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Richtfunkverbindung mit mindestens drei Radiofrequenz-Betriebskanälen
und einem Ersatzkanal Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtfunkverbindung mit
mindestens drei Radiofrequenz-Betriebskanälen und einem Ersatzkanal, die in durch
Schaltstellen verbundene Schaltabschnitte unterteilt ist, bei der auf den Betriebskanälen
ein Pilot (überwachungsschwingung) mitübertragen wird und bei der auf den Schaltstellen
dem Empfänger eine zwischen- oder pulsfrequente Kontrollspannung zur Ableitung eines
Schaltkriteriums entnommen wird, um bei Störung eines Betriebskanals an dessen Stelle
den Ersatzkanal innerhalb des gestörten Schaltabschnittes zu schalten, und bei der
ferner als Schaltkriterium außer dem Ausfall der Kontrollspannung noch die einen
vorbestimmten Wert überschreitende, aus einer oberhalb des von Signalen belegten
Teilfrequenzbereiches liegenden Pilotspannung gewonnene Rauschspannung dient.
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Ein derartiges Richtfunksystem ist durch die Literaturstelle »Bell
System Technical Journal«, Mai 1955, S.473 bis 510, bekannt. Bei diesem System werden
sowohl die Rauschspannung in einem nicht von Signalen gelegten Teilfrequenzbereich
als auch die Trägerfrequenz des Basisbandes im obigen Sinn überwacht, indem beide
gleichgerichtet werden und einem Multivibrator zugeführt werden, der bei Vorhandensein
einer der beiden Störungen oder beider gleichzeitig schaltet und Schaltvorgänge
einleitet, wie z. B. die Umschaltung auf einen Ersatzkanal. Das Auftreten von erhöhtem
Streckenrauschen, wie es z. B. bei Scatter-Verbindungen häufig anzutreffen ist,
und ein totaler Ausfall der Trägerfrequenz, z. B. bei Sendeausfall, werden also
bei diesem System gleichartig bewertet, was besonders deshalb nachteilig ist, weil
bei diesem System während jeder Umschaltung eine Blockade aller der Störstelle folgenden
Ersatzkanäle auftritt. Bei Kanalausfall werden nämlich bei diesem System folgende
Schritte veranlaßt: Bei allen dem gestörten Streckenabschnitt folgenden Schaltstellen
wird der Kanalkenner rückwärts auf der zusätzlichen Signalleitung übertragen. Dann
wird der Ersatzkanal bei sämtlichen genannten Schaltstellen parallel zum gestörten
Betriebskanal geschaltet und ein ansonsten mitübertragener Pilot (8,5 MHz) vom Ersatzkanal
entfernt. Schließlich wird bei der Schaltstelle, die dem gestörten Streckenabschnitt
unmittelbar folgt, durch den auf dem Ersatzkanal erscheinenden Kanalträger die Verbindung
zwischen Ersatzkanal und Betriebskanal hergestellt. Dann müssen der Reihe nach bei
sämtlichen folgenden Schaltstellen die ersten beiden genannten Vorgänge rückgängig
gemacht werden, was natürlich einen erheblichen Zeitausfall zur Folge hat. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches System dahingehend zu verbessern, daß insbesondere
die obengenannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Richtfunksystem der einleitend erwähnten
Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das erstgenannte Schaltkriterium gegenüber
dem zweitgenannten bevorrechtigt ist, so daß bei gleichzeitig vorhandener Störung
eines ersten Kanals durch Ausfall der Kontrollspannung und eines zweiten Kanals
durch erhöhte Rauschspannung der Ersatzkanal an die Stelle des ersten Kanals geschaltet
wird, in der Weise, daß bei Ausfall der Kontrollspannung eines Kanals an alle dem
gestörten Schaltabschnitt folgenden Schaltabschnitte eine unmodulierte zwischen-
oder pulsfrequente Spannung, erzeugt in einem jedem Kanal zugeordneten Ersatzgenerator,
angelegt wird und, wie an sich bekannt, ein den gestörten Kanal kennzeichnendes
Signal (Kennsignal) über eine zusätzliche Verbindung zwischen den Schaltstellen
der dem gestörten Schaltabschnitt vorangehenden Schaltstelle übermittelt wird, das
dort die Anschaltung eines Pilottones an den Ersatzkanal veranlaßt, der seinerseits
auf der dem gestörten Schaltabschnitt folgenden Schaltstelle die Verbindung zwischen
dem Ersatzkanal und dem Betriebskanal des folgenden Abschnittes unter Abschaltung
des an diesen angelegten Ersatzgenerators veranlaßt, und daß bei Auftreten unzulässig
hohen Rauschens in einem Kanal auf allen dem gestörten Schaltabschnitt folgenden
Schaltstellen eine Sperrung der Umschaltung veranlaßt wird, sowie das Kennsignal
rückwärts gesendet wird, das nur in der dem gestörten Schaltabschnitt vorangehenden
Schaltstelle
die Pilotfrequenz an den Ersatzkanal anschaltet, der
in der dem gestörten Schaltabschnitt folgenden Schaltstelle einen Vergleich der
Rauschspannungen im Ersatzkanal und im gestörten Betriebskanal veranlaßt.
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Gegenüber dem einleitend erwähnten System wird also bei der Erfindung
zwischen Rauschausfall und Kanalausfall unterschieden, und außerdem wird bei Signalausfall
durch Anliegen eines Ersatzgenerators an den Betriebskanal des gestörten Streckenabschnittes
eine Blockade der Ersatzkanäle weiterer Abschnitte nach dem Störort verhindert,
während bei Auftreten unzulässig hohen Rauschens zum gleichen Zweck eine Sperrung
der Umschaltung veranlaßt wird. Schließlich wird bei der Erfindung in jedem Fall
durch den auf den Ersatzkanal des gestörten Streckenabschnittes angeschalteten Pilotton
die endgültige Umschaltung auf den Ersatzkanal veranlaßt. Dies erspart gegenüber
dem eingangs genannten System die Verwendung eines weiteren Signalkanals in Rückwärtsrichtung
zwischen den Schaltstellen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich durch folgende Maßnahmen.
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Bei der Richtfunkverbindung gemäß der Erfindung ist den Betriebskanälen
eine einstellbare, gestaffelte Bevorrechtigung zugeordnet, derart, daß bei gleichzeitig
vorhandenem Ausfall der Kontrollspannung und gegebenenfalls auch bei gleichzeitig
vorhandener erhöhter Rauschspannung in mehreren Betriebskanälen der Ersatzkanal
an die Stelle des jeweils bevorrechtigten Kanals geschaltet wird.
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Den Betriebskanälen in beiden übertragungsrichtungen sind auf der
Sende- und Empfangsseite jedes Schaltabschnittes Schalteinrichtungen zugeordnet,
über die sie im ungestörten Zustand durchverbunden werden, während der Ersatzkanal
zwischen den Schaltabschnitten aufgetrennt ist, wobei im Störungsfall zuerst die
sendeseitige Schalteinrichtung den Ersatzkanal an den gestörten Betriebskanal anschaltet
und dann die empfangsseitige Schalteinrichtung die zum folgenden Schaltabschnitt
führende Leitung vom Betriebskanal abschaltet und an den Ersatzkanal anschaltet,
und auf der Sendeseite jedes Schaltabschnittes ist an jeden Kanal ein Ersatzgenerator
anschaltbar, der eine unmodulierte zwischen- oder pulsfrequente Spannung abgibt,
wobei im ungestörten Zustand nur der dem Ersatzkanal zugeordnete Ersatzgenerator
angeschaltet ist.
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Sämtlichen Kanälen auf der Empfangsseite jedes Schaltabschnittes sind
Anzeigemittel zugeordnet, die bei Ausfall der Kontrollspannung und bei erhöhter
Rauschspannung ansprechen, und dem Ersatzkanal ist außerdem ein Anzeigemittel für
den Pilot zugeordnet.
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Auf jeder Schaltstelle melden die ansprechenden Anzeigemittel eines
Betriebskanals die Störung einer Auswahlschaltung, die bei gleichzeitig vorhandenen
Störungen im gleichen Schaltabschnitt eine Prüfung der Bevorrechtigung nach Art
der Störung und Einstufung des Betriebskanals vornimmt.
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Bei Ausfall der Kontrollspannung in. einem Betriebskanal legt die
Auswahlschaltung auf der dem Störungsort folgenden Schaltstelle den diesem Kanal
zugeordneten Ersatzgenerator an den nächstfolgenden ungestörten Schaltabschnitt
und sendet ein diesen Kanal kennzeichnendes Signal (Kennsignal) beispielsweise über
einen besonderen Signalkanal an eine Umschaltsteuerung der vorangehenden Schaltstelle,
die den dem Ersatzkanal zugeordneten Ersatzgenerator von diesem abschaltet und ein
Schaltsignal an die dem gestörten Kanal zugeordnete sendeseitige Schalteinrichtung
abgibt, worauf der über den Ersatzkanal zur erstgenannten, dem Störungsort folgenden
Schaltstelle laufende Pilot über das ihm zugeordnete Anzeigemittel und die Auswahlschaltung
an dem gestörten Kanal zugeordneten Ersatzgenerator vom nächstfolgenden Schaltabschnitt
wieder abschaltet und diesen durch Abgabe eines Schaltsignals an die zugeordnete
empfangsseitige Schalteinrichtung mit dem Ersatzkanal verbindet. Bei diesem Störungsfall
wird also der gestörte Kanalabschnitt sofort eindeutig markiert und die Umschaltung
auf den Ersatzkanal auf den folgenden ungestörten Schaltabschnitten gar nicht eingeleitet.
Dies gilt auch dann, wenn in demselben Schaltabschnitt gleichzeitig zwei Betriebskanäle
ausfallen; der benachteiligte, nicht überbrückte Betriebskanal kann auf den folgenden
Schaltabschnitten den Ersatzkanal nicht blockieren.
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Bei erhöhter Rauschspannung in einem Betriebskanal geben die Auswahlschaltungen
auf den dem Störungsort folgenden Schaltstellen zuerst ein Sperrsignal an eine Umschaltsteuerung
derselben Schaltstelle ab, das dort die dem gestörten Kanal zugeordneten Relais
sperrt, und dann ein den gestörten Kanal kennzeichnendes Signal (Kennsignal) beispielsweise
über einen besonderen Signalkanal an eine Umschaltsteuerung der vorangehenden Schaltstelle
sendet, und diejenige Umschaltsteuerung, die ein Kennsignal, aber kein Sperrsignal
erhält, schaltet den dem Ersatzkanal zugeordneten Ersatzgenerator von diesem ab
und gibt ein Schaltsignal an die dem gestörten Kanal zugeordnete sendeseitige Schalteinrichtung
ab, und der über den Ersatzkanal zur nächstfolgenden Schaltstelle laufende Pilot
veranlaßt über das ihm zugeordnete Anzeigemittel und die Auswahlschaltung in einer
Geräuschvergleichsschaltung einen Vergleich der Rauschspannungen im gestörten Betriebskanal
und im Ersatzkanal, und die Geräuschvergleichsschaltung gibt nur dann ein Auslösesignal
an die Auswahlschaltung ab, wenn die Rauschspannung im Ersatzkanal um ein vorgegebenes
Maß kleiner als die Rauschspannung im gestörten Betriebskanal ist, worauf die Auswahlschaltung
ein Schaltsignal an die dem gestörten Kanal zugeordnete empfangsseitige Schalteinrichtung
abgibt.
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Zum Vergleich der Rauschspannungen wird ein gepoltes Differentialrelais
verwendet.
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Bei gleichzeitig vorhandenen Störungen in zwei Betriebskanälen desselben
Schaltabschnittes sperrt die Auswahlschaltung am Ende dieses Schaltabschnittes das
dem benachteiligten Kanal zugeordnete Kennsignal und das ihm zugeordnete Schaltsignal
für die empfangsseitige Schalteinrichtung.
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Beim Ansprechen eines dem Ersatzkanal zugeordneten Anzeigemittels
für die fehlende Kontrollspannung oder für erhöhte Rauschspannung gehen sämtliche
Relais in der Auswahlschaltung in Ruhestellung.
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Bei sende- und empfangsseitigen Schalteinrichtungen ist der Ersatzkanal
im Ruhezustand über in Reihe geschaltete, den einzelnen Betriebskanälen zugeordnete
mechanische Umschalter mit seinem Abschlußwiderstand verbunden.
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Bei der sendeseitigen Schalteinrichtung liegt zwischen der Betriebskanalleitung
und dem mechanischen Umschalter eine gittergesteuerte Elektronenröhre,
die
im Ruhezustand gesperrt ist und die im Störungsfall mit dem gleichzeitig betätigten,
zugeordneten mechanischen Umschalter entsperrt wird, so daß der Ersatzkanal an den
gestörten Betriebskanal angeschaltet wird.
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Bei der empfangsseitigen Schalteinrichtung liegt im Leitungszug des
Betriebskanals eine erste gittergesteuerte Elektronenröhre und zwischen dem mechanischen
Umschalter und dem Ausgang der ersten Röhre eine zweite gittergesteuerte Elektronenröhre,
wobei im Ruhezustand die erste Röhre entsperrt und die zweite Röhre gesperrt ist
und im Störungsfall mit dem gleichzeitig betätigten, zugeordneten mechanischen Umschalter
die erste Röhre gesperrt und die zweite Röhre entsperrt wird, so daß die zum folgenden
Schaltabschnitt führende Leitung vom Betriebskanal abgeschaltet und an den Ersatzkanal
angeschaltet wird. Als mechanischer Umschalter dient hierbei ein magnetisch gesteuerter
Schutzgas-Umschaltkontakt, der vorzugsweise mittels eines Außenmantels zu einer
Koaxialleitung ergänzt ist.
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Die Erfindung wird an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
noch näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 in schematischer Darstellung
einen Teil einer Richtfunkverbindung mit zwei Schaltstellen, F i g. 2 ein vereinfachtes
Blockschaltbild einer Schaltstelle mit den Einrichtungen gemäß der Erfindung, F
i g. 3 ein Blockschaltbild der Kontrollempfänger und Geräuschanzeiger und der Geräuschvergleichsschaltung,
F i g. 4 Einzelheiten der sende- und empfangsseitigen Schalteinrichtungen.
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Dem Ausführungsbeispiel ist eine Richtfunkverbindung mit vier Radiofrequenz-(RF-)Kanälen
zugrunde gelegt, von denen drei als Betriebskanäle und der vierte als Ersatzkanal
dienen sollen. In F i g. 1 sind die drei Betriebskanäle mit I, 1I, III und der Ersatzkanal
mit IV bezeichnet. Die gesamte Richtfunkverbindung zwischen den Endstellen ist in
Schaltabschnitte aufgeteilt, die durch Schaltstellen miteinander verbunden sind.
In F i g. 1 sind zwei Schaltstellen SS1 und SS2 gezeichnet, wobei die Schaltstelle
SS 1 die Schaltabschnitte SA 1 und SA 2
und die Schaltstelle
SS2 die Schaltabschnitte SA 2 und SA 3 miteinander verbindet. Ein Schaltabschnitt
kann sich über mehrere Funkfelder erstrecken.
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über einen RF-Kanal können beispielsweise 600 Gespräche oder ein Fernsehprogramm
Übertragen werden. Die 600 Niederfrequenzbänder werden auf den Endstellen nach dem
Frequenzmultiplexverfahren gebündelt, so daß z. B. ein Basisband von 60 bis 2540
kHz entsteht; beim Fernsehen erstreckt sich das Basisband von 0,01 bis 5000 kHz.
Außerdem wird jedem Kanal ein Pilot (Überwachungsschwingung) zugefügt, dessen Frequenz
z. B. 8,5 MHz beträgt. Mit dem Basisband wird ein Träger frequenzmoduliert, worauf
dieses Band von der zwischenfrequenten in die radiofrequente Lage verschoben wird.
Die Zwischenfrequenz beträgt etwa 70 MHz, die Radiofrequenz etwa 4 GHz. Auf Schalt-und
Relaisstellen werden die Kanäle im allgemeinen in der ZF-Lage durchgeschaltet.
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In F i g. 1 ist nur der eine Übertragungsweg der Richtfunkverbindung
dargestellt; der zweite Übertragungsweg für die Gegenrichtung ist genauso aufgebaut.
Die vier RF-Bänder werden jeweils über eine einzige Antenne ausgestrahlt und empfangen.
Auf jeder Schaltstelle werden die vier empfangenen RF-Bänder in einer Weiche W auf
die vier Kanäle aufgeteilt und dann in vier Empfangsumsetzern ME in die ZF-Lage
herabgesetzt. Es folgen die empfangs-und sendeseitigen Umschaltanordnungen
NE und NS;
die die Einrichtungen gemäß der Erfindung enthalten. In
vier Sendeumsetzern MS werden die vier Bänder wieder in die radiofrequente
Lage umgesetzt, worauf sie in der Weiche W zusammengefaßt und über die Antenne ausgestrahlt
werden. Zwischen benachbarten Schaltstellen ist noch ein besonderer Signalkanal
(von e1 nach f 1) vorgesehen, dessen Übertragungsrichtung gegenüber den RF-Kanälen
entgegengesetzt ist; es kann sich dabei um eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung
für die Übermittlung niederfrequenter Signale handeln.
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Ein vereinfachtes Blockschaltbild der empfangs-und sendeseitigen Umschaltanordnungen
NE und NS einer Schaltstelle zeigt F i g. 2. Jedem der drei Betriebskanäle
I, 1I und III ist eine empfangs- und eine sendeseitige Schalteinrichtung UEI und
USI, UEII und USII, UEIII und USIII zugeordnet. Diese Schalteinrichtungen sind vereinfacht
als elektromagnetische Relais mit mechanischen Kontakten dargestellt; bei der hohen
Frequenz der zu schaltenden Leistungen und kurzen Schaltzeiten werden jedoch elektronische
Schalter kombiniert mit mechanischen, insbesondere koaxialen Schaltern verwendet,
wie sie F i g. 4 zeigt.
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Im ungestörten Zustand sind die Betriebskanäle auf den Schaltstellen
über die zugeordneten Schalteinrichtungen durchverbunden, während der Ersatzkanal
aufgetrennt ist. An jeden Kanal ist am Anfang seines Schaltabschnittes ein Ersatzgenerator
(EG 1
bis EG 4) anschaltbar, der beim Ausführungsbeispiel eine unmodulierte
70-MHz-Schwingung (Zwischenfrequenz) abgibt. Im ungestörten Zustand ist nur der
dem Ersatzkanal zugeordnete Ersatzgenerator EG4 angeschaltet.
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Auf den Schaltstellen sind für jeden Kanal ein Kontrollempfänger (KE
1 bis KE 4) und ein Geräuschanzeiger (GA 1 bis GA 4) vorgesehen. Die
vier Kontrollempfänger sind beim Ausführungsbeispiel an die Abschnittsenden der
drei Betriebskanäle und des Ersatzkanals vor den empfangsseitigen Schalteinrichtungen
hochohmig angeschlossen; die Eingänge der Geräuschanzeiger liegen parallel zu den
Eingängen der zugeordneten Kontrollempfänger. Die eingezeichneten Pfeile an den
Verbindungsleitungen zweier Einrichtungen in F i g. 2 deuten an, daß die Einrichtung,
von der der Pfeil ausgeht, die andere Einrichtung steuert. Der Ausfall der Kontrollspannung
wird vom Kontrollempfänger, eine erhöhte Rauschspannung wird vom Geräuschanzeiger
einer Auswahlschaltung A U gemeldet, die bei gleichzeitig vorhandenen Störungen
eine Prüfung nach Art der Störung und Einstufung des Betriebskanals trifft. Die
Auswahlschaltung sendet ein den gestörten Kanal kennzeichnendes Signal (Kennsignal)
über den Signalkanal e1 bis f 1 an die Umschaltsteuerung der vorangehenden Schaltstelle.
Mit der Auswahlschaltung ist eine Geräuschvergleichsschaltung GV verbunden. Die
sendeseitigen Schalteinrichtungen USI bis USIII werden von der Umschaltsteuerung
UM,
die empfangsseitigen Schalteinrichtungen UEI bis UE III werden von der
Auswahlschaltung A U gesteuert.
F i g. 3 zeigt den prinzipiellen
Aufbau der untereinander gleichen Kontrollempfänger und Geräuschanzeiger. Am Eingang
des Kontrollempfängers KE1 für Kanal I wird die frequenzmoduherte Zwischenfrequenzschwingung
vom Gleichrichter G13
gleichgerichtet; der im Gleichstromverstärker V 3 verstärkte
Richtstrom wird dem Anzeigerelais KA. I zugeführt. (Entsprechend sind den Kanälen
1I, III und IV die Anzeigerelais KA 1I, KA III und KA IV zugeordnet.)
Zur Beurteilung der Rauschspannung dient im Ausführungsbeispiel die 8,5-MHz-Pilotschwingung.
Am Eingang des Geräuschanzeigers GA 1 für Kanal I liegt ein Diskrimülator
D, an dessen Ausgang die Pilotschwingung mit Hilfe eines selektiven Verstärkers
V 1 ausgesiebt und verstärkt wird. Die Pilotschwingung wird vom Gleichrichter Gll
gleichgerichtet, der Richtstrom wird jedoch nur in Verbindung mit dem Geräuschanzeiger
GA 4, der dem Ersatzkanal zugeordnet ist, vom Anzeigerelais PA IV ausgewertet.
(Der im Störungsfall über den Ersatzkanal laufende Pilot wird zur übermittlung des
Schaltzustandes am Anfang des Schaltabschnittes benutzt.) Der Gleichrichter Gl1
wirkt außerdem als Demodulator für die der 8,5-MHz-Pilotschwingung aufgeprägte Amplitudenmodulation,
mittels der im Ausführungsbeispiel ein Dienstgespräch und Wechselstromsignale im
Frequenzbereich von 0,2 bis 3 kHz übertragen werden. Zur Beurteilung des Rauschpegels
wird daher das Frequenzband von 4 bis 10 kHz herangezogen. Die zu bewertende Rauschspannung
wird vom Filter F mit dem Durchlaßbereich 4 bis 10 kHz ausgesiebt, im Verstärker
V 2 verstärkt und schließlich mit Hilfe des Gleichrichters Gig gleichgerichtet;
der Richtstrom speist über einen einstellbaren Widerstand W das Anzeigerelais RA
I (Ausgang g l). Mit Hilfe des Widerstandes W läßt sich die Ansprechschwelle des
Relais einstellen. (Entsprechend sind den Kanälen 1I, III und IV die Anzeigerelais
RA II, RA. HI und RA IV zugeordnet.) Der Gleichrichterkreis hat einen zweiten Ausgang
g21 bzw. g22 bis g24 für die anderen Kanäle, der zur Geräuschvergleichsschaltung
GV führt.
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Der Ablauf der einzelnen Schaltvorgänge ist aus der folgenden Beschreibung
von fünf verschiedenen Störungsfällen zu ersehen. In den Figuren sind die in der
Auswahlschaltung A U und in der Umschaltsteuerung UM liegenden Relais
nicht dargestellt. Unterbrechung der Kontrollspannung auf den Schaltstellen
SS 3, SS 4 usw. beträgt nur etwa 2 Millisekunden; diese kurze Zeit
reicht zum Anreiz einer Umschaltung nicht aus, lediglich die Ersatzgeneratoren können
ganz kurzzeitig eingeschaltet werden.
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Außerdem spricht in der Auswahlschaltung AU
ein Relais KWI über
eine Bevorrechtigungsschaltung (s. Fall t) an, das ein den gestörten Betriebskanal
I kennzeichnendes Signal (Kennsignal) auslöst. Als Kennsignal für die drei Betriebskanäle
sind beispielsweise Wechselströme im Tonfrequenzbereich mit den Frequenzen f 1,
f 2 und f 3 gewählt, die ein Signalgenerator in der Auswahlschaltung erzeugt. Im
vorliegenden Fall veranlaßt das Relais KW I über Folgerelais den Signalgenerator
zum Aussenden eines Kennsignals mit der Frequenz f 1, das über den Signalkanal e
1 bis f 1 zur Umschaltsteuerung UM
der vorangehenden Schaltstelle SS1
läuft.
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In der Umschaltsteuerung UM der Schaltstelle SS1 bringt das
ankommende Kennsignal mit der Frequenz f 1 über Folgerelais das Relais KEIV zum
Ansprechen, dessen Kontakt keIV den Ersatzgenerator EG 4 vom Ersatzkanal IV abtrennt.
Hierauf wird ein Schaltsignal zur sendeseitigen Schalteinrichtung USI ausgelöst,
die den Ersatzkanal mit dem gestörten Betriebskanal I verbindet.
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Die vollzogene sendeseitige Umschaltung auf der Schaltstelle SS1 wird
nunmehr der Schaltstelle SS2 bestätigt. Dazu wird der über den Ersatzkanal laufende
Pilot benutzt, der im Geräuschanzeiger GA 4 der Schaltstelle SS2 das gepolte Relais
PA IV erregt; sein Anker paIV legt Erde an die über p zur Auswahlschaltung
AU führende Leitung. Dadurch wird über Folgerelais in der Auswahlschaltung
das Relais KEI zum Abfallen gebracht, das den Ersatzgenerator EG 1 vom Kanal I wieder
abtrennt. Hierauf gibt die Auswahlschaltung ein Schaltsignal an die empfangsseitige
Schalteinrichtung UEI, die den gestörten Betriebskanal 1 auf der Empfangsseite des
Schaltabschnittes SA 2 unterbricht und den Ersatzkanal IV mit dem Betriebskanal
I auf der Sendeseite des folgenden Schaltabschnittes SA 3 verbindet. Damit ist der
gestörte Betriebskanal I im Schaltabschnitt SA 2
durch den Ersatzkanal überbrückt.
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Ist die Störung des Betriebskanals I im Schaltabschnitt
SA 2 behoben, so bewirkt die wiederkehrende Kontrollspannung auf der Schaltstelle
SS2 über das KA I-Relais, daß die empfangsseitige Schalteinrichtung UEI in Ruhestellung
geht. Gleichzeitig schaltet die Auswahlschaltung das Kennsignal ab, worauf auf der
Schaltstelle SS1 auch die sendeseitige Schalteinrichtung USI in Ruhestellung geht;
außerdem wird dort der Ersatzgenerator EG 4 an den Ersatzkanal wieder angeschaltet.
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Fall 2: Ausfall der Kontrollspannung im Betriebskanal I dauert an,
im gleichen Schaltabschnitt SA 2 fällt die Kontrollspannung im bevorrechtigten Betriebskanal
11 aus Fall 1: Kontrollspannung fällt im Betriebskanal I aus Es sei angenommen,
daß im Schaltabschnitt SA 2
im Betriebskanal I das Nachrichtensignal ausfällt.
Dadurch fällt die Kontrollspannung auf der Schaltstelle SS2 und zunächst auch auf
sämtlichen folgenden Schaltstellen SS 3, SS 4 usw. aus. In den Kontrollempfängem
KE1 dieser Schaltstellen spricht das gepolte Relais KA 1 an, dessen Anker kaI Erde
-an die über m l zur Auswahlschaltung A U führende Leitung legt.
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In der Auswahlschaltung der Schaltstelle SS2 wird das Relais KEI erregt,
dessen Kontakt keI den Ersatzgenerator EG1 an den Eingang des ungestörten Schaltabschnittes
SA 3 von Kanal I legt. Dadurch ist die Kontrollspannung, die beim Ausführungsbeispiel
eine unmodulierte 70-MHz-Schwingung darstellt, auf den Schaltstellen SS3, SS4 usw.
wieder vorhanden, und die Relais KAI gehen in Ruhestellung. Die Schaltzustand im
Betriebskanal I: Die Relais KA I, KW I, PAIV und die Schalteinrichtungen
US I, GEI haben angesprochen; das Kennsignal (f 1) dauert an; der gestörte Betriebskanal
I ist im Schaltabschnitt SA 2 durch den Ersatzkanal IV überbrückt.
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Bei Ausfall der Kontrollspannung im Betriebskanal TI spricht im Kontrollempfänger
KE2 das Relais KA 11 an, wodurch in der Auswahlschaltung AU
das
Relais KEII erregt wird, das den Ersatzgenerator EG2 an den ungestörten Schaltabschnitt
SA 3 von Kanal 1I legt. (Die dem Kanal 1I zugeordneten Relais sind in den Figuren
nicht dargestellt.) Die Bevorrechtigungsschaltung in der Auswahlschaltung arbeitet
im Zusammenhang mit dem Relais KWII folgendermaßen: In Reihe mit der dem betrachteten
Kanal zugeordneten Relaiswicklung liegen zwei Ruhekontakte der den anderen Kanälen
zugeordneten gleichnamigen Relais, die durch Schalter überbrückt werden können.
Dabei werden im Stromkreis des dem bevorrechtigten Kanal (z. B. Kanal 1I) zugeordneten
Relais die Ruhekontakte der benachteiligten Relais (z. B. Kanal I) durch Schalter
überbrückt. Im vorliegenden Fall kann das KWII-Relais ansprechen. Dieses bewirkt
das Kennsignal (f 2) und ein Abfallen des KWI-Relais, wodurch zuerst die empfangsseitige
Schalteinrichtung UEI und hierauf durch Abschalten des Kennsignals (f 1) auch die
sendeseitige Schalteinrichtung USI in Ruhestellung gehen. Damit ist der Ersatzkanal
vom benachteiligten Kanal I abgeschaltet, so daß nunmehr die durch das Kennsignal
(f 2) bereits vorbereitete Umschaltung auf Kanal II erfolgen kann. Es folgen: Umschaltung
von USII auf der Schaltstelle SS 1, Bestätigung mit Hilfe des über den Ersatzkanal
laufenden Pilots an die Schaltstelle SS2 und Umschaltung von UEII. Damit ist im
Schaltabschnitt SA 2 der Ersatzkanal IV an Stelle des bevorrechtigten Kanals II
geschaltet.
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Fall 3: Erhöhte Rauschspannung im Betriebskanal I Es sei angenommen,
daß im Schaltabschnitt SA 2
im Betriebskanal I eine Störung auftritt, die
eine den normalen Wert überschreitende Rauschspannung bewirkt. Die Störung wird
auf der Schaltstelle SS2 und auf sämtlichen folgenden Schaltstellen SS3, SS4 usw.
im Geräuschanzeiger GA 1 angezeigt und der Auswahlschaltung AU gemeldet.
Dies geschieht dadurch, daß bei einer einen vorbestimmten Wert überschreitenden
Rauschspannung im Geräuschanzeiger das gepolte Relais RA I anspricht, dessen Anker
ra I
Erde an die über n 1 zur Auswahlschaltung führende Leitung legt.
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Für die Einstellung der RA-Relais ist folgendes zu bemerken: Da sich
die Rauschleistungsanteile der einzelnen Funkfelder addieren, erhöht sich im Zuge
der Richtfunkverbindung die zulässige Rauschspannung von Schaltstelle zu Schaltstelle.
Zweckmäßig werden die Ansprechspannungen der Anzeigerelais RA in den Geräuschanzeigern
entsprechend gestaffelt, so daß die Ansprechspannung von Schaltstelle zu Schaltstelle
jeweils um den Rauschspannungszuwachs A U des dazwischenliegenden Schaltabschnittes
höher liegt. Es ist weiterhin zweckmäßig, auf ein und derselben Schaltstelle die
Ansprechspannung des Relais RA IV für den Ersatzkanal um den Rauschspannungszuwachs
A U des zugehörigen Schaltabschnittes höher einzustellen als die untereinander
gleichen Ansprechspannungen der Relais RA I bis RA III der Betriebskanäle. Dies
hat folgenden Grund: Liegt z. B. im Betriebskanal I die Rauschspannung auf der Sendeseite
eines Schaltabschnittes knapp unter der Ansprechschwelle, auf der Empfangsseite
aber knapp darüber, so spricht das RA 1-Relais an und veranlaßt auf der Sendeseite
eine Zusammenschaltung von Kanal I und Ersatzkanal. Eine kleine Rauschspannungserhöhung
im Ersatzkanal würde nun bei gleicher Ansprechschwelle auch das RA IV-Relais zum
Ansprechen bringen. Dies muß aber vermieden werden, weil eine Erregung des RA IV-Relais
eine Störung im Ersatzkanal bedeutet und dabei - wie beim Fall 5 ausführlich beschrieben
wird - sämtliche Schaltvorgänge rückgängig gemacht werden.
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In den Auswahlschaltungen der Schaltstellen SS2, SS3, SS4 usw. spricht
über den genannten raI-Kontakt ein Relais RB I an. (Im vorliegenden Fall haben der
Einfachheit halber die Kanäle bei Störung durch erhöhte Rauschspannung keine gestaffelte
Bevorrechtigung.) Das RBI-Relais veranlaßt ein Sperrsignal an die Umschaltsteuerung
UM derselben Schaltstelle, das dort die dem Kanal I zugeordneten Relais sperrt.
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Außerdem löst das RB I-Relais über ein R W I-Relais ein Kennsignal
mit der Frequenz f 1 aus, das über den Signalkanal e1 bis f 1 zur Umschaltsteuerung
UM der vorangehenden Schaltstelle läuft. Das Kennsignal läuft also zwischen
folgenden Schaltstellen: von SS2 nach SS1, von SS3 nach SS2, von SS 4
nach SS 3 usw.
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Nur in der Umschaltsteuerung der Schaltstelle SS1, die kein Sperrsignal
erhält, bringt das ankommende Kennsignal (f 1) das Relais KEIV zum Ansprechen, das
den Ersatzgenerator EG4 vom Ersatzkanal IV abtrennt. Hierauf wird ein Schaltsignal
zur sendeseitigen Schalteinrichtung USI ausgelöst.
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Die vollzogene sendeseitige Umschaltung wird der Schaltstelle SS2
durch den über den Ersatzkanal laufenden Pilot bestätigt, der dort im Geräuschanzeiger
GA 4 das Relais PA IV erregt. Dadurch wird in der Auswahlschaltung
AU über Folgerelais ein RUI-Relais erregt, das einen Vergleich der Rauschspannungen
im Betriebskanal I und im Ersatzkanal IV veranlaßt, die ja sendeseitig über USI
bereits verbunden sind.
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Zum Vergleich der Rauschspannungen dient das gepolte Differentialrelais
R V in der Geräuschvergleichsschaltung GV. Die eine Wicklung des Differentialrelais
RV ist dauernd mit dem Ausgang g24 des Geräuschanzeigers GA 4 des Ersatzkanals
verbunden, die Gegenwicklung wird an den Ausgang g21 bzw. g22 bzw. g23 des Geräuschanzeigers
eines Betriebskanals durch den Kontakt des zugeordneten RU-Relais gelegt. Im vorliegenden
Fall wird über den ru I2-Kontakt der Ausgang des Geräuschanzeigers GA 1 an
die Gegenwicklung des RV-Relais angeschlossen. Das RV-Relais spricht nur an, wenn
die Rauschspannung im Betriebskanal die Rauschspannung im Ersatzkanal um ein vorbestimmtes
Maß übersteigt. Dadurch ist sichergestellt, daß die Fehlerquelle eindeutig im gestörten
Betriebskanal liegt. Das RV-Relais betätigt über Folgerelais die empfangsseitige
Schalteinrichtung UEI. Damit ist im Schaltabschnitt SA 2 der Betriebskanal
I abgeschaltet und durch den Ersatzkanal IV ersetzt.
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Fall 4: Erhöhte Rauschspannung im Betriebskanal I dauert an, im gleichen
Schaltabschnitt SA 2 fällt die Kontrollspannung im Betriebskanal 1I aus Schaltzustand
im Betriebskanal I: Die Relais RA I, RB I, R W I, R U I, R V und die Schalteinrichtungen
USI, UEI haben angesprochen; Kennsignal (f 1) und
Sperrsignal
dauern an; der gestörte Betriebskanal I ist im Schaltabschnitt SA 2 auf den Ersatzkanal
IV umgeschaltet. Im folgenden werden die Schaltvorgänge nur innerhalb des gestörten
Schaltabschnittes SA 2 betrachtet.
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Bei Ausfall der Kontrollspannung im Betriebskanal II spricht über
das KA II-Relais in der Auswahlschaltung AU das KEII-Relais an, das den Ersatzgenerator
EG2 an den ungestörten Schaltabschnitt SA 3 von Kanal II legt. Außerdem werden
das KWII-Relais und ein H-Relais erregt. Voraussetzung für das Ansprechen des H-Relais
ist, daß gleichzeitig ein Kanal durch Ausfall der Kontrollspannung und ein zweiter
Kanal durch erhöhte Rauschspannung gestört sind. Das H-Relais bewirkt ein Abfallen
des RWI-Relais, wodurch das Kennsignal (f 1) für Kanal I abgeschaltet wird und die
empfangs- und sendeseitigen Schalteinrichtungen UEI und USI und die den Vergleich
der Rauschspannungen bewirkenden Relais RUI und RV in Ruhestellung gehen. Damit
ist der Ersatzkanal vom Kanal I abgeschaltet, so daß nunmehr die durch das Kennsignal
(f 2) bereits vorbereitete Umschaltung auf den in diesem Fall bevorrechtigten Kanal
II erfolgen kann.
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Fall 5: Störung im Ersatzkanal IV Fällt im Ersatzkanal IV die Kontrollspannung
aus, so spricht im Kontrollempfänger KE4 des entsprechenden Schaltabschnittes -
der Ersatzkanal ist im normalen Schaltzustand auf den Schaltstellen nicht durchverbunden
- das KA IV-Relais an. Bei erhöhter Rauschspannung im Ersatzkanal spricht im Geräuschanzeiger
GA 4 das RA IV-Relais an. In beiden Fällen werden sämtliche Relais der Auswahlschaltung
von ihrer Stromquelle abgetrennt, so daß sie in die dargestellte Ruhestellung gehen,
falls sie nicht bereits in dieser Stellung sind. Dadurch gehen auch die sende- und
empfangsseitigen Schalteinrichtungen US und UE in Ruhestellung, bzw. sie
können bei Störungen nicht betätigt werden.
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Einzelheiten der empfangs- und sendeseitigen Schalteinrichtungen zeigt
F i g. 4. Es sind nur die dem Betriebskanal I zugeordneten Einrichtungen UEI und
USI dargestellt, da die Schalteinrichtungen für die anderen Betriebskanäle II und
III ganz entsprechend aufgebaut sind. Es wird eine Kombination von elektronischen
und mechanischen Schaltern verwendet, mit der sich bei geringstem Aufwand die hohen
Anforderungen erfüllen lassen, die an den Reflexionsfaktor und an die Nebensprechdämpfung
zwischen den Kanälen gestellt werden. Zur besseren Übersicht sind in F i g. 4 die
Betriebsspannungsquellen für die Röhren und Relais weggelassen.
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Im Ruhezustand, d. h., wenn keine Störung vorliegt, ist der Ersatzkanal
IV auf seiner Empfangs- und Sendeseite über die mechanischen Umschalter beI, be
1I, be HI bzw. bs I, bs II, bs III mit den Abschlußwiderständen R 1 bzw.
R 2 verbunden. Als mechanischer Umschalter ist ein magnetisch gesteuerter Schutzgas-Umschaltkontakt
verwendet, der vorzugsweise mittels eines Außenmantels zu einer Koaxialleitung ergänzt
ist. Die Kontaktfedern, die aus magnetischem Werkstoff bestehen, sind hierbei in
ein gasgefülltes Rohr eingeschmolzen. Die steuernden Magnetspulen sind in F i g.
4 mit BEI bzw. BSI bezeichnet. Die empfangsseitige Schalteinrichtung UEI
enthält im Leitungszug des Betriebskanals eine erste gittergesteuerte Elektronenröhre
V 4 und zwischen dem mechanischen Umschalter beI und dem Ausgang der Röhre V 4 eine
zweite gittergesteuerte Elektronenröhre V5, wobei im Ruhezustand die erste Röhre
entsperrt und die zweite Röhre gesperrt ist. Bei der sendeseitigen Schalteinrichtung
USI liegt zwischen der durchgehenden Betriebskanalleitung und dem mechanischen Umschalter
bsI eine gittergesteuerte Elektronenröhre V6, die im Ruhezustand gesperrt
ist.
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Bei einer Störung des Betriebskanals I wird zuerst die sendeseitige
Schalteinrichtung USI betätigt, indem die Umschaltsteuerung UM der vor dem
Störungsort liegenden Schaltstelle ein Schaltsignal an das Relais ASI abgibt. Über
den Kontakt asIl spricht der mechanische Umschalter BSI an, und über den Kontakt
asI= wird die Röhre V6 durch Wegnahme der sperrenden hohen Gittervorspannung (-GV)
geöffnet. Damit sind die Schaltabschnittseingänge von Betriebskanal I und Ersatzkanal
IV parallel geschaltet.
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Nach Beendigung der Schaltvorgänge in der sendeseitigen Schalteinrichtung
USI wird auf der dem Störungsort folgenden Schaltstelle die empfangsseitige Schalteinrichtung
UEI betätigt. Hierbei gibt die Auswahlschaltung AU ein Schaltsignal an das
Relais AEI ab, worauf über den Kontakt ae Il der mechanische Umschalter
BEI anspricht. Mit Hilfe des Umschaltkontaktes ae I-' wird die Röhre V 4
durch Anlegen einer hohen Gittervorspannung gesperrt und die Röhre V 5 durch Wegnahme
der hohen Gittervorspannung entsperrt. Dadurch ist der Betriebskanal I unterbrochen,
und die zum folgenden Schaltabschnitt führende Leitung ist mit dem Ersatzkanal IV
verbunden.
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In der einfachen Darstellung der F i g. 4 sind als gittergesteuerte
Elektronenröhren Trioden dargestellt; mit besonderem Vorteil werden jedoch Pentoden
mit großer Steilheit und kleiner Gitterbasis verwendet.