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Trägerstromtelefoniesystem mit zwei Trägerströmen und Zwischenverstärkerstationen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Trägerstromtelefoniesystem mit zwei Trägerströmen
und Zwischenverstärkerstationen, bei dem wahlweise zwischen verschiedenen Stationen
Verbindungen hergestellt werden, insbesondere für die Übertragung über Starkstromleitungen.
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Bei den bisher üblichen Systemen dieser Art wurde das Hochfrequenznetz
in Sprechbezirke aufgeteilt, die jeweils zwei Trägerströme verwendeten. Ein solcher
Sprechbezirk konnte dabei zwei oder mehr Hochfrequenzstationen enthalten, die wahlweise
miteinander in Verkehr treten konnten. Um das zu erreichen, waren die Hochfrequenzstationen
mit Wellenwechseleinrichtungen versehen, und der Verkehr wickelte sich in der Weise
ab, daß im Ruhezustand der Anlage sämtliche Stationen auf die gleiche Sende- und
die gleiche Empfangsfrequenz abgestimmt waren und daß eine anrufende Station ihre
Sende-und Empfangsfrequenz wechselte, so daß der anrufende Sender die Empfänger
aller übrigen Stationen erreichen und der Empfänger in der anrufenden Station von
den Sendern der übrigen Stationen erreicht werden konnte.
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Dieses bekannte System weist jedoch verschiedene Nachteile auf. So
ist einmal in jeder Station neben einem Hochfrequenzgenerator der doppelte Aufwand
an Abstimmmitteln erforderlich, da sowohl Sender als auch Empfänger auf beide Trägerfrequenzen
abstimmbar sein müssen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die im Zuge der
Leitung angeschlossenen Stationen eine zusätzliche Erhöhung der Übertragungsdämpfung
mit sich bringen, da die halbe Hochfrequenzenergie an das angeschlossene Gerät abgeleitet
wird. Bekanntlich sind nun gerade bei Nachrichtenübertragungsanlagen, die das Starkstromnetz
als Übertragungsmedium benutzen, neben der Telefonieübertragung fast immer noch
andere Nachrichten, wie Telegrafie, Fernmeßwerte, Fernsteuerkommandos, Selektivschutzkriterien
u. dgl., zu übermitteln, und es ist allgemein bekannt, infolge des herrschenden
Wellenmangels die vorhandenen Verbindungswege möglichst weitgehend auszunutzen,
indem man die für die genannten Nachrichten erforderlichen Frequenzkanäle dem Sprachband
über- oder unterlagert und der gleichen Trägerfrequenz aufmoduliert. Eine derartige
Mehrfachausnutzung des Hochfrequenzträgers ist aber bei dem bekannten Telefoniesystem
nur dann möglich, wenn der Sprechbezirk keine Zwischenstationen besitzt, also nur
aus den beiden Außenstationen besteht, da nur in diesemFalle der Trägerstrom, wie
für die weitere Nachrichtenübermittlung auf Unterlagerungskanälen unerläßlich ist,
ständig ausgesendet werden kann. - Schließlich ist auch die Herstellung von Konferenzgesprächen,
bei denen also mehrere Teilnehmer gleichzeitig an einem Gespräch beteiligt
sind,
bei dem bekannten System mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden und nur in recht
umständlicher Weise durchführbar, da mit den praktisch im Kraftwerksbetrieb verwendbaren
Mitteln die Übereinstimmung der einzelnen Sendefrequenzen nicht genügend genau eingehalten
werden kann und für einen Wechsel in der Gesprächsrichtung stets Umschaltungen in
den beteiligten Stationen erforderlich werden.
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Zur Beseitigung des obengenannten Nachteiles der erhöhten Übertragungsdämpfung
bei der Ankopplung von Innenstationen an die Leitung ist nun bereits ein Vorschlag
bekanntgeworden, der darin besteht, die zwischen zwei miteinander in Verbindung
tretenden Stationen liegenden Zwischenstationen nur als Zwischenverstärker arbeiten
zu lassen. Sobald jedoch eine dieser Zwischenstationen selbst sprechen will oder
angerufen werden soll, müssen diese Stationen derart umgeschaltet werden, daß sie
als normale Telefoniestationen wie bei dem oben beschriebenen bekannten System arbeiten
können. Sie besitzen dann also nicht nur einen eigenen Generator, sondern sind auch
wieder mit Wellenwechseleinrichtungen ausgerüstet, weisen also nach wie vor die
übrigen Nachteile des bekannten Systems mit Wellenwechsel auf.
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Durch die Erfindung wird nun ein Trägerstromtelefoniesystem angegeben,
das eine Weiterentwicklung des bekannten Systems mit zwei Trägerströmen und Zwischenverstärkerstationen
darstellt, bei dem jedoch die obengenannten Nachteile der bekannten Systeme -vollständig
vermieden werden. Das Trägerstromtelefoniesystem gemäß der Erfindung besteht darin,
daß nur die am weitesten voneinander entfernten Stationen (Außenstationen) mit Trägerfrequenzgeneratoren
ausgerüstet sind, die ständig die Trägerströme aussenden, wogegen alle zwischen
diesen beiden Außenstationen befindlichen Innenstationen keine Trägerströme aussenden,
sondern als Zwischenverstärkerstationen ausgebildet sind, die für jede Verkehrsrichtung
eine Modulations- und eine Demodulationseinrichtung sowie Einrichtungen zur Aussendung
und zum Empfang der Rufzeichen und gegebenenfalls weiterer Nachrichten enthalten.
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Es ist zwar bereits eine Anordnung bekannt, bei der zwei einzelne
Stationen miteinander unter Benutzung der gleichen Trägerwellen verkehren können
und bei der nur eine der beiden Stationen einen Trägerfrequenzgenerator besitzt,
die andere Station jedoch die empfangene Trägerfrequenz ihrerseits als Sendefrequenz
für die Gegenrichtung benutzt. Diese bekannte Anordnung ist aber bei den hier in
Frage stehenden Systemen mit einer Anzahl von Zwischenstationen nicht anwendbar.
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Der besondere Vorteil des Trägerstromtelefoniesystems gemäß der Erfindung
ist darin zu erblicken, daß einmal der für die Anlagen mitWellenwechsel erforderlicheAufwand
stark vermindert ist und daß vor allem die Trägerfrequenzen ständig ausgesendet
werden können, so daß das allgemeine Bestreben, die vorhandenen Hochfrequenzkanäle
möglichst weitgehend auszunutzen, voll erfüllt «-erden kann. Weiter wird auch durch
die Erfindung die Führung von Konferenzgesprächen bzw. die Aufschaltung bevorzugter
Teilnehmer auf ein bestehendes Gespräch wesentlich vereinfacht.
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Die Erfindung soll im folgenden an einem Beispiel näher erläutert
werden. Gehören z. B. drei Stationen A, B und C zu einem mit zwei Trägerfrequenzen
arbeitenden Sprechbezirk und soll zwischen diesen Stationen eine Telefonieübertragung
stattfinden und sollen außerdem noch ein oder mehrere Unterlagerungskanäle für weitere
Nachrichten, wie Telefonie UT, Selektivschutz u. dgl., betrieben werden, so werden
nur die am weitesten voneinander entfernten Stationen, z. B. A und C, als normale
Telefoniestationen ausgeführt, .d. h. jede dieser beiden Stationen besitzt einen
Sender und einen Empfänger, die so abgestimmt werden, daß sie mit dem Sender und
dem Empfänger der Gegenstation verkehren können. Die Möglichkeit, die Trägerfrequenzen
für Sender und Empfänger zu vertauschen (Wellenwechsel), ist hier nicht erforderlich.
Beide Sender senden dauernd ihre Frequenz aus. Der Anruf der zu einer Station gehörigen
Fernsprechteilnehmer wird, wie üblich, mittels Tonfrequenzruf selektiv vorgenommen.
Der UT-Betrieb zwischen diesen beiden Außenstationen wird ebenfalls wie üblich bewerkstelligt.
Die Innenstation B (es können auch mehrere Innenstationen vorhanden sein, wenn sie
mit den Außenstationen im Zuge einer Leitung liegen) wird im Gegensatz zu den Außenstationen
nicht mit einem Sender ausgerüstet, sondern als Zwischenverstärker in beiden Richtungen
mit Telefoniemöglichkeit ausgebildet. Soll z. B. eine Telefonieverbindu.ng von der
Innenstation r nach A hergestellt werden, so wird im Verstärker in B die von C kommende
Hochfrequenzenergie mit Tonfrequenzimpulsen moduliert, die im Empfänger von A den
gewünschten Teilnehmer selektiv auswählen. Nach Beendigung der Wahl wird der von
C kommende Träger im Verstärker mit der Sprachenergie von B moduliert, so daß der
Teilnehmer in A
den Teilnehmer in B hören kann. Durch die Modulatoren in B
können die Träger der Außenstationen außer mit Sprache- unrl Ruffrequenten
noch
zusätzlich mit UT- und Selektivschu,tzfreauenzen moduliert werden. Außer .den Modulationseinrichtungen
benötigt der Verstärker in B auch noch Demodulatoren, um die tonfrequenten Rufimpulse,
die Sprache sowie die UT- und Selektivschutzfrequenzen von .den Stationen A und
C aufnehmen zu können.
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Der Selektivschutz wird dabei zweckmäßig in folgender Weise arbeiten:
Es sollen z. B. .die Abschnitte AJB und B%C .geschützt werden. Zur Übertragung der
Sperre bzw. Auslösekommandos werden Tonfrequenzen verwendet, die auch innerhalb
.des Sprachbandes liegen können. Jeder Abschnitt erhält für jede Richtung eine bestimmte
Modulationsfrequenz, die auf den Modulator geschaltet wird, sobald die Überstrom-
oder sonstigen Anregeglieder des Selektivschutzes ansprechen. Gleichzeitig werden
die entsprechenden Tonfrequenzempfänger an die Demodulation geschaltet. Das Sperrkommando
kann als Dauerton, das Auslösekommando durch Wegfall des Dauertons übertragen -werden.
Da das Anbeiten des Selektivschutzes sehr schnell vor sich geht, der ganze Vorgang
dauert nur r bis z Sekunden, wird ein zur selben Zeit geführtes Telefongespräch
kaum merklich gestört. Für :den Selektivschutzkanal kann .derselbe Tonfrequenz.generator
-wie für den Tonfrequenzruf verwendet werden, da ja beide in .derselben Station
niemals ,gemeinsam betätigt werden. Es muß lediglich bei der Selektivschutzanregung
der Generator von d er Ruffrequenz auf die Selektivschutzfrequenz umgeschaltet werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Innenstation für
Trägerstrombetrieb längs Hochspannungsleitungen :gezeichnet. Der von der Außenstation
A über den Koppelkondensator K1 und,das Ankopplungsgerät Al fließende Hochfrequenzträger
Hl (der direkte Weg über den Trennschalter T ist durch Sperren Sp blockiert) passiert
:das Hochfrequenzempfängerfilter HFEl und wird im Pegelregler PR auf einen konstanten
Wert gebracht. - Die Gitterwechselspannung der ersten Hochfrequenzverstärkerröhre
V1 wird damit unabhängig von der Größe der Leitungsdämpfung zwischen A und B sowie
von der Höhe des Sendepegels in A. Die Gleichrichterröhre V2 demoduliert die Hochfrequenz
und führt die .gleichgerichtete Spannung einem Niederfrequenzverstärker V3 zu, in
dessen Anodenkreis die verschiedenen demodulierten Spannungen voneinander getrennt
werden, so die Sprache im Sprachfilter SpF, die UT-Frequenz im UT-Empfänger
UT E , die Selektivschutzfrequenz im Selektivschutzempfänger
SSE, der Tonfrequenzruf im Tonfrequenzrufempfänger TRE. Das Rohr V,, ist Modulator
und Endverstärker zugleich. Es arbeitet über das Sendefilter HFSI, Ankopplungsgerät
A2 und Kondensator K2 auf die Leitung in Richtung nach C. Der Träger Hl kann im
Rohr V4 moduliert werden vom UT-Generator UTG und vom Sslektivschutzgenerator SSG,
der mit dem Tonfrequenzrufgenerator TRG kombiniert ist. Die Modulation mit Sprache
erfolgt über das Niederfrequenzvorv erstärkerrohr V5 und den Ausgleichsübertrager
AUe, an den auch das Sprachfilter SpF und der Demodulator und bei L" und Lb der
Teilnehmer angeschlossen ist; der Stromverlauf für den Träger H2 von C nach A ist
entsprechend in umgekehrter Richtung. Die Röhren mit römischen Ziffernhaben dieselben
Funktionen wie die entsprechenden Röhren mit arabischen Ziffern. Im Gegensatz zu
den verschiedenen Tonfrequenzmodulatoren und -demodulatoren, die über ihre Tastkontakte
dauernd an die Leitung angeschlossen sind, wird der Sprachkanal während der Gesprächspause
ab- bzw. umgeschaltet. Das Abschalten geschieht durch die von der Teilnehmergabel
betätigten Kontakte g1 und g2, die eine Eigenerregung (Pfeifen der Anlage) über
die Ausgleichsübertrager vermeiden. Die Umschaltung erfolgt je nach der Gesprächsrichtung
mit Hilfe der Kontakte u, und gis. Bei Konferenzgesprächen wird mit Hilfe der Kontakte
k, und k2 Telefon- und Mikrofonverstärker auf beide Hochfrequenzkanäle geschaltet.
Die erhöhten Störgeräusche im Telefon, die bei Anschaltung an beide Kanäle auftreten,
müssen .dann allerdings in Kauf genommen werden. Gefährlich ist hierbei auch die
erhöhte Pfeifneigung und die Gefahr der Übersteuerung durch Modulation, die bei
gleichzeitigem Sprechen mehrerer Konferenzteilnehmer auftreten und Rückwirkung auf
die Tonfreauenz:kanäle ausüben kann. Diese Gefahrenkönnen jedoch durch besondere
Vorkehrungen vermieden werden.
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Bei der Proi,ektierung des beschriebenen Trägerstrom.systems ist darauf
zu achten, daß außer dem Hochfrequenzweg über die Verstärkerstationen kein Parallelweg
vorhanden ist, da durch diesen unter Umständen Verzerrungen bzw. Auslöschung der
Empfangsenergie auftreten kann. Diese Verzerrungen -werden durch die Phasenunterschiede
der über verschiedene Wege laufenden Hochfrequenzenergien hervorgerufen, die besonders
gefährlich werden, wenn die über verschiedene Wege kommenden Energien am Empfänger
in gleicher Stärke eintreffen. Solche Parallel--vege können in bekannter Weise durch
Einbau von Sperren oder Filtern an geeigneten Stellen des Netzes beseitigt werden.
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Die Betriebsmöglichkeit, .die sich mit dem beschriebenen System mit
nur zwei Trägerfrequenzen
an Trägerstromstationen, die im Zuge
von Übertragungsleitungen liegen, erfüllen lassen, werden im folgenden zusammengestellt:
i. Telefoniemöglichkeit zwischen einer größeren Anzahl von Stationen, .die alle
mit allen zu sprechen in der Lage sind, .ist vorhanden, ohne den Aufwand der bisher
üblichen Wellenwechselsysteme an umschaltbaren Filtern usw. zu benötigen.
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Die Möglichkeit von Konferenzgesprächen ist gegeben, ohne daß .die
einzelnen Teilnehmer durch besondere Sprachtasten die Träger ihrer Stationen steuern
müssen.
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3. Die Reichweite der Verbindungen wird durch ?die Ausbildung der
Innenstationen als Verstärker erhöht. Das bisher ungelöste Problem dies 75wischenverstärkers
mit Wellenwechsel für EW-Telefonie verliert seine Bedeutung.
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q.. UT-Kanäle können betrieben werden, ohne daß :die Zahl der lau
einem Sprechbezirk zusammenzufassenden Stationen begrenzt wird.
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5. Die einzelnen Abschnitte der Leitungen können mit Hilfe der beiden
Trägerfrequenzen mit Hochfrequenzselektivschutz ausgerüstet werden, ohne daß :die
Telefonie hierdurch unzulässig gestört wird.