahl hintereinandergeschalteter Fabrikationslängen ein kürzeres odef längeres Kabelstück eingeschaltet, in dem die einzelnen Leitungen so ausgeführt, gegenseitig isoliert und gegenseitig gelagert sind, daß hierdurch ein vollständiger Ausgleich der Unsymmetrien der vor- und nachgeschalteten normalen Fabrikationslängen herbeigeführt wird. Es ist aber nicht nötig, daß man ein einziges solches Ausgleichskabelstück einschaltet, in dem also sämtliche Leitungen untergebracht sind, sondern man kann die notwendige Anzahl von Leitungen in einer beliebigen Anzahl kleinerer, einzelner Kabelstücke unterbringen und dann an der Ausgleichsstelle einschalten. Sind z. B. in einer Fabrikationslänge 50 Einzelleiter (Adern) enthalten, so kann man in dem Ausgleichsstück entweder gleichfalls 50 Leitungen entsprechender Isolation und gegenseitiger Anordnung unterbringen, jder man kann beispielsweise ein Kabelstück mit vier Leitungen und ein anderes Kabelstück mit 46 Leitungen oder, in einer anderen Ausführung, in einem Kabelstück acht Leitungen, in dem anderen Kabelstück 16 Leitungen und in einem dritten Kabelstück 26 Leitungen unterbringen und diese Kabelstücke entsprechend zwischen den beiden Fabrikationslängen einschalten, so daß die einzelnen Kabelstücke gewissermaßen einander parallel geschaltet sind. Die möglichen Varianten sind durch diese Beispiele selbstverständlich nicht im entferntesten erschöpft.

Man kann nun ein solches Kabelausgleichsstück nach den- durch Messung festgestellten Abweichungen der elektrischen Werte der normalen Fabrikationslängen in jedem einzelnen Fall besonders herstellen. Da jedoch die auszugleichenden Fehler in gewissen engen Grenzen liegen und sich -zwischen den einzelnen Fabrikationslängen größerer Kabelstrekken oft wiederholen, kann man solche Ausgleichsstücke auch serienweise herstellen und auf Lager halten und im gegebenen Fall je nach dem Meßergebnis zwischen zwei oder mehreren Fabrikationslängen einschalten. Insbesondere kann man solche Ausgleichskabel in der Größe normaler Fabrikationslängen herstellen und dann von diesen ein Stück erforderlicher Länge (gewöhnlich kornmen nur einige Meter in Betracht) abschneiden. Schon durch größere oder geringere Wahl dieser Länge kann man den gewünschten Ausgleich auch bei untereinander verschiedenen Ungleichheiten der auszugleichenden Fabrikationslängen herbeiführen. Dies gilt nicht nur dafür, daß man sämtliche Einzelleiter in einem einzigen Ausgleichskabelstück unterbringt, sondern auch für den Fall, daß man eine beliebige Unterteilung der Einzelleiter in Gruppen vornimmt und jede Gruppe für sich durch ein besonderes Ausgleichskabelstück ausgleicht.

Derart ist es nicht nur möglich, sowohl Ungleichheiten der gegenseitigen Kapazität sowie der Selbstinduktivität auszugleichen, sondern man kann auch Differenzen in den elektrischen Leitungswiderständen der einzelnen Adern ausgleichen, indem man beispielsweise im Kabelausgleichsstück eine oder mehrere Adern mit größerem oder kleinerem Leitungswiderstand, je nachdem es der Ausgleich erfordert, herstellt, und derart kann man also nach dem Verfahren der Erfindung in überaus einfacher Weise einen tatsächlich vollständigen Ausgleich der eingangs erwähnten elektrischen Eigenschaften

der normalen Fabrikationslängen herbeiführen.

Die Erfindung sei an Hand des schematischen Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert:

A, B seien die beiden Endpunkte einer Kabelstrecke, also entweder die Anschlußstellen der Fernsprechgeräte oder die Einschaltstellen von Pupinspulen o. dgl. mehr.

ίο Die Kabelstrecke werde beispielsweise durch fünf Fabrikationslängen gebildet, die an den Stellen m, η, ο untereinander verbunden sind. Der Ausgleich soll zwischen den Enden c, d zweier benachbarter Fabrikationslängen erfolgen. Es wird (oder werden) also an dieser Stelle zwischen c, d das (oder die) Ausgleichskabel eingeschaltet. Natürlich könnte dies an beliebiger anderer Stelle, also an der Verbindungsstelle m, η oder ο erfolgen, und ebenso könnte man außer zwischen den Enden c, d auch noch an einer oder mehreren anderen Verbindungsstellen m, 11 oder 0 den Ausgleich einschalten. Es wird also zwischen c, d ein Ausgleichskabel erforderlicher Länge und mit den gewünschten Eigenschaften eingeschaltet. Die letzteren sind so gewählt, daß die Teilkapazitäten und evtl. Induktivitäten und Leitungswiderstände der Einzelleiter der ganzen Kabelstrecke einander möglichst vollkommen ausgeglichen werden. Die Ungleichheiten in der Kabelstrecke A-c und d-B werden zuerst durch Messung festgestellt und sodann ein entsprechendes Kabelausgleichsstück hergestellt oder ausgewählt. Bei einem vieladrigen Telephonkabel wird es dann zweckmäßig sein, nicht ein einziges Ausgleichsstück zwischen c-d, sondern vielmehr mehrere Ausgleichsstücke einzuschalten, wie eingangs erläutert wurde.

Die im Ausgleichskabelstück notwendigen Kapazitäten der Ausgleichsleiter werden durch entsprechende Wahl des Isolationsmaterials sowie der Isolationsstärke, ferner aber auch durch entsprechende gegenseitige Anordnung der Ausgleichsleiter selbst erreicht. Da die verschiedensten Isoliermaterialien, wie Luft, Papier, imprägniertes Papier, Gummi usw., in Betracht kommen, deren Dielektrizitätskonstanten in weiten Grenzen untereinander verschieden sind, da man ferner die Isolationsstärke in weiten Grenzen frei wählen kann und schließlich für die gegenseitige Anordnung der Leiter überhaupt keine Grenzen gezogen sind, kann man jeden beliebigen Wert der gegenseitigen Kapazität der Ausgleichsleiter erreichen. Ebenso bietet der Ausgleich "der Leitungswiderstände keine Schwierigkeiten, da man die Ausgleichsleiter aus mehr oder weniger gut leitendem Material, wie Kupfer, Nickel, Messing, Aluminium, Eisen usw., und ferner mit den verschiedensten Durchmessern herstellen kann. Auch die Ungleichheiten der Induktivität der einzelnen Adern können im Kabelausgleichsstück beseitigt werden, indem man entsprechende Bespannungen wählt oder einen Überzug, beispielsweise aus paramagnetischem Material, vorsieht oder die sonstigen wohlbekannten Maßnahmen zur Änderung und Einstellung der Selbstinduktivität eines Leiters anwendet. Regelmäßig werden die Ausgleichsleiter bzw. Ausgleichskabel Längen von etwa 1 bis 20 m besitzen. Es ist jedoch hierdurch nicht ausgeschlossen, daß man auch weit größere Längen bis zu 100 m und darüber herstellt und anwendet. Auch Sonderkabel in diesen Längen sind immer noch erheblich kürzer als die normalen Kabellängen. Solche Sonderkabel können daher mit größter Sorgfalt hergestellt werden, so daß sie ihren Zweck sehr gut erfüllen. Es wird auch nicht nötig sein, die einzelnen Ausgleichsleiter untereinander mit verschiedener Länge auszuführen, da man durch die erwähnte Freiheit in der Wahl des Leitungs- und Isoliermaterials sowie der Isolationsstärke und schließlich der gegenseitigen Lagerung der Einzelleiter in einem gemeinsamen oder aber verschiedenen Ausgleichskabeln in der Lage ist, die Längen der Adern selbst untereinander gleichzumachen, unter Umständen Einheitslängen (Standardlängen) herzustellen und vorzubereiten, so daß sowohl die Fabrikation als auch die Verlegung sich besonders einfach gestaltet.

Wendet man mehrere Ausgleichskabel in Parallelschaltung an, so kann jedes von ihnen I, 2, 3 oder mehr Leiter, aber auch Leiterpaare, Leitervierer oder sonstige beliebige Gruppen von Leitern enthalten.

Die Einschaltung der Ausgleichsleiter bzw. -kabel kann, wie früher erwähnt, an einer beliebigen einzigen Stelle gleichsam konzentriert oder aber verteilt an mehreren Stellen der Kabelstrecke vorgenommen werden. Zweckmäßig wird die Einschaltung durch Einspleißen am Ende der Kabelstrecke oder an solchen Stellen erfolgen, an denen sich Spleißmuffen befinden.

Claims (6)

110 Patentansprüche:

i. Verfahren zum Ausgleich der elektrischen Werte, insbesondere der gegenseitigen Kapazitäten, in mehradrigen Telephonkabeln, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder mehreren Stellen einer Kabelstrecke Ausgleichskabel als Teile der Gesamtlänge eingeschaltet werden, die durch entsprechende Wahl des Leitungsund Isoliermaterials sowie der Isolationsstärke, ferner durch entsprechende Anordnung der Leiter gegeneinander solche

elektrischen Eigenschaften erhalten, daß durch diese die Ungleichheiten der elektrischen Eigenschaften der übrigen Kabelstrecke ausgeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Ausgleichsstelle nicht ein einziges Ausgleichskabelstück, sondern zwei oder mehrere solcher Kabelstücke verwendet und in jedem dieser Kabelstücke die elektrischen Eigenschaften eines einzigen oder einer Mehrzahl von elektrischen Einzelleitungen der Kabelstrecke für sich ausgeglichen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleichskabelstücke eingeschaltet werden, welche die Ausgleichsleiter in Gruppen zusammengefaßt enthalten, beispielsweise also Leiterpaare, Leitervierer o. dgl.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß man Ausgleichskabelstücke beliebiger Länge bereitstellt und diese Ausgleichskabel durch entsprechende Wahl des Leitungsund Isoliermaterials, der Leiter- und Isolationsstärke als auch schließlich durch entsprechende gegenseitige Lagerung der Leiter mit vorbestimmten, untereinander jedoch verschiedenen elektrischen Eigen-· schäften vorsieht, und daß man nach Messung der elektrischen Eigenschaften der unfertigen Kabelstrecke aus dem Vorrat von Ausgleichskabeln jenes Kabelstück auswählt, das vermöge seiner elektrischen Werte zum Ausgleich der übrigen Kabelstrecke geeignet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Vorrat von Ausgleichskabeln eine zum Ausgleich der gemessenen Ungleichheiten der übrigen Kabelstrecke erforderliche Länge auswählt und in die Kabelstrecke einschaltet oder aber ein besonderes Ausgleichskabelstück erforderlicher Länge herstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Kabelausgleichstücke untereinander gleicher Länge (Standardlänge), jedoch untereinander verschiedener elektrischer Werte für den Ausgleich bereitstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen