CZ305896A3

CZ305896A3 - Signal transmission method, power distribution network, communication apparatus and its use in combination with the power distribution network

Info

Publication number: CZ305896A3
Application number: CZ963058A
Authority: CZ
Inventors: Paul Anthony Brown
Original assignee: Norweb Plc
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1997-06-11
Also published as: BR9507402A; HK1006383A1; BG100994A; JPH09512394A; ATE204418T1; DE69534707D1; ES2257826T3; GB9407934D0; NO964432L; EP0913955A2; MX9604962A; FI964232A0; FI964232A7; ATE313877T1; CA2188271A1; EP0913955B8; DE69522215D1; EP0756786B1; EP0913955B1; HK1018368A1

Description

Oblast zechniky

Předkládaný vynález se týká způsobu signálového přístupu, přenosu, propojení (ukončení) a detekce, a výkonové přenosové sítě, to jest napájecí elektrické rozvodné a/nebo přenosové sítě, a filtru pro tuto síť. Předkládaný vynález se týká zejména použití napájecích elektrických sítí a/nebo vedení pro telekomunikační přenos (například hlasu, dat, obrazu a/nebo videa).

Dosavadní stav techniky

Ve Velké Británii je běžné popisovat výkonovou síť pro 33 kV a výše jako přenosovou síť a výkonovou síť pro méně než 33 kV jako rozvodnou síť. V tomto popisu je běžně používán termín elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť, který ale obecně označuje výkonové sítě a přenos signálů, který má být vvtvářen, lze aplikovat na všechny takové sítě.

Tradičně jsou telekomunikační signály přenášeny na nezávislých sítích, například na telefonních linkách. V nedávné době, za účelem zjednodušení a zvýšení účinnosti telekomunikačních služeb domácnostem nebo průmyslovým uživatelům, byly provedeny výzkumy zkoumající použití existujících elektrických přenosových a rozvodných sítí pro přenos telekomunikačních služeb.

Je již známé používat nadzemní (zavěšená) výkonová vedení pro přenos a dodatečnou kontrolu hovorových a datových signálů. U takových přenosů ale musí být frekvenční spektrum přiděleno a omezeno na určité aplikace, aby se zabránilo střetům s jinými telekomunikačními službami. Navíc sila signálů, které mohou být přenášeny, je omezena, protože množství zářeni vytvářeného přenosem je závislé na sile signálu a toto zářeni musi býz udržováno minimální.

Tyto přenosové signále tady musí míz malý výkon a musí spadat do určitého frekvenčního pásma přiděleného mezinárodní dohodou pro tyto účely, takže tenzo mechanismus je nevhodný pro hromadný hlasový a/nebo datový přenos, kdy signály zasahují značně do radiového spektra (například 150 kHz a výše).

Je již známo používat techniky rozptýleného spekzra pro přenos dat na nosných frekvencích mezi 6 kHz a 148 kHz na podzemních nebo zavěšených výkonových sítích. Opět ale v tomto přiděleném frekvenčním pásmu trpí tyto přenosy nízkými datovými rychlostmi a malými přenosovými kapacitami v důsledku šumových vlastností výkonového vedení. Vzhledem k omezenému doszupnému spektru a připojeným vysokým úrovním šumu nemohou být přenášeny širokopásmové zelekomunikační signály.

Přestože studie, přednášky a publikace, například od

J.R. Prombyho a R.N. Adamse: The mains network as a high frekvency signalling medium, The Elektricity Council, leden 1970, navrhovaly komunikační potenciál pro nízko a středně napěťové sítě, nebyly v tomto směru provedeny žádné další práce. Dokonce ještě dnes, s vyhlídkou na dálkové měření a selektivní řízení zátěže, mají řešení sklon používat techniky, jako je telefonní a rádiová komunikace, které vylučují napájecí síť, pokud je to možné.

Již byly předloženy myšlenky, ale pouze několik bylo rozpracováno za hranici teorie v důsledku hostitelského prostřed! představovaného napáječi šiti. Problémy, která je třeba překonat, zahrnuji elektrický šum (jak konstantní šum cozadi velkv útlum •-u tak i přechodové špičky) vysokofrekvenčních signálů v důsledku skinefektu a vazbám způsobeným blízkostí vodičů.

Pánové Eormby a Adams navrhli použití frekvencí v rozsahu 80 až 100 kHz. Jako maximum bylo navrženo 100 kHz, protože teorie předpokládala, že vyšší frekvence by trpěly nadměrným útlumem. Jiné studie navrhovaly jako maximum 150 kHz vzhledem ke skutečnosti, že vyzářené signály o frekvenci vyšší než 150 kHz by mohly interferovat s vysílanými radiovými signály.

Další situací, kde jsou výkonová vedení rovněž používána pro přenos hovorových a datových signálů, je na elektrickém vedení uvnitř budov. U těchto uspořádání je vnitřní 240 V napájecí vedení použito pro přenos dat, přičemž je vytvořeno vhodné filtrování pro přidání a oddělení datových signálů od výkonových signálů. Přídavně může být rovněž použito filtru, jako je filtr Emlux popsaný v evropské patentové přihlášce 141673, pro zabránění datovým signálům v opuštění budovy a ve vstupu do výkonové napájecí sítě vně budovy. Popisovaný filtr Emluxsestává z laděného ferritového kroužku, který účinně působí jako pásmová zádrž. Aby byla účinná, musí mít pásmová zádrž úzkou šířku pásma a tudíž není vhodná pro použití s vysoko rychlostními datovými přenosy, protože by bylo nutno použít velké množství těchto pásmových zádrží.

Další problém s přenosem telekomunikačních signálů na napájecích výkonových sítích spočívá ve stanovení vhodné techniky nebo vhodného protokolu pro přenos těchto signálů. Protože výkonové sítě jsou obvykle dálkové a vícenásobně rozvětvené a/nebo bodové až vícebodové sítě, může zde existovat mnoho různých cest šíření a odrazových bodů, jak je signál přenášen po síti. Důsledkem je to, co je známé jako rozptylové zpoždění” signálu, to znamená, že signál se rozptyluje v čase tím, jak používá různé cesty šíření v síti. Typické rozptylové zpoždění může být kolem 5 ps a musí být vzato do úvahy při stanovení přenosové rychlosti dat.

Předkládaný vynález má za cíl vytvořit přenosovou síť, která zmírní některé nebo všechny shora uváděné problémy.

Podstata vynálezu

Podle prvního aspektu předkládaného vynálezu je zedy navržena elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť, jejíž alespoň část je vně budovy, přičemž tato síť zahrnuje vstupní prostředky pro vstup do sítě telekomunikačních signálů majících nosnou frekvenci větší než přibližně 1 MHz a výstupní prostředky pro výstup těchto telekomunikačních signálů ze sítě, uvedené signály lze přenášet po vnější části sítě, přičemž síť je upravena pro přenos těchto signálů použitím frekvenčních, časových technik a/nebo techniky mnohostranného přístupu s kódovým dělením.

Je dosažitelné velké množství různých přenosových technik pro použití s komunikací na elektrickém výkonovém vedení, přičemž každá používá různé způsoby modulace včetně frekvenčního, časového a mnohostranného přístupu s kódovým dělením. Bylo zjištěno, že metoda rozptýleného spektra nabízí základní bezpečnost a dobré vlastnosti potlačení rušení, tyto vlastností jsou dosaženy s použitím velké šířky pásma a rudíž vyžadují konstrukci specifického filtru.

³ Modulační metody zahrnují amplitudovou, frekvenční, fázovou; s jedním, dvojitým a částečně potlačeným postranním pásmem; klíčování kmitočtovým posuvem (FSK), Gausovo filtrované ESK (GESK), Gausovo klíčování minimálním posuvem (GMSK) , klíčování čtyřfázovým posuvem (QPSK;·, klíčování ortogonálním čtyřfázovým posuvem (OQPSK), kvadraturní amplitudovou modulaci (QAM), Pi/4 QPSK a podobně.

Velké množství standardních bezdrátových, mobilních a celulárních radiotelefonních komunikačních technik může být vhodné pro provádění signálového přenosu po shora popsané, ζ ** upravené síti.

Výhodně je síť upravena pro přenos signálů s použitím jedné nebo více z následujících bezdrátových telefonních technik a/nebo standardů: CTO, CTI a CT2, AMPS, DECT (Digital European Cordless Telephone Standard), IS-54, IS95, GSM,

Q-CDMA, R-CDMA, UD-PCS, PHS, PACS, TACS, ENTACS, NMT450, NMT900, C-450, RTMS, Radicom 2000, NTJ, JTACS S NTACS, DCS

1800 a podobně.

Bylo zjištěno, že zvláště výhodným telekomunikačním 25 standardem je standard CT2. Při normálním použizí, ovšem, CT2 zařízení vysílá a přijímá na radiové frekvenci kolem 865 MHz. Síť tedy může zahrnovat měniče kmitočtu pro snížení frekvence signálu na frekvenci vhodnější pro šíření po uvedené síti.

CT2 je digitální přenosový standard a použití tohoto .

standardu umožňuje, aby signály byly frekvenčně kmitočtové posouvány a obnovovány v požadovaných bodech sítě, čímž rozšiřuje služby do kteréhokoliv nebo do všech úseků sítě bez ohledu na celkový útlum vytvářený mezi oběma konci sítě.

Jedním možným problém při použití standardu CT2 je, že signál JT2 má sklon k rušení šumem. Jedním způsobem jak tento problém obejít je použití odlišného standardu, zejména CDM2. '.'Jode Division Multiple Acces) přenosových technik s rozptýleným spektrem.

U CDMA je signál rozptýlen na frekvenčním spektru a tudíž rušení na nějaké určité frekvenci nemusí nutně ovlivňovat účinnost datového přenosu obsaženého v signálu. Navíc, jelikož signál je rozložen po spektru, je třeba menší výkon pro přenes signálu.

Výhodně může předkládaný vynález dále využít této vlastnosti přenosu CDMA. Tedy signály s relativně úzkou šířkou pásma mohou být superponovány na signál CDMA s relativné širokou šířkou pásma. Signál (signály) s úzkou šířkou pásma bude interferovat se signálem CDMA na určité frekvenci signálu s úzkou šířkou pásma, ale signál CDMA bude zůstávat nerušený v ostatních částech svého frekvenčního rozsahu. Takto může být k signálu CDMA přidáno řízené rušení”. Tato vlastnost by mohla být použita, například, pro přenes datových signálů s úzkou šířkou pásma v horní části telefonního signálu s relativně širokou šířkou pásma.

Termín nosná frekvence označuje nemodulovanou frekvenci nosného signálu a neoznačuje tedy frekvenci telekomunikačního signálu již modulovanou.

Na, například, 415 V síti může být nosná frekvence výhodně mezi i až 10 MHz, a na, například, 11 kV síti může být nosná frekvence mezi, například, 1 až 20 MHz, nebo případně mezi 5 až 60 MHz. Tato frekvence může být ale až stovky MHz, v závislosti na síti a použití. Například, na krátkých vzdálenostech (to jest 10 až 20 m) může být použito frekvenčního rozsahu, například, 1 až 600 MHz nebo 1 až 500 MHz.

Výkonová síť může obsahovat jednu nebo více fází. Výhodně je tato síť mnohofázovou sítí zahrnující, například, kteroukoliv jednu nebo více z 2, 3, 4, 5, 6, 7 atd. fází. Odlišné úseky síti mohou mít odlišné počty fází.

Síť může typicky být dálková a rozvětvená vícenásobná (nebo vícebodová až bodová) elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť.

Výhodně je tato síť nevyvážená, to znamená, že zajišťuje nevyvážené přenosové vlastnosti. Vodič (vodiče) sítě může být stíněn nebo potažen, například vhodným kovovým materiálem, který vodiči umožňuje, aby se choval jako pseudo koaxiální prvek pro zajištění nevyvážené přenosové sítě na přenosové frekvenci podle předkládaného vynálezu.

Výhodně je přenosová síť vně budov nebo míst, jako jsou kanceláře nebo obytné domy. Uvnitř těchzo budov jsou přenosové vzdálenosti obvykle velmi krátké a tudíž jsou ztráty útlumem relativně nepodstatné.

Výhodně je výkonová síť napájecí (například nadzemní a/nebo podzemní) výkonová síť zahrnující, například, kterýkoliv nebo všechny z 132 kV, 33 kV, 11 kV, 415 V a 240 V úseků. Hlasové a datové signály mohou být přenášeny po kterémkoliv nebo po všech z těchto úseků výkonové sítě prostřednictvím, vhodné detekce, zesílení a/nebo obnovení a opětovného zavedení, jak a kdy je to potřeba.

Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu jsou vytvořeny plně duplexní technické prostředky prostřednictvím použití, například, frekvenční (FDD), časové (TDD) cechniky a/nebo techniky s mnohostranným přístupem s kódovým dělením a/nebo techniky s vícenásobným přístupem (CDMA), to znamená, že signály mohou být vysílány a/nebo přijímány ve všech směrech současně.

Síť podle předkládaného vynálezu může být použita pro mnoho hovorových a/nebo datových přenosových účelů, jako je dálkové čtení elektrických měřících přístrojů, dálkové bankovní a nákupní služby, syszémy řízení energie, zelefony (hlasové), komutované telefony, bezpečnostní systémy a/nebo interaktivní datové služby, multimediální služby a televize.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje komunikační zařízení upravené pro použití s napájecí elektrickou přenosovou a/nebo rozvodnou sítí, zahrnující signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek, frekvenční měnič pro změnu frekvence signálu vysílaného a/nebo přijímaného vysílacím a/nebo přijímacím prostředkem na frekvenci, která umožní zlepšené šíření signálu na síti.

Výhodné je signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek upraven pro činnost podle telefonního standardu, který používá relativně vysokou nosnou frekvenci (například 500 MHz až 1 GHz), a frekvenční měnič je použitelný pro změnu signálu s relativně velkou nosnou frekvencí na signál s nižší nosnou frekvencí (například 1 až 60 MHz).

Ve výhodném provedeni předkládaného vynálezu je signálový vysilači a/nebo přijímači prostředek upraven pro činnosr podle standardu CT2 nebo CDMA. Výhodně je frekvenční měnič použitelný pro změnu nosné frekvence signálu na frekvenci mezi 1 a 20 MHz.

Typicky může signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek zahrnovat telefonní zařízení, například telefonní nebo faxový přístroj.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob signálového přenosu zahrnující vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na elektrickou výkonovou rozvodnou a/nebo přenosovou síť, jejíž alespoň část je vně budovy, a následný příjem signálu, uvedenv signál je přenášen po vnější části sítě, přičemž 5 tento signál je přenášen s použitím frekvenční, časové techniky a/nebo techniky vícenásobného přístupu s kódovým dělením.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje q komunikační zařízení (níže označované jako jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě) pro použití se sítí podle prvního aspektu předkládaného vynálezu. Tato jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě zahrnuje část nebo části s dolní propustí pro odfiltrování nízkofrekvenčního, napájecího výkonového signálu s velkou amplitudou, to jest oddělení tohoto signálu od telekomunikačního signálu (signálů) a umožnění telekomunikačnímu signálu, aby prošel jednotkou pro údržbu přenosových podmínek sítě. Tato jednotka rovněž zahrnuje vazební prvek s horní propustí pro vstup nebo odebrání telekomunikačních signálů ze sítě a, výhodně, koncový prvek s podobnou impedancí jako je charakteristická impedance sítě v daném bodě.

Použití takové jednotky zajišťuje, že vysokofrekvenční telekomunikační signály nezanesou vnitrní ^s nízkonapěťové vedení umístěné uvnitř budov, a/nebo že šumové zdroje z vnitřních nízkonapěťových vedení v budovách nezanesou nebo nepoškodí vysokofrekvenční telekomunikační signály přenášené po vnější elektrické přenosové a/nebo rozvodné síti.

Výhodně, jsou proměnné účinky elektrické zátěže (to jest zátěžové impedance) všech prvků, která jsou čas od času připojeny na síť a které používají elektrickou energii (to jest elektrická zátěže), izolovány od komunikačních signálů prostřednictvím působení prvku (prvků) dolní propusti 15 jednotky (jednotek) pro údržbu přenosových podmínek sítě.

Výhodně je na styku mezi vnější rozvodnou sítí a vnitřní sítí budov, například domu, uživatele použito elektrického filtru pro zajištění, že budou odděleny uvedené

9Q dva signály. Takový filtr by měl mít minimální vliv na normální domácí elektrické napájení.

Filtrační prvek podle předkládaného vynálezu, jehož cílem je omezit telekomunikační signály vstupující do vnitřní sítě uživatelských míst, má výhodně ne více než 1 V úbytek, zatímco přivádí 100 A zátěž z 240 V, 50 Hz jednofázového zdroje.

Výhodně jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě zajišťuje impedanci spadající mezi impedance přijímacích/vysílacích zařízení a výkonové sítě. Výhodně může * , „ tato jednotka pro údržbu přenosových vlastnosti site nést plnou zátěž nebo poruchový proud na výkonových frekvencích, zatímco stále nese hlasové a datové signály.

Ve třetím aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob signálového přenosu s použitím sítě podle shora uváděného ^b popisu.

Pokud mají být signály přenášeny po mnohofázové (například třífázové) elektrické výkonové síti, může být šíření signálu mezi kteroukoliv nebo všemi fázemi a zemí. ve výhodném provedení je signál šířen pouze mezi jednou z fází a zemí, což . rovněž zajišťuje nevyvážené přenosové charakteristiky a vodič se chová jako pseudo koaxiální přenosové vedení.

Pokud mají být signály přenášeny po jednofázovém 15 rozvodném vedení, může být rovněž získán pseudo koaxiální efekt. Jednorázové vodiče mohou být typicky buď koaxiální nebo dělené koaxiální. V případě děleného koaxiálního vodiče mohou být použity takové prostředky (jako je kapacitní vazba mezi částmi děleného koaxiálního pláště), že na požadované frekvenci se vodič chová jako standardní koaxiální vodič. Tím je tedy dosažitelný pseudo koaxiální účinek a vodič zajišťuje nevyváženou přenosovou charakteristiku.

Jednotka pro údržbu přenosových vlastností sítě výhodně obsahuje dolní propust zahrnující hlavní indukční cívku mezi síťovým elektrickým vstupem a síťovým elektrickým výstupem a spojenou v každém jejím konci se signálovým vstupním/výstupním vedením, které je upraveno paralelně se síťovým elektrickým vstupem a síťovým elektrickým výstupem, tato dvě spojení zahrnují první kondenzátor a, druhý kondenzátor, každý o předem stanovené kapacitě v závislosti na části frekvenčního spektra, která má být použita pro komunikační účely.

U tohcro uspořádání pracuje hlavní indukční cívka tak, že brání komunikačním signálům ze signálového vstupního/výstupního vedení ve vstupu do domácích/průmyslových uživatelských míst. Tato indukční cívka má tedy výhodně velkou indukčnost, jako 10 μΗ až -200 μΚ pro frekvence i MHz a větší.

První kondenzátor, který spojuje síťový elektrický vstup a signálové vstupní/výstupní vedení, působí jako vazební kondenzátor pro umožnění průchodu komunikačních signálů ze signálového vstupního/výstupního vedení, zatímco utlumuje všechny nízkofrekvenční složky na nebo kolem frekvence síťového elektrického napájení (to jest, například 50 nebo 60 Hz).

ektrickým zajišťuje signálové

Druhý kondenzátor, upravený mezi síťovým el výstupem a signálovým vstupním/výstupním vedením, další útlum komunikačních signálů a je spojen přes vstupní/výstupní vedení se zemí.

Pro případ selhání buď prvního nebo druhého kondenzátoru, je výhodně každý takový kondenzátor opatřen odpovídající pojistkou upravenou mezi prvním nebo druhým kondenzátorem a signálovým vstupním/výstupním vedením. Navíc mohou být zařazena přídavná bezpečnostní opatření prostřednictvím zajištění druhé indukční cívky, upravené mezí spojeními mezi signálovým vstupním/výstupním vedením a prvním a druhým kondenzátorem. Tato indukční cívka nemá žádný vliv na komunikační frekvenční signály, ale bude zajišťovat cestu k zemi, pokud selže první kondenzátor, čímž umožní první pojistce, aby se přepálila aniž by byl umožněn vstup výkonového frekvenčního signálu na signálové vstupní/výstupni vedení.

Indukčnost hlavní indukční cívky závisí na materiálu, ze kterého je tato cívka vyrobena, a na průřezu drátu navinutého kolem jádra. Dříve uváděná indukčnost 10 μΗ je výhodně minimem a s použitím lepšího materiálu jádra může být dosaženo vyšší indukčncsti, například, řádově 200 μΗ. Alternativně by mohlo být použito množství indukčních cívek zapojených do série.

Vazební kondenzátor má kapacitu výhodně v rozsahu 0,01 až 0,50 pF a druhý kondenzátor, spojující síťový elektrický výstup se signálovým vstupním/výstupním vedením a zemí, má kapacitu výhodně v rozsahu od 0,001 do 0,50 uF.

Druhá indukční cívka, upravená na signálovém vstupním/výstupním vedení, má výhodně minimální indukčnost přibližně 250 pH. Tato indukční cívka tedy nemá vliv na komunikační frekvenční signály na signálovém vstupním/výstupním vedení. Vodič, použitý pro vytvoření indukční cívky s indukčnost! 250 pH, by měl mít dostatečnou plochu průřezu pro vedení poruchového proudu v případě poruchy vazebního kondenzátoru a tedy ve stavu zkratu.

Výhodně je zabráněno jakékoliv rušivé vlastní rezonanci v indukčních nebo kapacitních prvcích. Pokud, je spodní mezní kmitočet jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě zvýšen, mohou být proporcionálně sníženy minimální hodnoty indukčnosti nebo kapacity.

Ve výhodném provedení vynálezu je filtr upraven ve stíněné krabici tak, aby bylo zajištěno dobré uzemnění a aby bylo zabráněno vyzařování komunikačních signálů.

Podle dalšího aspektu, předkládaný vynález navrhuje elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť mající množství fází, toto množství je vybráno ze seznamu 1, 2, 4, 5, o, 7, 8, 9, ... n (kde n je celé číslo větší než 9>, ale výhodně mající 1 nebo 2 fáze, a zahrnující vstupní prostředek pro vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na alespoň jeden z fázových vodičů sítě a výstupní prostředek pro odebrání tohoto telekomunikačního signálu z alespoň jednoho dalšího fázového vodiče sítě.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje nevyváženou, elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť, jejíž alespoň část zahrnuje potažený kabel, tato síť zahrnuje vstupní prostředek pro vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť a výstupní prostředek pro odebrání tohoto telekomunikačního signálu ze sítě, přičemž uvedený signál lze přenášet po uvedené části sítě, která má potažený kabel.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje dálkovou a vícenásobně rozvětvenou, elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť zahrnující vstupní prostředek pro vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť a výstupní prostředek pro odebrání tohoto telekomunikačního signálu ze sítě.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť, jejíž alespoň část je vně budovy, přičemž tato síť zahrnuje vstupní prostředek pro vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť a výstupní prostředek pro odebrání tohoto telekomunikačního signálu ze sítě, přičemž uvedený signál lze přenášet po uvedené vnější části sítě.

Oproti poznatkům dosavadního stavu techniky není použití nosné frekvence o této velikosti nepraktické vzhledem k účinkům útlumu. To je způsobeno tím, že alespoň při vyšších θ frekvencích, vodiče nebo kabely výkonové přenosové a/nebo rozvodné sítě vykazují pseudo koaxiální vlastnosti a tudíž je omezen útlum.

Tímto způsobem mohou být přenášeny hovorové a datové signály na nosných frekvencích větších než přibližně 1 MHz, což umožňuje větší dosažitelné spektrum a větší přenosovou kapacitu. Nosná frekvence může být ve skutečnosti menší než 1 MHZ, například 800 kHz nebo dokonce pouze 600 kHz, ale jejím .zmenšením se zužuje rovněž šířka pásma. Může být vytvořeno množství telekomunikačních signálů, každý s odlišnou nosnou frekvencí.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob signálového přenosu zahrnující vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na alespoň jeden fázový vodič elektrické výkonové rozvodné a/nebo přenosové sítě, a následný příjem signálu z alespoň jednoho dalšího fázového vodiče této sítě, uvedená síť má množství fází, toto množství je vybráno ze seznamu 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ... n (kde n je celé číslo větší než 9), ale výhodně má síť 1 nebo 2 fáze.

Kterýkoliv nebo všechny ze shora uváděných aspektů předkládaného vynálezu může zahrnovat znaky popisované kdekoliv v tomco popisu.

Příkladná provedeni předkládaného vynálezu budou v následujícím popisu popsána s jednotlivými odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l je blokové schéma části sítě, kzerá může býz 10 použita podle předkládaného vynálezu;

Obr. 2 je blokové schéma prvního přenosového systému pro síť, která je znázorněna na obr.

1;

Obr. 3 je blokové schéma druhého přenosového lo ^J systému pro síť, která je znázorněna na obr. 1;

Obr. 4 je blokové schéma třetího přenosového systému pro síť, která je znázorněna na obr.

1;

Obr.5A řez typickým třífázovým kabelem;

Obr.53 je řez typickým koaxiálním kabelem;

Obr.6 je první provedeni jednotky pro údržbu přenosových vlastnosti sítě, určené pro použití s předkládaným vynálezem;

Obr.7 je druhé provedení jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě, určené pro použití s předkládaným vynálezem; .

Obr. 8 je nárys jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě, knerá je znázorněná na obr. 6;

Obr. 9 je znázornění obvodové desky jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě, která je znázorněná na obr. 8;

Obr.10 je blokové schéma jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu;

Obr.11a je blokové schéma jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě použité s předkládaným vynálezem;

Obr.lib je blokové přenosových předkládaným s chéma j edno t ky vlastností sítě vynálezem;

pro údržbu použizš s

0br.l2A je řez koaxiálním kabelem;

Obr.l2B je řez děleným koaxiálním kabelem;

Obr.l2C je řez pseudo koaxiálním kabelem;

Obr.13 je blokové schéma frekvenčního měniče podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu;

Obr.14 je schéma zapojení frekvenčního měniče, který je znázorněn na obr. 13;

Obr.15 je schéma zapojeni kmitočtového obvodu pro frekvenční měnič, který je znázorněn na obr. 14;

Obr.16 je schéma zapojení napájecího zdroje pro mikrotelefonní rozhraní CT2 podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu;

Obr.17 je schéma zapojení mikrotelefonního rozhraní ^c CT2 pro použití s napájecím zdrojem, který je znázorněn na obr. 16;

Obr.18 je schéma zapojení oddělovacího rozhraní základní stanice pro použití s předkládaným vynálezem; a

Obr.19· schematický diagram, znázorňující použití přenosových technik CDMA podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu 15

Obr. 1 znázorňuje obecně síť 40. Napájecí elektrická energie vstupuje do sítě z 11 kV přenosového vedení 42, přes transformátor 44 a na 415 V třífázovou síť 4 6. Tato 415 V třífázová síť 46 je vedena do množství míst, jako jsou budovy ?0 —' ^každá z těchto budov 43 může přijímat pouze jednorázový elektrický přívod, nebo alternativně může přijímat třífázový výkonový přívod.

Hlasové a datové signály mohou být přiváděny do sítě (nebo alternativně přijímány ze sítě) ve vstupním bodu 50, aby byly přijímány uživateli v budovách 48 . Aby se oddělily hlasové a datové komunikační signály od nízkofrekvenčních výkonových signálů o vysoké amplitudě, je každý signálový zdroj a/nebo cílové místo opatřeno jednotkou 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě, která je podrobněji znázorněna na obr. 11a. Tato jednotka 52 pro údržbu přenosových vlastností sítě zahrnuje dolní propust pro oddělení shora uvedených dvou signálů.

Další (pro velké proudy) jednotka 51 pro údržbu přenosových podmínek sítě, která je rovněž znázorněna na obr. 11b, může být upravena mezi elektrickým rozvodným transformátorem 44 a vstupním bodem 50, aby dále odstraňovala šumy transformátoru z udržované sítě 40. Tato jednotka 51 je opatřena indukční cívkou pro velké proudy.

Obr. 2 znázorňuje třífázovou síť 40, na kterou a ze které mohou být datové signály vysílány a přijímány s použitím jednotek 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě. Kabel sítě 40 je potažen, to znamená, že je obalen pláštěm 41, například po celé nebo v podstatě po celé své délce. Jako příklad mohou být datové signály vysílány na žlutou fázi sítě 40 prostřednictvím jednotky 52A pro údržbu přenosových podmínek sítě, to znamená, že signál je mezi žlutou fází a zemí, jak je znázorněno. Vysílaná data potom mohou být přijímána kteroukoliv nebo všemi z jednotek 523, 520 a 52D pro údržbu přenosových podmínek sítě, které jsou spojeny se žlutou, červenou respektive s modrou fází. Jinými slovy mohou být data přijímána na kterékoliv fázi kabelu, a tedy také na fázích na které signál nebyl vyslán vysílací jednotkou. To je umožněno vzájemnou kapacitní reaktancí mezi fázovými vodiči, která účinně vytváří pseudo koaxiální povahu třífázového kabelu. Jak je patrné, mohou být data vysílána a přijímána každou jednotkou.

Jak je znázorněno, obsahuje každá fáze sítě 4 0 transformátor 43. Obvykle je toto zajištěno jedním třífázovým transformátorem pro všechny tři fáze a ne prostřednictvím tří samostatných jednofázových transformátorů, přestože i tato možnost připadá do úvahy.

Obr. 3 znázorňuje část třífázové sítě 40, do které a z které mohou být datové signály vysílány a přijímány s použitím čtyř jednotek 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě. Jak je znázorněno, jsou datové signály vysílány na dvou fázích třífázové sítě - v tomto případě na červené a modré fází.

Pokud jedna nebo více fází není použitá (například žlutá fáze na. obr. 3) může být nevyužitá fáze (nevyužité fáze) zakončena tak, aby byla vytvořena vhodná impedance. To může být provedeno použitím L obvodu, to znamená sériovou indukční cívkou s derivačním (paralelně zapojeným) kondenzátorem na straně transformátoru. Tím je zajištěna optimální impedance a rovněž je zajištěno, že RF signál, který je vázán mezi, například červenou a žlutou fázi, není odveden prostřednictvím transformátorového připojení s nízkou impedancí. To je obzvláště užitečné v případě, že, například v připojovacím bodě transformátoru pro žlutou fázi, je nedostatečná induktivní reaktance.

Obr. 4 je alternativní přenosový systém pro systém podle obr. 2, ve kterém jsou datové signály vysílány na všech třech fázích, to jest na modré, červené a žluté fázi třífázové sítě 40.

Obr. 13 je blokové schéma znázorňující příklad použití jednoho určitého telefonního protokolu (CT2) se sítí podle předkládaného vynálezu. Při normálním využití vysílá a přijímá zařízení CT2 na radiové frekvenci 8 66 ± 2 MHz. Síť podle předkládaného vynálezu ale není obecně vhodná pro přenos signálů na této frekvenci a systém v tomto příkladu rady obsahuje frekvenční měnič pro změnu signálu CT2 na frekvenční rozsah 8 ± 2 MHz.

Zařízení na obr. 13 je založeno na dvojici standardního jednolinkového CT2 mikrotelefonu a základní stanice. Aby bylo umožněno, že mikrotelefon zajistí funkce běžné drátové telefonní linky v uživatelském místě, je navíc vedle frekvenčního měniče použito také obvodové rozhraní základního pásma (viz obr. 16 a obr. 17).

Vybavení uživatelské a vedlejší stanice obvykle každé obsahuje CT2 zařízení plus tři přídavné desky. Ty sestávají z frekvenčních měničů a vestavěných modulů výkonového napájení (PSU), které jsou stejné v obou vybaveních, a desek rozhraní základního pásma, které jsou odlišné pro každé vybavení jednotky.

Frekvenční měnič sestává z pěti hlavních částí: syntetizátoru 200, sestupného měniče 202, vzestupného měniče 204, přepínače 206 vysílání/příjmu a pásmové propusti 208. Každá z větví vzestupného a sestupného měniče zahrnuje propust 210 respektive 212 RF pásma, směšovač 214 respektive 216, zesilovač 218 respektive 220 a filtr 222 respektive 224 harmonických složek.

Při použití signály, které jsou vysílány z jednotky 230 pro údržbu přenosových vlastností do CT2 telefonního zařízení 232, budou mít. jejich nosnou frekvenci vzestupně měněnou prostřednictvím vzestupného měniče 204. Podobně signály, které jsou vysílány z CT2 telefonního zařízení 232 na jednotku 230 pro údržbu přenosových podmínek sítě (a potom na síť), budou sestupně měněny s použitím sestupného měniče 202. Přepínač 206 vysílání/příjmu pracuje tak, aby zajistil provedení vhodné frekvenční změny.

Obr. 14 podrobněji znázorňuje schéma zapojení vhodného frekvenčního měniče.

Vysílané signály z CT2 zařízení jsou přivedena do TX

IN” portu, projdou keramickým filtrem 24L pro eliminaci rušivých prvků a přes útlumový článek a přepínač módu 1C5 jsou vedeny do směšovače sestupného měniče. Rozdílový signál ze směšovače je zesílen zesilovačem Al a prochází do 10 — vysílacího - .přijímacího přepínače IC6, který je řízen signálem TXRXCO z CT2 radiové jednotky. Z tohoto přepínače je signál veden pásmovým filtrem, který sestává z kaskádových pětistupňových Butterworthových horních a dolních propustí (L6 až L9, C48 až C53). Tyto propusti oddělí frekvence 6 MHz 15 a 10 MHz.

Výstupní signál z filtru je veden útlumovým 3 dB článkem, který slouží pro zajištění odpovídajícího přizpůsobení filtru dokonce i když impedanční přizpůsobení

2o výstupní zátěže je malé, a vystupuje z portu 8 MHz RE na CU”. Tento pcrt je spojen s jednotkou (CU) pro údržbu přenosových podmínek sítě, která pak přivádí RF signál do sítě.

Příchozí signály z jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě procházejí zpět propustí pásma 6 až 10 MHZ a vysílacím - přijímacím přepínačem CI6, vystupují z portu B a jsou zesíleny zesilovačem A2. Výstup tohoto zesilovače je filtrován od harmonických složek a je přiveden do směšovače MX2 vzestupného měniče. Výstup tohoto směšovače je přiveden na vstup CT2 přijímače přes přepínač IC8 módu a druhý keramický filtr, tedy propust pro 866 MHz.

Účelem přepínačů módu je umožnit přístup k 866 MHz vysílacím a přijímacím cestám CT2 radiové jednotky. To umožňuje, aby spojení bylo nastaveno na 866 MHZ (buď prostřednictvím kabelu nebo prostřednictvím antén) pro testovací účely.

866 MHz signálové cesty jsou vedeny z frekvenčního měniče čistě prostřednictvím přepínačů IC5 a IC8 módu, a jsou rekombinovány . prostřednictvím IC7, který působí jako přijímací/vysílací přepínač řízený signálem TXRXCO z CT2 radiové jednotky. Tímto způsobem port 866 MHz RF (který je vyveden do zdířky vnitřního tescu) účinně nahrazuje původní anténový port radiové jednotky a může být použit stejným způsobem. Přepínače módu jsou řízeny logickými signály z vnitřního přepínače SWl, jak jedničkový tak komplementární signál jsou generovány tak, aby se zjednodušil oběh RF cest přes přepínače ICx. Mělo by být uvedeno, že port režimu řízení a port 866 MHz RF jsou umístěny uvnitř zařízení a nemají účast při běžné činnosti zařízení.

Obvodem syntetizátoru, který je znázorněn na obr. 15, je generován místní oscilátor 874,1 MHz. Obvod VCO, 'který pracuje na výstupní frekvenci, je Colpitsův oscilátor pracující s tranzistorem Ql. Frekvence je stanovena prostřednictvím komponentů kolem koaxiálního dielektrického rezonátoru DR1 a varaktorové diody Dl. Výstup Colpitsova oscilátoru VCO je zesílen a vyrovnáván MOSFET transistorem Q2 se dvěma branami, načež je signál odebrán, aby vybudil čítač IC3. Signál oscilátoru je potom dále zesílen zesilovačem IC2 a rozdělen do dvou cest výkonovým děličem PSI, aby budil směšovače vzestupného a sestupného měniče.

Řídící smyčka je tvořena svntetizátorem IC2, čítačem 1C3 s dvojitým režimem, a smyčkovým filtrem tvořeným obvodem IC1 a přidruženými komponenty. Tato smyčka má běžnou konstrukci Type II s úzkou šířkou pásma kolem 150 Hz. Referenční frekvence je zajištěna prostřednictvím modulu TCXO

12,8 MHz, který budí referenční vstup obvodu IC2.

Obr. 15 je schéma zapojení zdroje napájení pro desku rozhraní pro rozhraní mezi CT2 mikrotelefonem a základní telefonní službou.

Tento zdroj napájení zajišťuje tři napěťové úrovně:

+ 12 V - pro audio obvody (napájené z PSU desky,' +57 - pro logické řízení + 50 V - pro rozhraní vedení

Vstupní napájení je + 12 V. To je regulováno dolů na + 5 V lineárním regulátorem IC6. Zdroj + 50 V je odvozen z + 12 V úrovně prostřednictvím dvojčinného vzestupného měniče tvořeného obvody IC1, Q1 až Q2, Dl· až D6, Tl a LI. Konstrukce je zcela běžná, ale nastavení je provedeno pro frekvenci oscilátoru. Tím je umožněno, aby frekvence byla nastavena tak, že její harmonické složky nespadají do šířky pásma CT2 druhého IF při 500 kHz. To je dosaženo použitím frekvence 110 kHz pro výkonový měnič, vložením 4-té a 5-té harmonické při 40 kHz respektive při 550 kHz.

Obr. 17 je schéma zapojení rozhraní pro CT2 mikrotelefon, včetně rozhraní vedení, audio rozhraní a logického řízení.

Rozhraní vedení je tvořeno součástkami nebo obvody Q3 až Q9, IC2 a jejich přidruženými komponenty, a obsluhuje jak příchozí tak i výstupní hovory.

Pro výstupní hovory, za klidových podmínek, je REVERSE nízká úroveň. Pokud se uživatelský terminál stane vyvěšeným (přihlášeným), teče proud vedení z + 50 V zdroje přes obvod Q3, uživatelský terminál a svod konstantního proudu, který je tvořen součástkami obvody Q7 (jehož báze je připojena na + 5 V) a R15. Napětí je tedy odvozeno ze součástky R15 a tím se provádí tři funkce. Za prvé vzestupná hrana tohoto signálu spouští nebo překlápí obvod IC3a, který aktivuje obvod IC4a na přibližně 50 ms. Obvod IC4a simuluje činnost Line tlačítka CT2 mikrotelefonu a tudíž způsobuje, že CT2 systém spustí výstupní hovor. Za druhé je tak uveden jeden vstup obvodu IC2o na vysokou úroveň, což způsobuje, že REVERSE zůstává na nízké úrovni. Za třetí je tak přepnuto na obvod Q9. To uvádí spoj součástek R2Q a R21 na nízkou úroveň, polarizuje v přímém směru součástku D8 a Tudíž spojuje součástku CÍ7 a konec audio obvodu (kolem obvodu IC5) s vedením.

Pokud se uživatelský terminál opět soane zavěšeným (odhlášeným), proud vedením přestává téci a napětí na součástce R15 klesá. Spádová hrana tohoto signálu spouští nebo překlápí obvody IC3b a IC4b, které společně simulují činnost Cíear tlačítka CT2 mikrotelefonu. Tím se způsobí, že systém CT2 se uvede do klidu.

Při příjmu příchozího hovoru aktivuje CT2 mikrotelefon vnitřní vyrovnávací obvod s otevřeným kolektorem (který by normálně budil vyzváněcí měnič), který je spojen s linkou RING a tudíž vybíjí součástku CIO. To aktivuje 25 Hz oscilátor tvořený obvody IC2a, IC2b a přidruženými komponenty.

Zajištěním, že uživatelský terminál je zavěšený (odhlášený), se výstup z oscilátoru vede na REVERSE. V průběhu doby, ve které je REVERSE na vysoké úrovni, jsou obvody Q3 a Q7 zavřené, zatímco obvody Q4 a Q6 jsou otevřené, což obrací polaritu napětí na vedení. Tímto způsobem je vedení buzeno 25 Hz čtvercovou vlnou o amplitudě 100 V špička - špička. Přestože je toto napětí nižší než vyzváněcí napětí dodávané normální veřejnou ústřednou, je přesto dostatečné k tomu, aby uživatelský terminál zaregistroval příchozí hovor. Vyzváněcí proud není dostatečný pro vytvoření napětí na obvodu R15, které bude ovládat obvody IC2c nebo Q9. Ve skutečnosti je důvodem pro použití součástek nebo obvodů Q9 a D8 zajištění, aby tomu tak bylo. Pokud tyto komponenty nebudou přítomny, pak vyzváněcí proud poteče do součástky C17, která by nejen značně zatížila 50 V zdroj, ale která by rovněž spustila obvody detekující vyvěšení (přihlášení) (TC2c, IC3) a tudíž by způsobila nefunkčnost systému.

Za účelem zjednodušení systému není upraveno žádné zařízení pro dekódování volených čísel z uživatelské jednotky. Je tedy nemožné provozovat systém podle předkládaného vynálezu v módu s přerušováním smyčky. DTMF tóny vytvářené uživatelským terminálem budou procházet přímo audio kanálem, jakmile bude vedení otevřeno.

Vyzvonění je provedeno prostřednictvím obvodu IC4c a přidružených komponentů. Protože oba dráty vedení mají na sobě obvykle úroveň blízkou + 50 V, přitáhnou prostředky uzemňovacího vyzvonění v uživatelském zařízení vyzváněcí vedení a tím řídící vstp/výstup obvodu TC4c až na vysokou úroveň (oproti přitažení napětí vedení dolů na zem, jak by se stalo ve veřejné ústředně) . Obvod IC4c je připojen přes vyzváněcí tlačítko CT2 mikrotelefonu. Mělo by být uvedeno, že zemnící vodič (vlastně RECALL vedení) je na zápornějším napětí než vodiče A a B vedení, oproti kladnějšímu potenciálu, jak je běžná praxe na vedeních veřejných ústředen.

Obvodem IC5 a přidruženými komponenty je vytvořen smíšený obvod, který je spojen s vedením přes součástku C17.

¹⁰ Výstup z CT2 mikrotelefonu je připojen na neinvercující vstup obvodu ZC5a, který je konstruován jako izolační zesilovač s jednotkovým ziskem. Výstup obvodu IC5a budí vedení přes vyrovnávací impedanci Zb, která je tvořena součástkami C13,

C19 a R23 až R30.

Obvod IC5b pracuje jako běžný rozdílový zesilovač. Pokud je impedance představovaná vedením stejná jako vyrovnávací impedance Zb, pak jakýkoliv signál vystupující z obvodu IC5a je na vstupech obvodu lC5b na stejné úrovni a tudíž se výstupu obvodu IC5b neprojeví. Příchozí signály z vedení jsou ovšem přiváděny pouze na neinvertující vstup obvodu IC5b a procházejí se ziskem + 2. Výstup z obvodu IC5b tvoří vstupní signál pro CT2 mikrotelefon.

Obr. 18 je schéma zapojení oddělovacího rozhraní pro 25 použití mezi zařízením základní stanice a účastnické stanice.

Je nezbytné oddělit základní stanici od PSTN vedení, aby bylo možné připojení síťového uzemnění, protože rozhraní vedení není v původní konstrukci odděleno od RF části. To je provedeno prostřednictvím malé přídavné desky, která přebírá funkce přepínaní smíšeného režimu vedení.

Schéma zapojení této desky je znázorněno na obr. 6. Po průchodu ochrannou sítí L1-L2-VDR (převzaté z původní základní stanice GPT) je proud procházející vedením usměrněn usměrňovačem 3R1, aby byl· obvod nezávislý na polaritě potenciálu na vedení. Obvod Q1 zajišťuje funkci přepínání vedení a je buzen logickým řízením základní stanice přes obvod IL2 a součástky R2, R3 a D2. Prostředek zemního vyzvonění je vytvořen prostřednictvím obvodu Q2 a přidružených komponentů, který je buzen přes obvod 113.

Výhodně jsou obě tyto funkce řízeny s použitím optoizolátorů v původním obvodu, přestože tyto jsou použity spíše pro posun úrovní než pro oddělení nebo izolaci. Mělo by být uvedeno, že výstupní tranzistory obvodů 112 a 113 musí být schopné vydržet špičkové vyzváněcí napětí ve vypnutém'' stavu, takže jsou zde použity vysokonapěťová typy těchto tranzistorů.

Vyzváněcí proud je usměrněn usměrňovačem BR2 a budí obvod IL1 přes součástky Rl a Dl - přičemž součástka Dl je použita proto, aby zabránila audio signálům o vysoké úrovni ve vstupu do obvodu 111.

Protže v tomto systému nejsou prostředky pro volbu s rozpojenou smyčkou, nejsou potřebné maskovací obvody ani pro audio cestu ani pro vyzváněcí detektor. To by ovšem jinak bylo vyžadováno pro zabránění pulsům při rozpojené smyčce v ovládání vyzváněcího detektoru nebo aby přetížily audio 25 kanál.

Zbývající obvody zajišťují audio cestu. Signály, které mají být přenášeny, jsou přivedeny na Darlingtor.ovo zapojení Q3-Q4 přes izolační transformátor TI a přidružené

3₀ předpěťové komponenty. Tato dvojice transformátorů (Q3 a Q4) ve spojení se součástkami R13 a R14 tvoří zdroj konstantnrno proudu, který je modulován prostřednictvím odcházejícího audio signálu. Výsledný signál se dělí přes součástky R3 a R9 mezi vedení a vyrovnávací impedanci, která je tvořena součástkami C3 až C5 a R10 až R12. Pokud je impedance vedení stejná jako vyrovnávací impedance, jsou signálová napětí na součástkách R8 a R9 stejná, ale opačná, a žádný signál neprochází transformátorem T2. Toto uspořádání tedy zajišťuje potlačení místní vazby. Příchozí signály z vedení ovšem vytvoří signál na transformátoru T2, který je výstupem do CT2 základní stanice.

Dalším zvláště vhodným komunikačním protokolem pro použití s předkládaným vynálezem je CDMA, přičemž obr. 19 je grafem znázorňujícím napětí v závislosti na frekvenci pro příkladný signál CDMA podle předkládaného vynálezu. Čára 400 označuje základní CDMA signál, který je signálem s relativné širokým pásmem a nízkým výkonem. Podle jednoho aspektu vynálezu mohou být ale zároveň přenášeny rovněž další signály. Příklady těchto přídavných signálů jsou označeny vztahovými značkami 402, 404 a 406, přičemž z obr. 19 je ? o patrné, že tyto přídavné signály jsou signály s relativné úzkým pásmem.

Tyto úzkopásmové signály budou interferovat s CDMA signálem v oblastech pokrytých těmito úzkopásmovými signály, ale data obsažená v CDMA signálu mohou být stále zjistitelné z ostatních částí frekvenčního spektra CDMA signálu. Přídavné datové signály (402, 404 a 406) mohou tedy být zařazeny současně se základním CDMA signálem označeným čárou 400.

Obr. 5A znázorňuje zjednodušený průřez třífázovým 3Q výkonovým kabelem 54, který obsahuje červenou fázi 56, žlutou fázi 53 a modrou fázi 60. Datové signály jsou přenášeny mezi modrou fází 60 a zemí 62 a jsou přiváděny do sítě přes jednotku 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě. Při vysokých frekvencích vzájemná kapacitní reakzance mezi fázemi účinně vytváří spojení nakrátko. To znamená, že tento přenosový syszém poskynuje pseudo koaxiální charakterisziku, která zhruba odpovídá koaxiálnímu kabelu znázorněnému na obr. 53. Vzájemná kapacitní reaktance mezi kterýmikoiiv dvěma fázemi v třífázovém kabelu je na obr. 5A schematicky znázorněna a označena vztahovou 64 - podobná vzájemná kapacitní reaktance existuje mezi ostatními částmi fází.

Základní elementy jednotky 101 pro údržbu přenosových podmínek sítě podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu jsou znázorněny na obr. 11 a obr. 11b. Obr. lia znázorňuje jednotky pro údržbu přenosových podmínek sírě, jako jsou jednotky označené vztahovými značkami 52 a 51 na obr. 1. Jednotka pro údržbu přenosových vlastností sítě může být považována za ekvivalentní dolní propusti 100 a vazebnímu kapaciznímu prvku 102 (který lze považovat za prvek horní propusti).

Dolní propust 100 umožňuje napájecímu výkonu, aby byl přiváděn z rozvodné síně ke spotřebiteli, zatímco zabraňuje vysokofrekvenčním komunikačním signálům ve vstupu do uživatelských míst. Vazební kapacitní prvek 102 (nebo jinak také horní propust) je použit, aby vázal vysokofrekvenční komunikační signály na rozvodnou síť, a zároveň bránil napájecímu výkonu ve vstupu do komunikačního zařízení.

Componenty jednotky pro údržbu komunikačních podmínek sítě mohou být usazeny, například, do skříně elektrického měřicího přístroje umístěného v uživatelském místě, nebo případně mohou být usazeny do oddělení v zadní části tohoto měřícího přístroje. Alternativně mohou být tyto nezbytné komponenty umístěny, například, v jednotce pojistky o velkém vypínacím výkonu (HRC) nebo obecně v pojistkové jednotce.

Jak je znázorněno na obr. 6, je jedno provedeni jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě (v podscatě propust nebo filtr) podle jednoho aspektu vynálezu obecně označena vztahovou značkou IQ a je zapojena mezi vstup 12 napájecí elektrické energie a výstup 14 napájecí elektrické energie. K této propusti je rovněž připojeno signálové vstupní/výs tupni vedení 16. Síťové výkonové vedeni je standardní 50 Hz síťový elektrický výkonový přívod zajišťujíc! zdroj domácí elektrické energie 240 V o maximálním proudu 100 A pro běžné použiti.

Jednotka 10 pro údržbu přenosových vlastností sítě je umístěna do kovové krabice, která brání vyzařováni komunikačních signálů do vně umístěných zařízení a která zajišťuje spojení 13 se zemí pro signálové vstupní/výstupní vedení 16. Jednotka 10 pro údržbu přenosových vlastností sítě zahrnuje první nebo hlavní indukční cívku 20 vytvořenou, například, drátem o průřezu 15 mm^:, který je navinutý se 30 závity kolem ferritové tyče o průměru 10 mm a délce . 200 mm. Tím je vytvořena indukčnost přibližně 50 μΗ. To může být minimální hodnota pro použité signálové vlastnosti. Použití lepších materiálů nebo množství do série zapojených indukčních cívek by zvýšilo indukčnost indukční cívky až na hodnotu, například, přibližně 200 μΗ.

Každý konec hlavní indukční cívky 20 je opatřen spojením se signálovým vstupním/výstupním vedením 16. První spojení 22 mezi vstupem 12 napájecí elektrické energie a signálovým vstupním/výstupním vedením 16 zahrnuje první vazební kondenzátor 24, který má kapacitu mezi 0,01 a 0,50 pF, výhodně kolem 0,1 pF. Tento vazební kondenzátor 24 je spojen s první pojistkou 26, která je použita, aby se přetavila v případě selhání něco poruchy vytvořené v kondenzátoru 24.

Druhé spojení 28 zahrnuje druhý kondenzátor 30, který má kapacitu mezi 0,001 a 0,50 pF, výhodně kolem 0,1 pF. Tento kondenzátor 30 zajišťuje další útlum, komunikačních signálů zkratem ke spojení 13 k zemi. Druhá pojistka 32 je použita, aby se přetavila v případě selhání nebo poruchy vytvořené v druhém kondenzátoru 30, čímž brání dalšímu poškození j ednotkv.

Signálové vstupní/výstupní vedení 16 je spojeno s druhou indukční cívkou 34, která má minimální indukčnost přibližně 250 pH. Tato indukční cívka 34 je použita jako omezovač poškození v případě selhání prvního vazebního kondenzátoru 24. V případě takového selhání tato indukční cívka 34 zajišťuje cestu ke spojení 18 k zemi pro 50 Hz frekvenci síťové elektrické energie, čímž přetaví první pojistku 2 6. Tato indukční cívka 34 nemá vliv na komunikační frekvenční signály přítomné na signálovém vstupním/výstupním vedení 16.

Obr. 7 znázorňuje druhé provedení jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě, nebo jinak také filtru či propusti, podle předkládaného vynálezu. Tato propust 70 zahrnuje dvojici indukčních cívek LI, L2 zařazených do série mezi vstup 72 napájecí elektrické energie a výstup 74 napájecí elektrické energie. Výhodná hodnota indukčnosti indukčních cívek LI a L2 je přibližně 16 pH. Mezi RF vstupní vedení 80 a vstup 72 napájecí elektrické energie je zapojena první pojistka F1 a první kondenzátor Cl, a mezi RF vstupní vedení 80 a zem je zapojena třetí indukční cívka L3, která působí jako RF tlumivka a jejíž typická hodnota indukčnosti je 250 μΗ.

c

Mezi spojovací bod indukčních cívek LI a L2 a zem je podobným způsobem zapojena druhá pojistka F2 a druhý kondenzátor C2. Mezi výstup 74 napájecí elektrické energie a zem je zapojena třetí pojistka F3 a třetí kondenzátor C3. Typická hodnota kapacit kondenzátoru je kolem 0,1 uF a ¹⁰ typická velikost pojistek je přibližně 5 A HRC .(velký vypínací výkon).

Hodnoty uváděné pro jednotlivé komponenty jsou pouze příkladnými hodnotami, přičemž pro jiné použité frekvence budou vhodné odlišné hodnoty těchto komoonentů.

Na obr. 8 je znázorněno typické uspořádání skříně pro jednotku pro údržbu přenosových podmínek sítě podle provedení předkládaného vynálezu. Hlavní indukční cívky LI a L2 jsou umístěny v stínící krabici 90. Jsou znázorněny různé spojení,

2Q včetně portu 92 komunikačního rozhraní, ke kterému by normálně bylo napojeno uživatelské komunikační zařízení. Jak

	je ale na <	tbr. 8 znázorněno, může být	tento	port	92
	komunikačního	rozhraní ukončen koncovkou	94	portu	s
	přizpůsobenou	impedancí.
25	Obr.	9 znázorňuje obvodovou desku	96,	která	je
	uložena uvnit	ř stínící krabice 90, znázorněné na	obr. 8,	a

která obsahuje zbývající obvody jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě, nebo jinak filtru či propusti, která je znázorněná na obr. 7. Jsou znázorněna spojení A, B, reprezentované imoedancí ve

C, D a E, která spojují odpovídající body na stínící krabici 90, znázorněné na obr. 8.

Obr. 10 je blokové schéma jednotky 52 pro údržbu přenosových vlastností sítě, které znázorňuje různé stavební bloky 80 až 36 této jednotky. Pro vytvoření vhodné jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě by obvody bloky 81 a 8 6 měly být prvky s vysokou spektru požadované komunikační frekvence (například 1 MHz a výše) a prvky s nízkou impedancí na frekvenci síťového elektrického napájení (to jest 50/60 Hz), to znamená, že tyto prvky jsou indukční cívky. Podobně by bloky 80 a 82 měly být vazebními prvky s nízkou impedancí ve spektru požadované komunikační frekvence a oddělujícími prvky s vysokou impedancí na frekvenci síťového elektrického napájení, to znamená, že tyto prvky jsou kondenzátcry.

Do série s bloky 80 a 82 jsou zařazeny tavné bezpečnostní pojistkové spojky (84 a 85.) pro omezení HRC poruchového proudu. Pro spojení s komunikačním proudem může být zařazen přídavný blok 83 pro přizpůsobení síťové impedanci. Tento prvek může být umístěn vně jednooký 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě.

Optimální hodnoty bloků 81, 80, 82 a 86 budou záviset na faktorech, které zahrnují:

a) požadovaný frekvenční rozsah na kterém má být síť provozována.

b) jednotkovou délku sítě, která má být provozována.

c) počet a druh zátěží, které mohou být připojeny.

na síť

d) charakteristickou impedanci síťových fázových vodičů vzhledem k zemi, to jest vnějšímu elektrickému stínění vodičů.

e) impedanci zařízení komunikačního rozhraní.

Jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě může být naplněna vzduchem, netečným plynem, pryskyřičnou sloučeninou nebo olejem v závislosti na umístění a poměrech zatížení a/nebo chybového proudu jednotky. Rovněž může být, například, umístěná uvnitř, namontována na stožáru, zakopaná pod zem nebo vložena do sloupu pouličního osvětlení.

Podobně mohou bloky 81 a 86 zahrnovat množství jednotlivých indukčních cívek zapojených dc série a, pokud není požadováno propojení, například, na pouliční osvětlení, mohou být vypuštěny bloky 84, 80, 83 a 86.

Bloky 80 a 82 mohou zahrnovat množství kondenzátorů zapojených sériově a/nebo paralelně v závislosti na použitých pracovních napětích, to jest 240 V, 415 V, 11 kV, 33 kV a podobně. Alternativně, nebo přídavně, mohou bloky 80 a 82 zahrnovat dva nebo více kondenzátorů zapojených paralelně, aby se, například, vyrovnaly vady v konstrukci kondenzátorů při provozování sítě v relativně širokém frekvenčním rozsahu, například od 50 MHz do 500 MHz.

Navíc bloky 81, 85 a 82 jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě mohou být zařazeny v kaskádě, pokud je to žádoucí. V typické konstrukci platí, že čím větší je počet kaskádně řazených prvků tím ostřejší bude odezva propusti a tím větší bude její útlum.

Obr. 12A, obr. 12B a obr. 12C znázorňují pohledy v řezu na jednorázový koaxiální, dělený koaxiální a pseudo koaxiální kabel. Typický koaxiální jednofázový kabel (jak je znázorněn na obr. 12A) sestává z prostředního kovového vodivého jádra 110 (typicky hliníkové; , která je obklopeno izolační vrstvou 112 (typicky z PVC) . Kolem, izolační vrstvy ⁵ 212 je položeno množství kovových vodičů 114 (typicky měděné) přes které je natažen izolační a ochranný plášť 116 (typicky z PVC). Při použití je nulový a zemní potenciál kombinován ve vnější vrstvě kovových vodičů 114.

Dělený koaxiální kabel (jak je znázorněn na obr. 12B) ⁰ je podobný koaxiálnímu kabelu až na to, že vnější vrstva kovových vodičů 114 je rozdělena na dvě části - například na horní část 115 a dolní část 117. Tyto částí jsou odděleny izolátory 113, 120 a při použití je nulový a zemní potenciál rozdělen tak, že jedna část vnější vrstvy kovových vodičů 114 c

je pouze na jednom z těchto potenciálů.

Za účelem udržení pseudo koaxiálního charakteru dělených koaxiálních kabelů při požadovaných přenosových frekvencích (například nad 1 MHz) může být mezi horní a dolní část 115 a 117 vnější vrstvy kovových vodičů 114 zaoojen 0 - - jeden nebo více kondenzátorů 122. Tento kondenzátor (tyto kondenzátory) 122 mohou být umístěny, například, v ukončovacích a/nebo údržbových bodech kabelu.

Z předcházejícího popisu by mělo být patrné, že 5 předkládaný vynález navrhuje jednoduchou propust účinně oddělující signály mající frekvenční spektrum patřící radiovým komunikačním signálům od signálů standardního síťového elektrického napájení bez podstatných ztrát výkonu nebo kvality kteréhokoliv signálu. Tak tedy může být elektrická rozvodná a/nebo přenosová síť (sítě) použita jak pro zajištění elektrického napájení tak i pro šíření telekomunikačních signálů, které mohou mít analogový a/nebo digitální formát.

Použití propusti podle předkládaného vynálezu v každém bodě napájení k uživateli v nízkonapěťové elektrické rozvodné síti zajišťuje udržovanou síť vhodnou pro přenos vysokofrekvenčních komunikačních signálů společně s rozvodem 50 Hz, 240 V jednofázového a 415 V třífázového elektrického napájení. Vytvoření takto udržované sítě tvoří další aspekt předkládaného vynálezu.

Předkládaný vynález není žádným způsobem omezen pouze na shora popisované detaily, přičemž může být provedeno mnoho různých změn spadajících zcela do rozsahu předkládaného vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť, jejíž alespoň část je vně budovy, uvedená síť má množství fázových vodičů, toto množství je vybráno ze seznamu 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ... n (kde n je celé číslo větší než 9),vyznačující se tím, že zahrnuje vstupní prostředky pro vstup telekomunikačních signálů majících nosnou frekvenci větší než přibližně 1 MHz na alespoň jeden z fázových vodičů sítě a výstupní prostředky pro výstup těchto telekomunikačních signálů z alespoň jednoho dalšího fázového vodiče sítě, uvedené signály lze přenášet po vnější části sítě, přičemž síť je upravena pro přenos těchto signálů použitím frekvenčních, časových technik a/nebo techniky mnohostranného přístupu s kódovým dělením.
2. Síť podle nároku 1, vyznačující se tím, že je upravena pro přenos uvedených signálů použitím komunikačních techniky mnohostranného přístupu s kódovým dělením (CDMA).
3. Síť podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je upravena pro přenos signálu použizím jedné nebo více z následujících bezdrátových telefonních technik:

R-CDMA (Rockwell - Code Division Multiple Access) , telefonních standardů CTO, CTI a CT2, AMPS, DECT (Digital European Cordiess Telephone Standard), IS-54, 1595, GSM, Q-CDMA, UD-PCS, PHS, PACS, TACS, ENTACS, NMT450, NMT900,

C-450, RTMS, Radicom 2000, NTJ, JTACS & NTACS, DCS 1300.
4. Síť podle kteréhokoliv vyznačující se přibližně mezi 1 až MHz.

z předcházejících nároků, , že nosná frekvence je tím
5. Síť podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že šíření signálu probíhá mezi alespoň jedním z fázových vodičů sítě a zemí.
6. Komunikační zařízení upravené pro použití s napájecí elektrickou přenosovou a/nebo rozvodnou sítí, zahrnující signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek a frekvenční měnič pro změnu frekvence signálu vysílaného nebo přijímaného vysílacím a/nebo přijímacím prostředkem na frekvenci, která umožní zlepšené šíření signálu na síti, vyznačuj ící se tím, že signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek je upraven pro činnost podle telefonního standardu, který používá relativně vysokou nosnou frekvenci, a frekvenční měnič je použitelný pro změnu signálu s

relativně velkou frekvencí. nosnou frekvencí na signál s nižší nosnou 7. Komunikační zařízení podle nároku 6, vyznačuj í c í se t í m , že signálový vysílací a/nebc přijímací prostředek je upraven pro činnost podle

20 telefonního standardu CT2 nebo CDMA..
8. Komunikační zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že frekvenční měnič je použitelný pro změnu nosné frekvence signálu na frekvenci mezi 1 a 60 MHz.
9. Komunikační zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až

8,vyznačující se tím, že signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek zahrnuje telefonní přístroj.
10. Komunikační zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 9, vyznačující se tím, že je spojeno s elektrickou výkonovou rozvodnou a/nebo přenosovou sítí.
11. Komunikační zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedenou sítí je síť podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5.

♦
12. Použití komunikačního zařízení s elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou sítí, přičemž zařízení zahrnuje signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek a frekvenční měnič pro změnu· frekvence signálu vysílaného nebo přijímaného vysílacím a/nebo přijímacím prostředkem na frekvenci, která umožní zlepšené šíření signálu na síti, vyznačuj ící se tím, že signálový vysílací a/nebo přijímací prostředek je upraven pro činnost podle telefonního standardu, který používá relativně vysokou nosnou frekvenci, a frekvenční měnič je použitelný pro změnu signálu s relativně velkou nosnou frekvencí na signál s nižší nosnou frekvencí.
13. Způsob signálového přenosu, vyznačující se tím, že zahrnuje vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na fázový vodič elektrické výkonové rozvodné a/nebo přenosové sítě, jejíž alespoň část je vně budovy, a následný příjem signálu z dalšího fázového vodiče sítě, uvedený signál je přenášen po vnější částí sítě, přičemž tento signál je přenášen s použitím frekvenční, časové techniky a/nebo techniky vícenásobného přístupu s kódovým dělením.
14. Použití telekomunikačního zařízení pro vysílání nebo příjem telekomunikačních signálů s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť nebo ze sítě podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5.
15. Elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť v podstatě podle zde uvedeného popisu s odkazy na připojené výkresy.
16. Komunikační zařízení v podstatě podle zde uvedeného ΙΟ popisu s odkazy na připojené výkresy.
17. Způsob signálového přenosu v podstatě podle zde uvedeného popisu s odkazy na připojené výkresy.