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Fernmeldeübertragungssystem mit induktiv belasteten Leitungen hoher
Dämpfung Bekanntlich wählt znan die Leitungsdämpfung von Fernmeldekabeln möglichst
hoch, um dadurch die Wirtschaftlichkeit der Kab.elamlage zu erhöhen. Insbesondere
bei Fernmeldeseekabeln hat die Erhöhung der Leitungsdämpfung, bemspielsweise durch
Wahl dünnerer Leiter, große wirtschaftliche VorteiiIe, da hierdurch die an sich
hohen Kabelkosten. wesentlich herabgesetzt werden. Nun ist aber der Erhöhung der
Leitungsdämpfung aus verschiedenen technischen Gründen eine Grenze gesetzt, insbesondere
dadurch, daß infolge der hohen Leitungsdämpfung eine große Sendeenergie, d. h. ein
hoher Anfangspegel der Fernmeldeströme, erforderlich ist, damit am. Empfangsende'
der Pegel der Fernmeldeströme noch genügend weit oberhalb .des Pegels der Störströme
liegt. Bei Mehrfachkabeln verursacht ein hoher Anfangspegel eine erhöhte Störung
benachbarter Übertragungsleitungen, die man jedoch in weiten Grenzen durch einen
sorgfältigen Ausgleich der störenden Kopplungen und durch Anwendung elektrostatischer
Schutzschirme oder durch Unterbringung .der sich störenden Leitungen in getrennten
Kabeln, kompensieren kann. Für dein Fall, dd.ß die Fernmeldeleitungen induktiv belastet
sind, hat der hohe Anfangspegel bzw. der große Anfangsstrom zur Folge, daß die Permeabilität
der Belastungsstoffe und damit die Induktivität der Leitungen leicht geändert wird,
daß Oberwellen erzeugt werden, und daß sich bei gleichzeitiger Telephonie und Telegraphie
der Flattereffekt störend bemerkbar macht. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde
bereits vorgeschlagen, in dein Endabschnitten. von induktiv belasteten Fernmeldeseekabeln
Belastungsstoffe mixt keiner, aber konstanter Permeabilität zu verwenden. Ferner
ist es bekanntgeworden; bei Telegraphenkabeln mit Spulenbelastung den magnetischen
Widerstand der Spulenkernedurch Einschaltung von Luftspalten zu vergrößern oder
auch die magnetomotorIsche Kraft durch Vernzinderu;ng der Windungszahl herabzusetzen.
Um hierbei eine gleiche Induktivität je Längeneinheit zu erhalten, wird dann. der
Querschnitt der Spulenkerne vergrößert.
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Gemäß der Erfindung werden bei induktiv belasteten Fernmeldekabeln
mit Leitungen hoher Dämpfung, insbesondere bei. Ozeankabeln mit einer Dämpfung größer
als B Neper, deren der Nachrichtenübermittlung dienende Leitungen in EinzeUeitungen
aufgeteilt sind; so daß der ein und derselben Nachricht zugehörige Stromeiner gegebenen
Richtung auf mehreren. für sich belasteten Leitungen. übertragen wird, die ,genannten
Störun,
gen dadurch vermindert, daß man die entweder stetig oder
punktförmig belasteten Leitungen- lediglich in den Endabschinitten des Kabels bzw.
der Verstärkerfelder aufteilt, um in den Endabschnitteai die Feldstärke im Belastungs!material
herabzusetzen. Die Aufteilung von stetig belasteten Leitungen in den Endabschnitten
wird in. der Weise vorgenommen, daß man die Leitung in zwei oder mehrere je für
sich stetig bzw. gleichförmig belastete Einzelleiter aufteilt. Bei punktförmig belasteten
Leitungen erfolgt deren Aufteilung durch Parallelschaltung von zwei: oder mehreren
Spulen. an den Belastungspunkten.
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Die Parallelschaltung mehrerer Spulen an den Belastungspunkten ist
zwar bei Landkabeln bereits bekanntgeworden. Hierdurch sollte jedoch lediglich eine
nachträgliche Abänderung einer bereits vorhandenen Belastung erreicht werden. Demgegenüber
wird erfindungsgemäß weine Parallelschaltung -von Spulen nur in den Endabschnitten
eines Fernmeldekabels hoher Leitungsdämpfung vorgenommen, um die Feldstärke im Belastungsmaterial
herabzusetzen.
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Auf welche Entfernung eine Aufteilung der induktiven Belastung in
den Endabschnitten vorzunehmen. 'ist, hängt von dex Höhe des Anfangspegels und der
zur Verfügung stehenden magnetisierbaren Stoffe ab, so daß die Länge der gemäß der
Erfindung ausgebildeten Endabschnitte von Fall zu Fall festgelegt werden muß. Die
Aufteilung kann mit Rücksicht auf die örtliche Stromstärke abgestuft werden.
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Da infolge der Parallelschaltung der Teilim:duktivitätenn- .die Gesaratinduktivität
@entsprechend kleiner ist, empfiehlt es sich, die Teil.-i#aduktivitäten so groß
zu machen, daß sich über die Gesamtstrecke des Kabels hin eine gleiche Induktivität
je Längeneinheit ergibt. Bei Krarupkabeln wird. man zur Vergrößerung der Teilinduktivitäten
vorzugsweise die Schichtdicke des Belastungsmaterials vergrößern. Dadurch kann gleichzeitig
der An--forderung Rechnung getragen werden:, den Wellenwiderstand der aufgeteilten
Leiter an das einfache Kabel anzupassen. Bei Spülenkabeln ist der Querschnitt der
Spulenkerne und ferner in gewissem: Maße die Windungs: zahl der Spulenwicklungen
demnach in geeigneter Weise zu bemessen. Man kann auch eine verminderte Belastung
an den Enden des Kabels zulassen, es muß dann ;aber Wert darauf gelegt werden, daß
der Wellenwiderstand nicht kleiner wird als für den mittleren Teil des Kabels. Aus
diesem Gründe wird, wie es an sich bekannt ist, dann die Kapazität der Leitung entsprechend
kleiner gemacht. Eine Herabsetzung des Magnetisierungsstromes könnte außerdem bei
Spulenkabeln auch dadurch erfolgen, daß man die Spulen durch vorzugsweise komplexe
Längswiderstände überbrückt, die für die niedrigen Frequenzen großer Amplitude einen
kleineren Widerstand haben als für die hohen Frequenzen kleiner Amplitude: Außer
der Herabsetzung des - Magnetisierungsstromes in den Endabschnitten des Kabels können
naturgemäß die an sich bekannten Mittel zur Herabsetzung des Hysteresefaktors angewendet
werden.
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Falls über das Kabel gleichzeitig verschiedene Stromarten, z. B. Fernsprechströme,
Telegraphenströme in Einfach- oder Duplexbetrieb und Trägerfrequenzströme, übertragen
werden, kann man ,auch so verfahren, daß man die Magnetisierungsstromstärke derjenigen
Stromart stärker herabsetzt, die den höheren Anfangspegel hat. In vielen Fällen
wird es. auch ,genügen, die Stromstärke lediglich für die Stromart hohen Anfangspegels
herabzusetzen. Beispielsweise kann man bei gleichzeitiger Telegraphie und Telephonie
die Fernsprechströme über eine Doppelader und die Telegraphenströme, die den höheren
Anfangspegel haben, in an sich bekannter Weise über die Doppeladern in Parallelschaltung
(Sinnultantelegraphie) übertragen, wobei jedoch für die Küstenstrecke des Seekabels
für die Telegraphie ein besonderes doppeladriges Rückleitungskabel vorgesehen wird.
Um so-.wohl die Fernsprech- als auch die Telegraphenströme herabzusetzen, kann man
die einzelnen Adern in den Endabschnitten des Seekabels in, an sich bekannter Weise
in zwei oder mehrere Teilleiter aufteilen, wobei die Doppeladern zum Fernsprechen,
die Doppeladern in Parallelschaltung zum Telegraphieren benutzt werden. Bei Kabeln
mit Spulenbelastung ist es möglich, eine Herabsetzung der Feldstärke dadurch zu
erzielen, däß man an Stelle der verdoppelten Leitungen für jede Betriebsart, z.
B. sowohl für die Fernsprechals .auch für die Telegraphenströme, zwei oder mehrere
Spulen parallel schaltet, also nur im Spulensatz die Stromverzweigung durchführt.
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Es .ist bereits, ein Vorschlag bekanntgeworden, bei der gleichzeitigen
IJb.ertragung von Fernsprech- und Telegraphenströmen über Seekabel besondere Maßnahmen
zu treffen, um Störungen infolge der in denn Endab: schnitten herrschenden großen
Stromstärken zu vermeiden. Nach diesem bekannten Vorschlag sollten aber lediglich
die Störungen i zwischen den beiden verschiedenen Stromarten. herabgesetzt werden,
was dadurch erreicht -werden soll, daß man in den Endabschnitten des Kabels für
die Fernsprechströme und für die Telegraphenströme ge- i trennte Leitungswege vorsieht
und diese .einzeln induktiv belastet. Demgegenüber wird
erAndurigsgemäß
in den Endabschnitten des Kabels die für ein und dieselbe Nachricht bzw. Stromart
bestimmte Leitung in getrennte und je für sich belastete Leiter aufgeteilt, um eine
Herabsetzung der Feldstärke im Belastungsmaterial der Endabschnitte zu erreichen.
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In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung-
dargestellt.
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In Fig. i ist schematisch .eine Seekabelverbiindung dargestellt, bestehend
aus. einem Seekabel mit einem zentralen Leiter 5, der in der Nähe der Küste ln zwei
Teilleiter i und 2 aufgeteilt ist, die zur Ausgleichsschaltung T des Teilnehmers
führen. Die Rückleitung geschieht Rebeinfalls über zwei .getrennte Leiber 3 und
4 als Rückleitungskabel bis zur Seeerde mit NachbildungN. Die Leiter für die eine
Richtung i, 2 und die Leiter für die Rückrichtung 3, 4 können in demselben oder
in getrennten Kabeln: eingebaut sein. Die Leiter i und 2 bzw. 3 und 4 können entweder
Krarupadern oder mit Spulen belastet sein.
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Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bestehend ebenso aus
der Teilnehmergabe T, an die zwei Leiter i und 2 eines Kabels angeschlossen sind.
An den Spulenbelastungspunkten befinden sich in. jedem Leiter je zwei Spulen parallel
,geschaltet, so daß in jedem Leiter ran dem Belastungspunkt eine Aufteilung des
Stromes erfolgt.
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Wie 'm Fig.3 ;gezeigt ist, können die Spuleribelastu.ngspunkte auch
dadurch eine Stromverzwegung erhalten, daß zwei Doppelspulen parallel ,geschaltet
werden.
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Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Fall einer Sim:ultantelegraphie-und
Telephonieverbindung. Der Fernsprechteilnehmer F ist über eine Kondensatorlei tung
I( ran die beiden Leiter i und 2 eines Seekabels angeschlossen, während die Telegr,aphieverbindung
T über den Mittelpunkt des Übertragers U, die Spulenleitung Sp und Erde als Rücldeitung
arbeitet. Uni in dem Rückleitungskabel 3, 4 bis zur Seeerde mit der Nachbildung
N dite Hystereseerscheinungen herabzusetzen, ist gemäß der Erfindung das Rückleitungskabel
so aufgeteilt, daß für :die Telegrapheströme hohen Pegels zwei getrennte Stromwege
zur Verfügung stehen.
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In Fig. 5 ist ein Übertragungssystem gezeigt, bei dem Fernsprech-
und Telegraphieströme der Teilnehmer F und T über Kondensator I( und Spulenleitungen
Sp den gleichem Leitungen i' und 2' aufgedrückt werden.. Die Leitungen i' und 2'
sind in. der Nähe der Küste in die Leiter i, 2, 3 und 4 raufgeteilt, und zwar derartig,
daß für die beiden Stromarten eine Aufteilung des Stromes in gleichem Maße erfolgt.
Fig. 6 zeigt ein Übertragungssystem mit Fernsprech- F und Telegraphieteilnehmern
T über Kondensatorleitung I( und Spulenleitung Sp zur Trennung der beiden Verkehrsfrequenzen.
Die Telegraphieverbindung ist in Simultanschaltung der Fernsprechverbindung überlagert.
Zum Unterschied von der in Fig.4 gezeigten Übertragungsart wird jedoch nicht nur
für die Telegraphieverbindu:ng, sondern ;auch für die Telephonieverbindung Hin-
und Rückleitung in mehrere Stromwege saufgeteilt. Wie aus der Zeichnung zu erkennen.
ist, sind für die Telegraphieverbindung ,am Anfang des übertragu:ngssystems die
Leiber i bis 8 vorgesehen, während der Fernsprechverbindung die Leiter i und 2 ,als
Hin- und die Leiter 3 und 4 als Rückleitung dienen.
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In den Ausführungsformen nach Fig. i, 4, 5 und 6 können als Einzelleiter
Krarupleiter oder mit Spulen belastete Leiter benutzt werdein. Beispielsweise können
im: Fig. 6 Krarupl:eiter benutzt werden, welche die bekannte Form der Leiteranordnung
des Sternvierers besitzen.
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Fig.7 zeigt eine für Krarupadern zweckmäßige Form, bei der jede Ader
in zwei Teilleiter i, i' bzw. 2, 2' aufgeteilt ist, beispielsweise für die Leiter
i, 2 bzw. 3, 4 der Fig. i und 5. Zweckmäßig wird für die mit einer besonderen Konstruktion
gebauten Kabelendabschnitte eine geringe Leitungskapazität erstrebt, wozu .eine
Querschnittsform, wie in Fg. 7 gezeigt, besonders geeignet erscheint.