DE1079119B - Verfahren zur UEberwachung von unbemannten Verstaerkern in Fernmeldeuebertragungssystemen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Fernmeldeübertragungssysteme mit unbemannten oder schwer zugänglichen Zwischenverstärkern müssen aus wirtschaftlichen Gründen Einrichtungen enthalten, die es gestatten, den Betriebszustand der unbemannten Verstärker zu kontrollieren und einen etwa schadhaften Zwischenverstärker zu lokalisieren. Die Kontrolle des Betriebszustandes ist vor allem deshalb wichtig, weil beispielsweise bei Seekabelanlagen mit Unterwasserverstärkern die Möglichkeit, einen Verstärker auszuwechseln, von der Jahreszeit abhängig ist. Man wird daher einen Unterwasserverstärker unter Umständen in einer günstigen Jahreszeit auswechseln, obwohl der Betrieb noch nicht gefährdet ist, wenn man durch die Kontrolle des Betriebszustandes bereits erkannt hat, daß dieser Verstärker nur noch eine beschränkte Lebensdauer hat.

Es gibt eine Vielzahl von Verfahren, um unbemannte Zwischenverstärker von einem bemannten Endamt aus zu überwachen. Ein besonders einfaches und schon mehrfach angewendetes Verfahren zur Überwachung von Verstärkern, die in beiden Richtungen verstärken können, ist in der Zeitschrift »The Proceedings of the Institution of Electrical Engineers«, Part I, Vol. 101, 1954, S. 186, Spalte 2, beschrieben. Es beruht auf der Messung der Schleifenverstärkung. Ein wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist die Verwendung von selektiven Frequenzvervielfachern, die in den unbemannten Zwischenverstärkern eingebaut sind. Die Wirkungsweise dieses bekannten Verfahrens soll an Hand der Zeichnung kurz erläutert werden.

In Fig. 1 sind mit A und B die beiden bemannten Endämter eines Fernmeldeübertragungssystems bezeichnet. Diese sind durch ein Kabel K, beispielsweise ein Hochfrequenzkabel mit koaxialer Leiteranordnung verbunden. In das Kabel sind in -regelmäßigen Abständen unbemannte Verstärker V mit den Indices 1, 2... χ... η eingeschaltet. Dieses System wird in bekannter Weise derart betrieben, daß von A nach R ein oberes Frequenzband und von B nach A ein unteres Frequenzband übertragen wird. Wie bereits erwähnt, sind die Verstärker selbst so eingerichtet, daß sie in beiden Richtungen verstärken. Es Handelt sich also um den bekannten sogenannten Zweidraht-Getrenntlagebetrieb. Jedem der Verstärker V ist auf der dem „•4-Amt zugewandten S ei te ein Frequenzvervielfacher F zugeordnet, der beispielsweise ein Frequenzverdoppler sein kann.

Bei dem bekannten Verfahren werden vom Amt B nacheinander verschiedene Kontrollfrequenzen ausgesendet, welche im unteren Übertragungsband liegen und so gewählt sind, daß ein Vielfaches dieser Frequenzen in das obereÜbertragungsband fällt. In jedem der zu überwachenden Zwischenverstärker wird eine Verfahren zur überwachung

von unbemannten Verstärkern

in Fernmeldeübertragungssystemen

Anmelder:

Feiten & Guüleaume Carlswerk

Aktiengesellschaft,
Köln-Mülheim, Schanzenstr. 24-28

Dr. rer. nat. Leo Waldick, Köln-Dellbrück,
ist als Erfinder genannt worden

dieser Kontrollfrequenzen nach Durchlaufen des Verstärkers im Frequenzvervielfacher vervielfacht und gelangt dann im Zuge des oberen Übertragungsbandes wieder an die aussendende Stelle B zurück, wo sie gemessen wird. Um die Zwischenverstärker individuell kontrollieren zu können, sind die in den Frequenzvervielfachern vorhandenen selektiven Mittel, z. B. Kristallfilter, für jeden Zwischenverstärker verschieden, so daß jedem Verstärker eine besondere Überwachungsfrequenz zugeordnet ist.

Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Zwischenverstärker nur von dem einen Endamt aus überwacht werden können, welches das untere Übertragungssystem aussendet, d. h. vom Amt B aus. Um die Verstärker auch von dem anderen Endamt A, welches das obere Band sendet, nach diesem Verfahren überwachen zu können, müßten die Frequenzvervielfacher durch Frequenzteiler ersetzt werden, und diese müßten auf derjenigen Seite der Zwi- -schenverstärker eingeschaltet sein, welche dem 5-Amt zugewendet ist.

Mit dem bekannten Verfahren allein kann nicht festgestellt werden, ob ein oder mehrere Zwischenverstärker ausgefallen sind. Da die Zwischenverstärker nur von einem Endamt aus kontrolliert werden können, kann man nämlich \Όη den tatsächlich ausgefallenen Verstärkern lediglich denjenigen als fehlerhaft erkennen, welcher dem 5-Amt am nächsten liegt, weil die Kontrolle der vom Endamt B weiter entfernt liegenden Verstärker daran gebunden ist, daß alle dazwischenliegenden Verstärker fehlerfrei sind.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß seine Möglichkeiten erheblich einge-

909 759/364

schränkt sind, sofern nicht die Fernspeiseanlage im Amt B, welches das untere Band sendet und zugleich die Einrichtungen für Senden und Empfangen der Überwachungsfrequenzen enthält, untergebracht ist. Befindet sich die Fernspeiseanlage im Α-Amt, und tritt ein Fehler im Übertragungssystem auf, der zugleich einen Fehler des Gleichstromkreises zur Folge hat, derart, daß die Zwischenverstärker nur noch bis zur Fehlerstelle gespeist werden, dahinter aber nicht mehr, so ist das bekannte Verfahren nicht mehr anwendbar. Häufig wird es aber erwünscht sein, bei der Anordnung der Fernspeiseanlage ganz frei zu sein; denn für die Wahl des Aufstellungsortes dieser Anlage und für die Wahl der Richtung der Übertragungsbänder sind oft verschiedene Gesichtspunkte maß- gebend.

Es wäre also vom Sicherheitsstandpunkt aus gesehen vorteilhaft, wenn man die Zwischenverstärker von beiden Endämtern aus kontrollieren könnte, und zwar ohne daß man gezwungen ist, an den unbemannten Zwischenverstärkern zusätzliche Einrichtungen, wie etwa Frequenzteiler, anzubringen.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, welches das bekannte Verfahren in dieser Hinsicht ergänzt. Erfindungsgemäß wird bei einem Übertragungssystem der vorstehend beschriebenen Art so verfahren, daß von dem das obere Übertragungsband aussendenden Endamt A zwei in diesem Band liegende Kontrollfrequenzen ausgesendet werden, welche infolge der Nichtlinearitäten der Verstärker ein Intermodulationsprodukt bilden, welches im unteren Übertragungsband liegt, daß ferner dieses Intermodulationsprodukt in demjenigen Verstärker, dessen selektive Mittel auf das Produkt abgestimmt sind, vervielfacht wird und mit einer der ursprünglichen Kontrollfrequenzen ein weiteres Intermodulationsprodukt bildet, welches ebenfalls im unteren Übertragungsbereich liegt. Das so gebildete Signal gelangt somit zum Endamt A zurück und kann dort nach Frequenzhöhe und Pegel gemessen werden.

Das Verfahren soll im folgenden an Hand der Zeichnung und mit Hilfe eines Beispiels näher beschrieben werden:

In Fig. 2 ist der Verstärker V_x der Fig. 1 besonders dargestellt, allerdings unter Beschränkung auf die wesentlichen Teile dieses Verstärkers. Der eigentliche aktive Verstärker ist mit AV bezeichnet; sein Ausgang liegt beim Punkt G. Der Verstärker enthält im übrigen zwei Tiefpässe TP für das untere Frequenzband und zwei Hochpässe HP für das obere Frequenzband, außerdem den Frequenzvervielfacher P_x. Von dem Endamt A werden im Bereich des oberen Bandes zwei Frequenzen gesendet, welche am Ausgang des aktiven Teiles der Verstärker ein Intermodulationsprodukt erzeugen, welches mit der Durchlaßfrequenz des Vervielfachers des zu kontrollierenden Verstärkers übereinstimmt. Dieses Intermodulationsprodukt wird somit vervielfacht und intermoduliert seinerseits mit beiden Frequenzen, welche von dem Endamt ausgesandt worden sind. Wählt man diese beiden Kontrollfrequenzen entsprechend, so fällt mindestens eines der zuletzt genannten Intermodulationsprodukte in das untere Frequenzband, gelangt so zum Endamt A zurück und kann dort gemessen werden.

Beispiel

Der Frequenzvervielfacher möge als Frequenzverdoppler arbeiten. Es soll sich weiterhin um ein Übertragungssystem für 60 Gespräche handeln. Das untere Übertragungsband möge von 24 bis 264 kHz und das obere Band von 312 bis 552 kHz reichen. Die Durchlaßfrequenz des Verdopplers F_x sei für den zu kontrollierenden Verstärker V_x 264 bzw. 528 kHz.

Das Endamt A sendet die beiden Kontrollfrequenzen Z₁=SSO und /₂=436 kHz, welche beide im oberen Band liegen. Dann wird am Punkt G eines jeden Verstärkers unter anderem ein Intermodulationsprodukt vom Typ (ßf₁—f₂) mit der Frequenz 264 kHz entstehen. Im Verdoppler entstehen daraus 528 kHz, und zwar nur im Verstärker V_x, da nur dessen Verdoppler auf diese Frequenz anspricht. Diese 528 kHz (/₃) bilden mit der Kontrollfrequenz 350 kHz wiederum ein Intermodulationsprodukt vom Typ (2f₁—f_s) mit der Frequenz 172 kHz. Diese Frequenz liegt im unteren Band und gelangt zum sendenden Amt A zurück.

Da die Durchlaßfrequenzen der Verdoppler für jeden Zwischenverstärker verschieden sind, kann durch richtige Wahl der beiden Kontrollfrequenzen Z₁ und /₂ jeder Verstärker individuell überwacht werden, indem man eines der Intermodulationsprodukte der beiden Kontrollfrequenzen mit der Durchlaß frequenz des betreffenden Verdopplers übereinstimmen läßt.

Der Pegel des im unteren Band zurücklaufenden Intermodulationsproduktes hängt vom Wirkungsgrad des Verdopplers und der Nichtlinearität des zu kontrollierenden Zwischenverstärkers ab. Sollte der Wirkungsgrad des Verdopplers zu gering sein, so daß der Rauschabstand der zurücklaufenden Kontrollfrequenz zu klein wird, so kann man die Wirksamkeit des Verfahrens dadurch verbessern, daß man die Nichtlinearität der Zwischenverstärker künstlich erhöht. Dieses wiederum ist in einfacher Weise durch Herabsetzung des Speisestromes für die Verstärker möglich.

Zusammen mit dem eingangs beschriebenen bekannten Verfahren können mit dem Verfahren gemäß der Erfindung Verstärkerfehler von beiden Endämtern aus eingegrenzt werden. Außerdem kann eine Kontrolle nun auch dann noch durchgeführt werden, wenn sich die Fernspeiseanlage im Α-Amt befindet und ein Gleichstromfehler im Kabel aufgetreten ist, welcher die Fernspeisung auf einen Teil der Verstärker beschränkt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt nicht nur die Lokalisierung defekter Verstärker, sondern es kann mit Vorteil auch dazu benutzt werden, die Alterung der Zwischenverstärker zu überprüfen. Das Altern der Verstärkerröhren macht sich nämlich in einem Anstieg der Nichtlinearität bemerkbar; somit ist die Höhe des Pegels des zurücklaufenden Intermodulationsproduktes ein Maß für den Betriebszustand des geprüften Verstärkers, _

Um das Verfahren, gemäß der Erfindung durchzuführen, ist es lediglich erforderlich, in dem Endamt A, welches das obere Band sendet, einen Generator und einen Ε,ηφ fänger für die Überwachungsfrequenzen einzubauen. An den Zwischenverstärkern selbst brauchen dagegen keine Änderungen vorgenommen zu werden. Daher kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch bei solchen Anlagen angewendet werden, die bereits verlegt und für die Durchführung des bekannten Verfahrens mit Frequenzvervielfachern versehen sind.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung von unbemannten Verstärkern in Fernmeldeübertragungssystemen, bei denen auf einer einzigen Übertragungsleitung in der einen Richtung, und zwar von dem Endamt B nach dem Endamt A, ein unteres Frequenzband und in der Gegenrichtung von A nach B

im sogenannten Zweidraht-Getrenntlagebetrieb ein oberes Frequenzband übertragen wird, bei denen ferner jedem unbemannten Verstärker an dem dem Α-Amt zugewandten Ende ein Frequenzvervielfacher zugeschaltet ist, und bei denen schließlich diese Vervielfacher selektive Mittel enthalten, welche für jeden Verstärker unterschiedlich und charakteristisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß von dem ^4-Amt zwei im oberen Band liegende Kontrollfrequenzen ausgesendet werden, welche infolge der Nichtlinearitäten der Verstärker ein Intermodulationsprodukt bilden, welches im unteren Übertragungsband liegt, daß ferner dieses Inter-

modulationsprodukt in demjenigen Verstärker, dessen selektive Mittel auf das Produkt abgestimmt sind, vervielfacht wird und mit einer der ursprünglichen Kontrollfrequenzen ein weiteres Intermodulationsprodukt bildet, welches ebenfalls im unteren Übertragungsbereich liegt, somit zum Α-Amt zurückgelangt, wo es nach Frequenzhöhe und Pegel gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannung der Verstärker während der Überwachungsmessungen herabgesetzt wird, um dadurch die Nichtlinearität der Verstärker künstlich zu erhöhen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©909 769/364 3.60