DE950570C - Fernmeldekabel mit mindestens zwei benachbarten Verseillagen gleicher Schlagrichtung, insbesondere fuer den Mehrfach-Traegerfrequenzbetrieb - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. OKTOBER 1956

S 12423 VIIId j 21C

(Ges. v. 15. 7.1951)

Die Erfindung bezieht sich auf Fernmeldekabel mit mindestens zwei benachbarten Verseillagen gleicher Schlagrichtung und bezweckt die Erzielung hoher Nebensprechdämpfungswerte zwischen den Adergruppen der verschiedenen Verseülagen.

Bei Fernmeldekabeln treten nicht nur zwischen den in einer Verseillage benachbart liegenden Adergruppen, sondern auch zwischen den Adergruppen verschiedener Verseillagen störende Nebensprechkopplungen kapazitiver und/oder magnetischer Natur auf, die im allgemeinen als Lage/Lage-Kopplungen bezeichnet werden. Die Lage/Lage-Kopplungen sind häufig sogar größer als die Kopplungen zwischen den benachbarten Adergruppen ein und derselben Verseillage, obwohl die Adergruppen der gleichen Verseillage auf der gesamten Kabellänge parallel liegen, während die Adergruppen verschiedener Lagen sich nur an einzelnen Punkten überschneiden. Dementsprechend bereitet die Beseitigung" der Lage/Lage-Kopplungen in vielen Fällen größere Schwierigkeiten als die Entkopplung der Adergruppen ein und derselben Verseillage. Der Grund hierfür liegt darin, daß zur Beseitigung der Lage /Lage -Kopplungen besonders kritische Bedingungen bezüglich der Schlaglängenverhältnisse der Adergruppen und Verseillagen eingehalten werden müssen, damit an den Überschneidungsstellen keine systematischen Kopplungen auftreten. Auch die Anwendung der in neuerer Zeit bekanntgewordenen

exakten Dralltheorien, die auf einer genauen Abstimmung der Schlaglängenverhältnisse der Adergruppen und Verseillagen beruhen, stößt auf Schwierigkeiten, da diese die Einhaltung von oft sehr schwer zu erfüllenden Drallbedingungen und einer großen Schlaglängengenauigkeit erfordern. Diese Schwierigkeiten sind dann besonders groß, wenn in jeder Verseillage sehr viele verschiedene Schlaglängen von Adergruppen angewendet werden müssen, wie es beispielsweise bei ίο Fernmeldekabeln für die Mehrfach-Trägerfrequenzübertragung der Fall ist.

In der niederländischen Patentschrift 44 134 wird bereits vorgeschlagen, bei Fernmeldekabeln, bei denen die Adergruppen ein nicht durch radiale Trennungen in Teile gespaltenes Bündel bilden, allen Verseillagen dieselbe Schlagrichtung und dieselbe Schlaglänge zu geben. Hierdurch wird erreicht, daß für Adergruppen, die in gegenseitiger Nähe liegen, die erforderlichen Schlaglängen auch dann genau berechnet werden können, wenn diese Adergruppen zu verschiedenen Lagen gehören, weil diese Adergruppen einander nicht mehr in bestimmten Abständen kreuzen, sondern über die ganze Länge des Kabels parallel zueinander laufen. Die Berechnung der Schlaglängen wird noch dadurch sehr vereinfacht, daß eine bestimmte Adergruppe einer Lage nur von einer kleinen Anzahl Adergruppen aus Nachbarlagen umgeben ist und diese Adergruppe längs des ganzen Kabelabschnittes mit den übrigen Adergruppen nicht mehr in Berührung kommt. Gegebenenfalls müssen die Kopplungen zwischen benachbarten Adergruppen derselben Lage noch dadurch vermindert werden, daß die örtliche Lage der Adergruppen an Stellen, die innerhalb der Kabellängen oder an den Verbindungsstellen der Kabellängen liegen, derartig verändert wird, daß zwei bestimmte Adergruppen nur auf einem Teil der totalen Länge dicht beieinanderliegen, aber für den übrigen Teil der Länge nicht dicht beieinanderliegen. Diese letzte Maßregel läuft auf ein punktweises Vertauschen der Adergruppen an bestimmten Stellen des Kabels hinaus. Derartige punktweise Vertauschungen der Adergruppen sind jedoch nachteilig. Wenn die Vertauschungen der Adergruppen punktweise innerhalb der Kabellängen ausgeführt werden, erschweren sie die Fertigung dieser Kabellängen. Führt man die Vertauschungen der Adergruppen an den Verbindungsstellen der Kabellängen aus, dann macht dies besondere Vorsichtsmaßregeln bei der Montage der Kabel erforderlich.

Gemäß der Erfindung werden bei einem Fernmeldekabel mit mindestens zwei benachbarten Verseillagen mit derselben Schlagrichtung sehr kleine Lage/Lage-Kopplungen dadurch erreicht, daß die benachbarten Verseillagen fortlaufend mit derart kleinen Schlaglängenunterschieden miteinander verseilt sind, daß zwei beliebige Adergruppen, welche sich in benachbarten Lagen befinden und an einem bestimmten Punkt des- Kabels nahe beieinanderliegen, an einem von diesem Punkt mindestens 13 und höchstens 500 Lagenschlaglängen entfernt liegenden Punkt zum erstenmal diametral einander gegenüberliegen.

Die Erfindung steht in keinem Zusammenhang mit dem bekannten Vorschlag, bei Fernmeldekabeln mit in gleicher Richtung verseilten Lagen die Abstufung des Verhältnisses der Schlaglängen zweier Lagen mit dem Durchmesserverhältnis dieser Lagen linear bis quadratisch vorzunehmen, damit bei Tordierungen des Kabels die Verseillagen die gleiche Längenänderung erfahren. Bei Anwendung dieser aus mechanischen Gründen erforderlichen Regel tritt eine sehr häufige Überschneidung zweier Adergruppen verschiedener Lagen ein, so daß bei derartigen Kabeln die eingangs erwähnten Schwierigkeiten bestehen, genügend kleine Lage/Lage-Kopplungen zu erzielen.

Im Gegensatz zu den bekannten Kabeln wird durch die Anwendung der Erfindung erreicht, daß ein gegenseitiges Überschneiden bzw. Überholen zweier in verschiedenen Verseillagen liegenden Adergruppen erst in Abstand von sehr vielen Lagenschlaglängen eintritt, so daß die Adergruppen der zu entkoppelnden Verseillagen sich langsam überschneiden bzw. sich langsam überholen und im Bereich der Überschneidungsstellen annähernd parallel und wie benachbarte Adergruppen zueinander liegen. Auch nach der langsamen Überschneidung liegen die Adergruppen in größerer Entfernung praktisch parallel, und es liegen die Verhältnisse wie bei nicht benachbarten Vierern innerhalb der gleichen Lage vor. Es werden also in bezug auf die gegenseitige Entkopplung der Verseillagen die einfachen Verhältnisse geschaffen, wie für innerhalb einer Verseillage liegende benachbarte bzw. weiter entfernte Adergruppen innerhalb ein und derselben Verseillage. Während jedoch benachbarte Adergruppen ein und derselben Verseillage auf der ganzen Kabellänge parallel liegen, liegen die Adergruppen verschiedener Verseillagen bei einem gemäß der Erfindung aufgebauten Fernmeldekabel unmittelbar benachbart nur auf einer verhältnismäßig kleinen Länge zueinander parallel. Da diese etwa im umgekehrten Verhältnis der Zahl der Adergruppen einer Lage kleiner ist, im übrigen aber die Adergruppen in größerer Entfernung voneinander liegen,- haben sie dementsprechend gegenüber benachbarten Adergruppen nur einen Bruchteil der bei diesen auftretenden Kopplungen, ohne daß genaue Lagenschlaglängenverhältnisse eingehalten zu werden brauchen. Ferner brauchen im Gegensatz zu den bekannten Dralltheorien auch die Schlaglängen der Adergruppen in verschiedenen Lagen nicht auf genaue Zahlenverhältnisse abgestimmt zu werden, da sich erfahrungsgemäß bei einfacher Drallverschiedenheit bei benachbarten Adergruppen bereits eine gute Entkopplung ergibt.

Wie die folgende Betrachtung zeigt, ist das Merkmal der Erfindung identisch damit, daß die Schlaglängen zweier benachbarter Lagen mehr als 0,1 % und weniger als etwa 4°/₀ voneinander abweichen. Um dies zu erläutern, werden gemäß der Fig. 1 der Zeichnung in zwei verschiedenen Verseillagen zwei bestimmte Adergruppen A und B betrachtet, von denen die Adergruppe A die Lagenschlaglänge L und die Adergruppe B die Lagenschlaglänge L -f- Δ L hat. Als Ausgangspunkt der Betrachtung wird die Stellung I angenommen, in welcher die beiden Adergruppen A und B nahe beieinanderliegen. Nimmt man an, daß die beiden Adergruppen A und B, die gemäß der Erfindung in derselben Richtung mit einem sehr kleinen relativen Schlaglängenunterschied zu Lagen verseilt werden, in

der Stellung II zum erstenmal diametral einander gegenüberliegen, und daß der Abstand zwischen Stellung II und Stellung I in der Längsrichtung des Kabels gleich χ ist, dann gilt:

L L+AL 2 '
Hieraus erhält man:

ι L(L+ AL)

X — - — .

2 AL

Setzt man in diese Gleichung für die erwähnten Grenzwerte von o,i°/₀ und 4°/₀ ein, dann erhält man für den Abstand^ einen untersten Grenzwert von 500 L und einen obersten Grenzwert von 12,5 L, annäherungsweise gleich 13 L.

Das durch die Erfindung angestrebte Resultat ist durch Versuchsmessungen bestätigt worden. Insbesondere haben die Messungen bewiesen, daß es nicht allein darauf ankommt, die Unterschiede der Lagenschlaglängen in dem Gebiet zwischen 0,1 °/„ und ungefähr 4% zu wählen, sondern daß es gleichfalls wichtig ist, den Adergruppen in den zu entkoppelnden Verseillagen dieselbe Schlagrichtung zu geben, wobei die Schlagrichtung der Adergruppen gleich oder entgegengesetzt der Lagenschlagrichtung gerichtet sein kann. Das in bezug auf die Erfindung wesentliche Resultat der .Untersuchungen erkennt man aus der Fig. 2 der Zeichnung.

Die Kopplungsmessungen wurden an Fernmeldekabeln mit 96 Aderpaaren in Sternverseilung ausgeführt, wobei die dritte Verseillage 13 Sternvierer mit einer Leiterstärke von 1,4 mm und die vierte Verseillage 27 Sternvierer mit einer Leiterstärke von 0,9 mm enthielt. Zwischen diesen beiden Verseillagen, die dieselbe Schlagrichtung hatten, wurden alle in Frage kommenden Lage/Lage-Kopplungen gemessen. Dabei wurden die gemessenen Lage/Lage-Kopplungen A₄-A₁₂ auf drei Gruppen verteilt, wobei die erste Gruppe die Ä_rKopplungen (Kopplungen zwischen Phantomkreisen), die zweite Gruppe die &₅-ß₈-Kopplungen (Kopplungen zwischen den Stammkreisen und den Phantomkreisen verschiedener Vierer) und die dritte Gruppe die /e₉-£₁₂-Kopplungen (Kopplungen zwischen den Stammkreisen verschiedener Vierer) betreffen. In jeder Gruppe wurden aus allen gemessenen Kopplungswerten die Mittelwerte genommen, die ein deutliches Bild des erreichten Kopplungsniveaus geben.

Bei dem Versuchskabel hatten die Sternvierer der dritten und vierten Verseillage des Kabels die gleiche Schlagrichtung.

In der Fig. 2 sind auf der Abszisse die relativen Lagenschlaglängenunterschiede in Prozenten zwischen der dritten und vierten Verseillage und auf der Ordinate die jedesmal ermittelten Werte der Kopplungen in pF angegeben. Die relativen Lagenschlaglängenunterschiede betragen bei den untersuchten Kabeln 0, o,i, 0,4, 0,8, 1,2, 1,5, 2, 4, 6, 8, 10 und 20%. Aus den Kurven der Fig. 2 erkennt man einerseits, daß unter Annahme derselben Schlagrichtung der Vierer in beiden Verseillagen bei genau gleicher Lagenschlaglänge, d. h. bei Lagenschlaglängenunterschieden von o°/₀, noch ziemlich hohe Kopplungswerte auftreten und daß überraschenderweise ein relativer Lagen-Schlaglängenunterschied von 0,1 °/₀ ausreichend ist, um eine wesentliche Herabsetzung des Kopplungsniveaus zu erreichen. Andererseits zeigen die Messungen, daß insbesondere die A₉-ß₁₂-Kopplungen hohe Werte aufweisen und daß es vorteilhaft ist, den Lagenschlaglängenunterschied kleiner als 4% zu wählen, um kleine Werte dieser Kopplungen garantieren zu können.

Der in besonderen Fällen zu berücksichtigende Wert der obersten Grenze der relativen Lagenschlaglängenunterschiede ist, wie die nachstehenden Überlegungen beweisen, der Lagenschlaglänge direkt proportional und der Anzahl der Adergruppen in der Verseillage mit der größten Anzahl Adergruppen umgekehrt proportional.

Um für die oberste Grenze einen allgemein gültigen Wert zu erhalten, wird zunächst davon ausgegangen, daß es vorteilhaft ist, daß zwei in verschiedenen Verseillagen liegende Adergruppen sich erst über eine Länge von einigen Metern, d. h. über eine Länge, die in bezug auf die Schlaglänge der Adergruppen groß ist, gegenseitig um die Dicke einer Adergruppe verschieben, so daß im Sinne der Erfindung in bezug auf die Adergruppen verschiedener Verseillagen ungefähr die Verhältnisse bestehen, wie für benachbarte bzw. nicht benachbarte Adergruppen in ein und derselben Verseillage. Es ist an sich bekannt, daß das Entkoppeln von Adergruppen mit verschiedenen Drallängen innerhalb periodischer Abschnitte stattfindet, die im nachstehenden mit y bezeichnet werden und die durch dieselbe Stellung der Adergruppen im Verhältnis zueinander gekennzeichnet sind und deren Länge von der Schlaglänge und dem Unterschied der Schlaglänge der Adergruppen abhängt.

Diese Abschnitte sind dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der in diesen Abschnitten auftretenden positiven und negativen Teile der Kopplungen Null bzw. angenähert Null wird. Ist nun L die Lagenschlaglänge der unteren Verseillage, fi der Unterschied der Lagenschlaglänge von der darüber liegenden Verseillage in Prozenten und η die Anzahl Adergruppen in der Verseillage mit der größten Anzahl Adergruppen, dann ist die Länge, über welche die eine Verseillage die andere einmal überholt, gleich -^— und die Länge, über welche sich die Verseillagen und die Dicke einer Adergruppe verschieben, gleich —-—. Diese Länge muß gleich oder größer sein als die genannten periodischen Abschnitte y,

d. h. daß -^— > y und deshalb φ < -^— sein muß. pn ^r — η y

Nimmt man auf Grund der üblichen Technik für die Länge des erwähnten Entkopplungsabschnittes y ungefähr ι m an, dann erhält man p ^ . Sicher-

heitshalber wird jedoch die Länge des Entkopplungsabschnittes y mit 2 m angenommen, so daß für die oberste Grenze des Lagenschlaglängenunterschiedes in

Prozenten der Wert p ^

50 L

entsteht.

Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hiernach besteht das Fernmeldekabel aus einem in der Mitte liegenden Vierer 10 und den aus Vierern aufgebauten Verseillagen 11, 12 und 13. Jeder Vierer ist, wie dargestellt, mit einer Isolierstoffbandwicklung 14 umgeben. Ferner befinden sich über den einzelnen Verseillagen die Isolierstoffbandwicklungen 15, 16 und 17. Der wasserdichte Kabelmantel ist mit 18 bezeichnet. Wie aus der Figur hervorgeht, sind sämtliche Verseillagen in der gleichen Richtung, jedoch mit verschiedener Schlaglänge verseilt. Die Verseillage 11 weist den kleinsten und die Verseillage 13 den größten Steigungswinkel auf. Die Unterschiede zwischen den Schlaglängen sind vorteilhaft, jedoch so klein bemessen, daß beispielsweise die beiden Vierer 19 und 20, die an der dargestellten Stelle des Kabels benachbart liegen, sich erst im Abstand von sehr vielen Lagenschlaglängen wieder überschneiden.

Durch Anwendung der Erfindung gelingt es, auch

ao ohne Anordnung von Schirmen zwischen den Verseillagen verhältnismäßig kleine Lage/Lage-Kopplungen zu erzielen. In besonderen Fällen kann es aber zur praktisch vollständigen Beseitigung der Lage/Lage-Kopplungen zweckmäßig sein, zwischen den Verseillagen zusätzliche leitende und/oder magnetisierbare Schirme beliebiger Art anzuordnen, z. B. dann, wenn die benachbarten Lagen Adergruppen verschiedener Gesprächsrichtung für den Vierdrahtbetrieb enthalten, d. h. wenn extrem große Nebensprechdämpfungswerte gefordert werden. Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar auf solche Verseillagen gleicher Schlagrichtung, zwischen denen eine oder mehrere in entgegengesetzter Richtung verseilte Lagen angeordnet sind, wenn zwischen derartigen nicht benachbarten Verseillagen infolge ihrer Verwendung für die Mehrfach-Trägerfrequenztelefonie eine große Nebensprechdämpfung gewünscht wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Fernmeldekabel mit mindestens zwei benachbarten Verseillagen mit derselben Schlagrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Verseillagen fortlaufend mit derartig kleinen Lagenschlaglängenunterschieden verseilt sind, daß zwei beliebige Adergruppen, welche sich in benachbarten Lagen befinden und an einem bestimmten Punkt des Kabels nahe beieinanderliegen, an einem von diesem Punkt mindestens 13 und höchstens 500 Lagenschlaglängen entfernt hegenden Punkt zum erstenmal diametral einander gegenüberliegen.

2. Fernmeldekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adergruppen in den zu entkoppelnden Verseillagen die gleiche Schlagrichtung haben, wobei die Schlagrichtung der Adergruppen gleich oder entgegengesetzt der Lagenschlagrichtung gerichtet sein kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 68 204;

Neumeyer, BuchI, v. Droste, 1934, S. 344, 345; Klein, Kabeltechnik, 1929, S. 212, 213 und 321;

Elektr. Nachrichtentechnik, 1931, S. 114 bis 121, Aufsatz von Schüler, 1934, S. 119 bis 140, Aufsatz von Sieber-Schlump.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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