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Verfahren zum Nebensprechausgleich von mit Trägerfrequenz betriebenen
und auf dem gleichen Gestänge angeordneten Fernmeldefreileitungen Bei dem Nachrichtenverkehr
über Fernr#eIdefreileitungen ist es bekannt, daß die Gegennebensprechdämpfung groß
gegenüber der Nebensprechdämpfung ist. Wenn auf benachbarten Leitungen, worunter
auf demselben Gestänge angeordnete Fernmeldefreileitungen zu verstehen sind, mehrere
Trägerfrequenzbänder übertragen werden sollen, sind daher die Frequenzbänder den
Gesprächsächtungen so zugeordnet worden, daß bei gleicher Sprechrichtung auf parallelen
Leitungen. gleiche7 oder nahezu gleiche Frequenzbänder benutzt werden. Für- den
Hin- und Rückverkehr desselben Gespräches wurden dabei verschiedene Frequenzbänder
gewählt. Infolge dieser Frequenzverteilung kam lediglich das Gegennebensprechen
zur Wirkung, das bisher nur für sehr geringfügig gehalten wurde.
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Theoretisch ließ sich nämlich zeigen (vgl. z. B. Küpfmüller, Europäischer
Fernsprechdienst von 193?" Heft 30/31), daß sich die. elektrischen und magnetischen
Kopplungen bei Freileitungen im Falle des Nebensprechens addieren, im Falle des
Gegennebensprechens dagegen subtrahieren und gerade aufheben, so daß das Gegennebensprechen
Null wird und daher die bei Trägerfrequenzeinrichtungen getroffenen, eingangs erwähnten
Maßnahmen auch theoretisch begründet erschienen. Durch ungenaue Anpassung der Endapparate
an die Leitungen entstehen an den Leitungsenden jedoch Reflexionen,. die ein reflektiertes
Nebensprechen am fernen Ende ergeben. Man war. bestrebt, durch Verbesserung ,der
Anpassung der Endapparate dieses durch Reflexionen entstehende Nebensprechen am
fernen Ende zu beseitigen.
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Für Fernmeldekabel ist bereits darauf hingewiesen worden, daß bei
Anwesenheit von mehreren Doppelleitungen im Kabel außer dem Gegennebensprechen und
dem reflektierten Nebensprechen am fernen Ende noch eine weitere Nebensprecherscheinung
auftreten könnte. Diese Nebensprecherscheinung würde durch Kopplungen der störenden
und der gestörten Leitung über die übrigen Leitungen des Kabels entstehen und kann
als ein über dritte Leitungen zustande kommendes doppeltes Nebensprechen bezeichnet
werden. Dieser Nebensprecherscheinung ist aber bei Fernmeldekabeln praktisch mit
Recht keine Bedeutung beigemessen worden, und zwar mit der zutreffenden Begründung,
daß bei Kabeln erfahrungsgemäß das Nebensprechen so klein ist daß ein doppeltes
Nebensprechen keine Rolie' spielt. -
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß die bei Fernmeldefreileitungen beobachtete und bisher nicht erklärte, ihrer
Größe nach auch nicht auf reflektiertes Nebensprecben am fernen Ende zurückzuführende
Nebensprecherscheinung ein doppeltes Nebensprechen über
dritte Leitungen
ist. Die Gesamtheit der übrigen, außer der störenden und gestörten Leitung auf dem
gleichen Gestänge vorhandenen Leitungen kann als *eine einzige ideelle Leitung gedacht
werden, die im folgenden als drite Leitung bezeichnet sei.
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Zur Erläuterung der zur Kennzeichnung d&r, Erfindung zu benutzenden
Merk-male möge folgendes dienen: Der Abstand zweier Kreuzungsstellen auf derselben
Leitung wird als Kreuzungsschritt bezeichnet. Wenn zwei Leitungen nur einen einzigen,
für beide Leitungen gleich großen Kreuzungsschnitt gegeneinander unversetzt oder
versetzt aufweisen, so haben sie ein regelmäßiges Kreuzungsschema. Unter Kreuzungsperiode
(mit P bezeichnet) ist derjenige kleinste Teil - des für
je zwei Leitungen gemeinsamen Kreuzungsschemas zu verstehen, aus dessen regelmäßiger
Wiederholung sich dieses Schema aufbaut. Die Kreuzungsperiode ist also in ihrer
Länge regelmäßig. Dagegen können üi einer Periode verschieden lange Kreuzungsschritte
auf einer oder auch auf beiden Leitungen auftreten. Die Unregelmäßigkeiten in der
Kreuzungsperiode entstehen durch Auslassung oder zusätzliche Einfügung von Kreuzungsstellen
in ein regelmäßiges Kreuzungsschema. Bei der Zählung der Unregelmäßigkeiten im
' Kreuzungsschema gilt folgerichtig eine etwa am Anfang und damit auch am
Ende einer Periode liegende Unregelmäßigkeit zusammen nur als eine einzige Unregelmäßigkeit.
Untersuchungen haben gezeigt, daß die Dämpfungb, des doppelten Nebensprechens über
dritte Leitungen sich zusammensetzt nach der Gleichung
Dabei bedeuten b1113 bzw. b"" die Nebensprechdämpfung zwischen den ungekreuzt
gedachten Leitungen i und 3 bzw. 2 und 3, ß die Leitungsdämpfung und
bgk die Erhöhung der Dämpfung des doppelten Nebensprechens über dritte Leitungen
durch die Kreuzungen an den Leitungen i und 2. Dieses Glied 41, kann als Kreuzungsdämpfung
bezeichnet werden. Das letzte (logarithmische) Glied der Gleichung (i) bringt noch
eine Abhängigkeit nicht nur in der .Wellenlänge, sondern auch von der Leitungslänge
mit sich, Von besonderem Interesse sind die beiden letzten Glieder der Gleichung
(i). Um die Dämpfung bg groß zu halten, muß nämlich entweder das Glied der Krenzungsdämpfung
möglichst groß gemacht werden oder das logarithmische Glied möglichst klein gemacht
oder ganz zum Verschwinden gebracht werden. Die Kreuzungsdämpfung könnte dadurch
groß gemacht werden, daß die Kreuzungsschritte möglichst klein gemacht werden. Diese
Maßnahme ist jedoch teuer, weil jede Kreuzungsstelle in den Freileitungsanlagen
erhebliche Aufwendungen verursacht.
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In die Übertragungsfrequenzbereiche dürfen -keine Absorptionsfrequenzen
fallen. Küpf-#inüller hat in seinem eingangs erwähnten -yu f s atz schon die Existenz
gewisser ausge-,#iägter Frequenzen (Absorptionsfrequenzen) 'für die Nebensprechdämpfung
behandelt. Es ist nun festgestellt worden, daß auch für die Krenzungsdämpfung des
-doppelten Nebensprechens über dritte - Leitungen Absorptionsfrequenzen vorhanden
sind, die aber an anderer Stelle des Frequenzspektrums liegen können als die Absorptionsfrequenzen
des einfachen Nebensprechens. Die Kreuzungsdämpfung wird be# ihren Absorptionsfrequenzen
klein (genauer gesagt, negativ sehr groß), und damit wird also auch die gesamte
Dämpfung b. klein. Die Lage der Absorptionsfrequenzen läßt - sich
aus dem Kreuzungsschema bestimmen. Die Kreuzungsperiode P, aus deren regelmäßiger
Wiederholung sich das für je zwei Leitungen gemeinsame und damit dem Vergleich
mit dritten Leitungen zugrunde zu legende Kreuzungsschema aufbaut, steht nämlich
mit der Wellenlänge der Absorptionsfrequenzen in folgender Beziehung:
Allen Anforderungen bezüglich der Lage der Absorptionsfrequenzen wird genügt, wenn
die Bedingung A = o eingehalten wird, d. h. wenn die Kreuzungsperiode
so verkürzt wird, daß die Absorptionsfrequenzen über den übert#agenen Frequenzen
liegen, was praktisch schon mit noch verhältnismäßig langen Kreuzungsperioden erreicht
wird. Wenn A = o ist, bedeutet dies, daß die Kreuzungsperiode kürzer als
ein Viertel der Wellenlänge der höchsten übertragenen Trägerfrequenz sein muß.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei mit Trägerfrequenz betriebenen
und auf dem gleichen Gestänge angeordneten Fernmeldefreileitungen das doppelte Nebensprechen
über dritte Leitungen durch Kreuzungen nach einem Schema beseitigt oder weitgehend
herabgesetzt wird, dessen Kreuztingsperiode eine ungerade Anzahl von Unregelmäßigkeiten
enthält und' kürzer als ein Viertel der Wellenlänge der höchsten übertragenen Trägerfrequenz
ist.
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Die Erfindung kommt mit verhältnismäßig wenig Kreuzungsstellen dadurch
aus, daß unter Benutzung der zweiten aus der Gleichung (i) erkenntlichen Möglichkeit
das logarithmische Glied durch die Wahl eines Kreuzungsschemas mit Unregelmäßigkeiten
zum Verschwinden gebracht wird. Die physikalische Wirkung der erfindungsgemäß getroffenen
Maßnahme erklärt sich daraus, daß bei einem regelmäßigen Kreuzungsschema die Anteile
der in den einzelnen Kreuzungsschritten induzierten Spannungen
an
der Gesamtspannung am Ende der gestörten Leitung gleich groß sind und gleiche Phase
haben und sich einfacher addieren. Wenn dagegen innerhalb der Kreuzungsperioden
stets eine ungerade Anzahl von Unregelmäßigkeiten auftritt, so wird die Phase dadurch
jedesmal um i8o' gedreht, so daß sich bei der Summenbildung am Ende der ind-Lizierten
Leitung alle Anteile aufheben. Der Vorzug der Erfindung besteht darin, daß bezüglich
des doppelten Nebensprechens über dritte Leitungen durch eine verhältnismäßig geringe
Zahl von Unregelmäßigkeiten, insbesondere sogar durch Einsparung von Kreuzungsstellen,
der gleiche Erfolg erreicht wird wie durch eine teure Erböhung der Anzahl der Kreuzungsstellen
zwecks Erzielung möglichst kleiner Kreuzungsschritte.
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Die Zeichnung enthält neben einigen Ausführungsbeispielen für die
Erfindung die nur der Erläuterung dienenden Fig. i, ? und 5.
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Fig. i zeigt ein Kreuzungsschema, bei dem die Kreuzungsperiode p mit
dem Kreuzungsschritt zusammenfällt. Fig. 2 zeigt eine Kreuzungsperiode
p, die größer als ein Kreuzungsschritt ist und die zugleich als Beispiel
für den Fall dient, daß. am Anfang und damit auch am Ende der Kreuzungsperiode
je eine Unregelmäßigkeit vorhanden ist, die beide zusammengenommen, wie schon
erwähnt, als eine einzige Unregelmäßigkeit zu zählen sind. Die Erläuterung hierfür
liegt darin, daß nur eine einzige Unregelmäßigkeit vorhanden ist, wenn die Kreuzungsperiode
p um einen Kreuzungsschritt nach rechts oder links verschoben gedacht wird.
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Die übrigen Figuren zeigen Schaubilder für je zwei Leitungen
i und ?- Die Kreuzungsperiode p ist auch in allen diesen Figuren eingezeichnet,
und die Unregelmäßigkeiten sind dadurch dargestellt, daß bei einer Auslassung. einer
Kreuzung ein leerer Kreis und bei einer Zusatzkreuzung ein Kreis mit einem Kreuz
in das Kreuzungsschema eingezeichnet ist. Außerdem ist bei den gegeneinander versetzten
Grundkreuzungen der Leitungen in den Fig. 4 bis 8
das regelmäßige Grundkreuzungsschema
durch einen gestrichelten Linienzug kenntlich gemacht. Im Falle einer großen Zahl
von Leitungen kann die Gesamtheit der übrigen Leitungen als- ungekreuzt angesehen
werden, und die Kreuzungsperiode p kann aus den wirklichen Kreuzungen der
auszugleichenden Leitungen i und 2 bestimmt werden.
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Bei Fig. 3 sind die Grundkreuzungen beider Leitungen i und
2 nicht gegeneinander versetzt, und auf der Leitung i ist in jeder Periode eine
Zusatzkreuzung vorhanden. Im resultierenden Kreuzungsschema sind die Kreuzungsschritte
auf der Leitung i halb so groß wie auf der Leitung 2. Fig. 4 zeigt das gleiche Ergebnis
bei einer längeren Kreuzungsperiode, indem bei versetzten Grundkreuzungen auf den
Leitungen i und 2 auf der Leitung 2 jede zweite Kreuzung ausgelassen ist.
Wesentlich ist bei diesen einfachen Kreuzungsschemata der Fig. 3
und 4, daß
bei diesen die Kreuzungsperioden so klein sein müssen, daß die Absorptionsfrequenzen
hoch genug liegen, um die Übertragung nicht zu stören.
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Fig. 5 zeigt auch wieder ein Schema mit versetzten Grundkreuzungen,
wobei in jeder Periode auf der Leitung i eine Auslassung und auf der Leitung 2 eine
Zusatzkreuzung, zusammen also eine gerade Zahl von Unregelmäßigkeiten vorhanden
ist. Diese Figur genügt also der Erfindung nicht, und bei ihrem Schema ist das längenabhängige
(logarithmische) Glied in der Gleichung (i) für die Dämpfung des doppelten Nebensprechens
über dritte Leitungen nicht beseitigt.
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Die Fig. 6 bis 8 zeigen wieder Kreuzungsschemata gemäß
der Erfindung. Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, daß keine
Auslassung in den Grundkreuzungen der Leitung i gemacht worden ist, so daß in der
Periode erfindungsgemäß eine Unregelmäßigkeit vorhanden ist. Gemäß Fig.
7 sind in Abwandlung der Fig. 6 zwei weitere Zusatzkreuzungen vorhanden,
so daß im ganzen drei Unregelmäßigkeiten innerhalb der Periode vorhanden sind. Fig.
8 unterscheidet sich dadurch von Fig. 5, daß in der Periode statt
einer zwei Auslassungen vorhanden sind, so daß zusammen mit der einen Zusatzkreuzung
wieder drei Unregelmäßigkeiten in der Periode vorliegen.
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Die Figuren der Zeichnung sind, wie schon erwähnt, nur als Ausführungsbeispiele
zu werten. Es kann der Erfindungszweck beispielsweise auch dadurch erreicht werden,
daß gegenüber einer gleichmäßig ausgekreuzten Leitung eine zweite Leitung statt
durch Auslassung jeder zweiten Kreuzung mir durch Auslassung jeder vierten, sechsten
Kreuzung usw. oder auch durch Einfügung einer ungeraden Anzahl von Zusatzkreuzungen
in jedem ersten, dritten oder fünften Schritt der Grundkreuzung dieser zweiten Leitung
ausgeglichen wird.
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Bei dem Aufbau der Kreuzungsschemata empfiehlt es sich, gemäß einem
zusätzlichen Merkmal der Erfindung die Kreuzungsstellen auf den auszugleichenden
Leitungen derart gegeneinander zu versetzen, daß die Gesamtzahl der für das Nebensprechen
am nahen Ende .maßgeblichen Kreuzungen der beiden Leitungen möglichst groß ist.
Dieses läßt sich insbesondere durch Versetzung der Grundkreuzungsschemata der beiden
Leitungen gegeneinander erreichen, wie dies in den Fig. 4 und 6 bis
8 dargestellt ist. Durch dieses Versetzen wird nämlich die Anzahl der für
das Nebensprechen am nahen Ende wirksamen Kreuzungsstellen vergrößert, so daß das
Nebensprechen am nahen Ende besonders weitgehend herabgesetzt und damit auch das
durch
Reflexionen bei ungenauem Abschluß auftretende Nebensprechen am fernen Ende verhindert
wird, ohne daß hierfür besondere Kreuzungen angebracht werden.
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Es empfiehlt sich, bei der Aufstellung der Kreuzungspläne darauf zu
achten, daß nicht nur die jeweils für den ständigen Trägerfrequenzbetrieb bestimmten
Fernmeldeleitungen gegeneinander im Sinne der Erfindung ausgeglichen sind, sondern
auch diejenigen Leitungen in den Ausgleich einbezogen sind, die bei Betriebsstörungen
an Stelle einer ausfallenden Trägerfrequenzleitung benutzt werden sollen.