DE740419C - Anlage zur UEbertragung hochfrequenter Stroeme ueber Kabel - Google Patents

Description

• Anlage zur Übertragung hochfrequenter Ströme über Kabel Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Übertragung hochfrequenter Ströme über Kabel mit mehreren koaxialen Leiterpaaren, bei der für ein Gespräch in beiden Verkehrsrichtungen verschiedene Leiter und der gleiche Frequenzbereich verwendet werden.
• Bei .aus Doppelleitungen bestehenden verdrillten Leiterpaaren ist die Wirkung des Nebensprechens besonders störend zwischen Paaren, die Signale in entgegengesetzter Richtung übertragen, da die Signale in dem einen Paar an :dein Ende, an -dem die Signale im anderen Paar ein Maximum sind, niedrigen Pegel haben. Infolge der nie zu vermeidenden. Unsymmetrie bei der Verdrillung der eina elnen Paare ist .es bei einem derartigen System nicht möglich, das Nebensprechen finit Hilfe der Phasenbeziehungen der Signale zu neutralisieren. Man hat daher gewöhnlich Leiterpaare zur Übertragung von Signalen in entgegengesetzten Richtungen. möglichst Weit voneinander getrennt, um die Kopplung zwischen diesen Paaren auf ein Minimum zu beschränken.
• Im Gegensatz zu verdrillten Paaren sind konzentrische Kabel auf ihrer ganzen Länge im wesentlichen gleichförmig. Infolge der Gleichförmigkeit der konzentrischen Leitungen erhält man bei derartigen Kabeln über die :ganze Länge gleichförmige Kopplungen. Hierdurch werden in einer benachbarten konzentrischen Leitung,die aufeinanderfolgenden induzierten Wellen infolge der Wanderung der Signale in der Phasenlage verschoben, so daß sie einander zu neutralisieren suchen. Infolgedessen wird das Nebensprechen herabgesetzt. Es ist dabei im Hinblick auf das Nebensprechen hier nicht notwendig, die zur Übertrakung in entgegengesetzten Richtungen dienenden Leiter möglichst weit zu entfernen.
• Erfindungsgemäß werden vielmehr bei einer Anlage zur Übertragung hochfrequenter Ströme über Kabel mit mehreren koaxialen Leiterpaaren, bei der für ein Gespräch in beiden Verkehrsrichtungen verschiedene Leiter und der gleiche Frequenzbereich verven.det werden, die für dieselbe Übertragungsrichtung benutzten Leiterpaare in dem Kabel möglichst weit voneinander entfernt angeordnet. Dadurch wird auch das Gegennebensprechen weitgehend herabgesetzt. Im folgenden sollen die diesbezüglichen Verhältnisse näher dargelegt werden.
• In Abb. i stellen A und B die Signalstrornkreise' an den Enden; einer Trägerwellenübertragungsanlagedar; bei welcher ein Frequenzbereich von ungefähr 5o bis 5oo kHz benutzt wird. Die Signalstromkreise sind mit einem vierpaarigen Kabel der genannten Konstruktion verbunden. Die Leiterpaare W und FV, welche erfindungsgemäß einen möglichst großen Abstand aufweisen, übertragen Trägerfrequenzzeichen desselben Frequenzbandes in der West-Ost-Richtung. Die anderen beiden Paare E und E', welche denselben Frequenzbereich übertragen, dienen für die Ost-West-Richtung. Die Übertragungsrichtungen sind auf der Zeichnung durch die an den verschiedenen Endverstärkern.Aw, Ae, Bw, Be tisw: angebrachten Indizes gekennzeichnet.
• Die Natur des Übersprechens, welches in den Stromkreisen der Abb. i auftritt, soll an Hand der Abb.2A bis -2D erläutert -werden. Betrachten wir zunächst als tvpisclien Fall die Wirkung .der Ströme im Leiter li% :des Kabels auf die Stromkreise E' und TI''. Die Induktion auf den in der Gegenrichtung übertragenden Leiter E braucht nicht untersucht zu werden, da die übertragene Energie eine Störung der gleichen Art wie ein Echo verursacht. In der Abb. 2A sind die -drei parallelen Stromkreise E' ff' und ff,' graphisch dargestellt. Al und A. sind die Verstärker, welche einen Abstand von beispielsweise 40 kin oder 8o km haben. Der Logarithmus der Zeichenstromstärke in der Leitung li" und der in der Leitung 1l'' nimmt, angenähert, gleichförmig mit dem Abstan.de vom Z-erstärlcer Al 'ab. Der Logarithmus der Zeichenstromstärke in der Leitung E' nimmt gleichförmig mit dem Abstand vom Verstärker .4., ab. Dieser Verlauf der Zeichenpegel ist in der Abb. 2 B als Funktion des Abstandes dargestellt. Die Störspannung, welche an einem bestimmten Punkte in der anliegenden Leitung induziert wird, ändert sich entsprechend dem Zeichenpegel an den entsprechenden Punkten der störenden Leitung. Die Störwirkung einer induzierten Spannung hängt jedoch im allgemeinen nicht allein von ihrer Amplitude, sondern auch :davon ab, an welcher Stelle des Stromkreises sie auftritt. Eine Spannung, die von der Leitung Ti' auf die Leitung I1-' in der Nähe des Verstärkers Ai induziert wird, hat eine geringere Störwirkung auf den Verstärker A;, als eine gleiche in der Nähe des letzteren Verstärkers induzierte Spannung, da in dem ersteren Falle die induzierten Ströme :durch die Leitung entsprechend gedämpft werden, bevor sie diesen Verstärker erreichen. Die Störwirkung einer induzierten Spannung bezüglich des Erzeugens von Übersprechen kann man graphisch darstellen, indem man. sie mit dem Pegel der Zeichen in der gestörten Leitung vergleicht. Wenn man das Gegennebensprechen, d. h. -die Induktion von der Leitung 1-V auf die Leitung W', betrachtet, ist das Verhältnis der induzierten Spannung zum Signalpegel an allen Punkten der Leitung konstant. Mit anderen Worten, die Induktion zwischen den Leitungen hat hier bezüglich des Gegennebensprecliens an keinem Punkte der Leitung eine größere Bedeutung als an irgendeinem anderen Punkte, weil hier die Größe der induzierten Störspannung im

  gleichen Verhältnis zum gestörten Signal-

  pegel bleibt.

  Was das Nebensprechen anbelangt, so lie-

  gen hier :die Bedingungen ganz anders. Aus

  der Abb.2B ist erkennbar, daß der Signal-

  strompegel in der störenden Leitung W in der

  Nähe des Verstärkers A. klein ist, verglichen

  mit dem Signalstrompegel in der gestörten

  Leitung E', und d,aß die von IL` auf E' in die-

  sein Punkte induzierte Nebensprechspannung

  ohne Bedeutung ist. In der 'Nähe des Ver-

  stärkers A, sind die entsprechenden Pegel

  umgekehrt, und eine starke Neebensprechspan-

  nung wird schwachen Signalströmen über-

  lagert. Das meiste Nebensprechen tritt daher

  in diesem Abschnitt der Leitung auf. Die

  Kurve E' der Abb. 2 C stellt graphisch die

  Änderung der induzierten Spannung längs

  der Leitung dar, welche das 'Nebensprechen

  hervorruft, wobei gleiche gegelnscitige Indtik-

  tivität je Längeneinheit angenommen ist.

  Während diese induzierte Spannung abfällt,

  wenn wir uns von A, entfernen, nimmt der

  Signalstrompegel ia der gestörten Leitun

  gleichzeitig zu, mit dem Endresultat, daß die

  störende Wirkung doppelt sä schnell ab-

  nimmt wie E' in der -AM. 2D. Diese Wir-

  kung wird durch die Linie E" dieser Abbil-

  dung angedeutet.

  Bezüglich der allgemeinen -Natur des

  Übersprechens, wie es in den weiteren Ab-

  schnitten behandelt werden soll, sind v:r-

  drillte Leitungspaare und ko«xiale Leiter-

  anordnungen ähnlich. Einige wesentliche

  Unterschiede ergeben sich erst bei näherer

  Prüfung. Bei verdrillten Leitungspaaren

  nimmt das Übersprechen mit der Frequenz

  zu, während bei koaxialen Leiteranordnungen

  bekanntlich die tieferen Frequenzen wegen

  der Abnahme des Schirmeffektes mit abneh-

  mender Frequenz mehr stören. Ferner ändert

  sich bei verdrillten Leiterpaaren die Ampli-

  tude und die Polarität der induzierten Span-

  nung in mehr oder minder zufälliger Weise

  längs des Kabels, da die Kopplung zischen

  den Stromkreisen sich entsprechend der Ver-

  drillung ändert. Die gesamte induziert

  Spannung ändert sich in solchem Falle an-

  genähert mit der Ouadratwurzel aus der

  Länge des Kabels in >Übereinstimmung riiit

  der Wahrscheinlichkeitstheorie. Wenn inan

  koaxiale Leiter verwendet, ist die Kopplung

  zwischen den Kreisen an allen Punkten die-

  selbe, und die gesamte induzierte Spannung i

  nimmt finit der ersten Potenz der Länge des

  \'erstärkerabschnittes zu. Das gesamte Über-

  sprechen muß in beiden Fällen -wenigstens

  sieben 'Neger unterhalb des Signalstrom-

  pe:gels liegen. Wenn koaxiale Leiteranorri- i

  nungen für Übertragungen auf weite Ent-

  fernung dienen, muß das Übersprechen, das

  in jedem Verstärkerabschnitt auftritt, möglichst niedrig gehalten werden..
• Bei der Berechnung des Nebensprechens in einer koaxialen Leiteranordnung muß man die Phasenänderungen der Ströme längs der Leitung in Betracht ziehen. Wenn man eine Fortpflanzungsgeschwindigkeitvän286oookm annimmt, so ist die Länge eines Zeichens von 5o kHz 5,8 km, also klein, verglichen mit der Länge eines Verstärkerabschnittes. Die augenblickliche' induzierte Spannung kann durch eine gedämpfte Sinuswelle dargestellt werden. In der Abb. 2D ist die Verteilung ,der von dtr Leitung W in dem Leiter E' induzierten Störspannung längs der Leitung E' zwischen den Vers'tärkerämtern A1 und A2 dargestellt, und zwar intinem solchen Augenblick, wo die induzierte Spannung bei A1 ihr Maximum hat. In diesem Augenblick hat auch der unter dein Einfluß der induzierten Spannung in dem Leiter E' induzierte Strom sein Maximum. Gegenüber der bei A1 induzierten Spannung ist die im Punkt B induzierte Spannung um 9o° .in der Phase verschoben. 'Der unter dem Einfluß der im Punkt B induzierten Spannung fließende Strom muß .bis zum Punkt A1 eine Strecke zurücklegen, die gleich einer Viertelwellenlänge ist, so. daß der von B in A1 .ankommende Strom gegenüber dem bei A1 direkt induzierten Strom eine Phasenverschiebung von. i8o° hat. Man sieht also, daß die sich in der Leitung E' induzierten Ströme in A1 schwächen und somit :das Nebensprechen verringert ist. Wie aber ohne weiteres klar ist, gelten die obigen Phasenbetrachtungen nur, wenn die an den verschiedenen Punkten der Leitung induzierten Spannungen die gleiche Phasenbeziehung zu den .induzierenden Spannungen haben. Diese Bedingung ist aber nur bei einem koaxialen Kabel erfüllt, während sieh .die Kopplung zwischen .den Stromkreisen eines gewöhnlichen Kabels ständig entsprechend der Verdrillung der Leiter ändert. Bei koaxialen Kabeln ist es daher nicht notwendig, zur Verringerung des Nebensprechens die Leiterpaare entgegengesetzter Richtung möglichst ,entfernt zu halten. Hier ist es daher günstiger, um auch das Gegennebensprechen herabzusetzen, die für die Übertragung in gleichen Richtungen dienenden Leiterpaare möglichst entfernt zu halten.
• Unter gewissen. Umständen kann man das Nebensprechen durch Isolierender koaxialen Leiter voneinander vermindern. Der erzielte Vorteil kann bedeutend sein, aber nur wenn es sich um kurze Kabellängen,handelt, wie z. B. von 3 bis ioo m. Bei solchen isolierten Leitern ändert sich .das Übersprechen angenähert mit dem Quadrate der Kabellänge. Für Längen größer als ungefähr 3 km kann man stärkeres Übersprechen erhalten als bei nichtisolierten Leitern. Wenn der Abstand zwischen den Verstärkern größer ist, werden daher zweckmäßigerweise die verschiedenen koaxialen Leiterpaare des Kabels miteinander in guten elektrischen.Kontakt gebracht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anlage zur Übertragung hochfrequenter Ströme über Kabel ,mit mehreren koaxialen Leiterpaaren, bei der für :ein Gespräch in beiden Verkehrsrichtungen verschiedene Leiter und -der gleiche Frequenzbereich verwendet werden, :dadurch gekennzeichnet, daß die für dieselbe Übertragungsrichtung benutzten Leiterpaare in dem Kabel möglichst weit voneinander entfernt sind.
2. 2. Anlage nach Anspruch: i, :dadurch gekennzeichnet, daß die Außenleiter .der koaxialen Leiterpaare miteinander leitend verbunden sind.