DE517570C - Fernkabelanlage - Google Patents

Description

Im Falle einer Vergrößerung des Verstärkerabstandes wird trotz gleichbleibender Anzahl hintereinanderliegender Verstärkerpunkte die Reichweite der Gesamtanlage erhöht. Im Falle einer Erhöhung der Grenzfrequenz läßt sich bei gleichbleibender spezifischer Dämpfung die Anzahl der Verstärkerpunkte und somit die Reichweite der Leitung ohne technische Schwierigkeiten vermehren. Die Zahl der in eine Doppelleitung einschaltbaren Zweidrahtverstärker ist bekanntlich dadurch begrenzt, daß an jedem Verstärkerpunkt eine Nachbildung der Leitung erforderlich ist und diese mit Rücksicht auf die Schwankungen des Leitungswiderstandes in Abhängigkeit von der Frequenz nur bis zu einem gewissen Grade getreu erfolgen kann. Die Erhöhung der Grenzfrequenz bedingt nun eine Herabsetzung der Schwankungen des Leitungswiderstandes und erlaubt so eine bessere Nachbildung. Beide Wege, die Streckung der Verstärkerfelder und die Erhöhung der Grenzfrequenz, geben also die Möglichkeit, die Reichweite langer Linien zu erhöhen.

Diese hinsichtlich der beiden vorgenannten Probleme wesentlichen technischen Fortschritte werden nun gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei Fernkabelanlagen, die mit induktiv belasteten Stamm- und Phantomkreisen und mit Zwischenverstärkern versehen sind, solche Kabel verwendet werden, bei denen je zwei Einzeladern zu einer Doppelader und je vier solcher Doppeladern zu einem Achter, der nachfolgend kurz als Doppelstern bezeichnet wird, verseilt sind. Dabei sollen die Stammkreise aus den einzelnen Doppeladern und die Phantomkreise aus je zwei im Querschnitt des Doppelsternes diagonal gegenüberliegenden Doppeladern gebildet sein.

Das für die vorstehend angegebene Kombination verwendete Kabel ist an sich bereits bekannt. Es wurde jedoch die Brauchbarkeit dieser Verseilungsart der Kabeladern zu Doppelsternen für die Bildung von Phantomkreisen aus diesen Doppelsternen in ihrer Bedeutung für die eingangs genannten beiden Probleme bisher noch nicht erkannt und daher in obigem Sinne bisher weder verwendet noch auch in der Literatur vorgeschlagen. Es gelingt aber mit diesen Mitteln, das Verhältnis der Phantomkapazität zur Stammkapazität der einzelnen Viererkreise auf Werte unter 1,2 herabzumindern und damit den Vorteil der größeren Reichweite der Fernkabelanlage zu erzielen.

An Stelle der vorgenannten Kabel können im Sinne der Erfindung für diese auch Kabel mit Weiterbildungen oder Abarten der Doppelsternverseilung verwendet werden, sofern mit diesen das betreffende Kapazitätsverhältnis ebenfalls kleiner als 1,2 wird.

Der Vorteil der Doppelsternverseilungsart, daß die Phantomkapazität kaum größer ist als die Stammkapazität und dieser unter Umständen sogar gleichgemacht werden kann, ermöglicht auch, mit derselben Leiterstärke (z.B. 0,9 tnm) Zweidraht- und Vierdraht-

leitungen mit gleichen Eigenschaften herzustellen, wie diese bisher mit zwei Leiterstärken (z.B. 0,9 und 1,4mm) gegeben sind In Dieselhorst-Martin-Kabeln sind nämlich im allgemeinen für den Zweidrahtbetrieb besondere i,4mm-Adern vorgesehen. In Doppelsternkabeln können aber für diesen Zweck infolge der günstigen Kapazitätsverhältnisse die aus 0,9 mm-Adern gebildeten Phantomkreise verwendet werden, da diese die gleiche Grenzfrequenz und Dämpfung wie die 1,4mm-Stammkreise haben.

Es wird also eine Verminderung der Leitungsdämpfung zur Erhöhung der Reichweite langer Sprechverbindungen ohne die dazu bisher erforderliche Vergrößerung des Kupferquerschnitts der Kabelleiter erreicht.

Selbstverständlich kann auch ein Doppelsternkabel teilweise mit 1,4 mm-Adern ausgeao rüstet werden. Die Reichweite der Phantomkreise mit solchen Adern ist dann noch erheblich größer als die Reichweite der Phantomkreise mit i,4mm-Adern in Dieselhorst-Martin-Verseilung.

Insgesamt ergibt sich, daß nach der Erfindung unter Beibehaltung der bestehenden Grundsätze für induktive Belastung und für Verstärkung durch Anwendung der Kabel mit Doppelsternverseilung an Stelle anderer Kabel eine erhebliche Verbesserung der technischen Eigenschaften der heutigen Fernkabel, außerdem aber durch Ersparnis von Kupfer und damit an Blei und Armierungsmaterial auch eine erhebliche Verminderung der für eine Fernkabelanlage aufzuwendenden Kosten erzielt wird.

Die Abbildung zeigt im Querschnitt ein Kabel, das beispielsweise aus zwölf Doppelsternen aufgebaut ist. Jeder einzelne dieser Doppelsterne enthält vier Doppeladerna, b, c und d, die aus je zwei miteinander verseilten Einzeladern bestehen und miteinander verseilt sind. Die vier Doppeladern jedes Doppelsternes bilden vier Stammkreise, von denen die beiden aus den Doppeladern« und d gebildeten Stammkreise einen und die aus den Doppeladern δ und c gebildeten Stammkreise einen weiteren Phantomkreis bilden. In jedem Doppelstern können dann noch die beiden Aderpaare α und d als Hinleitung und die beiden Aderpaare b und c als Rückleitung für einen Phantomkreis zweiter Ordnung zusammengeschaltet werden.

Es gelingt, mit dieser Verseilungs- und Schaltungsart das Verhältnis von, Phantomzur Stammkapazität auf Werte unter 1,2 herabzudrücken und damit die genannten Vorteile zu erreichen, wie eine Überlegung an Hand nachstehender Formeln zeigt, die für Anlagen mit Pupinspulen und mit Verstärkern gültig sind. Dabei ist zum leichteren Verständnis angenommen, daß die Phantomkapazität Cp gleich der Kapazität Cf der Stammkreise ist.

Dämpfung &=:—· y-£ * (O

Grenzfrequenz öq

^S'VC~.~L

(2)

In diesen Formern bedeuten s Spulenabstand der Anlage in Kilometer, L Induktivität der Anlage pro Kilometer, C Kapazität der Anlage pro Kilometer, /? Ohmscher Widerstand der Anlage pro Kilometer.

Bei der Anwendung der Formel (1) ist zu beachten, daß der Ohmsche Widerstand R der Phantomkreise nur halb so groß als derjenige der Stammkreise ist. Dann ergibt sich, aus der Formel (1), daß in den Phantomkreisen bei gleicher Dämpfung & durch Verkleinerung der Induktivität L auf den vierten Teil die Grenzfrequenz ω₀ nach Formel (2) auf den doppelten Wert gebracht werden kann. Anderseits aber kann man den Phantomkreisen bei gleicher Induktivität L und gleicher Grenzfrequenz die halbe Dämpfung geben.

Im ersteren dieser beiden Fälle ist es sogar möglich, die Phantomleitungen unpupinisiert zu lassen. Sie erhalten dann unendlich hohe Grenzfrequenz und damit ideale Nachbildbarkeit. Ihre Dämpfung und Verzerrung werden dann zwar erheblich größer, die Leitungen können aber, da die Verstärker nun voll ausnutzbar sind, trotzdem noch vollkommen entdämpft und entzerrt werden.

Werden bei der erfindungsgemäßen Fernkabelanlage die einzelnen Kabelleiter nach Krarup gleichförmig induktiv belastet, so liegen durch Wahl der Umspinnung der Einzeladern die in den Stammkreisen und Phantomkreisen wirksamen Selbstinduktionen bereits fest. Die Dämpfung der Phantomkreise ist jedoch, .unabhängig von der Selbstinduktion der Einzeladern, in jedem Falle geringer als die der Stammkreise, das Verhältnis der Phantomkreisdämpfung zur Stammkreisdämpfung beträgt etwa ο,γ.

Um die technischen Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Art von Fernkabeln zu erreichen sind, auch noch zahlenmäßig hervorzuheben, sind im folgenden zwei Vergleichstabellen I und II angegeben.

Tabelle I ist ihrem Inhalt nach einem Artikel von F. Luschen und K. Küpfmü.1-ί e r in der Zeitschrift »Europäischer Fernsprechdienst«, Heft 4, vom Jahre 1927 entnommen und zeigt .die Eigenschaften der heutigen Fernleitungen bei einer in dem Artikel als Fortschritt vorgeschlagenen neuen Normalbelastung für Dieselhorst-Martin-Kabel. Tabellell weist die entsprechenden Lei-

tungseigenschaften aus, die beim Doppelstern- Kapazitätsverhältnis C_p zu Cf gleich 1,1 gekabel erzielt werden können. Dabei ist für rechnet worden. Der Spulenabstand ist für den Doppelstern beispielsweise mit einem beide Tabellen gleich 1,7 km vorgesehen.

Tabelle

Verbindungsart

Grenzfrequenz Hertz

Verstärker abstand

Ader
Φ

mm

Wellenwider
stand
Ω

Mittlere
Verstärkerfeld
dämpfung

Kapazität

der Leitung

«F/km

Reichweite

km

Vierdraht, mittelstark pupinisiert

Stamm

Vierer

Desgl. leicht pupinisiert

Stamm

Vierer . . . _v

Zweidraht, mittelstark pupinisiert

Stamm

Vierer

3450 4300

7 9300

3400 4300

140 140

140 140 0,9
o,9

0,9

1,4
1.4

1545
785

734
370

1500
760

2,85
2,85

28
28

1.4
1.4

0,0335 0,054

0,0335 0,054

0,0355 0,0575

1500 3 000

Tabelle

6 000

6 000

700 1100

Verbindungsart

Grenzfrequenz

Hertz

Verstärker abstand km Ader

mm

Wellenwider
stand
Ω

Mittlere
Verstärkerfeld
dämpfung

Kapazität

der Leitung

«F/km

Reich

weite

km

Zweidraht, mittelstark pupinisiert Vierer

Vierdraht, mittelstark pupinisiert

Stamm

Desgl. leicht pupinisiert

Vierer

Stamm

Desgl. extra leicht pupinisiert Vierer

345Ο

63ΟΟ 76ΟΟ

I335O

I40 I40

I40 70

0,9
0,9

0,9
0,9

0,9

1430
1545

785
734

370

2,85

2,8
2,8

2,8

0,037

0,0355

0,037 0,0355

0,037

700

ι 500

5000 6000

IO 000

Tabelle II läßt als außerordentlich bemerkenswertes Resultat erkennen, daß jene Eigen schäften der praktisch in Betracht kommenden Sprechkreise, die im Dieselhorst-Martin-Kabel nach Tabelle I nur mit zweierlei Drahtdurchmessern (o,9 und 1,4 mm) zu erzielen sind, bei Doppelsternverseilung unter ausschließlicher Verwendung nur von 0,9 mm-Adern erreicht werden können.

Die Phantomleitungen aus 0,9 mm-Adern im Doppelsternkabel haben bei mittelstarker Belastung die gleiche Grenzfrequenz wie die i,4mm-Stammleitungen im Dieselhorst-Martin-Kabel und sind wie diese als Zweidrahtleitungen eingesetzt. Bei leichter Pupinisierung ergeben sie als Vierdrahtleitungen sogar eine noch größere Reichweite als die 1,4 mm-Phantomkreise des DM-Kabels im Zwei drahtbetrieb.

Claims (5)

1. Patentansprüche: ¹¹S

   ι . Fernkabelanlage, gekennzeichnet durch die kombinierte Anwendung von an sich bekannter gleichförmiger oder punktweiser induktiver Belastung und an sich bekannten Verstärkern in Verbindung mit einem ebenfalls an sich bekannten Kabel-

   aufbau, bei dem je zwei Einzeladern zu einer Doppelader und je vier solcher Doppeladern zu einem Achter (Doppelstern) verseilt sind, und bei dem die einzelnen Aderpaare die Stammkreise und je zwei diagonal gegenüberliegende Doppeladern des Achters die Pliantomkreise bilden, so daß das Verhältnis der Kapazität der Phantomkreise zu der Kapazität ihrer Stammkreise kleiner als 1,2 ist.
2. 2. Fernkabelanlage mit punktförmiger Belastung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Wahl der Selbstinduktions- und Widerstandswerte der in. die Stamm- und Phantomkreise eingeschalteten Pupinspulen die Phantomkreise bei gleicher Dämpfung die angenähert doppelte Grenzfrequenz der Stammkreise haben.
3. 3. Fernkabelanlage mit punktförmiger

   Belastung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Stammkreise pupinisiert, die Phantomkreise jedoch nicht pupinisiert sind.
4. 4. Fernkabelanlage mit punktförmiger Belastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Wahl der Selbstinduktions- und Widerstandswerte der in die Stamm- und Phantomkreise eingeschalteten Pupinspulen die Phantomkreise bei angenähert gleicher Grenzfrequenz die halbe Dämpfung der Stammkreise haben.
5. 5. Fernkabelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzehien Kabelleiter gleichförmig nach Krarup mit Selbstinduktion belastet sind, so daß das Verhältnis der Dämpfung der Phantomkreise zu derjenigen der Stammkreise etwa 0,7 beträgt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen