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Tonfrequenzfernwahl- bzw. Rufverfahren Zur Übertragung von Ruf- und
Wählzeichen über verstärkte Fernleitungen, Mehrfachträgerfernsprechsysteme und Funksprechwege
verwendet man innerhalb des übertragenen iSprachbandes liegende Tonfrequenzzeichen.
Im besonderen wird dadurch für einen Fernsprechübertragungsweg kein breiteres Frequenzband
beansprucht, als es die @Sprachübertragung selbst erfordert. Die außerhalb des Sprachbandes
liegenden Frequenzbereiche bleiben also für weitere ;Sprechkanäle oder andere Übertragungszwecke
verfügbar, die Verstärker werden für die Signalübertragung mitbenutzt und brauchen
im Sprachfrequenzbereich als Zwischen- und Endverstärker nicht mit besonderen Einrichtungen
umgangen zu werden. Da der Tonfrequenzzeichenempfänger, dessen Aufgabe es ist, die
über den Übertragungsweg gesendeten Tonfrequenzzeichen genügend verzerrungsfrei
in entsprechende Gleichstromimpulse umzusetzen, stets empfangsbereit an der Leitung
angeschaltet bleiben muß, darf er nicht auf aus der menschlichen Laut- und .Sprachbildung
herrührende, ungewollt eintretende oder absichtlich herbeigeführte Schwingungszüge
oder Impulsspektren ansprechen und dadurch eine fälschliche Betätigung der Ruf-
oder Wahleinrichtung verursachen. Die Sernd@eenergie für -die Zeichenströme kann
aus übertragungstechnischen Gründen nicht so hoch gewählt werden, daß Sprach- und
Zeichenströme amplitudenmäßig voneinander unterschieden werden.
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Zur Verhinderung von fehlerhaften Einwirkungen der Sprache usw. auf
die Schalteinrichtungen sind bereits die verschiedensten Maßnahmen bekanntgeworden.
Eine Gruppe von Einrichtungen arbeitet
mit Zeichenempfängern, die
gegen Spracheinwirkungen ungeschützt sind und ein Fehlschalten, z. B, Fehlauslösen
der Verbindung durch idie Art der dem Signalempfänger folgenden Relaisschaltung
unterdrücken. Das echte Auslösezeichen besteht dann z. B. aus mehr als elf Impulsen
im Takte von io Hz; die ein Wähler abzählt,' und woraufhin der entsprechende iSchaltvorgang
eingeleitet wird. Nach-' teilig sind dabei der Aufwand an Schaltmitteln, insbesondere
an den sich hierbei stark abnutzenden Wählern, für die Sendung und den Empfang der
zu schützenden Zeichen und ferner die Verzögerungen im Verbindungsabbau, besonders,
wenn zur Erzielung einer hohen Betriebssicherheit bis zu dreiunddreißig Impulse
für ein Zeichen gefordert werden. Die in diesem Zusammenhang zu erwähnende Verwendung
von stark verzögerten Relaisschaltungen hat nur für den Ruf Bedeutung erlangt; sie
sind für Wählzechenübertragung grundsätzlich ungeeignet.
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Eine andere Verfahrensart beruht darauf, daß für die Zeichengabe mehrere,
z. B. zwei Frequenzen, verwendet werden, die entweder für alle oder zumindest für
die sprachgefährdeten Signale derart, ausgewertet werden, daß beim gleichzeitigen
Vorhandensein beider Frequenzen das Empfangsrelais des Zeichenempfängers anspricht.
Der hierdurch erreichte (Sicherheitsgrad ist für hochwertige Fernsprechnetze nicht
ausreichend. Der technische Aufwand im Zeichenempfänger, der durch die Empfangskreise
für mehrere, z. B. zwei Frequenzen, erforderlich ist, ist in Hinblick auf den erzielten
Grad der iSprachunempfindlichkeit verhältnismäßig hoch.
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Angewendet wird außerdem ein Zweifrequenzverfahren, bei dem jedes
Signal als Gemisch zweier Frequenzen gesendet wird, die der Zeichenempfänger zunächst
getrennt empfängt, darauf den Differenzton aussiebt und über einen Gleichrichter
dem Empfangsrelais zuführt. Die iSprachsicherheit ist nicht höher als bei den übrigen
Verfahren, deren Sprachunempfindlichkeit nur darauf beruht, daß auf das seltene
gleichzeitige Auftreten zweier bestimmter Frequenzen gebaut wird.
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Selbst die Verlagerung der Signalfrequenzen in Frequenzbereiche, in
denen die Häufigkeit großer Sprachamplituden- im allgemeinen klein -ist, - und außerdem
ihre Wahl derart, daß ihre Differenz kleiner oder größer-ist°als-die-Frequenz des
Grundtonbereiches der menschlichen Sprache, bringt nicht die-angestrebte hohe Sprachsicherheit.
-.Vielfach werden Zeichenempfänger verwendet, die -mit einer- Sprachsperre ausgerüstet
sind und deren Empfangsrelais- nur ansprechen,- wenn außer den Signalströmen keinerlei
andere Frequenzen oder- Frequenzspektren- wirken. Zeichenempfänger mit -empfindlicher
Sprachsperre- arbeiten nur über einen geringen Bereich des Zeichenpegels genügend
sprachsicher und setzen Übertragungswege mit sehr kleiner zugelassener-Störspannung
voraus.
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Erwähnt sei noch -das -zwischenstaatlich emp> fohlene - Tonfrequenzfernwahlverfähren
mit zwei Frequenzen (6oo -bis 750 Hz), bei dem meist ein Signalempfänger
mit Sprachsperre verwendet wird, und bei dem die geforderten Zeichen aus Vorsignal
und Steuerzeichen bestehen, wobei für das Vorsignal das Gemisch beider Frequenzen
verwendet wird, auf das nach einer bestimmt bemessenen Pause das aus einer Frequenz
bestehende Steuerzeichen folgt. Das Verfahren, das zwar eine außerordentlich hohe
Betriebssicherheit erreicht, hat den Nachteil eines unverhältnismäßig hohen Aufwandes
in den technischen Einrichtungen, insbesondere in den Relaisübertragungen, so daß
sein Einsatz nur auf längeren Leitungen lohnt.
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Eine wesentliche Verminderung des technischen Aufwandes bei gleichzeitig
höchst erreichbarer Unempfindlichkeit gegen Spracheinwirkungen kann nur durch ein
Abgehen vom Mehrfrequenzverfahren und durch den Ausbau einer für Ruf und Wahl geeigneten
Technik mit einem Signalträger erreicht werden, der durchaus nicht aus einer einfachen
Schwingung zu bestehen braucht, sich aber sende-und empfangsseitig in den Relaisschaltungen
so auswerten lassen muß, daß die Relaisübertragungen selbst mit nicht mehr .Aufgaben
belastet werden, als ihnen lein Einfrequenzverfahren mit einfacher Zeichengabe,
wie sie beispielsweise bei der Unterlagerungswahl mit 50 oder i5o Hz üblich ist,
stellt. Das trifft immer dann zu, wenn auf der iSendeseite nur eine iSendespannung
getastet zu werden braucht (ein Senderelais) und auf der Gegenseite der Zeichenempfänger
einfache Gleichstromzeichen zur Relaisübertragung gibt (ein Empfangsrelais und eindrahtige
Gleichstromendschaltung) .
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Erfindungsgemäß wird zur Erfüllung dieser Forderungen als ,Zeichenträger
eine innerhalb des übertragenen Sprachbandes liegende frequenzmodulierte Tonfrequenz
benutzt, die es ermöglicht, einen -Zeichenempfänger zu verwenden; der durch Sprache
und andere menschliche Lautbildungen nicht zum Ansprechen gebracht werden kann.
Die Modulationsfrequenzwird zweckmäßigerweise einerseits aus Gründen der Sprachsicherheit
so hoch gewählt, daß Zeichenverzerrungen möglichst klein gehalten werden, andererseits
jedoch so niedrig bemessen, daß der Mödulationshub gegenüber der Mödulationsfrequenz
möglichst groß gehalten werden kann, um eine möglichst hohe Sicherheit gegen Störeinwirkungen
jeder Art zu erzielen. Das gesamte - erforderliche Frequenzband für die Ruf= bzw:
Wählsignalübertragung- liegt innerhalb des übertragenen Sprachbandes. - - - -- Die
Erzeugung -des Zeichenträgers erfolgt im Vermittlungsamt beispielsweise--durch eine
zentrale Signalstroinversorgungsaniage i nach - einer - der bekannten Methoden.
Die :Sendespannung wird, wie in- den Ausführungsbeispielen gezeigt ist,- mittels
der Sendekontakte 2 des Senderelais -3, das aus der Wählübertragung i9 gesteuert'wird,
auf die- Leitung getastet- und 'von dem Übertragungssystem- 4 wie die -Sprache übertragen.
Dieses stellt, je nach seiner Eigenart als -Sprachfrequenz-, Trägerfrequenz= oder
Funkkanal,-bestimmte.Anforderungen an- die Höhe vier zu übertragenden Zeichenleistung;
welche stets erfüllbar sind, da der Zeichenpegel sich. nicht über
den
Sprachpegel zu erheben' braucht, im Gegenteil niedriger als dieser gewählt- werden
kann. Das übertragene Signal -gelangt empfangsseitig in den Empfangsteil des auch
in Abb. 2 ausführlicher dargestellten Zeichenumsetzers 6, und zwar durchläuft es
zunächst einen Bandpaß 7 mit einer dem Modulationshub angepaßten Durchlaßbreite,
wird dann, wenn nötig, in einer Verstärkerstufe 8 verstärkt und durch einen anschließenden
Amplitudenbegrenzer g von störender Amplitudenmodulation befreit. Darauf wird an
einem frequenzabhängigen Widerstand als ZTmformer io die frequenzmodulierte .Signalschwingung
'in eine amplitudenmodulierte verwandelt, deren Entmodelung i i das Zeichen in der
Modulationsfrequenz ergibt, das dann als reiner Wechselstrom über einen Bandfilter
12 mit der Modülationsfrequenz als mittlere Durchlaßfrequenz und mit einer der Wählirnpulsübertragung
(Impulsfrequenz der Nummernscheibe) gerecht werdenden Durchlaßbreite von etwa ±
q:0 Hz das Empfangsrelais 13 unmittelbar oder, sofern es ein Gleichstromrelais ist,
über eine Gleichrichterschaltung 14 erregt. Der Aufbau und -die Bemessung der Stufen
eines Empfängers für frequenzmodulierte Schwingungen stellen keine neuartigen Aufgaben.
Bekannt sind ebenfalls z. B. aus der Technik der 15o-Hz-Wahl und des i5o-Hz-Rufes
die für die Aussiebung der erhaltenen Modulationsfrequenz und ihre Gleichrichtung
erforderlichen Mittel wie auch das geeignete Empfangsrelais.
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Wählt man z_. B. als Träger i8oo Hz, frequenzmoduliert mit i5o Hz
bei einem Frequenzhub von 500 Hz, so wird diese Signalspannung durch das
Senderelais entsprechend den zu übertragenden Schaltzeichen an die Leitung getastet.
Im Empfänger auf der Gegenseite entsteht hinter dem Umformer io die mit i5o Hz amplitudenmodulierte
Trägerschwingung, die nach ihrer Entmodelung in i i das i5o-Hz-Schaltzeichen ergibt
und nach weiterer Gleichrichtung, z. B. in einer Grätzschaltung, ein Gleichstromrelais
13 im Takte der ,Schaltzeichen steuert. Durch entsprechende Einstellung, z. B. des
Sende- und Empfangsrelais, läßt sich zwischen den Schaltpunkten 15 und 16 der Gleichstromsignaladern
die Verzerrung Null einstellen.
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,Außer einem frequenzmodulierten Zeichenträger läßt sich ein phasenmodulierter
Träger bei entsprechend gestaltetem, nach bekanntem Verfahren aufgebautem Signalempfänger
verwenden.
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Die in der Abb. i als Beschaltungsbeispiel dargestellte Wählleitung
eines Vierdrahtübertragungssystems q. zeigt am Anfang einen Zweidrahteingang, am
Ende einen Vierdrahtdurchgang; es ist natürlich für die Anwendbarkeit des neuen
Wählverfahrens gleichgültig, in welcher Form die Leitung ankommt oder endet. Die
Anschaltung des Zeichenumsetzers 6 (Wahlumsetzer) in die Vierdrahtendschaltung ist
aus übertragungstechnischen Gründen sehr günstig, jedoch keineswegs die allein mögliche.
Abb. 3 zeigt z. B. das abgehende Ende einer Zweidrahtleitung mit Endverstärkern.
Hier könnte ebenso wie am abgehenden Ende in Abb. i der Zeichenumsetzer im Vierdrahtwegstück,
also hinter der Gabel des Endverstärkers, eingeschaltet werden. In Abb. q. ist ein
Wahlumsetzer 5 in einem für den Einsatz in Zweidrahtwegen geeigneten .Aufbau gezeigt.
In Abb. 5 ist der Kopf einer für tonfrequenten Ruf ausgerüsteten Fernleitung dargestellt.
Die über die Signalader übertragenen Zeichen :erfahren gegebenenfalls in dem Anrufsatz
17 eine Umwandlung aus und in 25-Hz-Zeichen oder entsprechende Gleichstromzeichen
auf den Sprechadern; je nachdem es das angeschlossene Vermittlungssystem erfordert.
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Als Beispiel der ,Arbeitszeichen (Schaltzeichen) einer -Wählverbindung
gelten in Abb. 6 a für Belegung, b für Wahl, c für Gesprächsbeginn,
d für Gesprächsschluß, dieses Zeichen kann mit go Millisekunden Pause- als-
Pendelschlußzeichen wiederholt werden, e für Auslösung, f für rückwärtige iSperrung
(Dauerstrom). Die eingetragenen Zahlen geben die Zeichendauer bzw. Pausendauer in
Millisekunden an.
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Das hier dargestellte Tonfrequenzfernwahl- bzw. Rufverfahren vereinigt
folgende Vorteile in sich: i. Das neue Wählverfahren löst die Frage der Unempfindlichkeit
gegen Sprache usw. vollständig und ohne irgendwelchen Aufwand in den Relaisübertragungen
ig, 2o, 17; es legt die besonderen, sprachabweisenden Maßnahmen ausschließlich in
die Signalempfänger der Zeichenumsetzer 6, 5.
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2. Das Verfahren ist allgemein anwendbar auf Übertragungswegen mit
beliebiger Übertragungsbreite, ohne daß für Zwecke der Wahl (des Rufes) das übertragene
Sprachband beeinträchtigt odererweitert zu werden braucht, auf Zwei- und Vierdrahtwegen,
auf niederfrequenzmäßig betriebenen Leitungen, auf den Sprechkreisen der Trägerfrequenzsysteme
und der Breitbandkabel und auf dem Funkweg, im einseitigen und doppelt gerichteten
Betrieb, auf beliebige Entfernungen.
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3. Die Zeichensendeleistung kann in allen ,Anwendungsfällen so klein
gehalten werden, daß keinerlei iStörungen im eigenen Übertragungsweg und auf benachbarten
Sprechkreisen, insbesondere auf Trägerfrequenzmehrfachsystemen, auftreten.
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q.. Es paßt sich in den Arbeitszeichen und daher auch in den Relaisschaltungen
(Wählübertragung, Anrufsatz) völlig den in der Unterlagerungswahl (5o Hz-, 15o)
Hz- u,sw. b@zw. 25 Hz-Ruf) üblichen Schaltungen an und erfordert daher in,diesen
Teilen keine besonderen, anders gearteten Einrichtungen. Es ist daher geeignet,
eine hohe Betriebssicherheit und weitestgehende Ersparnisse herbeizuführen und schließlich
die Vereinheitlichung der Technik entscheidend zu fördern.