DE1079119B

DE1079119B - Method for monitoring unmanned amplifiers in telecommunication transmission systems

Info

Publication number: DE1079119B
Application number: DEF27807A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Leo Waldick
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1959-02-26
Filing date: 1959-02-26
Publication date: 1960-04-07

Description

DEUTSCHESGERMAN

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.Telecommunication transmission systems with unmanned or difficult to access repeaters must For economic reasons, contain facilities that allow the operating status of the unmanned Check the amplifier and locate a defective repeater. the Checking the operating status is particularly important because, for example, with submarine cable systems Underwater amplifiers the possibility of changing an amplifier depending on the season is. You will therefore change an underwater amplifier under certain circumstances at a favorable time of year, although the operation is not endangered when you check the operating condition has already recognized that this amplifier has only a limited life.

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.There are a variety of methods to get unmanned repeaters from a manned one Endamt out to monitor. A particularly simple and repeatedly used method for Monitoring of amplifiers that can amplify in both directions is in The Proceedings of the Institution of Electrical Engineers, Part I, Vol. 101, 1954, p. 186, column 2. It is based on the measurement of the loop gain. A key feature of this process is that Use of selective frequency multipliers built into the unmanned repeaters are. The mode of action of this known method is briefly explained with reference to the drawing will.

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.In Fig. 1, A and B denote the two manned terminal offices of a telecommunications transmission system. These are connected by a cable K, for example a high-frequency cable with a coaxial conductor arrangement. Unmanned amplifiers V with the indices 1, 2 ... χ ... η are switched into the cable at regular intervals. This system is operated in a known manner in such a way that an upper frequency band is transmitted from A to R and a lower frequency band is transmitted from B to A. As mentioned earlier, the amplifiers themselves are set up to amplify in both directions. So it is the well-known so-called two-wire separation operation. Each of the amplifiers V is assigned a frequency multiplier F on the side facing the "• 4 office", which can be a frequency doubler, for example.

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 überwachungIn the known method, different control frequencies are transmitted from office B one after the other, which are in the lower transmission band and are selected so that a multiple of these frequencies falls into the upper transmission band. A method for monitoring is used in each of the intermediate amplifiers to be monitored

von unbemannten Verstärkernof unmanned amplifiers

in Fernmeldeübertragungssystemenin telecommunications transmission systems

Anmelder:Applicant:

Feiten & Guüleaume CarlswerkFeiten & Guüleaume Carlswerk

Aktiengesellschaft,
Köln-Mülheim, Schanzenstr. 24-28Corporation,
Cologne-Mülheim, Schanzenstr. 24-28

Dr. rer. nat. Leo Waldick, Köln-Dellbrück,
ist als Erfinder genannt wordenDr. rer. nat. Leo Waldick, Cologne-Dellbrück,
has been named as the inventor

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.after passing through the amplifier, these control frequencies are multiplied in the frequency multiplier and then returned to the transmitting point B in the course of the upper transmission band, where they are measured. In order to be able to control the intermediate amplifiers individually, the selective means present in the frequency multipliers, e.g. B. crystal filter, different for each intermediate amplifier, so that each amplifier is assigned a particular monitoring frequency.

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.A disadvantage of this known method is that the repeaters can only be monitored from the one end office which is sending out the lower transmission system, ie from office B. In order to be able to monitor the amplifiers from the other end office A, which transmits the upper band, using this method, the frequency multipliers would have to be replaced by frequency dividers, and these would have to be switched on on the side of the intermediate amplifiers which was connected to the 5 office is facing.

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.With the known method alone it cannot be determined whether one or more repeaters have failed. Since the intermediate amplifiers can only be controlled from one end office, you can only recognize the actually failed amplifiers as faulty, which is closest to the 5 office, because the control of the amplifiers further away from end office B is tied to it that all amplifiers in between are faultless.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß seine Möglichkeiten erheblich einge-Another disadvantage of the known method is that its possibilities are considerably reduced.

909 759/364909 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.are restricted, unless the remote feed system is housed in office B, which sends the lower band and at the same time contains the facilities for sending and receiving the monitoring frequencies. If the remote feed system is in the Α office and a fault occurs in the transmission system, which at the same time leads to a fault in the DC circuit, such that the intermediate amplifiers are only fed up to the point of fault, but no longer afterwards, then the known method is no longer applicable. Often, however, it will be desirable to be completely free in the arrangement of the remote feed system; because for the choice of the installation site of this system and for the choice of the direction of the transmission belts, different aspects are often decisive.

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.From a safety point of view, it would therefore be advantageous to use the repeaters from could control both end offices, without being forced to go to the unmanned Repeaters to attach additional devices, such as frequency dividers.

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.The invention now relates to a method which complements the known method in this regard. According to the invention, a transmission system of the type described above is used in such a way that the end office A transmitting the upper transmission band transmits two control frequencies lying in this band, which, due to the nonlinearities of the amplifiers, form an intermodulation product which is in the lower transmission band, and also this intermodulation product is multiplied in that amplifier whose selective means are matched to the product and forms a further intermodulation product with one of the original control frequencies, which is also in the lower transmission range. The signal formed in this way is returned to the end office A , where it can be measured for frequency and level.

Das Verfahren soll im folgenden an Hand der Zeichnung und mit Hilfe eines Beispiels näher beschrieben werden:The procedure is to be followed in the following on the basis of the drawing and described in more detail with the help of an example:

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.In Fig. 2, the amplifier V _x of Fig. 1 is shown particularly, but with a restriction to the essential parts of this amplifier. The actual active amplifier is labeled AV; its output is at point G. The amplifier also contains two low-pass filters TP for the lower frequency band and two high-pass filters HP for the upper frequency band, as well as the frequency multiplier P _x . From the end office A two frequencies are sent in the upper band, which generate an intermodulation product at the output of the active part of the amplifier which corresponds to the pass frequency of the multiplier of the amplifier to be controlled. This intermodulation product is thus multiplied and in turn intermodulates with both frequencies which have been sent out by the end office. If these two control frequencies are selected accordingly, at least one of the last-mentioned intermodulation products falls into the lower frequency band, so it gets back to the end office A and can be measured there.

example

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.Let the frequency multiplier work as a frequency doubler. It should still be a transmission system for 60 calls. Let the lower transmission band range from 24 to 264 kHz and the upper band from 312 to 552 kHz. The pass frequency of the doubler F _x for the amplifier to be controlled V _{x is} 264 or 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.The end office A sends the two control _{frequencies Z 1} = SSO and / ₂ = 436 kHz, both of which are in the upper band. Then at point G of each amplifier, among other things, an intermodulation product of the type (βf ₁ -f ₂ ) with a frequency of 264 kHz will arise. This results in 528 kHz in the doubler, and only in the amplifier V _x , since only its doubler responds to this frequency. These 528 kHz (/ ₃ ) with the control frequency 350 kHz in turn form an intermodulation product of the type (2f ₁ -f _s ) with the frequency 172 kHz. This frequency is in the lower band and is returned to the sending office A.

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.Since the pass frequencies of the doublers are different for _{each repeater, each amplifier can be monitored individually by choosing the two control frequencies Z 1} and / ₂ correctly by allowing one of the intermodulation products of the two control frequencies to match the pass frequency of the doubler in question.

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.The level of the intermodulation product returning in the lower band depends on the efficiency of the doubler and the non-linearity of the intermediate amplifier to be controlled. Should the efficiency of the doubler be too low, so that the signal-to-noise ratio of the returning control frequency becomes too small, the efficiency of the method can be improved by reducing the non-linearity the repeater artificially increased. This in turn is in a simple manner by reducing it of the supply current for the amplifier is possible.

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. Together with the known method described at the outset, the method according to the invention can be used to isolate amplifier errors from both end offices. In addition, a check can now also be carried out if the remote feed system is in the Α office and a DC fault has occurred in the cable, which limits the remote feed to some of the amplifiers.

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, _The method according to the invention allows not only the localization of defective amplifiers, but it can also be used to advantage to check the aging of the intermediate amplifiers. That This is because aging of the amplifier tubes becomes noticeable in an increase in the non-linearity; Consequently the level of the returning intermodulation product is a measure of the operating status of the tested amplifier, _

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.In order to carry out the method according to the invention, it is only necessary to install a generator and a Ε, ηφ catcher for the monitoring frequencies in the end office A, which transmits the upper band. In contrast, no changes need to be made to the repeaters themselves. Therefore, the method according to the invention can also be used in systems that have already been laid and are provided with frequency multipliers for carrying out the known method.

Claims

Patent claims:

1. Method for monitoring unmanned amplifiers in telecommunication transmission systems, in which on a single transmission line in one direction, namely from end office B to end office A, a lower frequency band and in the opposite direction from A to B.

an upper frequency band is transmitted in the so-called two-wire-division operation, in which further each unmanned amplifier is at the end facing the Α-office end, a frequency switched, and in which, finally, this multiplier contain selective agents which are different for each amplifier and characteristic, characterized characterized that two control frequencies in the upper band are transmitted by the ^ 4 office, which, due to the nonlinearities of the amplifiers, form an intermodulation product which is in the lower transmission band, and that this inter-

modulation product is multiplied in the amplifier whose selective means are matched to the product and forms another intermodulation product with one of the original control frequencies, which is also in the lower transmission range, thus returning to the Α-office , where it is measured according to frequency height and level.

2. The method according to claim 1, characterized in that the supply voltage of the amplifier during the monitoring measurements is reduced, thereby reducing the non-linearity of the amplifiers to artificially increase.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings