DEP0041941DA

DEP0041941DA - Carrier current transmission system with attended and unattended repeater stations

Info

Publication number: DEP0041941DA
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. Korntal Häßler
Original assignee: Mix und Genest AG
Current assignee: Mix und Genest AG
Publication date: 1951-03-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Trägerstromübertragungssysteme mit Zwischenverstärkern unter Verwendung symmetrischer Fernkabel und befasst sich mit der Frage der Stromversorgung unbedienter Verstärkerstationen von benachbarten bedienten Stationen aus über die der Nachrichtenübertragung dienenden Kabeladern. Eine solche Fernspeisung ist aus wirtschaftlichen Gründen anzustreben, da bei der zunehmenden Verstärkerzahl die örtlichen Stromversorgungseinrichtungen einen hohen Aufwand erfordern und einen beträchtlichen Prozentsatz der Gesamtkosten eines Zwischenverstärkers für sich beanspruchen.The invention relates to carrier power transmission systems with repeaters using symmetrical trunk cables and is concerned with the question of supplying power to unattended repeater stations from neighboring serviced stations via the cable cores used for communication. Such remote feeding is desirable for economic reasons, since with the increasing number of amplifiers, the local power supply facilities require a great deal of effort and account for a considerable percentage of the total costs of an intermediate amplifier.

Es ist bereits bekannt, unbedienten Verstärkerstationen die Speisespannungen über besondere, nur diesem Zwecke dienende Adern zuzuführen, die dann der Nachrichtenübertragung entzogen sind. Hierdurch wird die Aufnahmefähigkeit eines Kabels an Nachrichtenkanälen erheblich herabgesetzt. Aus der Technik der Trägerstromübertragung über koaxiale Kabel ist es ferner bekannt die Stromversorgung unbedienter Stationen von benachbarten bedienten Stationen in der Weise durchzuführen, dass das gleiche Leitersystem, da zur Übertragung der Trägerströme dient, also Innenleiter und Mantel der koaxialen Leitung, für die Übertragung der Speiseströme verwendet wird, und zwar vorzugsweise mittels überlagerten niederfrequenten Wechselstroms, aus dem durch Gleichrichter in den zu speisenden Verstärkerstationen die entsprechenden Spezialspannungen hergestellt werden. Auch hierbei ist der Aufwand nicht wesentliche vermindert, da nach wie vor die Gleichrichteranordnungen benötigt werden.It is already known to supply unattended amplifier stations with the supply voltages via special wires which are only used for this purpose and which are then withdrawn from the transmission of messages. This considerably reduces the capacity of a cable to accept communication channels. From the technology of carrier current transmission over coaxial cables, it is also known to power unattended stations from neighboring operated stations in such a way that the same conductor system, since it is used to transmit the carrier currents, i.e. the inner conductor and jacket of the coaxial line, is used for the transmission of the feed currents is used, preferably by means of superimposed low-frequency alternating current, from which the corresponding special voltages are produced by rectifiers in the amplifier stations to be fed. Here, too, the effort is not significantly reduced, since the rectifier arrangements are still required.

Der Gedanke, die Fernspeisung unmittelbar mittels Gleichstrom über die der Nachrichtenübertragung dienenden Leitungen vorzunehmen, ist an sich ebenfalls nicht neu, jedoch stehen seiner praktischen Durchführung, insbesondere wenn es sich bei denThe idea of making the remote feed directly by means of direct current via the lines used for the transmission of messages is also not new in itself, but its practical implementation is available, especially when it comes to the

Übertragungsleitungen um die Adern eines symmetrischen, verseilten, vorzugsweise papier-luftraumisolierten Kabels handelt, erhebliche Schwierigkeiten entgegen, das die bei den bisher üblichen Verstärkern erforderlichen Speiseleistungen infolge der geringen Aderquerschnitte und der grösseren Entfernungen zwischen den Verstärkern nicht ohne weiteres übertragen werden können.Transmission lines are the cores of a symmetrical, stranded, preferably paper-air-space-insulated cable, counteracting considerable difficulties that the feed power required in the previously usual amplifiers cannot easily be transmitted due to the small wire cross-sections and the greater distances between the amplifiers.

Um den durch den Kabelwiderstand und den inneren Spannungsabfall in den Zwischenverstärkerstationen der Fernspeisung mittels Gleichstrom entgegenstehenden Schwierigkeiten zu begegnen, hat man bereits vorgeschlagen, in Übertragungssystemen mit getrennten Kabeln für die beiden Übertragungsrichtungen die Adern des einen Kabels in Parallelschaltung als Hinleitung und die ebenfalls parallelgeschalteten Adern des zweiten Kabels als Rückleitung für die Speiseströme zu verwenden. Hierdurch erhält man zwar einen für die Energieübertragung ausreichenden Leiterquerschnitt, der die Verwendung normaler Spannungsquellen in den bedienten Verstärkerstationen ermöglicht, jedoch besitzt diese Anordnung den Nachteil, dass in den unbewachten Stationen die Verstärker oder Verstärkergruppen nicht einzeln eingeschaltet werden können.In order to counteract the difficulties caused by the cable resistance and the internal voltage drop in the repeater stations of remote powering by means of direct current, it has already been proposed in transmission systems with separate cables for the two directions of transmission to connect the wires of one cable in parallel as an outgoing line and the wires of the second cable to be used as a return line for the feed currents. This gives a conductor cross-section that is sufficient for energy transmission and enables the use of normal voltage sources in the serviced amplifier stations, but this arrangement has the disadvantage that the amplifiers or amplifier groups cannot be switched on individually in the unguarded stations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Fernspeisung der Verstärker in Übertragungssystemen der genannten Art zu schaffen, die die bestehenden Schwierigkeiten und die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Speisung der für die beiden Übertragungsrichtungen eines Trägerstromkreises vorgesehenen Verstärker der unbedienten Station mittels Gleichstrom über die diesen Verstärkern bzw. Verstärkergruppen zugehörigen und für den Speisestrom parallelgeschalteten Adern als Hinleitung und über Erde bzw. alle oder die Mehrzahl der parallelgeschalteten Adern des der Übertragung in der Gegenrichtung dienenden Kabels als gemeinsame Rückleitung erfolgt unter gleichzeitiger Ausrüstung der Verstärker der unbedienten Stationen mit Röhren geringer Leistungsaufnahme.The invention is based on the object of creating an arrangement for remote feeding of the amplifiers in transmission systems of the type mentioned, which arrangement avoids the existing difficulties and the disadvantages of the known arrangements. According to the invention, this is achieved in that the supply of the amplifiers of the unattended station provided for the two transmission directions of a carrier circuit by means of direct current via the wires belonging to these amplifiers or amplifier groups and connected in parallel for the supply current as a forward line and via earth or all or the majority of the parallel-connected wires The wires of the cable used for transmission in the opposite direction as a common return line are carried out while the amplifiers of the unattended stations are equipped with tubes with low power consumption.

Hierdurch wird ein für den erforderlichen Leistungsbedarf ausreichender Querschnitt erzielt mit dem weiteren Vorteil, dass die Verstärker in den unbemannten Stationen einzeln ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Als Speisestromquellen können dabei in den benachbarten bemannten Ämtern die vorhandenen normalen Amtsbatterien verwendet werden. Sieht man gemäss der weiteren Erfindung Schalteinrichtungen vor, die eine wahlweise Verwendung des einen oder des anderen Kabels für die Übertragung der Speiseströme ermöglichen, so ergibt sich der weitere Vorteil, dass etwa notwendig werdende Schaltarbeiten an einem Kabel ohne Störung des Betriebes durchgeführt werden können. Dies trifft auch auf den Fall der Verwendung der Adern des zweiten Kabels als gemeinsame Rückleitung zu, da bei Auftrennen einer oder mehrerer Adern desselben noch keine unzulässig hohen Spannungen zwischen Adern und Erde auftreten.As a result, a cross section that is sufficient for the required power requirement is achieved with the further advantage that the amplifiers in the unmanned stations can be switched on and off individually. The existing normal office batteries can be used as supply current sources in the neighboring manned offices. If, according to the further invention, switching devices are provided which enable the one or the other cable to be used for the transmission of the feed currents, there is the further advantage that any switching work that may become necessary can be carried out on a cable without disrupting operation. This also applies to the case where the cores of the second cable are used as a common return line, since if one or more cores of the same are disconnected, no impermissibly high voltages occur between the cores and earth.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zu diesem Ausführungsbeispiel gehörenden Abbildung 1 zeigt schematisch einen Übertragungsstromkreis eines vierdrahtmässig betriebenen Trägerfrequenzsystems mit zwei getrennten Kabeln für die beiden Übertragungsrichtungen mit den diesen Übertragungsstromkreisen zugeordneten Verstärkern in einer unbemannten Verstärkerstation B, deren Anfänge in einer überwachten Verstärkerstation A liegen, von der hier nur die Ausgangsübertrager und die Ankopplung der Speisestromkreise gezeigt sind. Diese Speiseströme werden der normalen Amtsbatterie AB entnommen. Der Anschluss dieser Batterie an die als Speiseleitungen verwendeten Adern erfolgt jeweils an den Mitten der leitungsseitigen Wicklungen ihrer Abschlussübertrager und zwar über Impedanzen (L, Dr), die für den Speisestrom einen sehr geringen, für Wechselströme des Übertragungsfrequenzbereiches einen möglichst hohen Widerstand darstellen. Die beiden Adern des Übertragungsstromkreises sind ür die Speisestromübertragung, also gleichstrommässig, parallelgeschaltet. In der Verstärkerstation B werden die Speisespannungen in gleicher Weise von den leitungsseitigen Wicklungen des Abschlussübertragers abgenommen und unmittelbar zur Versorgung der Heiz- und Anodenkreise der beiden zu einem Trägerstromkreis gehörenden Verstärker verwendet. Dabei sind zweckmässig sämtliche Heizkreise der beiden Verstärker in Reihe geschaltet. Wie aus der Abbildung ersichtlich, sind in den Zuleitungen der Speisespannungen in beiden Verstärkerstationen Umschalter U angeordnet, die eine Umschaltung der Speisespannungsquelle einerseits und der zu speisenden Verstärker andererseits von dem zugeordneten Trägerstromkreis des Kabels I auf den entsprechenden des Kabels II ermöglichen, wodurch der bereits erwähnte Vorteil erzielt wird, dass im Betreib Schaltarbeiten an dem einen oder anderen Kabel ausgeführt werden können.In the following, the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. Figure 1 belonging to this embodiment shows schematically a transmission circuit of a four-wire carrier frequency system with two separate cables for the two transmission directions with the amplifiers assigned to these transmission circuits in an unmanned amplifier station B, the beginnings of which are in a monitored amplifier station A, of which only the output transmitter is here and the coupling of the supply circuits are shown. These feed currents are taken from the normal office battery AB. This battery is connected to the wires used as feed lines at the centers of the line-side windings of their terminating transformers via impedances (L, Dr), which represent a very low resistance for the feed current and as high a resistance as possible for alternating currents in the transmission frequency range. The two wires of the transmission circuit are connected in parallel for the supply current transmission, i.e. direct current. In the amplifier station B, the supply voltages are taken in the same way from the line-side windings of the terminating transformer and used directly to supply the heating and anode circuits of the two amplifiers belonging to a carrier circuit. It is practical if all heating circuits of the two amplifiers are connected in series. As can be seen from the figure, changeover switches U are arranged in the supply lines of the supply voltages in both amplifier stations, which switch the supply voltage source on the one hand and the amplifier to be fed on the other hand from the associated carrier circuit of the cable I. on the corresponding of the cable II, whereby the already mentioned advantage is achieved that switching work can be carried out on one or the other cable during operation.

Im engsten Zusammenhang mit dem Problem der Fernspeisung steht naturgemäss die Frage der Betriebsüberwachung der Verstärker in solchen unbemannten Verstärkerstationen. Es ist hierfür bereits bekannt, über besondere, ausschliesslich diesem Zwecke vorbehaltene Kabeladern die erforderlichen Signale von und zu diesen Stationen zu übertragen. Bei Anordnungen mit einer Fernspeisung gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe zweckmässig in der Weise gelöst, dass man einen Teil der für die Rückleitung der Speiseströme zusammengefassten Kabelandern aus der Parallelschaltung herausnimmt und für die Bildung der Steuer- und Signalstromkreise heranzieht. Die Speisung dieser Kreise erfolgt ebenfalls ausschliesslich aus vorhandenen Stromquellen der bedienten Station. Es ist dabei selbstverständlich, dass man den Gesamtquerschnitt der Rückleitung nicht so schwächen darf, dass eine Überlastung der Kabeladern durch die Speiseströme eintritt. Man wird deshalb nur einige wenige Adern, etwa 2 bis 4, abtrennen und für die Überwachung zur Verfügung stellen. Diese Kabeladern werden zwar der Speisung, nicht unbedingt aber der Trägerstromübertragung entzogen. Da über diese wenigen Adern sämtliche Verstärker überwacht werden müssen, die in unbemannten Stationen untergebracht sind, wird man die Auswahl der jeweils zu prüfenden Verstärker zweckmässig in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Wählerschaltung durchführen.The question of the operational monitoring of the amplifiers in such unmanned amplifier stations is naturally closely related to the problem of remote feeding. It is already known for this purpose to transmit the necessary signals from and to these stations via special cable cores reserved exclusively for this purpose. In arrangements with a remote feed according to the invention, this object is expediently achieved in such a way that part of the cable ends combined for the return of the feed currents are removed from the parallel circuit and used for the formation of the control and signal circuits. These circuits are also supplied exclusively from the existing power sources of the station being served. It goes without saying that the overall cross-section of the return line must not be weakened in such a way that the cable cores are overloaded by the feed currents. You will therefore only cut off a few wires, around 2 to 4, and make them available for monitoring. These cable cores are withdrawn from the supply, but not necessarily from the carrier current transmission. Since all amplifiers housed in unmanned stations have to be monitored via these few wires, the selection of the amplifiers to be tested in each case will expediently be carried out in a manner known per se with the aid of a selector circuit.

Die Überprüfung der Betriebsfähigkeit der einzelnen Verstärker kann in an sich bekannter Weise in de Weise erfolgen, dass jeder Verstärker auf ein von der bedienten Station aus gegebenes Steuerkommando hin durch Rückkopplung eines bestimmten Teiles der Ausgangsspannung auf den Verstärkereingang zur Selbsterregung gebracht wird. Bei Verstärkern mit einer über mehrere Stufen des Verstärkers hinweg geführten Gegenkopplung muss diese hierbei wirkungslos gemacht werden. Abb. 2 zeigt eine solche Verstärkerschaltung. Die Gegenkopplung ist vom Ausgangsübertrager über den Widerstand R(sub)1 an die Kathode der Eingangsröhre V(sub)1 gelegt. Zur Selbsterregung wird durch das übertragene Steuerkommando ein Kontakt a geschlossen, wodurch parallel zum Gegenkopplungsweg ein Rückkopplungsweg über R(sub) 2 geschlossen wird, dessen Elemente so dimensioniert sind, dass die Gegenkopplung wirkungslos wird und der Verstärker zum Schwingen kommt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass in den normalen Betriebsstromkreisen des Verstärkers keine Kontakte benötigt werden. Bei der Durchführung der Betriebsüberwachung erfolgt die Auswahl der zu prüfenden Verstärker zweckmässig in ebenfalls an sich bekannter Weise durch eine Wählerschaltung, die nacheinander in festliegender Reihen- folge die Verstärker an die Steuer- und Kontrolleinrichtungen anschliesst.The operational capability of the individual amplifiers can be checked in a manner known per se such that each amplifier is self-excited by feedback of a certain part of the output voltage to the amplifier input in response to a control command given by the station being served. In the case of amplifiers with negative feedback across several stages of the amplifier, this must be rendered ineffective. Fig. 2 shows such an amplifier circuit. The negative feedback is applied from the output transformer via the resistor R (sub) 1 to the cathode of the input tube V (sub) 1. For self-excitation, a contact a is closed by the transmitted control command, whereby a feedback path via R (sub) 2 is closed parallel to the negative feedback path, the elements of which are dimensioned so that the negative feedback is ineffective and the amplifier starts to oscillate. This arrangement has the advantage that no contacts are required in the normal operating circuits of the amplifier. When the operational monitoring is carried out, the amplifier to be tested is expediently selected in a manner which is also known per se by a selector circuit, which one after the other in a fixed series follow the amplifier connects to the control and monitoring equipment.

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Claims

1) Carrier current transmission system using cables with symmetrically stranded line cores and with operated and unattended amplifier stations, characterized in that the amplifier of the unattended station provided for the two directions of transmission of a carrier circuit is supplied by means of direct current via the cores of the associated lines connected in parallel with direct current as a supply line, while a common circuit, formed from the earth or the parallel connection of a large number of other cable cores, serves as the return line.

2) carrier current transmission system according to claim 1, characterized in that the parallel connection of the majority or all of the cores of the counter transmission serves as the common return line.

3) Carrier current transmission system according to claim 1, characterized in that the supply circuits are connected to the centers of the line-side windings of the line terminating transformers of the transmission circuits used for the supply, and that impedances (L (sub) 1, Dr (sub)) 1, L (sub) 2, Dr (sub) 2) are switched on, which represent the highest possible resistance for alternating currents in the transmission frequency range.

4) carrier current transmission system according to claim 1, characterized in that all supply voltages required in the unattended station are taken directly from the normal direct current source (anode battery) of an adjacent served station.

5) carrier current transmission system according to claim 1, characterized in that all heating circuits of the two amplifiers assigned to a transmission circuit are connected in series.

6) carrier current transmission system according to claim 1, characterized in that the amplifiers are equipped with tubes with low power consumption.

7) carrier current transmission system according to claim 1 with separate cables for the two transmission directions, characterized in that the feed circuits for the amplifier of the unattended amplifier stations can be switched to one or the other cable.

8) Carrier current transmission system according to claim 1 and 2, characterized in that, in order to enable remote monitoring of the operational readiness of the amplifier, part of the parallel-connected cable cores serving as a common return line for the supply currents is separated from the supply current transmission and used for the formation of control and signal circuits which are also supplied exclusively from the power sources of the station being served.

9) carrier current transmission system according to claim 8, characterized in that only a few (2-4) wires of the dead cable or the return line of the feed currents serving cable are used as common control and signal circuits.