Fernsprechübertragungssystem mit Fernvermittlungsleitungen und Teilnehmerleitungen. Durch die Erfindung soll die Wirtschaft lichkeit von Fernsprechnetzen erhöht werden. Ein Fernsprechnetz besteht im allgemeinen Falle aus dem Fernleitungsnetz, das die Fern ämter miteinander verbindet, und den Orts leitungsnetzen, die die Teilnehmer mit dem zugehörigen Fernamt verbinden. Die Gesamt kosten einer solchen Anlage hängen im star ken Masse davon ab, in welcher Weise die Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern auf die Ortsleitungen und die Fernleitung verteilt wird.
Die bisherige Beschaffenheit der Ortsleitungen gestattet es nicht, die Restdämpfung in den Fernleitungen beliebig weit herabzusetzen. Um eine ausreichende Stabilität zu erhalten, ist man gezwungen, die Fernleitungen mit einer Restdämpfung von etwa 1 Neper zu betreiben. Gemäss der Erfindung sollen die Verhältnisse durch ent sprechende Ausbildung der Ortsleitungen gebessert werden. Zweckmässigerweise wird .dabei an .der Beschaffenheit der Fernleitun gen und der Verstärker nichts geändert.
Bevor auf den Erfindungsgedanken näher eingegangen wird, seien die Gesichtspunkte, die bei der Verteilung der Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern auf die einzelnen Leitungsstrecken massgebend sind, anhand der Fig. 1 erläutert. Es sind drei Fernämter M, F2, F3 und die Verbindungen zu Teil nehmern T" T',, T:;, T3 über Ortsämter<I>A,</I> ss, C dargestellt. Die an ein Fernamt ange schlossenen Teilnehmergruppen werden als Netzgruppen bezeichnet.
Die Fernämter sind die Mittelpunkte der Netzgruppen. Vorteil hafterweise kann jedes Fernamt jedes andere Fernamt über eine Fernleitung erreichen. Die Teilnehmer sind über Ortsämter (in vielen Fällen mehrere) mit .dem zugehörigen Fern amt verbunden. Die Leitungen zwischen Fernamt und den Ortsämtern, die soge- nannten Fernvermittlungsleitungen werden zweckmässig als ausschliesslich pupinisierte Leitungen verlegt, während: die Leitung vom letzten Ortsamt bis zum Teilnehmer eine un- pupinisierte Leitung sein kann.
Der Durch messer einer Netzgruppe richtet sich darnach, bis zu welcher Entfernung man wirtschaft lich Leitungen ohne Verstärker verwenden kann. Die gebräuchlichen Maximallängen für die Fernvermittlungsleitungen sind 30 km und für die Teilnehmerleitungen 5 km, so dass' sich der Durchmesser einer Netzgruppe zu etwa 70 km ergibt.
Die Gesamtdämpfung zwischen zwei Teilnehmern, beispielsweise zwischen den Teilnehmern T, und TZ setzt sich zusammen aus den Dämpfungen der Teilnehmerleitun gen der Fernvermittlungsleitungen und der Restdämpfung der Fernleitung. Die Gesamt dämpfung darf mit Rücksicht auf ausrei chende Verständlichkeit einen bestimmten Erfahrungswert, etwa 3 Neper, nicht über schreiten. Diese Dämpfung verteilt sich bei den heute üblichen Anlagen etwa zu je 1 Neper auf die beiden Leitungen zwischen je einem Teilnehmer und dem zugehörigen Fernamt und die Fernleitung.
Beim Ver kehr zweier Teilnehmer derselben Netz gruppe treten geringere Dämpfungen als 3 Neper auf. So beträgt zum Beispiel die Dämpfung zwischen dem Teilnehmer T, und T,' maximal nur 2 Neper. Zwischen Teil nehmern desselben Ortsamtes können zu weilen noch geringere Dämpfungen vorhan den sein. Man könnte also für den Verkehr innerhalb derselben Netzgruppe die Dämp fung der Ortsleitungen auf 1,5 Neper er höhen, ohne den zulässigen Höchstwert von 3 Nepern zu überschreiten.
Eine derartige Dämpfungserhöhung wäre jedoch mit Rück sicht auf den Fernverkehr nur zulässig, wenn durch entsprechende Herabsetzung der Rest dämpfung der Fernleitung .dafür :gesorgt wird, dass auch in einem solchen Falle die Gesamtdämpfung den Wert von 3 Nepern nicht überschreitet. Im Idealfalle wäre die Restdämpfung der Fernleitung auf den Wert Null zu verringern. Eine solche Ver minderung der Restdämpfung würde also die durch die Erhöhung der Dämpfungen in den Ortsleitungen bedingte Verbilligung dieser Leitungen ermöglichen.
Die Erhöhung der Dämpfung in den Ortsleitungen könnte ent weder durch Benutzung geringerer Kupfer querschnitte oder durch die Verlängerung der Leitungen, das heisst durch entspre chende Ausdehnung einer Netzgruppe erfol gen. In beiden Fällen würde sich eine we sentliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit erzielen lassen. Die Herabsetzung der Rest dämpfung in der Fernleitung könnte ander seits auch dazu benutzt werden, die Gesamt dämpfung zwischen zwei Teilnehmern. zu verkleinern und -dadurch .die Verständigung zu verbessern. Eine weitere Verbesserung der Übertragungsanlage durch eine Restver stärkung in der Fernleitung zu versuchen, wäre unzweckmässig.
Würde man in einem salchen Fall beispielsweise die Dämpfung in den Ortsleitungen auf 2 Neper und die Rest verstärkung der Fernleitung auf -1 Neper festlegen, so wäre bei einer Verbindung zwi schen den Teilnehmern T, und TZ über die Fernleitung I'1-.±'2 die Gesamtdämpfung <B>8</B> Neper, während sie innerhalb .desselben Netzes, beispielsweise zwischen T1 und Tt' 4 Neper betragen würde.
Bei den bekannten Fernübertragungsan- lagen liess sich bisher, abgesehen von Fern leitungen mit Rückkopplungssperren, eine Verkleinerung der Restdämpfung- auf unge fähr den Wert Null für die Fernleitungen deshalb nicht erreichen, weil solche Leitun gen dann nicht mehr die notwendige Stabili tät aufweisen würden. Von erheblichem Ein fluss auf die Stabilität einer Fernleitung sind die Widerstandsverhältnisse an der Stoss stelle, die bei der Zusammenschaltung der Fernleitung mit -der Ortsleitung auf dem Fernamt entsteht.
Wird beispielsweise ent sprechend Fig. 2 ein Teilnehmer T über die Teilnehmerleitung<I>TL</I> und die Fernvermitt- lungsleitung FV im Fernamt FA mit einer als Vierdrahtleitung ausgebildeten Fernlei tung FL verbunden, dann hängt die Stabili tät hauptsächlich von der Nachbildungs fähigkeit der angeschlossenen Ortsleitung FA-OA-T ab.
Die meistens pupinisier- ten Fernvermittlungsleitungen FZ' sind im allgemeinen verschieden lang und besitzen verschiedene Dämpfung. Ausserdem sind sie mit den unpupinisierten Teilnehmerleitungen <I>TL</I> abgeschlossen, so dass der Scheinwider stand. der Ortsleitungen, vom Fernamt aus gesehen, stark frequenzabhängig wird. Hin zu kommt noch, dass jede Ortsleitung prak tisch einen andern Scheinwiderstand hat.
Die Ortsleitungen können daher in der Gabel der Vierdrahtleitung nur sehr unvollkom men nachgebildet werden, da man nicht für jede Ortsleitung eine besondere für diese bemessene Nachbildung bereithalten kann. Man begnügt sich praktisch mit einem mitt leren ohmschen Widerstand als Nachbildung. Dieser kann selbstverständlich nur für eine ganz bestimmte Ortsleitung eine genaue Nachbildung :darstellen. Man muss daher immer damit rechnen, dass an den Gabel stellen Reflexionen auftreten, und muss die Restdämpfung der Fernleitung so wählen, dass eine Rückkopplung trotz dieser Verhält nisse vermieden wird.
Die bisherige Beschaf fenheit der Ortsleitungen verhinderte also die @'erstärkungsmögliohkeit, die die Fernleitun gen an sich bieten, voll auszunutzen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, werden gemäss der Erfindung mindestens zu einem Teil der zwischen einem Fernamt und den an dieses angeschlossenen Ortsämtern verlau fenden Fernvermittlungsleitungen elektrische Widerstände zugeschaltet, zum Zwecke, sämt liche Fernvermittlungaleitungen auf ange nähert gleiche Dämpfung und angenähert gleichen Scheinwiderstand zu bringen. Es kann dann die Restdämpfung der Fern leitung etwa. um die konstante Dämpfung der Fernvermittlungaleitungen erniedrigt werden, wobei man dieselbe Stabilität erhält wie vorher mit der grösseren Restdämpfung.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Dämpfung zwischen Ortsamt-Fernleitung- Ortsamt dieselbe geworden ist wie vorher zwischen Fernamt- Fernamt, das heisst man hat die Fernleitung elektrisch bis zu den Ortsämtern vorgeschoben. Man sieht leicht ein, dass die Dämpfung der Fernvermitt- lungsleitungen jetzt grösser gemacht werden kann als vorher, da diese Erhöhung durch eine Erhöhung,der Verstärkung in der Fern leitung leicht kompensiert werden kann.
Wichtig ist, dass bei Anwendung der Er findung die Fernleitungen selbst vollkommen unverändert bleiben können und trotzdem eine viel bessere Ausnützung dieser Leitun- gen möglich ist. Auch an dem Aufbau und der Schaltung der Verstärker braucht nichts geändert zu werden, man kann einfach die Verstärkung durch Aufdrehen des Verstär kungsreglers so erhöhen, dass sich die ge wünschte Restdämpfung !der Fernleitung er gibt.
Zur weiteren Vervollkommnung werden gegebenenfalls die Widerstandsverhältnisse an den Stossstellen zwischen den Fernver- xnittlungsleitungen und den Teilnehmer leitungen durch in den Ortsämtern vorge sehene Anpassungsnetzwerke zwischen die sen Leitungen verbessert. Hierdurch wird .die Nachbildung in den Fernämtern weiter hin verbessert. Diese Anpassungsnetzwerke können mit den Widerständen zur Anpas sung der Dämpfung der Fernvermittlungs- leitungen im Ortsamt vereinigt werden.
Für die Leitungsführung innerhalb einer Netz gruppe. ergeben sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Entweder ist jedes Ortsamt der Netzgruppe durch eine direkte Leitung mit dem Fernamt verbunden, oder aber es sind nur die dem Fernamt benachbarten Ämter durch eine direkte I-keitung mit die sem verbunden. Die beiden Fälle sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
In Fig. 6 sind .die Ortsämter 0A1, 0A2 und<I>0A3</I> je durch eine besondere Fernvermittlungsleitung FV,, FV, und FV, mit dem Fernamt FA verbun den. Die Ortsleitungen setzen sich also in jedem Fall aus einer Fernvermittlungsleitung und der Teilnehmerleitung zusammen.
Bei der zweiten Schaltungsart, die in Fig. 7 dargestellt ist, besteht nur von dem Ortsamt 0.4, eine direkte Verbindung Li. zum Fernamt. Die beiden übrigen Ortsämter sind durch. die Leitung L3 untereinander und das Ortsamt 0A" über die Leitung L2 mit dem Ortsamt 0A, verbunden.
Für den An schluss des Teilnehmers TZ an das Fernamt sind die beiden Ortsämter 0A, und OAZ in Reihe geschaltet, und die Ortsleitung setzt sich aus beiden Leitungen L1 und L; und der Teilnehmerleitung zusammen. Für die Teilnehmer des Amtes<I>0A3</I> ist sogar die Hintereinanderschaltung von ,drei Orts ämtern erforderlich.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Verbin dungsart ist .zwar die Leitungsführung für die Herstellung einer Verbindung zum Fern amt sehr viel einfacher als bei der Ausfüh rung nach Fig. 7, jedoch sind die Anlage kosten wesentlich höher, da ein grösserer Auf wand an Leitungen erforderlich ist. Man wird daher diese Leitungsführung nur bei grosser Verkehrsdichte wählen und sich in allen übrigen Fällen mit der in. Fig. 7 dar gestellten Schaltung begnügen.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Fall lassen sich die an die Dämpfung einer Ver bindung gestellten Anforderungen -durch ent sprechende Bemessung der Fernvermittlungs- leitungen, :die meist als pupinisierte Leitun gen verlegt werden, verhältnismässig leicht erfüllen. Bei dem zweiten Fall hat man jedoch damit zu rechnen, .dass die Verbin dungsleitungen zwischen den Ämtern die verschiedensten Eigenschaften besitzen und .daher die Dämpfungen zwischen dem Fern amt und den Teilnehmern der verschiedenen Ortsämter voneinander abweichen.
Oft wird es erforderlich sein, die Verbindungen zwi schen den Ortsämtern mit verhältnismässig alten und unmodernen Leitungen auszu führen.
Um nun den Erfindungsgedanken W speilsweise bei einer nach Fig. 7 geschalteten Netzgruppe zu verwirklichen, werden einem in Fig. 7 nicht dargestellten Teil der in das Fernamt 1' A einmündenden Vermittlungs leitungen elektrische Widerstände fest zu geschaltet, während einem weiteren Teil von Leitungen, die zur Bildung von Verbindun gen über mehrere Ortsämter bestimmt sind, elektrische Widerstände derart zugeoirdnet werden, -dass .sie je nach der Zahl der in einer solchen Verbindung liegenden Ortsämter in solcher Grösse in die Verbindung eingeschal tet werden können,
dass die Dämpfung und der Scheinwiderstand in allen Fällen zwi schen dem Fernamt und dem Ortsamt des Teilnehmers denselben Wert haben. Im ein fachsten Falle werden die Ersatzwiderstände als Ohmsche Widerstände ausgebildet wer den. Lässt sich die erforderliche Vergleichs mässigung der Scheinwiderstände und der Dämpfung der Leitungen auf diese Weise nicht erreichen, so ist es erforderlich, an Stelle der Ohmschen Widerstände komplizier- ere, Viderstands-ebilde zu verwenden.
t<B>N</B> L, Für die Einschaltung der Ersatzwider stände in über mehrere Ortsämter verlaufende Verbindungen gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Handelt es :sich um einen Handbetrieb, so weiss die Beamtin im Fern amt, sobald .der Teilnehmer sein Ortsamt ge nannt hat, bezw. kann in einer Tabelle fest stellen, wieviel Ortsämter in der Verbin dung zu dem Teilnehmer liegen. Durch Drücken einer besonderen Taste werden dann die entsprechenden Widerstände in die Ver bindung eingeschaltet.
Eine andere Möglich keit besteht darin, dass, sobald die Verbindung vom Teilnehmer zum Fernamt durchgeschal tet ist, entweder von Hand oder selbsttätig eine kurze Dämpfungsmessung dieser Ver bindung stattfindet. Der so erhaltene Mess- wert kann als Kriterium für die Einschaltung der erforderlichen Widerstände von Hand oder auf selbsttätigem Wege benutzt werden. Schaltet sich der anrufende Teilnehmer mit Hilfe seiner selbsttätigen Wahleinrichtung an das Fernamt an, so wählt die Beamtin im Fernamt im allgemeinen zur Kontrolle .die Nummer des Teilnehmers.
Die Num mernfolge ist jedoch ein Kriterium für die Lage des Ortsamtes des anrufenden Teil nehmers, und die bei der Rückwahl ausge sandten Stromimpulse können zur Einschal tung der erforderlichen Widerstände auf selbsttätigem Wege benutzt werden, indem sie beispielsweise ein besonderes Schritt- schaltwerk, einen sogenannten Mitläufer, in Gang setzen.
In den Fig. 3 bis 5 und 8 sind einige weitere Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgedankens dargestellt.
In Fig. 3 ist zunächst nur die Anpassung einer Fernvermittlungsleitung FU an die Fernleitung inL mit Hilfe eines im Fern amt aufgestellten Anpassungsübertragers AÜ dargestellt. Um einen Kurzschluss von Ruf impulsen über :die Wicklungen des Anpa.s- sungsübertragers zu vermeiden, kann dieser in der dargestellten Weise mit einem Kon densator C versehen werden.
Es empfiehlt sich, die Fernvermittlungsleitungen so aus zubilden, .dass sie an beiden Enden mit einem halben Spulenfeldsf2 beginnen. Mit s ist die sogenannte Shulenfeldlänge zwischen zwei Pupinspulen p bezeichnet. Die Anpassung des Scheinwiderstandes der Fernv ermitt- lungsleitungen erfolgt vorteilhaft auf den Wert von 800 Ohm.
Die zur Erzielung gleicher Dämpfung .der Fernvermittlungsleitungen erforderlichen Leitungsverlängerungen können entweder auf dem Fernamt oder auf dem Ortsamt vorgenommen werden, etwa indem man die fehlenden Spulenfelder feld%veise mittelst Spulen, Kapazitäten und Widerständen zu fügt.
In Fig. 4 sind auf einem Ortsamt zur Aufstellung gelangende Zuschaltungen dar gestellt. In dein. Ortsamt 0A wird die Ver bindung zwischen einer Fernvermittlungs- leitung <I>FL</I> und der Teilnehmerleitung<I>TL</I> hergestellt.
Auf dem Ortsamt befinden sich eine Leitungsverlängerung LY für die Fern vermittlungsleitung und ein Anpassungs netzwerk<I>AN</I> zur Anpassung der Teilnehmer leitung an die Fernvermittlungsleitung. Ge gebenenfalls kann zur weiteren Verbesserung der Anpassung noch ein Anpassungsüber trager<B>AM</B> zwischen Teilnehmerleitung und Fernvermittlungsleitung vorgesehen werden.
Die stets kurze und unpupinisierte Teil nehmerleitung wirkt näherungsweise wie eine Kapazität parallel zum Scheinwiderstand Z der Teilehmerstation. Diese Kapazität CTL ist in der Figur gestrichelt zwischen den Adern der Teilnehmerleitung .dargestellt.
Das aus der Kapazität CTL und dem Widerstand Z bestehende Gebilde kann mittelst des dar gestellten Anpassungsnetzwerkes so ergänzt werden, & ss der in Richtung .des Pfeils ge messene Scheinwiderstand L' praktisch gleich dem Widerstand Z wird.
Dazu müssen die folgenden Beziehungen zwischen den einzel nen Widerstandsgrössen bestehen: 2R=Z,2L=C.Z' und2.
EMI0005.0049
Über die noch freien Impedanzen X und Y kann so verfügt werden, dass die Dämpfung zwischen den Eingangsklemmen des Netz werkes und der 'Teilnehmerstation (Z) mög lichst klein und frequenzunabhängig wird.
Wie schon erwähnt, kann, wenn der Schein- w iderstand Z mit :dem Scheinwiderstand der Fernvermittlungsleitung nicht genau genug übereinstimmt, eine weitere Anpassung .durch den Übertrager AII' vorgenommen werden.
In Fig. 5 ist eine Fernverbindung über eine Zweidrahtfernleitung <I>FL</I> dargestellt. Auch in diesem Falle kann :durch die be schriebene Ergänzung .der Fernvermittlungs- leitungen die Restdämpfung :der Zweidraht- leitung erniedrigt werden, ohne dass die Stabilität der Anlage herabgesetzt wird. Die maximale Verstärkung .des Zweidrahtverstär- kers ist bisher in der Hauptsache durch die Widerstandsungleichheiten an der Stossstelle im Fernamt begrenzt worden.
Diese Ungleich heiten verhinderten einen genauen Abgleich an den Gabelschaltungen :des Zweidrahtver- stärkers. Durch die Vereinheitlichung der Eingangswiderstände und der Dämpfung -der Fernvermittlungsleitungen und durch die An passung dieser Scheinwiderstände an den Scheinwiderstand .der Fernleitung wird eine Reflexion im Fernamt praktisch beseitigt, so dass die Verstärkung der Zweidrahtverstär- ker :ebenfalls erhöht werden kann.
Anhand des in den Fig. 8a bis 8c dar gestellten Beispiels soll der Erfindungsge danke für den Fall näher erläutert werden, dass neben Verbindungen, die nur über ein Ortsamt verlaufen, und bei denen ,die elek trischen Widerstände der Vermitthings- leitun.g fest zugeschaltet sind, auch Verbin dungen vorkommen, die über mehr als ein Ortsamt verlaufen (Fig. 7). Es ist angenom men, dass in dem Fernamt F A im Höchst falle solche Verbindungen über drei Orts ämter 0A1, 0A_ und 0A3 mit der Fern leitung<I>FL</I> vermittelt werden.
In dem Fern amt sind die beiden, aus rein Ohmschen Widerständen bestehenden Ersatzwiderstände B,, und P3 vorgesehen. Diese sind so bemes sen, dass der Widerstand P= dieselbe Dämp fung und .denselben Scheinwiderstand wie .die Leitung L2 und der Widerstand R3 dieselbe Dämpfung und denselben .Scheinwiderstand wie .die Leitung L3 aufweisen.
Für den Anschluss eines Teilnehmers des Ortsamtes 01l_, werden beide Widerstände IR2 und R3 mit der Leitung L,. in Reihe geschaltet, was von Hand oder selbsttätig erfolgen kann (Fig. 8a). .Soll ein Anschluss zu einem Teil nehmer des Amtes 0-42 hergestellt werden, so wird der Widerstand BZ ausgeschaltet (Fig. 8b).
Für ,den Anschluss eines Teilneh mers von .dem Amt 0A3 wird schliesslich auch der Widerstand B3 überbrückt, so dass keine zusätzlichen Dämpfungen in der Leitung liegen. Es ist ersichtlich, dass in allen drei Fällen Dämpfung und 8,cheinwiderstand zwischen dem angeschlossenen Teilnehmer und dem Fernamt denselben Betrag auf weisen.
Wie schon erwähnt, können an Stelle rein Ohmscher Widerstände auch andere Wider standsgebilde verwendet werden. Die Dämp- fungsä-nderung kann ferner durch einen ver änderbaren Widerstand bewirkt werden.
Es kann auch vorkommen, .dass bei einem Beispiel ähnlich dem in Fig. 8e dargestellten, wo also im Höchstfalle drei verschiedene Ortsämter in der Verbindung liegen können, die An wendung eines einzigen Ersatzwiderstandes R3 genügt, wenn nämlich der Dämpfungs- unterschied zwischen den Leitungen L1 und L,.-L, so gering ist, dass er sich für die Verständigung zwischen den Teilnehmern kaum auswirkt.
Bei .den beschriebenen AusführungSbei- spielen werden :durch die Herabsetzung der Restdämpfung der Fernleitungen die Neben- spreclierscheinungen in bezug auf die Teil nehmer nicht vergrössert, da die Verschlech terung .der Nebensprechdämpfung in der Fernleitung durch die erhöhte Dämpfung der Fernvermittlungsleitungen in demselben Masse verbessert wird.