DE562747C - Verfahren zum Ausgleich des UEbersprechens zwischen den Staemmen benachbarter Vierer in viererverseilten Kabeln ohne Phantomausnutzung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Oktober 1930 ab

Zur Beseitigung des Nebensprechens zwischen den Leitungen von Fernmeldekabeln werden, falls erforderlich, die durch die unvermeidbaren Unsymmetrien bei der Herstellung entstandenen Kopplungen zwischen den Leitungen abschnittsweise ausgeglichen. Ein Ausgleich mit jedem gewünschten Grad der Genauigkeit läßt sich durch Einschaltung von Ausgleichselementen, vorwiegend Kondensatoren, nach bekannten,

ίο vorwiegend für Fernkabel angewandten Verfahren erzielen. In besonderen Fällen, beispielsweise bei vielpaarigen Ortskabeln, ist ein solcher Kondensatorausgleich undurchführbar, da in den engen Kabelbrunnen der Städte nicht genügend Raum zur Unterbringung der erforderlichen großen Anzahl von Kondensatoren vorhanden sein würde; auch ist der Einbau von Kondensatoren vom Standpunkt der Instandhaltung der Ortsnetze aus als unzulässig anzusehen. Das zweite bekannte Ausgleichsverfahren besteht im Auskreuzen der Adern. Dies Verfahren diente bisher hauptsächlich dazu, die innerhalb eines Vierers auftretenden Kopplungen zu beseitigen. Auf Grund von Kopplungsmessungen wurden in den Verbindungsstellen Adervertauschungen derart vorgenommen, daß nach Möglichkeit die Kopplungen der aufeinanderfolgenden Abschnitte sich aufhoben. Hierbei wurden entweder die Vierer in zwei aufeinanderfolgenden Längen der Reihe nach miteinander verbunden, oder es wurde aus dem Vierer herausgekreuzt, d. h. es wurde in der zweiten Länge zu jedem Vierer der ersten Länge ein passender Vierer ausgewählt. Ein Ausgleich der Kopplungen zwischen den Leitungen benachbarter Vierer ist bei diesem Verfahren nicht möglich. Für einen Ausgleich der Kopplungen zwischen benachbarten Vierern liegt ein Bedarf bei den Kabeln der Ortsnetze vorwiegend in dem Falle vor, wenn derartige Kabel als Verbindungskabel zwischen den Ämtern großer Städte pupinisiert werden sollen. Bei den Leitungen der Stadtnetze können verhältnismäßig hohe Kopplungen zugelassen werden, ohne daß sie den Betrieb nennenswert stören, solange diese Leitungen unbelastet sind. Bekanntlich ergeben aber die gleichen Kopplungen bei Belastung der Leitung mit Spulen erheblich kleinere Nebensprechdämpfungen, so daß vornehmlich in diesem Falle ein Ausgleich der Kopplungen erforderlich ist, wenn auch hierbei im Vergleich zu Fernkabeln nur verhältnismäßig geringe Anforderungen an den Ausgleich gestellt werden. Es ist nun zwar bereits bekannt geworden, durch Kreuzungen innerhalb eines Vierers gleichzeitig Kopplungen gegen benachbarte Vierer auszugleichen. Dabei soll der Ausgleich von Vierer zu Vierer fortschreitend stets gegen den zurückliegenden Vierer so vorgenommen werden, daß zunächst sämtliche Kopplungen eines Ausgleichsabschnittes gemessen werden, daß die gemessenen Werte nicht nach laufenden

*) Von (Ie)H Patt'Htsnchfr ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans Jordan in Berlin-Karlshorst.

Längen, sondern möglichst nach absteigenden Beträgen von k_s und k_s in eine Tabelle eingetragen und daraus dann rechnerisch die günstigsten Kreuzungen für die einzelnen Spleisstellen ermittelt werden. Die praktische Ausführung dieses Vorschlages scheitert jedoch an der Schwierigkeit, aus der Unsumme von Verbindungsmöglichkeiten stets die richtige herauszufinden. Dies ist ganz besonders dann der Fall, ίο wenn größere und unregelmäßig auftretende ■Kopplungswerte vorkommen, da dann jede Übersicht verlorengeht.

Die Erfindung gibt einen neuen Weg an, in viererverseilten Kabeln ohne Phantomausnutzung einen Ausgleich der Übersprechkopplungen sowohl im Vierer als auch zwischen Nachbarvierern mittels Kreuzungen vorzunehmen, und stellt sich dabei die"Aufgabe, die bekannte Wirkung von Kreuzungen innerhalb so eines Vierers auf die Kopplungen von Nachbarvierern in brauchbarer Weise zu verwerten. Die Hauptschwierigkeit liegt dabei darin, zu vermeiden, daß in jedem Falle die enorme Zahl von Verbindungsmöglichkeiten, aus denen stets die günstigste auszusuchen ist, zu einem endlosen Ausprobieren führt. Gegenstand der Erfindung ist daher die Aufstellung ordnender Gesichtspunkte für die Auswahl der Kreuzungen und die Angabe einer möglichst ins einzelne gehenden, allgemein gültigen diesbezüglichen Vorschrift. Diese Möglichkeit ergibt sich auf Grund der Erkenntnis, daß unter den acht verschiedenen Verbindungsmöglichkeiten zweier Teillängen eines Vierers je vier in bezug auf k_x äquivalent sind, d. h. je vier, bei denen sich die Äj-Werte beider Teilabschnitte entweder addieren oder subtrahieren. Werden nämlich die beiden Stämme glatt durchverbunden oder ohne Kreuzung vertauscht (Platzwechsel) oder werden sie beide gekreuzt oder unter Kreuzung beider Stämme vertauscht,. so addieren sich in jedem Fall die Aj-Werte beider Teilabschnitte. Wird dagegen nur der erste oder nur der zweite Stamm gekreuzt oder werden die Stämme unter Kreuzung nur des ersten oder nur des zweiten Stammes vertauscht, so subtrahieren sich die Vorzeichen beider Teilabschnitte. Zur Vereinfachung der Ausdrucksweise wird im folgenden hierfür das Wort Verbindungsvorzeichen gewählt. Es gibt also für jedes der beiden Verbindungsvorzeichen der Äj-Kopplungen vier Schaltmöglichkeiten, und die Erfindung geht davon aus, daß diese für A₁ gleichwertigen Schaltungen für die Kopplungen mit den Leitungen der benachbarten Vierer verschiedene Verbindungsvorzeichen ergeben und daß hierdurch ermöglicht wird, die Nachbarkopplungen ohne Einfluß auf die Kopplungen im Vierer durch Kreuzen der Adern innerhalb eines Vierers herabzusetzen.

Nun beeinflussen die Kreuzungen innerhalb eines Vierers die Kopplungen zwischen den Leitungen dieses Vierers mit den Leitungen beider Nachbarvierer gleichzeitig. Hieraus ergibt sich zunächst als erste Regel für die praktische Durchführung im einzelnen, daß der Nachbarausgleich nur in jedem zweiten Vierer und dann gleichzeitig nach beiden Seiten jeweils für die Kopplungen dieses Vierers gegen die beiden benachbarten Vierer auszuführen ist. Hierbei würden also die vier zur Verfügung stehenden Verbindungsmöglichkeiten im ganzen acht Kopplungen ausgleichen müssen. Erfindungsgemäß lassen sich aber auch die Kopplungen beim Übergang von Nachbarvierer zu Nachbarvierer für sich ausgleichen, indem von Vierer zu Vierer fortgeschritten wird und bei jedem Vierer dann die nach dem rückwärtigen Vierer gerichteten Kopplungen ausgeglichen werden. In einer Lage mit η-Vierern erfolgt also hierbei der Ausgleich etwa nach folgendem Schema: Im Vierer 2 für Kopplungen 2/1, im Vierer 3 für Kopplungen 3/2, im Vierer 4 für Kopplungen4/3, im Vierer η für Kopplungen n/(n—1). Dabei bleiben, wie man leicht erkennt, bei einem Übergang — in diesem Falle zwischen den Vierern n/i — die Kopplungen unausgeglichen. Im allgemeinen werden sich jedoch Übergänge mit kleinen Kopplungen ergeben, bei denen ein Ausgleichen nicht erforderlich ist, da alle Verbindungsmöglichkeiten gute Werte ergeben. Zeigt sich beispielsweise bei der Messung im p-ten Vierer, daß die Nachbarkopplungen zwischen dem p-ten und dem (p — i)-ten nicht ausgeglichen zu werden brauchen, so bricht man den Ausgleich bei dem (p — i)-ten Vierer ab und beginnt vom η-ten Vierer rückwärts, also am Vierer η für die Kopplungen n/i, am Vierer η—■ ι für die Kopplungen η — i/n, am Vierer ρ für die Kopplungen p/(p+i). Ist also beispielsweise eine Lage von 12 Vierern auszugleichen, so gleicht man zunächst die Aj-Kopplung des Vierers 1 allein aus. Hierauf gleicht man die Kopplungen von 2/1 aus und nacheinander weiter 3/2, 4/3 usw., bis man an eine Stelle kommt, bei der keinerlei Ausgleich notwendig ist bzw. bei der infolge der Kleinheit der Kopplungen es gleichgültig ist, wie verbunden wird. Dies sei z. B. zwischen dem 8. und 7. Vierer der Fall. Man bricht dann den Ausgleich an dieser tio Stelle ab und beginnt von neuem rückwärts mit den Kopplungen 12/1,11/12 usw. bis 8/9. Damit ist der Ausgleich für die ganze Lage durchgeführt, ohne daß an einer Stelle gleichzeitig nach beiden Seiten ausgeglichen werden müßte. Das Fortschreiten dieses Ausgleichs von Vierer zu Vierer gemäß der Erfindung ermöglicht es auch, daß ein solcher A₁USgIeICh an bereits in Betrieb befindlichen Kabeln vorgenommen werden kann, bei denen gleichzeitig nur eine ganz geringe Anzahl von Leitungen dem Betrieb zu den Ausgleichsarbeiten entzogen werden darf.

Im übrigen erfolgt der Ausgleich nach bekannten Gesichtspunkten in Abständen, die im Vergleich zur Wellenlänge kurz sind, bei Kabeln mit Spulenbelastung also in jedem Spulenfeld gesondert. Um genügend Ausgleichsmöglichkeiten zu erhalten, werden vorzugsweise mehrere über die Länge des Feldes gleichmäßig verteilte Ausgleichs- oder Kreuzungsstellen vorgesehen, vorzugsweise drei, die das Spulenfeld in vier

ίο annähernd gleiche Strecken teilen. Der erfindungsgemäße Ausgleich der Nachbarkopplungen erfordert zunächst, daß die Übersprechkopplungen Ze₁ für sich behandelt werden; dadurch kommen alle Verbindungsmöglichkeiten in Fortfall, die einen ungünstigen A₁-Wert ergeben würden. Es ist zunächst festzustellen, welche Verbindungsvorzeichen in den Kreuzungsstellen die Äj-Kopplung für das Spulenfeld auf den kleinsten Wert bringen. Dann können in jeder Kreuzungsstelle der Reihe nach die vier für jedes Verbindungsvorzeichen der Äj-Kopplungen möglichen Stellungen ausprobiert werden und jedesmal die zugehörigen Werte der Nachbarkopplungen Ze₉ bis k₁₂ des ganzen Feldes gemessen werden. Für drei Kreuzungsstellen ergeben sich hierbei 64 Schaltmöglichkeiten. Es ist jedoch nicht erforderlich, alle 64 auszumessen, da sich zwar unregelmäßig, aber'doch nach einer beschränkten Zahl von Schaltungen bereits günstige Werte zeigen werden.

Gegenüber diesem Verfahren kann die Arbeit noch wesentlich vereinfacht werden, indem etwa folgendermaßen vorgegangen wird. Es werden die Kopplungen Ze₁ und k₉ bis k₁₂ für die (beispielsweise) vier Strecken in den Kreuzungsstellen gemessen, und zwar werden diese Messungen zweckmäßig in der ersten und letzten Kreuzungsstelle nach beiden Seiten ausgeführt und tabellenmäßig eingetragen. Dann wird zunächst aus den Werten für Ze₁ das Streckenvorzeichen bestimmt, wobei ein positives Streckenvorzeichen bedeuten soll, daß die Ze₃ -Kopplung der Strecke mit dem gleichen Vorzeichen verwendet wird, wie es die Messung ergab; ein negatives Streckenvorzeichen bedeutet, daß durch die Kreuzungen eine Vorzeichenumkehr herbeigeführt werden soll. Dann werden in der Aufstellung der gemessenen Nachbarkopplungen Ze₉ bis A₁₃ für die vier Strecken die Summen gebildet, und es wird dann versucht, durch Umstellungen der Zahlenwerte diese Summen auf möglichst kleine Werte herabzudrücken. Welche Umstellungen zulässig sind, ergibt sich einfach aus der Betrachtung der Vorzeichenumkehr und des Platzwechsels, die die vier verschiedenen Schaltmöglichkeiten für das gleiche Verbindungszeichen von A₁ ergeben. Dies Verfahren bietet deshalb gegenüber dem erstgenannten einen Vorzug, weil von den möglichen Vertauschungen schon von vornherein nur solche ausgewählt zu werden brauchen, die zum mindesten einzelne Werte der Ze₉ bis A₁₂ klein machen. Hiermit wird zunächst eine Aufstellung der gewünschten Streckenvorzeichen gewonnen. Für die vorzunehmende Kreuzung in der ersten Verbindungsstelle gibt dies Streckenvorzeichen gleichzeitig auch das Verbindungszeichen für die Einfügung der zweiten Strecke an die erste an. Für die weiteren Kreuzungsstellen ist dann das Verbindungsvorzeichen in den vorausliegenden Kreuzungsstellen zu berücksichtigen, um den weiteren Strecken die vorausbestimmten Streckenvorzeichen zu erteilen. Hierfür lassen sich gegebenenfalls auch sehr einfache Vorzeichenregeln angeben, die sich mechanisch handhaben lassen.

In der Zeichnung sind zwei Kreuzungsprotokolle mit Meßwerten mit den sich daraus ergebenden Strecken- und Verbindungsvorzeichen dargestellt, an Hand deren die Erfindung im einzelnen erläutert wird. In den Rubriken für A₁, A₉ bis A₁₂ sind die gemessenen Werte von vier Längen eingetragen; die nicht eingeklammerten Zahlen stellen die ursprünglichen Meßwerte dar. Die beiden Rubriken rechts, SV und VV, enthalten die Strecken- und Verbindungsvorzeichen. Die in diesen Rubriken enthaltenen drei Vorzeichen haben dabei definitionsgemäß folgende Bedeutung: das erste Zeichen bezieht sich auf A₁ und besagt bei den Streckenvorzeichen, daß der go entsprechende Ze₁ -Wert entweder mit dem gemessenen Vorzeichen (+) oder mit dem entgegengesetzten Vorzeichen (—) in die Rechnung einzusetzen ist. Bei dem Verbindungsvorzeichen bedeutet (+), daß die Verbindung so vorzunehmen ist, daß sich der Aj-Wert nicht ändert, d. h. daß entweder beide Stämme ungekreuzt oder beide Stämme gekreuzt durchgeschaltet werden müssen, und (—) daß entweder nur der erste oder nur der zweite Stamm allein gekreuzt werden darf, wobei es gleichgültig ist, ob gleichzeitig ein Platzwechsel vorgenommen wird oder nicht. Das zweite Vorzeichen bezieht sich bei dem Streckenvorzeichen auf das Vorzeichen von A₉ und A₁₀ und bei dem Verbindungs vorzeich en auf den Stamm 1. In Verbindung mit dem Vorzeichen für U₁ ist dadurch auch gleichzeitig das Vorzeichen für A₁₁ und A₁₂ bzw. Stamm 2 festgelegt. Das dritte Vorzeichen bezieht sich darauf, ob ein Platzwechsel zwischen den beiden Paaren vorgenommen werden soll (—) oder nicht (-J-). Das Streckenvorzeichen richtet sich nur danach, ob eine Kopplung positiv oder negativ eingesetzt werden soll oder ob sie mit einer anderen mit Hilfe eines Platzwechsels vertauscht werden soll. Das Verbindungsvorzeichen ergibt sich aus der Multiplikation der beiden Streckenvorzeichen der beiden an der betreffenden Stelle zu verbindenden Längen.

Bei der Bestimmung dieser Vorzeichen geht man folgendermaßen vor: Zunächst wird A₁ besonders betrachtet. Bildet man die algebraische

Summe der vier Werte, so ergibt sich in Beispiel ι —270 μμ F. Die Vorzeichen der Kopplungen in der zweiten, dritten und vierten Länge werden also zweckmäßig umgetauscht. Die vier Streckenvorzeichen für A₁ lauten also nacheinander +, —, —, —. Die drei Verbindungsvorzeichen ergeben sich daraus durch Multiplikation je zweier Streckenvorzeichen zu —, -f, +. Nun bildet man die algebraische Summe der Kopplungen A₉ bis A₁₂. Der Höchstwert, der unter allen Umständen beseitigt werden muß, liegt bei A₁₀ mit + 280 μμ F. Da nun die negativen Vorzeichen für A₁ der zweiten, dritten und vierten Länge schon festliegen, so folgt, daß ein positives Streckenvorzeichen für A₈ und A₁₀ ein negatives für A_n und A₁₂ bedingt. Sollen also die Werte für A₁₀ teilweise umgekehrt werden, so werden gleichzeitig die Werte von A₉ mitumgekehrt, während diejenigen von A₁₁ und A₁₂ bleiben. Eingetragen wird dabei defmitionsgemäß nur das Vorzeichen für A₉ und A₁₀. Im vorliegenden Beispiel sind die Werte von A₉ und A₁₀ der zweiten, dritten und vierten Länge vertauscht worden. Entsprechend lauten die "25 Strecken Vorzeichen der zweiten Spalte 4-, —, —, — und die durch Multiplikation je zweier zugeordneter Streckenvorzeichen sich ergebenden Verbindungsvorzeichen —, -(-, -f-. Ein Platzwechsel erscheint nicht erforderlich, da die erreichten Werte für den vorliegenden Fall genügen. Die Strecken- und Verbindungsvorzeichen der dritten Spalte sind also alle -J-. Damit ist die Kreuzungsvorschrift gefunden, und es wird entsprechend der Definition der Verbindungsvorzeichen verbunden 1. Länge ABCD, 2. Länge BACD, 3. LängeBACD, 4. Länge BACD.

Im Beispiel 2 liegt der Fall umgekehrt. Hier heben sich die A^Kopplungen ohne Kreuzung von selbst auf. Strecken- und Verbindungsvorzeichen für A₁ sind also +. Das bedingt für A₉ bis A₁₂, daß die Kopplungswerte einer Länge entweder alle umgekehrt werden oder alle bestehen bleiben. Da in diesem Falle die Kopplungen nicht genügend reduziert werden können, so wird ein Platzwechsel nach der zweiten Länge vorgenommen. Das entsprechende Streckenvorzeichen in der dritten Spalte ist also —. Die Kopplungswerte der vierten Länge sollen aber nicht vertauscht werden. Das entsprechende Streckenvorzeichen in der dritten Spalte ist also +. Auf das Verbindungsvorzeichen in der dritten Spalte wirkt sich dies nun in der Weise aus, daß infolge der Multiplikation von + mit — und von — mit 4- zweimal — auftritt; d. h. also, da die Kopplungen der vierten Länge nicht vertauscht, sondern erhalten bleiben sollen, so muß der Platzwechsel an der Verbindungsstelle zwischen dritter und vierter Länge wieder rückgängig gemacht werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Ausgleich des Übersprechens zwischen den Stämmen benachbarter Vierer in viererverseilten Kabeln ohne Phantomausnutzung durch Kreuzen unter Berücksichtigung des Ausgleichs des Übersprechens zwischen den Stämmen der einzelnen Vierer, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bestimmung, der Verbindungsvorzeichen zum Ausgleich der Übersprechkopplungen im Vierer in den einzelnen Kreuzungsstellen von den jeweils möglichen vier Schaltungen, die die gleichen Verbindungsvorzeichen für die Übersprechkopplungen ergeben, diejenigen ausgewählt werden, die die Kopplungen mit den Sf ämmen eines der beiden benachbarten Vierer auf die kleinstmöglichen Werte bringen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von Vierer zu Vierer fortschreitende Ausgleich so erfolgt, daß bei jedem Vierer die Kopplungen mit dem rückwärts liegenden Vierer ausgeglichen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fortschreiten von Vierer zu Vierer abgebrochen wird, wenn zwischen zwei benachbarten Vierern kein Ausgleich erforderlich ist, und daß dann im gegenläufigen Sinne, vom letzten Vierer aus beginnend, nach dem Verfahren nach Anspruch 2 ausgeglichen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bestimmung der Verbindungsvorzeichen für die A_rKopplungen die Gesamtkopplungen eines Vierers mit dem benachbarten Vierer im ganzen Abgleichsabschnitt gemessen werden, indem an jeder Kreuzungsstelle alle mit den Verbindungsvorzeichen der Aj-Kopplungen möglichen Schaltmöglichkeiten hergestellt werden, und hiernach eine günstige Schaltung

   . ausgewählt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die A₁- und-Nachbarkopplungen der Teilstrecken gemessen und in Tabellen zusammengestellt werden, darauf die zulässigen Umstellungen der Kopplungen in der Aufstellung vorgenommen, hiernach diejenigen Kreuzungen ausgewählt und ausgeführt werden, die bei den günstigsten Verbindungsvorzeichen für die Aj-Kopplungen die günstigsten Werte der Nachbarkopplungen ergeben.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen