DE1006465B - Einrichtung fuer Nachrichtenuebertragungssysteme zur automatischen UEberwachung, Fehlerortung und Umschaltung von Betriebsverstaerkern auf Ersatzverstaerker in unbemannten Verstaerkerstationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen Überwachung, Fehlerortung und Umschaltung bei Übertragungssystemen mit unbemannten Verstärkerstationen, insbesondere für Seekabelanlagen mit Unterwasserverstärkern. Bei 5 Seekabelverbindungen treten gegenüber Landverbindungen durch die besonderen Verhältnisse dieser Anlagen zusätzlich Probleme auf, die vor allem dadurch entstehen, daß die bei langen Verbindungen notwendigen Verstärkerstationen in einem Gehäuse untergebracht werden müssen, das mit dem Kabel verlegt werden kann. Da sich der Unterwasserverstärker infolgedessen mit dem Kabel auf dem Meeresboden befindet, würde eine notwendig werdende Reparatur, die das Auslaufen eines Kabelschiffs erforderlich macht, erheblich höhere Kosten verursachen als bei Landstationen. Diese sind immer, auch wenn sie aus Gründen der Personalersparnis nicht besetzt werden, zugänglich. Bei Unterwasserverstärkern müssen an die Lebensdauer aller elektrisehen Teile der Verstärkerstation hohe Anforderungen gestellt werden. Auch sind möglichst umfassende und automatisch arbeitende Überwachungsmaßnahmen zur Fehlerortung und Umschaltmaßnahmen auf Ersatzeinheiten notwendig, die aber wiederum, wegen der Forderung, den Verstärker zusammen mit dem Kabel auslegen zu können, nicht viel Raum beanspruchen dürfen. Im Gegensatz zum Landverstärker, der praktisch nur elektrische Probleme bietet, sind beim Unterwasserverstärker die elektrischen und die mechanischen Probleme eng miteinander verknüpft.

Es sind schon verschiedene Uberwachungs- und Umschalteinrichtungen für Unterwasserverstärker bekannt, die aber alle entweder einen großen Aufwand an Filtern und Frequenzen benötigen oder keine vollständige Überwachung aller elektrischen Teile mit automatischer Umschaltung auf Reserveeinheiten ermöglichen.

Es ist auch schon eine Einrichtung zur Überwachung, Fehlerortung und Umschaltung von Betriebsverstärkern auf Ersatzverstärker in unbemannten Verstärkerstationen vorgeschlagen worden, die vollautomatisch mit verhältnismäßig geringem Aufwand an Filtern und Frequenzen arbeitet. Sie ist jedoch nur bei Zweidrahtsystemen mit Zweirichtungsverstärkern anwendbar, da die von einer Endstation zur Überprüfung ausgesendete in einem Übertragungsband ankommende Frequenz in der untersuchten Verstärkerstation umgesetzt und im entgegengesetzt laufenden Übertragungsband wieder zur Endstation zurückgeleitet wird.

Bei Seekabelverbindungen werden aber auch häufig Vierdrahtsysteme verwendet, bei denen jede Übertragungsrichtung ein eigenes Kabel zur Verfügung Einrichtung

für Nachrichtenübertragungssysteme

zur automatischen überwachung,

Fehlerortung und Umschaltung

von Betriebsverstärkern

auf Ersatzverstärker
in unbemannten Verstärkerstationen

Anmelder:
Feiten & Guilleaume Carlswerk

Aktiengesellschaft,
Köln-Mülheim, Schanzenstr. 24

Dr. phil. Hans Krupp, Köln-Nippes,
ist als Erfinder genannt worden

hat, in dem sich Einrichtungsverstärker befinden. In einer solchen Anlage kann also die oben beschriebene Anordnung zur Überwachung und Umschaltung nicht angewendet werden, da eine Umsetzung und Rückleitung der Überprüfungsfrequenz nicht möglich ist. Es sind bereits Überwachungseinrichtungen für Vierdrahtbetrieb mit Einrichtungsverstärkern bekannt, bei denen eine Pilotfrequenz die laufende Überwachung übernimmt. Zur Fehlerortung ist außerdem jeder unbemannten Verstärkerstation eine eigene Prüf frequenz zugeordnet, die allein diese Station durchläuft, während die anderen Prüffrequenzen auf Umgehungswegen, die laufend eingeschaltet sind, um die Station bzw. den Verstärker herumgeleitet werden. Diese Methode hat den Nachteil, daß bei η Verstärkern auch η Prüffrequenzen vorhanden sein müssen, die dem Nutzband verlorengehen. Ferner müssen auf den Umgehungswegen um jeden Verstärker η — 1 Prüffrequenzen geleitet werden. Dazu sind komplizierte Filter notwendig, die in jeder Station andere Frequenzbereiche umfassen müssen. Bei einem anderen bekannten Überwachungsprinzip wird im Gegenkopplungskreis eines jeden Verstärkers mittels eines selektiven Gliedes, z. B. Quarzfilter, für eine bestimmte, diesem Verstärker zugeordnete Frequenz die Gegenkopplung unwirksam gemacht, so daß diese Frequenz gegenüber den anderen in der empfangenden End-

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station eine größere Amplitude besitzt. Diese bekannten Überwachungseinrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sich die einzelnen Verstärkerstationen in ihrem Aufbau wegen der verschiedenen Frequenzlage der Filter voneinander unterscheiden. Außerdem wird eine große Anzahl von Frequenzen benötigt, die wiederum einen erheblichen Aufwand an Filtern notwendig machen. Auch ist die Festlegung der gestörten Station nicht immer eindeutig und kann

Fehlerortung und Umschaltung von Betriebsverstärkern auf Ersatzverstärker in unbemannten Verstärkerstationen, insbesondere bei Seekabelverbindungen mit

auch im \^ierdrahtbetrieb bei Einrichtungsverstärkern anwendbar ist und mit einem geringen Aufwand an Filtern und Überwachungsfrequenzen auskommt. Er-

zur Überprüfung von A ausgesendete Pilotfrequenz gelangt dabei über sämtliche Verstärker zur Endstation B, indem sie mittels der Strecke s, die die Bandsperre überbrückt, um diese herum und in den Verstärker geleitet wird.

Bei der Fehlerortung wird jeweils immer in der Station, bei der sich das Schrittschaltwerk rw_Y auf dem blinden Kontakt 4 befindet, das Relais R₁ von Strom durchflossen, so daß in dieser Station der

unter Umständen große Schwierigkeiten bereiten, be- 10 Schalter T₁ nach unten umklappt. Er schaltet damit die sonders macht unerwünscht auftretendes Pfeifen eine Strecke, in der sich der Bandpaß Bp befindet, ein. gesteuerte Überwachung und Schaltung unmöglich. Damit wird nunmehr auch der Verstärker V über-

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die brückt und die Pilotfrequenz um diesen herum-Nachteile der bekannten Überwachungseinrichtungen geleitet. War die gerade überprüfte Station nicht zu vermeiden und eine Einrichtung für Nachrichten- 15 gestört, so wird sich an dem Zustand des Überübertragungssysteme zur automatischen Überwachung, tragungssystems nichts ändern, da die Pilotfrequenz

in einer der folgenden Stationen, bei der die Störung liegen muß, am Weiterlaufen gehindert wird. Es folgt also ein weiterer Impuls, der die Überprüfung der Unterwasserverstärkern, zu schaffen, die sowohl im 20 nächsten Verstärkerstation einleitet. Gleichzeitig Zwei drahtbetrieb bei Zweirichtungsverstärkern, als schaltet der Schalter T₁ bei der vorhergehenden Station die Strecke mit dem Bandpaß wieder ab, so daß die Pilotfrequenz wieder durch den Verstärker V läuft. Ist die Überprüfung bei der gestörten Station findungsgemäß werden bei Störung des mit einer 25 angelangt, so wird durch Einschalten der Strecke mit beliebigen Anzahl von unbemannten Verstärker- dem Bandpaß der Fehler umgangen. Die Pilotfrequenz Stationen versehenen Übertragungssystems zur Fehlerortung mittels der Pilotfrequenz durch Gleichstromimpulse nacheinander in jeder Verstärkerstation eine
oder zwei während des normalen Betriebes abgeschal- 30
tete Überprüfungseinrichtungen eingeschaltet, die die
Pilotfrequenz um den überprüften Verstärker herumleiten, so daß das Wiedererscheinen der Pilotfrequenz
in der empfangenden Endstation anzeigt, daß die
gerade umgangene Station gestört ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer Verstärkerstation bei Einrichtungsverkehr im Vierdrahtbetrieb.

Die Übertragungsrichtung verläuft von A nach B. 40 rw_oJ wird in jeder Station mit dem Schrittschalt-Der Übertragungskreis besteht aus der Bandsperre werkrwj so gekoppelt, daß er nur dann geöffnet ist, Bsp, dem Bandpaß Bp und dem Verstärker V. Er ist wenn in der betreffenden Station gerade der blind durch die Kondensatoren C₁ und C_? gleichstrommäßig ausgeführte Kontakt 4 eingeschaltet ist. Man erreicht von dem Speise- und Umschaltkreis getrennt. dadurch, daß nur in der zur Zeit überprüften Station,

Die Anordnung des Speise- und Umschaltkreises 45 in der sich der Fehler befindet, der Drehwähler DW ist an sich schon für Zweirichtungssysteme vor- vom umgepolten Gleichstrom durchflossen wird und geschlagen worden und soll deshalb hier nur kurz be- seine Schalter dw zur Weiterschaltung auf den handelt werden. Zur laufenden Überwachung wird Reserveverstärker betätigen kann. In allen anderen von der Endstation A aus eine Pilotfrequenz aus- Stationen ist der Drehwähler durch den geschlossenen gesendet, die von der Endstation B empfangen wird. 50 Schalter rw_ül kurzgeschlossen. Nach erfolgter Um-Im Falle einer Störung bewirkt das Ausbleiben der schaltung auf den Reserveverstärker wird der Speise

gelangt wieder bis zur Endstation B. Dort zeigt ihr Wiedererscheinen an, daß die zur Zeit überprüfte Station gestört sein muß.

Durch das Wiedererscheinen der Pilotfrequenz wird automatisch in bereits vorgeschlagener Weise die Umpolung des Speisegleichstromes bewirkt. Auf diese Umpolung spricht in allen Stationen das polarisierte Relais P₁ an, wodurch dessen Schalter P₁ den Relaiswähler RWi ab- und den Kreis mit dem Drehwähler DW einschaltet. Dieser betätigt seine Schalter dw, die auf den nächsten Reserveverstärker, der mit seinen Schaltelementen durch die Indizes II in der Zeichnung angedeutet ist, umschalten. Der Schalter

Pilotfrequenz in der Station B automatisch in bereits vorgeschlagener Weise die Zerlegung des Speisegleichstromes in Impulse. Durch jeden Impuls wird in allen Verstärkerstationen der Relaiswähler RW, betätigt, der das Schrittschaltwerk TW₁ um einen Schritt weiterschaltet. Das Schrittschaltwerk ist in der bereits vorgeschlagenen Weise so ausgebildet, daß bei jeder \⁷erstärkerstation ein anderer der Kontakte 0 bis 5

gleichstrom rückgepolt, so daß wieder der Relaiswähler mit dem Schrittschaltwerk an den Speisekreis angeschlossen ist.

Der Kreis mit der Glimmlampe G₁, dem verzögerten· Relais E₁ und dem Schalter e_x dient in an sich bekannter Weise zur Umschaltung bei Heizfadenbruch einer der Betriebsröhren rö_h da in einem derartigen Falle der Speise- und Umschaltkreis unterbrochen ist. Das

blind ausgeführt ist (bei Fig. 1 Kontakt 4). Jeder Sta- 60 Zünden und Löschen der Glimmlampe ersetzt die tion ist also eine Impulszahl zugeordnet, bei welcher Gleichstromimpulse und bewirkt ebenso wie diese sich der Schalter des Schrittschaltwerkes auf dem das Weiterschalten der Schrittschaltwerke rw_v das in blind ausgeführten Kontakt befindet. In diesem Falle den Endstationen registriert wird, so daß diese immer ist der Kurzschlußkreis k unterbrochen. Der Speise- darüber unterrichtet sind, welche Station gestört war gleichstrom fließt durch das Relais .R₁, wodurch dessen 65 und umgeschaltet worden ist.

Schalter T₁ in der Überprüfungseinrichtung U₁ betätigt Fig. 2 zeigt ein Beispiel, wie die Einrichtung nach

wird. der Erfindung im Zweidrahtbetrieb verwendet wird.

Im vorliegenden Falle ist gemäß Fig. 1 der Schal- Bei derartigen Übertragungssystemen wird bekanntter T₁ im Übertragungskreis nach oben gezeichnet. lieh ein Kabel in beiden Richtungen ausgenutzt, wobei Diese Stellung entspricht dem normalen Betrieb. Die 70 sich die Übertragungsbänder der beiden Richtungen

in ihrer Frequenzlage unterscheiden. Der Verstärker V muß für beide Richtungen wirksam sein, was in bekannter Weise durch die Hoch- bzw. Tiefpaßfilter H und T erreicht wird. Wegen der beiden Übertragungsbänder kann das System bei Zweidrahtbetrieb von beiden Endstationen überwacht werden. Für die eine Richtung wird die Pilotfrequenz f_t von der Endstation A ausgesendet und von der Endstation B empfangen. Für die andere Richtung wird die Pilotfrequenz /₂ von der Endstation B ausgesendet und von A empfangen. Entsprechend den beiden Frequenzen müssen auch zwei Überprüfungseinrichtungen U₂ und U₃ vorhanden sein, die sich nur durch den Frequenzbereich ihrer Bandsperre Bsp und ihres Bandpasses Bp unterscheiden. Im übrigen ist die Wirkungsweise genau die gleiche wie bei Einrichtungsverstärkern im Vierdrahtbetrieb. Der einzige Unterschied besteht darin, daß durch das Relais R₁ entsprechend den beiden Pilotfrequenzen Z₁ und /₂ zwei Schalter T₁ betätigt werden, die für jede Richtung eine Über-Prüfungseinrichtung U₂ und Ü_s einschalten. Selbstverständlich kann die Überwachung und Fehlerortung auch bei Zweidrahtsystemen nur von einer Endstation aus erfolgen. In diesem Falle ist in jeder Verstärkerstation nur eine Überprüfungseinrichtung erforderlieh. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist bei Fig. 2 der Speise- und Umschaltkreis unterhalb der Kondensatoren C₁ und C₂ nicht mitgezeichnet, da er genau dem der Fig. 1 entspricht.

Die gemäß der Erfindung verwendete indirekte Methode zur Fehlerortung in Übertragungssystemen, bei denen eine laufende Überwachung und Umschaltung auf Reserveeinheiten notwendig ist, hat den großen Vorteil, daß sie völlig unabhängig vom Aufbau des zu untersuchenden Schaltgebildes arbeitet, da sie nacheinander jedes für eine Störung in Frage kommende Element aus dem System herausnimmt und damit den Fehlerort bestimmt. Sie ist also für alle Arten von Übertragungssystemen ohne Änderung verwendbar und löst ihre Aufgabe mit einem Minimum an Aufwand von Filtern und Schaltelementen, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung bei ihrer Unterbringung in Unterwasserverstärkerstationen nur wenig Platz beansprucht. Außerdem weist sie in allen Stationen eines Systems den gleichen Aufbau auf, so daß sich eine Bevorratung von betriebsfertigen Ersatzstationen, die auf dem zur Reparatur entsandten Kabelschiff vorhanden sein müssen, wesentlich vereinfacht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung für Nachrichtenübertragungssysteme zur automatischen Überwachung, Fehlerortung und Umschaltung von Betriebsverstärkern auf Ersatzverstärker in unbemannten Verstärkerstationen, insbesondere bei Seekabelverbindungen mit Unterwasserverstärkern, bei welcher von einer Endstation dauernd eine Pilotfrequenz ausgesendet wird, deren Ausbleiben in der anderen Endstation selbsttätig die Fehlerortung des Übertragungssystems durch Aussendung von Gleichstromimpulsen einleitet und bei der nach Feststellung des Fehlers in der gestörten Station die Umschaltung auf Reserveverstärker durch selbsttätige Umpolung des Speisegleichstromes bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Störung des mit einer beliebigen Anzahl von unbemannten Verstärkerstationen versehenen Übertragungssystems zur Fehlerortung mittels der Pilotfrequenz durch die Gleichstromimpulse nacheinander in jeder Verstärkerstation eine oder zwei während des normalen Betriebes abgeschaltete Überprüfungseinrichtungen einschaltbar sind, die die Pilotfrequenz um den überprüften Verstärker herumleiten, so daß das Wiedererscheinen der Pilotfrequenz in der empfangenden Endstation anzeigt, daß die gerade umgangene Station gestört ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungseinrichtungen aus einer im Übertragungskreis vor den Verstärker (V) geschalteten Bandsperre (Bsp) und einem parallel dazu schaltbaren Bandpaß (Bp) für die Pilotfrequenz bestehen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im normalen Betrieb die Bandsperre (Bsp) durch eine Leitung (s) mit einem Ruhekontakt (r{) eines bei der Fehlerortung in der jeweils überprüften Station ansprechenden Relais (R₁) überbrückt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überprüfung der Verstärkerstation die Bandsperre (Bsp) und der Verstärker (V) durch die Reihenschaltung des Kontaktes (r_r) des angesprochenen Relais (R₁), des Bandpasses (Bp) und der Leitung (s) überbrückt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patenschrift Nr. 2 018 851.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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