DE956697C - Anordnung zur UEberwachung von Unterwasserverstaerkern in Seekabelanlagen mittels von den bemannten Stationen ausgesandter UEberwachungsfrequenzen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. JANUAR 1957

F 9512 Villa/2ia²

Durch die Mehrfachiausnutzung von Leitungen durch. TragerfrequiemKeintfichtungen ergeben sich mit zunehmender Kanalzahl immer kürzere Verstärkerabstände, so daß in zunehmendem Maße unbemannte Verstärker eingerichtet werden,, die unter Umständen, wie z. B. TJnterwasserverstärker in Seekabelverbindungen, schwer zugänglich sein können. Da in solchen Fällen eine Überwachung an Ort und Stelle nicht- stattfindet, besteht ein ίο Bedarf nach Uberwachungseiinirichtungen, die es gestatten, von den, bemannten Verstärkern, d. h. den Endstellen aus, den Betriebszustand der einzelnen Zwischenstationen .zu erkennen.

Es sind bereits umfangreiche Systeme entwickelt worden, die die Signalisierung einer größeren Anzahl von betrieblichen Zuständen ermöglichen. Mit ihnen sind außerdem meist Einrichtungen, zur Fernumschaltung auf Reservestufen verbunden. Der Nachteil dieser Systeme liegt in der Benutzung mechanisch bewegter Schaltorgane, da diese nur über eine begrenzte Schaltsicherheit verfügen und dadurch die Sicherheit des ganzen Systems henab-

setzen. Lösungen auf rein elektrischer Grundlage ohne die Anwendung mechanisch bewegter Schaltorgane verleihen aber der Einrichtung¹ eine größere Sicherheit.

Für die Überwachung von Unterwasserverstärkern ist auf dieser Basis eine Lösung· bekanntgewordeni, die durch selektive Änderung¹ des Gegenkopplungsfaktors den Betriebszustand der einzelnen im Zuge des Kabels vorhandenen Verstärker zu überwachen gestattet. Diese Einrichtung besitzt jedoch den, Nachteil, daß zur Überwachung eines Verstärkers die Überwachungsfrequenz über die vorherliegenden Verstärker geleitet werden muß. Sollte also ein Verstärker plötzlich ausfallen, so ist es einerseits nicht möglich, in jedem Fall eindeutig den. schadhaften. Verstärker zu orten und andererseits die hinter dem schadhaften Verstärker liegenden Verstärker weiterhin zu. überwachen.

Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei welcher ao jedem der zu überwachenden Verstärker eine Überwachungsfrequenz zugeteilt ist, die zusammen, mit den übrigen von einer der bemannten Stationen ausgesandt und in der nächsten bemannten Station empfangen wird. Um die Übertragung dieser ein- «5 zelnen Überwachungsfrequenzen unabhängig von dem Ausfall eines der Leitungsverstärker zu machen, sind bei der bekannten Anordnung die Verstärker mit Umgehungsleitungen versehen, auf -welchen, sämtliche Überwachungsfrequenzen bis auf die diesem Verstärker zugeteilte übertragen werden. Um den hierdurch bedingten Ausfall an Verstärkung, der naturgemäß die Reichweite der Überwachung einschränkt, auszugleichen, sind bei dieser Anordnung Verstärker für die Überwachungsfrequenzen in den Umgehungszuleitungen vorgesehen. Hierdurch ist jedoch das ganze Überwachungssystem mit einem neuen Unsicherheitsfaktor behaftet, der die Brauchbarkeit der Anordnung, insbesondere bei Seekabelverbindungen,, verringert. Es ist nämlich nicht angängig, die Leitungsverstärker mittels eines Systems zu überwachen, welches selbst wieder auf die Betriebsfähigkeit von Verstärkern, die ebenfalls schwer zugänglich unter Wasser liegen, angewiesen ist. Die Anordnung gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem in den Zug der Überwachungsfrequenzen weder bewegte Teile noch Verstärker noch irgendwelche andere Schaltelemente gelegt werden, denen Lebensdauer geringer als die der zu überwachenden Verstärker selbst sein könnte. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung werden ebenfalls, von der einen, bemannten Station Überwachungsfrequenzen ausgesandt und in der nächstfolgenden, bemannten Station empfangen. Diese Überwachungsfrequenzen werden ebenfalls um sämtliche Verstärkerstationen bis auf die, für welche sie bestimmt sind,, herumgeleitet. Erfinduingsgemäß werden die einzelnen von einer bemannten Station über die Leitung und die unbemannten Stationen zur nächsten bemannten Station übertragenen Übemachungsfrequenzen, die in niederem Frequenzbereich liegen, in den zu überwachenden Verstärker dadurch möglichst hoch verstärkt, daß die Entzerrer für diese niederen Überwachungsfrequeozbereiche keine Dämpfung bewirken.

Durch die Anwendung der Erfindung ist es möglich, ein Überwachungssystem für praktisch voi kommende Entfernungen, wie sie bei Seekabelverbindungen vorliegen, zu schaffen, welches ohne die oben bezeichneten Mangel arbeitet. Zunächst sieht die Erfindung vor, die Uberwachungsf requenzien. in einen Bereich zu verlegen, der möglichst tief ist und vorzugsweise unter dem Übertragungsbereich der Signalfrequenzen liegt. Bei Systemen mit getrennter Frequenzlage der Übertragungsrichtungen kann es vorteilhaft sein, die Überwachungsfrequenzen in die Frequenzlücke zwischen den für beide Übertragungsrichtungen vorgesehenen Frequenzbereichen zu legen. Da die Leitungen eine mit der Frequenz ansteigende Dämpfung aufweisen und die Verstärker an sich frequenzunabhängig verstärken, ist es üblich, in den Verstärkern. Entzerrer anzubringen, die die tieferen Frequenzen stärker dämpfen und so beschaffen sind, daß die aus- Leitunigsdämipfung und Verstärkung resultierende Gesamtdämpfung im Übertragungsbereich nahezu frequenzunabhängig - ist. Da bei der Anordnung gemäß der Erfindung die Überwachungsfrequenzen im unteren Frequenzbereich liegen, werden die Überwachungsfrequenzen auch in den von ihnen überwachten Verstärkern durch besondere Ausgestaltung der Entzerrungsnetzwerke, noch um diese herumgeleitet.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbedspiel der Erfindung schematisch wiedergegeben. A und B sind¹ zwei bemannte Verstärker, zwischen denen im Zuge der Leitung dia unbemannten, Verstärker V₁, F₂... F_n-1, V_n liegeni. Die Überwachungsfrequenzen J₁ bis /„ werden von A ausgesandt und in B empfangen. Im unbemannten Verstärker V₁ wird nur die ihn überwachende Frequenz ^₁ unter Umgehung des Entzerrers, übertragen. Sämtliche übrigen Frequenzen)/₂, ^₃, f_n__t und /„ werden um den Verstärker herumgeleitet. Entsprechend findet die Übertragung derÜberwachungsfrequenizen bzw. die Herumleitung in den übrigen · unbemannten Verstärkern statt. Da die Überwachungsfrequenzen nur einmal eine Verstärkung erfahren,, nämlich im überwachten Verstärker, ist die Reichweite des Überwachungssystems natürlich begrenzt. Die diesbezüglichen Verhältnisse werden nachstehend an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert. In der Fig. 2 sind die Verhältnisse für den letzten im Zuge der Leitung liegenden unbemannten Verstärker V_n betrachtet. Die Reichweite der diesen Verstärker überwachenden Frequenz f_n ist durch die Ausgangsleistung des Verstärkers V_n für die Frequenz /„ gegeben. Die Dämpfung, weiche die Frequenz ^_n auf dem Leitungsabschnitt zwischen der Sendestation^i und dem Verstärker V_n erfährt, kann durch einen entsprechend hohen Pegel der Sendestation A ausgeglichen werden, da sämtliche Verstärker im Zuge der Leitung umgangen sind. Anders liegen die Verhältnisse bei dem in Fig. 3 dargestellten Fall der Überwachung des ersten unbemannten

Verstärkers V₁. Die Reichweite ist auch hier gegeben durch die Ausgangsleistung 5i_a Neper des unbemannten Verstärkers, und zwar hier des Verstärkers V₁. Die zwischen diesem Verstärker und der Empf angsstationJ3 auftretende Dämpfung d_vn+1 (Neper) darf daher nur so groß sein, daß der in der Station B ankommende Pegel einen genügend großen Abstand; vom Rauschpegel P% (Neper) hat. Allgemein kann die Beziehung aufgestellt werden:

Ein Abstand von 0,7 N zwischen Empfangs- und

Rauschpegel ist dabei als ausreichend angenommen.

Daß mit der Anordnung gemäß der Erfindung trotz der jeweils nur einmaligen Verstärkung der Überwachungsfrequenzen noch eine durchaus praktisch brauchbare Reichweite zu erzielen ist, geht aus folgendem Zahlenbeispiel hervor:

Es handele sich um eine Seestrecke von 200 km, bis der die Dämpfung an der oberen Grenze des Nutzbereiches 125 mN/km betrage. Ddei Gesamtdämpfung der Leitung beträgt also für diese Frequenz 25 N. Die Strecke weise vier Zwischentverstärker auf, so daß also eine Verstärkerfelddämpfung von 5 N auftritt. Die Überwachungsfrequenz sei so gewählt, daß die Dämpfung für sie beispielsweise 50 mN/km betrage, die maximale Ausgangsleistung des Zwischenverstärkers sei 9ϊ_α = + 2 N. In dem an Hand der Fig. 3 dargestellten ungünstigsten Fall beträgt die Dämpfung des hinter dem Verstärker V₁ liegenden Kabelabschnittes für die Überwachungsfrequeniz 8 N. Bei eimer Verstärkerausgangsleistung von + 2 N beiträgt der Empfangspegel bei B minus 6 N. Dies stellt aber einen durchaus brauchbaren Wert dar, der für gewöhnlich auch genügend weit vom Rauschpegel entfernt ist.

Im allgemeinen können mit der Anordnung gemäß der Erfindung Entfernungen bis etwa 500km

noch gut überbrückt werden, wenn man noch etwa 0,7 N über dem Rauschpegel bleiben, will. Will man größere Entfernungen überbrücken, so ist es zweckmäßig, von je einer bemannten Station aus die ferner liegende Hälfte der zwischen, den, bemannten

Stationen befindlichen Strecke zu überwachen'. Bei dem Beispiel der Fig. 1 würde das bedeuten, daß die rechte Hälfte des Abschnitts- A—B von A aus, die linke Hälfte des Abschnitts von JS aus überwacht wird. In diesem Falle ist es natürlich notwendig, daß in beiden bemannten Stationen Vorrichtungen zum Senden und. Empfangen von. Überwachungsfrequenzen vorgesehen sind'. Mit diesem System läßt sich also die Reichweite der Anordnung im wesentlichen verdoppeln.

Bei günstigen Abstandsverhältnissen bann es zweckmäßig sein, die Überwachung der Verstärker laufend vorzunehmen und die einzelnen Überwachungsfrequenzen in den Endstellen, z. B. durch synchrone Ablenkung auf einem Oszillographenbildschirm, sichtbar zu machen. Dabei können in den Empfangsstellen Vorrichtungen vorgesehen sein, weiche bei Ausfall eines Verstärkers selbsttätig eine Alarmvorrichtung in Gang setzen. In besonderen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, diese Alarmierung nicht erst bei Ausfall eines Verstärkers, sondern schon dann vorzunehmen, wenn, einer der Verstärker in seiner Übertragungsfähigkeit unter ein bestimmtes Maß gesunken, aber an sich noch betriebsfähig ist.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Überwachung von Unterwasserverstärkern in Seekabelanlagen mittels von den bemannten Stationen ausgesandter Überwachungsfrequenzen, die um alle Verstärker bis auf den von ihnen überwachten herumgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen von einer bemannten Station über die Leitung und die unbemannten Stationen zur nächsten bemannten Station übertragenen. Überwachungsf requenzen, die in niederem! Frequenzbereich liegeni, in den zu überwachenden Verstärkern dadurch möglichst hoch verstärkt werden, daß die Entzerrer für diese niederen Überwachungsfrequenzbereiche keine Dämpfung bewirken.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nebenschlüsse der Verstärker und/oder Entzerrer Quarznetzw&rke verwendet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsfrequenzen unterhalb des Nutzfrequenzbandes liegen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsfrequenzen bei Systemen mit getrennter Frequenzlage der Übertiiagungsrichtungen in der Frequenzlücke zwischen den beiden, den verschiedenen Richtungen zugeordneten Frequenzbändern liegen.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Serie liegenden Heizfäden der Verstärkerröhren mit je einem Widerstand überbrückt sind, derart, daß bei einem Heizfadenbruch und Speisung mit konstantem Strom die übrigen Verstärker weiter überwacht werden können.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung des Dämpfungswertes entsprechend der Gleichung

—P_R)— d_{vn +} ^ 0,7 N

von je einer bemannten Station aus die ferner gelegene Hälfte der Strecke überwacht wird.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sendestation benachbarte Hälfte der Strecke durch erhöhten Sendepegel der bemannten Station entdämpft wird.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung laufend vorgenommen wird und die einzelnen Überwachungsfrequenzen in den Empfangsstellen

durch synchrone Ablenkung auf einem Oszillographenbildschirm sichtbar gemacht werden.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Empfangsstellen Vorrichtungen vorgesehen sind, die bei laufender Überwachung bei Ausfall eines Verstärkers selbsttätig eine Alarmvorrichtung in Gang setzen.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Empfangsstellen Vorrichtungen vorgesehen sind, die bei laufender Überwachung einen Alarm auslösen, wenn die Übertragungsfähigkeit eines der überwachten Verstärker unter ein bestimmtes Maß gesunken, der Verstärker jedoch noch betriebsfähig ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 479 864, 683 582, 752. ao

Hierzu 1 Blaßt Zeichnungen

©6» 576/3« T. 5fr (609 773 1.57)