DE1033725B

DE1033725B - Anordnung zur Messung und UEberwachung der Restdaempfung einer Nachrichtenverbindung nach dem Prinzip einer Schleifenmessung

Info

Publication number: DE1033725B
Application number: DES50187A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joachim Boehse
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-08-31
Filing date: 1956-08-31
Publication date: 1958-07-10

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Anordnungen zur Messung und Überwachung der Restdämpfung einer Nachrichtenverbindung nach dem Prinzip einer Schleifenmessung, bei denen im Amt am nahen Ende der Verbindung ein Meßsender und -empfänger vorhanden ist und am fernen Ende die Hin- und Rückleitung pegelrichtig, insbesondere über ein Dämpfungsglied, derart miteinander verbunden sind, daß die vom Meßsender, vorzugsweise mit konstantem Pegel, erzeugte, über die Hinleitung übertragene Pegelschwingung über die Rückleitung zum Meßempfänger gelangt.

Es ist bekannt, daß mit Rücksicht auf die Sicherheit der Nachrichtenübertragung die Restdämpfung von Nachrichtenkanälen nur in gewissen Grenzen vom Sollwert abweichen darf. Sie muß daher von Zeit zu Zeit gemessen werden. Von den zur Zeit üblichen Verfahren erfordert die Einzelkanalmessung je einen Sender und Empfänger in beiden Ämtern. Bei der Sprechkreismessung über eine Schleife, die durch pegelrichtige Zusammenschaltung der Hin- und Rückleitung am fernen Ende, z. B. über ein Dämpfungsglied, gebildet wird, ist zwar nur in einem Amt ein Sender und Empfänger erforderlich. Das Meßergebnis gibt bei dieser Methode aber keine Gewähr für richtige Einpegelung, da sich positive und negative Dämpfungsabweichungen der Hin- und Rückleitung bei der Anzeige kompensieren. Es ist ferner bekannt, bei Schaltungsanordnungen zur Betriebsüberwachung von Trägerfrequenzsystemen, bei denen die Kanäle der beiden Übertragungsrichtungen in verschiedenen Frequenzgebieten über die gleiche Leitung übertragen werden, eine wahlweise einschaltbare Modulatoranordnung vorzusehen, durch die die Kanäle der Senderichtung in den Frequenzbereich der Kanäle der Empfangsrichtung umgesetzt werden. Durch diese Maßnahme kann bei Systemen, bei denen verschiedene Frequenzbereiche für die beiden Übertragungsrichtungen benutzt sind, das einfache niederfrequente Prüfverfahren in Zusammenschaltung von Sende- und Empfangsteil durchgeführt werden. Bei einer nach dem gleichen Prinzip arbeitenden bekannten Schaltungsanordnung zur Überprüfung von mit Verstärkern ausgerüsteten Kabeln ist am fernen Ende an Stelle eines Modulators ein nichtlineares Schaltelement vorgesehen, welches aus der ankommenden Schwingung eine im Bereich der Gegenrichtung liegende Schwingung erzeugt und an die Sendestelle zurückgibt.

Die Anordnung nach dem Prinzip der Schleifenmessung wird nun gemäß der Erfindung dadurch verbessert, daß am fernen Ende die Hin- und Rückleitung zusätzlich über ein nichtlineares Netzwerk, das aus der über die Hinleitung übertragenen Pegelschwingung, z. B. durch Verzerrung, mindestens eine von ihr unterschiedliche Schwingung, insbesondere die erste Oberwelle, ableitet, deren Spannung nichtlinear, vorzugsweise quadratisch von der Spannung der Pegelschwingung abhängt, derart mit-

Anordnung zur Messung

und überwachung der Restdämpfung

einer Nachrichtenverbindung nach dem

Prinzip einer Schleifenmessung

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Joachim Böhse, München,
ist als Erfinder genannt worden

einander verbunden sind, daß im Meßempfänger sowohl der Pegel der über die Schleife übertragenen Pegelschwingung als auch der Pegel der von ihr mit Hilfe des nichtlinearen Netzwerkes am fernen Ende abgeleiteten und über die Rückleitung gesendeten Schwingung selektiv meßbar ist. Dadurch läßt sich die Restdämpfung in Schleifenschaltung also mit geringem Geräteaufwand messen.

Gegenüber dem bisher bekannten Prinzip der Messung der Restdämpfung in Schleifenschaltung ergibt sich aber der wesentliche Vorteil, daß die Restdämpfungsfehler der Hin- und Rückleitung aus dem Meßergebnis einzeln feststellbar sind. Die Restdämpfungsfehler der Hin- und Rückleitung konnten bisher einzeln nur nach dem Prinzip der Einzelkanalmessung bestimmt werden. Bei dieser Methode ist aber, wie bereits einleitend erläutert, ein erhöhter Geräteaufwand erforderlich. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist zwar zunächst vorausgesetzt, daß

die Restdämpfung der Kanäle im Übertragungsbereich für alle Frequenzen, insbesondere bei den zur Messung verwendeten Frequenzen den gleichen Wert hat. Außer bei diesem idealen Fall verzerrungsfreier Übertragung läßt sich das Prinzip aber auch noch vorteilhaft anwenden, wenn nur kleine Dämpfungsverzerrungen im Übertragungsweg auftreten.

Weitere Überlegungen im Rahmen der Erfindung zeigen jedoch, daß bei Schaffung eines Meßkriteriums für die Eliminierung des Restdämpfungsganges das beschriebene Meßprinzip auch dann anwendbar ist, wenn die Voraussetzung kleiner Dämpfungsverzerrungen im Übertragungsweg nicht als erfüllt gelten kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird daher die Anordnung zur Messung und Überwachung der Restdämpfung so ausgebildet,

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daß das nichtlineare Netzwerk für eine weitere Messung durch einen Modulator ersetzbar ist, in dem die zusätzliche Schwingung durch Modulation erzeugt wird, wobei aber die Spannung dieser zusätzlichen Schwingung linear von der Spannung der Pegelschwingung abhängig ist. Die Messung wird zeitlich nacheinander zunächst bei am fernen Ende angeschaltetem, nichtlinearem Netzwerk (Verzerrer) und dann bei angeschaltetem Modulator durchgeführt. Aus dem Meßergebnis können dann die

einander verbunden werden und am Sendeamt die Abweichungen des Pegels einer über die Schleife übertragenen Schwingung vom Sollwert gemessen werden. In der Fig. 1 ist eine Anordnung schematisch dargestellt, 5 mit der die Überwachung und Einpegelung von Nachrichtenkanälen nach dem bekannten Prinzip der Schleifenmessung durchführbar ist. Im Endamt EA₁ wird die vom Generator G erzeugte Schwingung von der Frequenz f₁ (z. B. 800 Hz), deren Spannung CZ₀ beträgt, in Pfeil-Restdämpfungsfehler der Hin- und Rückleitung einzeln io richtung zum Endamt EA₂ übertragen und dort von dem festgestellt werden. Es ist dabei zweckmäßig, aber nicht Kanalverstärker KV₁ verstärkt. Der Ausgang des Kanalunbedingt erforderlich, daß im Modulator durch Um- Verstärkers KV₁ wird über das Dämpfungsglied D mit Setzung die gleiche Frequenz aus der Pegelschwingung der Rückleitung verbunden, so daß eine Schleife gebildet abgeleitet wird, die auch im nichtlinearen Netzwerk wird und die vom Generator G im Endamt EA₁ erzeugte durch Verzerrung entsteht. Ebenso soll die Erfindung 15 Schwingung über die Rückleitung, verstärkt durch den nicht darauf beschränkt sein, daß zur Schaffung des Kanalverstärker KV₂, zum Pegelempfänger P im Endweiteren Meßkriteriums für die Eliminierung des Rest- amt EA₁ gelangt. Im Pegelempfänger P wird die Abdämpfungsganges ein Modulator an Stelle des Verzerrers weichung vom Sollpegel selektiv gemessen. Die Anzeige angeschaltet wird, bei dem die zusätzliche Schwingung des Pegelempfängers P gibt aber noch keine Gewähr so erzeugt wird, daß die Spannung der zusätzlichen 20 für eine richtige Einpegeiung der Strecke, da sich positive Schwingung linear von der Spannung der Pegelschwingung Dämpfungsfehler der einen Richtung mit negativen der abhängig ist. An Stelle des Modulators könnte beispiels- anderen kompensieren.

weise auch ein Glied für die Ableitung der zusätzlichen Mit den in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellten

Schwingung verwendet werden, das keine lineare Span- Anordnungen können dagegen nach dem im folgenden nungsabhängigkeit aufweist. Die Art der Spannungs- 25 beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung Pegelabhängigkeit des für den zweiten Meßvorgang ver- fehler der Hin- und Rückleitung gesondert durch eine wendeten Gliedes muß sich aber von der Art der Spannungs- Schleifenmessung festgestellt werden. Der für die Messung abhängigkeit des für den ersten Meßvorgang verwendeten erforderliche Aufwand hängt davon ab, bis zu welchem Gliedes wesentlich unterscheiden. Besonders zweck- Grade vorausgesetzt werden kann, daß die Restdämpfung mäßig ist es jedoch, wie bereits erwähnt, für den zweiten 30 der Kanäle im Übertragungsbereich bei allen Frequenzen, Meßvorgang ein Glied mit linearer Spannungsabhängig- insbesondere bei den zur Messung verwendeten Frequenkeit zu verwenden. zen, den gleichen Wert hat. Dieser ideale Fall verzerrungs-

In an sich bekannter Weise ist es ferner vorteilhaft, freier Übertragung soll zunächst vorausgesetzt werden, zwecks Bildung der für die Messung erforderlichen zu- Gemäß Fig. 2 werden am fernen Ende die Kanäle durch

sätzlichen Schwingung die Frequenz der Pegelschwingung 35 eine Schleife aus einem Dämpfungsglied D' und einem im nichtlinearen Netzwerk bzw. im Modulator zu ver- parallel zu diesem liegenden nichtlinearen Netzwerk NW vielfachen, insbesondere zu verdoppeln. Für die Art (Verzerrer) miteinander verbunden. Das Netzwerk soll der Vervielfachung bzw. Verdoppelung kann jede be- vorzugsweise die erste Oberwelle der Meßfrequenz kannte Schaltungsanordnung verwendet werden. Ferner (f₂ = 2 ^₁) erzeugen. Da die Restdämpfungsverzerrungen

können für die Aussiebung der am fernen Ende von der 40 nach CCIF auf f — 800 Hz bezogen werden, soll f_x

Pegelschwingung abgeleiteten zusätzlichen Schwingung = 800 Hz gewählt werden. Die Spannung U_t. der Ersten

die bekannten Siebmittel und für die selektive Messung der Schwingung am Überwachungsplatz ebenfalls bekannte Meßmethoden verwendet werden. Zum Beispiel kann die mit Hilfe des nichtlinearen Netzwerkes am fernen Ende von der Pegelschwingung abgeleitete zusätzliche Schwingung über ein Schaltglied, das nur für diese zusätzliche Schwingung durchlässig ist, auf die Rückleitung gegeben werden.

__ Im Zuge der fortschreitenden Automatisierung der 50 Anzeigen vom Sollwert (A χ für f_x, A y für f₂) ergibt sich

Ämter kann die beschriebene Einrichtung auch in an sich bekannter Weise halb- oder vollautomatisch fernsteuerbar ausgeführt werden. Auch die Nachstellung der Restdämpfungsregler kann auf Grund des Meßergebnisses von Hand oder automatisch erfolgen. Die für die Automatisierung erforderlichen Verfahren und Einrichtungen, wie z. B. die Verwendung einer Dienstanschlußnummer, eventuell unter Nachwahl einer weiteren Kennziffer, oder selbständig umlaufende Abtasteinrichtungen, die

mehrere Vorgänge vollautomatisch auszuführen in der 60 dämpfungsdifferenz zwischen f_x und f₂ auf der Rück-Lage sind, werden als bekannt vorausgesetzt. Sie sind leitung, so ergibt sich

im Zusammenhang mit der Erfindung vorteilhaft anwendbar.

Die Erfindung wird, ausgehend von dem in Fig. 1

schematisch dargestellten bekannten Prinzip der Schleifenmessung, an Hand der in den Fig. 2 und 3 dargestellten

Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Betriebsbereitschaft eines Nachrichtenkanals kann

in an sich bekannter Weise geprüft werden, indem am

fernen Ende die Vierdrahtklemmen pegelrichtig mit- 70 a_zl =

Oberwelle am Ausgang des Verzerrers soll von der Eingangsspannung CZ₁ beispielsweise quadratisch abhängig sein.

Am Ende der Schleife werden die Pegel für f_x und f_s selektiv gemessen. Die Zeiger der Anzeigeinstrumente stehen auf Sollwert, wenn die Restdämpfungsfehler der Hin- und Rücldeitung (a_u und a₂₁ für f_x = 800 Hz, a_w für /2 = 1600 Hz) Null sind. Aus den Abweichungen der

a₂₂ =

= Ay-Ax,
= 2Aχ — Ay .

Durch Regeln der Kanalverstärker KV₁ und
können A χ und A y zu Null gemacht werden. Damit sind die Restdämpfungsfehler der beiden Kanäle einzeln Null.

Die Voraussetzung verzerrungsfreier Übertragung ist aber in praxi im allgemeinen nicht erfüllt. Ist a_r die Rest-

— Ay ~\-a_r, Ci₁₁-Ay — Ax — a_r.

Werdendie Kanalverstärker KV₁ und KV₂ so eingestellt, daß Ax und Ay — 0 sind, so sind die Restdärnpfungsfehler

Ci₁₁ = —a_r,

Für \a_T ist bei CCIF-mäßigen Verbindungen der Höchstwert durch das Toleranzschema gegeben. Danach ist

I«,

. = 0,25 N

ein Wert, der als Fehler einer Restdämpfungsmessung natürlich nicht zugelassen werden kann. Die tatsächlichen Restdämpfungsfehler werden wesentlich geringer sein.

Aus der Stabilitätsforderung ergibt sich ein maximal zulässiger Restdämpfungsfehler in einem Kanal. Wenn vorausgesetzt werden kann, daß für die Frequenzen 800 und 1600 Hz die Summe aus dem Gang und den zeitlichen Schwankungen der Restdämpfung die zulässige Grenze in jedem Fall innerhalb der zulässigen Abweichung liegt, kann das hier beschriebene Verfahren zum Einpegeln einer Nachrichtenverbindung benutzt werden.

Wenn die Voraussetzung kleiner Verzerrung a_r nicht als erfüllt gelten kann, muß ein weiteres Meßkriterium für die Eliminierung des Restdämpfungsganges geschaffen werden. Zu diesem Zweck kann die Schleife durch einen Modulator M ergänzt werden, der durch einen Umschalter S an Stelle des nichtlinearen Netzwerkes (Verzerrer) Vz eingeschaltet wird (Fig. 3). Auch der Modulator M erzeugt, wie das nichtlineare Netzwerk Vz, die Frequenz 2 f_v jedoch ist die Spannung am Modulatorausgang von der Eingangsspannung nicht quadratisch, sondern linear abhängig. Sind die Restdämpfungsabweichungen in den Kanälen a_n und a₂₁ für /\ = 800 Hz, «₂₂ für f₂ — 1600 Hz, so ergeben sich folgende Abweichungen von den Sollwert anzeigen der Pegelempfänger bzw. Pegelmesser P

«21 = Ax für f₁

*11

«22 —

2«

für

= Ay₂- Ay₁

, Modulator

' Verzerrer

Der Gang der Messung ist folgender: Die Pegeldifferenzen Ay (f₂) werden einmal für den Modulatorweg und dann für den Verzerrerweg gemessen. KV₁ wird so eingeregelt, daß Ay₁ — Ay₂ wird. Dann ist a_n, der Restdämpfungsfehler des Kanals 1, gleich Null. Ax (/\) wird dann durch Regeln am KV₂ zu Null gemacht. Damit ist der Sprechkreis für f_x = 800 Hz fehlerlos eingeregelt.

Die geschilderte Meßmethode ist jedem Verfahren, das zur Messung den 800-Hz-Ton verwendet, elektrisch gleichwertig. Es kann also zum Einpegeln und zur regelmäßigen Kontrolle eines Sprechkreises verwendet werden.

Gegenüber den üblichen Pegelmessungen hat das Verfahren folgende Vorteile: Der Nachteil, daß sich die Restdämpfungsfehler der Kanäle kompensieren, wird durch das geschilderte Verfahren vermieden. Auch gegenüber der Kanalmessung ergeben sich wesentliche Vereinfachungen. Es wird nur ein Satz Meßgeräte (Sender und Empfänger) im gleichen Amt gebraucht. Für die Genauigkeit der Anzeige des Sende- und Empfangspegels gelten die gleichen Forderungen wie bei der Kanalmessung. Die Konzentrierung der Meßgeräte in einem Amt ist vor allem in der Netzgruppenebene von Interesse, wo von einem Knotenamt aus alle Stichleitungen überwacht werden können. Meßtechnisch geschultes Personal wird nur in einem Amt (Knotenamt) benötigt. Das Legen der Schleife im fernen Amt setzt keine Fachkenntnis voraus.

Auch bei der Bedienung des Schalters für die Anschaltung des Modulators können keine Fehler gemacht werden, da KV₁ auf gleiche Ausschläge Ay, unabhängig von der Umschalterstellung eingeregelt wird. Ferner können alle bekannten Methoden der Automatisierung angewendet werden. Der am fernen Ende benötigte Gerätesatz (Entkoppler, Modulator, Verzerrer, Siebmittel und gegebenenfalls Verstärker) ist als Meßgerät anzusehen, da die Funktion der mit ihm gebildeten Schleife vom ίο Absolutwert der Spannung abhängt. Der Gerätesatz muß daher von Zeit zu Zeit mit dem Sender-Empfänger-Satz des Knotenamtes geeicht werden oder mit einer Eichschaltung versehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Messung und Überwachung der Restdämpfung einer Nachrichtenverbindung nach dem Prinzip einer Schleifenmessung, bei der im Amt am nahen Ende der Verbindung ein Meßsender und -empfänger vorhanden ist und am fernen Ende die Hin- und Rückleitung pegelrichtig, insbesondere über ein Dämpfungsglied, derart miteinander verbunden sind, daß die vom Meßsender vorzugsweise mit konstantem Pegel erzeugte, über die Hinleitung übertragene Pegelschwingung über die Rückleitung zum Meßempfänger gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß am fernen Ende die Hin- und Rückleitung zusätzlich über ein nichtlineares Netzwerk, das aus der über die Hinleitung übertragenen Pegelschwingung,

z. B. durch Verzerrung, mindestens eine von ihr unterschiedliche Schwingung, insbesondere die erste Oberwelle ableitet, deren Spannung nichtlinear, vorzugsweise quadratisch von der Spannung der Pegelschwingung abhängt, derart miteinander verbunden sind, daß im Meßempfänger sowohl der Pegel der über die Schleife übertragenen Pegelschwingung als auch der Pegel der von ihr mit Hilfe des nichtlinearen Netzwerkes am fernen Ende abgeleiteten und über die Rückleitung gesendeten, zusätzlichen Schwingung selektiv meßbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe des nichtlinearen Netzwerkes am fernen Ende von der Pegelschwingung abgeleitete zusätzliche Schwingung über ein Schaltglied, das nur für diese zusätzliche Schwingung durchlässig ist, zur Rückleitung gelangt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Netzwerk für eine weitere Messung durch einen Modulator ersetzbar ist, in dem die zusätzliche Schwingung durch Umsetzung erzeugt wird, wobei aber die Spannung dieser zusätzlichen Schwingung linear von der Spannung der Pegelschwingung abhängig ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Pegelschwingung im nichtlinearen Netzwerk bzw. im Modulator vervielfacht, insbesondere verdoppelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 826 600;
deutsche Auslegeschrift F 16436 VIII a/21 a² (bekanntgemacht am 8. März 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen