METHOD AND ARRANGEMENT FOR ERROR LOCALISATION IN DIGITAL COMMUNICATION LINES WITH HIGHER TRANSMISSION SPEED

Abstract: 1. Method for error location during operation for digital transmission links which have a high transmission speed and which have, at periodic intervals, intermediate stations which include pulse regenerators for the transmission signal, wherein at least one additional signal is transmitted to an analyzing station via at least one section of the transmitting link, characterized in that for the address-free error location the additional signal is fed into the transmission link at the beginning thereof, that the additional signal is arranged in the transmission range of the digital signal, that in the intermediate stations the additional signal is separated from the transmission signal and in a transmission path, which is independent of the pulse regeneration for the digital signal, it is amplified, formed and subsequently added to the regenerated signal, from which the portions, which are replaced by the additional signal, have previously been gated out, that in a particular intermediate station a particular periodic section of the additional signal is changed in a manner which is characteristic to this intermediate station,and that for the error location in a cable link including remote-feed separating filters, the additional signals produced in the individual intermediate stations lie in a frequency range which is arranged in the highpass filter range of the remote-feed separating filters of the intermediate stations at approx. 0.2...1 % of the Nyquist frequency of the digital signals.

Description: Fehlerortung fUr digitale ffbertragangs strecken mit bohrer Übertragungsgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerortung fAr digitale Ubertragungsstrecken mit höherer Ubertragungsgeschwindigkeit, die in periodischen Abstanden Impuisregeneratoren für das Ubertragungssignal enthaltende Zwischenstellen aufweisen, bei dem wenigstens ein zusätzliches Signal über wenigstens einen Teil der Übertragungsstrecke zu einer auswertenden Stelle übertragen wird. Durch die Verbreitung von PCM-Grundsystemen mit Bitraten von 2 Mb'ft/s ergibt sich die Notwendigkeit, PCM-Ubertra gungssysteme zu entwickeln, mit denen eine Mehrzahl von Ze itmultiplexs ignalen der PCM-Grundsysteme übertragen werden können. Als nächste Rierarchiestufen haben sich dabei PCM-Systeme mit 8, 34 und 140 Mbit/s als zweckmässig erwiesen. Im Hinblick auf die Dämpfung im Ubertragungsmedium sind für räumlich ausgedehnte Ubertragungs strecken Zwischenstellen erforderlich, in denen das übertragene digitale Signal hinsichtlich des Frequenz ganges im Übertragungsmedium, ausserdem hinsichtlich der Signalamplitude und der Signalphase für beide Ubertragungsrichtungen entzerrt und regeneriert wird. Bei mittels Kupferkabeln oder Lichtwellenkabeln aufgebauten Übe rtragungs strecken werden die Zwischenstellen über einen zusatzlichen Gleichstromweg ferngespeist. Im Hinblick auf die Isolation des dafür verwendeten Kabels und die Stromaufnahme der Signalregeneratoren in den einzelnen Zwischenstellen ist von einer Fernspeisestelle aus nur eine bestimmte sehr begrenzte Anzahl an Zwischenstellen fernspeisbar. Sinne Übertragungsstrecke kann damit aus mehreren Fernspeiseabschnitten bestehen. Zur Fehlerortung in derartigen digitalen Übertragungs- strecken ist es bekannt, wenigstens ein zusatzliches Signal nber wenigstens ein Teil der Übertragungsstrecke zu der auswertenden Stelle za übertragen. Dabei kann es sich um einen sogenannten Pilotton handeln, der vom sendenden Leitungsendgerät aus über die gesamte Ubertragungs- strecke übertragen wird, es ist auch bekannt, von Jeder Zwischenstelle aus ein zusätzliches, mit einer Kennung für diese Zwischenstelle behaftetes Signal auszusenden, so dass bei Fehlen dieses Signals direkt auf einen Feh ler in einer bestimmten Zwischenstelle oder der an diese angeschlossenen Kabelstrecke geschlossen werden kann. Aus "Philipws Telecommunication Review" vom August 1979, Seiten 144 bis 160 ist ein digitales Ubertragungssystem über Koaxialkabel mit einer Bitrate von 140 Mbit/s bekannt, bei dem zur Fehlerortung ein 10 kHz-Ton über den Fernspeiseweg übertragen wird. Die Adresse Jeder Zwischenstelle wird mittels eines Adressencodierers dem 10 kHz-Ton aufmoduliert, so dass neben zusätzlichen Ver stärkeren für den 10 kHz-Ton auch ein Adressencodierer benötigt wird. Wegen der niedrigen Frequenz des verwendeten Pilottons sind die Oftungseinrichtungen blitzgefährdet; im Hinblick auf den bei etwas höheren Frequenzen beginnenden Sperrbereich der üblicherweise verwendeten Fernspeiseweichen kann aber nicht auf einen Pilotton mit einer höheren Frequenz ausgewichen werden. Wegen der Verwendung des Fernspeiseweges ist das beschriebene Verfahren für Jeden Fernspeiseabschnitt getrennt durchzufUhren und damit in seiner Reichweite begrenzt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Fehlerortung der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, das für digitale Übertragungsstrecken mit Bitfolgefrequenzen von über 100 Mbit geeignet ist, einen möglichst geringen Aufwand benötigt und von dem stark blitzgefährdeten und in seiner räumlichen Ausdeh- nung begrenzten Fernspeiseweg unabhängig ist. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das zusätzliche Signal im Ubertragungsbereich des digitalen Signals liegt, das das zusätzliche Signal in den Zwischenstellen vom ObertragungsRignal abgetrennt, in einem von der Impuls re generation für. das digitale Signal unabhängigen Übe rtragungswe g verstärkt, geformt und anschliessend dem regenerierten digitalen Signal zugesetzt wird, aus dem vorher die Anteile ausgeblendet wurden, die durch das zusätzliche Signal ersetzt werden. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass dies sowohl für Richtfunkübertragungsstrecken, als auch für die verschiedenen Kupferkabelsysteme und auch für Lichtwellenleitersysteme verwendbar ist, so dass von einer zentralen Stelle aus eine Vielzahl dieser Systeme überwachbar ist und beispielsweise auch Ersatzschaltungen bei' Ausfall eines dieser Systeme leicht möglich sind. Im Hinblick auf einen einheitlichen Aufbau der Zwischenstellen über die gesamte Übertragungsstrecke ist eine Variante des erfindungsgemässen Verfahrens zweckmässig, bei der zur adressenfreien Fehlerortung das zusätzliche Signal am Beginn der Ubertragungsstrecke in diese eingespeist und in einem bestimmten periodischen Zeitabschnitt in einer bestimmten Zwischenstelle in charakteristischer Weise verändert wird. Wegen der einfachen Auswertung wird eine Variante des er fndungsgemässen Verfahrens bevorzugt, bei der zur Fehler ortung mittels Adresse in Jeder Zwischenstelle ein zu sEtzliches, in seiner Frequenz Jeweils unterschiedliches Signal erzeugt und an die angeschlossene Ubertragungs- strecke abgegeben wird. Bei Verwendung dieses Verfahrens liltr Kupferkabel ist eine Weiterbildung des erfindungsge massen Verfahrens zweckmässig, bei der zur Fehlerortung in einer Fernspeiseweichen enthaltenden Kabelstrecke die in den einzelnen Zwischenstellen erzeugten zusätzliche Signale in einem Frequenzbereich liegen, der frequenzmässig im Hochpassbereich der Fernspeiseweichen der Zwischenstellen liegt. Bine geringfügige und nicht mehr störende Uberlappung zwischen PCM-Signal und zus tzli- chem Signal ergibt sich dadurch, dass die zusätzlichen Signale in einem Frequenzbereich liegen, der etwa 0,2 ... 1 % der Nyquistfrequenz der digitalen Signale entspricht. Besonders zweckmässig ist die Verwendung des erfindungs gemässen Verfahrens dadurch, dass bei der ffbertragung digitaler Signale mit einer Bitrate von 140 Mbit/s die zusgtzli- chen Signale in einem 100 Hz-Raster im Frequenzbereich von 120 bis 200 kEz liegen. Eine geringfügige unterschiedliche Einpegelung des zu sätzlichen Signals in den einzelnen Zwischenstellen kann durch Gummierung über die Strecke zu erheblichen Pegel fehlern führen, die dadurch vermieden werden, dass die Verstärkung des zusätzlichen Signals in dem von der Impulsregeneration getrennten Übertragungsweg in Abhängigkeit von der Amplitude eines weiteren zusätzlichen Signals, das vom sendenden Leitungsendgerät ausgeht, geregelt wird. Durch Anwendung des bekannten Schaltzusatzes ist eine schnelle Fehlerortung dadurch möglich, dass bei einer Störung, die zum vorübergehenden Ausfall der Fernspeisung führt, wenigstens in einer der beiden, dem gestörten Abschnitt benachbarten Zwischenstellen nach dem er neusten Durchschalten der Fernspeisung eine Schleifenverbindung zwischen Ortungs richtung und Gegenrichtung geschlossen bleibt und über diese Schleifenverbindung das zusätzliche Signal als Ortungssignal übertragen wird. Eine zweckmässige Anordnung zur DurchiShru±g des erfin dungsgemässen Verfahrens ist im Patentanspruch 9 be schrieben. Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Teil einer digitalen Übertragungsstrecke mit mehreren Zwischenstellen, Fig. 2 das Blockschaltbild eines Teils einer Zwi schenstelle für eineUbertragungsrichtung und Fig. 3 ein Frequenzdiagramx zur Fig. 2. In der Fig. 1 ist ein aus vier Zwischenstellen ZS1 ZS,4 und den entsprechenden Kabelstrecken bestehender Teil einer mittels Koaxialkabel aufgebauten digitalen Ubertragungsstrecke dargestellt. Die Signale für die eine Ubertragungsrichtung werden am Anschluss Flan in diesen Streckenteil eingespeist und am Anschluss Flab an den nächsten Streckenteil abgegeben. In der Gegenrichtung werden die Signale as Anschluss F2an in den betrachteten Ubertragungsstreckenbereich eingespeist und am Anschluss F2ab an den nachfolgenden Teil der Ubertragungsstrecke übergeben. Die einzelnen Zwischenstellen enthalten dazu in bekannter Weise wenigstens einen Regenerator für Jede Ubertragungs richtung und ausserdem Fernspeise- und Fehlerortungs einrichtungen Eine kombinierte Fernspeise- und Fehlerortungseinrich- tung stellt der aus der Trägerfrequenztechnik bekannte "Schaltzusatz" dar,. der in Jeder dieser Zwischenstellen enthalten ist. Zur Wirkungsweise dieses Schaltzusatzes sei zunächst angenommen, dass an der mit D bezeichneten Stelle die Übertragungsstrecke durch einen Kabelbruch gestört ist. In diesem Falle werden die über die An- schlüsse Fian, F2ab bzw. Flab und F2an angeschlosse- nen Fernspeisegeräte automatisch abgeschaltet, so dass zunächst der gesamte Fernspeiseabschnitt stillgelegt ist. Dabei werden automatisch durch in Jeder Zwischenstelle befindliche Relais die Schleifenverbindungen S2 bzw. S3 zwischen den beiden Fernspeiseadern geschaltet. Danach schalten sich die in den Endgeräten be findlichen Fernspeisegeräte wieder ein, wobei die Fernspeisespannung langsam gesteigert wird und durch den auf dem Ubertragungsweg fliessenden Fernspeisestrom die Schleifenverbindungen in den Zwischenstellen ZSi bzw. ZS4 aufgehoben werden, während die Schleifen in ZS2 und ZS3 bestehen bleiben. Anschlie- ssend kann über die gesamte Schleife bzw. über beide Schleifen von den Jeweiligen Leitungsendgeräten aus die Fehlerstelle durch Übertragung eines zusätzlichen Signals, das in Jeder Zwischenstelle beeinflusst wird, geortet werden. Eine ausfUhrlichere Darstellung der Funktion des sogenannten Schaltzusatzes ist in der älteren Patentanmeldung P 28 33 022.5 enthalten. Die Fig. 2 zeigt einen Teil einer der Zwischenstellen ZS1...ZS4 der Fig. 1 für eine Gesprächsrichtung. An den Eingang schliesst sich die Fernspeiseweiche W1 an, durch die die Ubertragungssignale vom Fernspeisestrom abgetrennt werden. Zur Kompensation des Eabelfrequenzgan- ges und der Kabeldämpfung dient der an die Weiche angeschlossene Entzerrerverstärker EV, an den sich der Amplituden- und Zeitregenerator AZR anschliesst, in dem die digitalen Signale hinsichtlich der Amplitude und der zeitlichen Lage regeneriert werden. Mit dem Ausgang dieses Regenerators ist ein Sendeverstärker SV verbunden, der ein Sendesignal erzeugt, das über die zweite Fernspeiseweiche W2 an den Ausgang A der Zwischenstelle und damit an die nächste Kabelstrecke abgegeben wird. Zusatzlich ist ein Generator G vorgesehen, der einen die Zwischenstelle bezeichnenden Kennton erzeugt und diesen am Eingang des Entzerrerverstärkers EV in den Ubertragungsweg einspeist. Der Anschluss des Generators G ist dabei nicht an diesen EinspeiSepunkt gebunden, es ist auch eine Einspeisung am Ausgang des Entzerrerverstärkers EV möglich. Dies hängt im. wesentlichen von dem Ausgangspegel des Generators G ab. Mit dem Ausgang des Entzerrerverstarkers 3V ist ein Band- pass BP verbunden, der die Vielzahl der von den Generatoren G der einzelnen Zwischenstellen erzeugten Kenntöne aus dem Übertragungssignal herausfiltert und über einen Regler R einem Eingang des Sendeverstarkers SV oder dem Ausgang dieses VerstÇrkers zufUhrt. Der Regler R dient dabei zur Einstellung der Amplitude dieser Ortungssignale. Die Regelung erfolgt über einen mit dem Ausgang des Reglers R verbundenen frequenzab gängigen Dämpfungsvierpol, der über einen Regelverstärker mit dem Regeleingang des Reglers R verbunden ist. Zur Erläuterung der Funktion der Anordnung nach der Fig. 2 dient das in der Fig. 3 dargestellte Frequenzdiagramm. Im Frequenzdiagramm ist das Ortungssignal Orts und das PCM-Signal PCMS dargestellt. Die beiden Frequenzgrenzen des Ortungssignals sind. mit fa und bezeichnet, während die Lage des PCM-Signals durch die Nyquistfrequenz und durch 1 % dieser Frequenz dargestellt ist. Mit d1" ist der Dämpfungsverlauf der ersten Weiche Wi und mit "d2" der Dampfungsverlauf des Bandpasses im TieSpaBbereich im interessierenden Fre quenzbe reich dargestellt. Durch die erste Weiche W1 wird also das zu übertragende PCM-Signal zusammen mit dem Ortungssignal vom Fernspeisestrom abgekoppelt und an den Entzerrerverstärker EV abgegeben, der ausserdem vom Generator G eine zu sätzliche Schwingung erhält, die hinsichtlich ihrer Frequenz die betreffende Zwischenstelle kennzeichnet, also einen "Eennton" darstellt. Im vorliegenden Falle liegen die beiden Frequenzgrenzen fa und fb des Ortungssignals bei 120 und 140 kHz. Dieser Frequenzbereich ist im 100 Hz-Raster unterteilt, so dass sich 200 Kennfrequenzen ergeben, die 200 möglichen Zwischenstellen entsprechen. Durch den ersten Bandpass BP1 werden diese Schwingungen entsprechend den 200 Kennfrequenzen, die in ihrer Gesamtheit das Ortungssignal darstellen, vom Übertragungssignal abgetrennt und an den Regler R abgegeben, der ein regelbares Dämpfungsglied darstellt und den Pegel des Ortungssignals einstellt. Vom Ausgang des Reglers R wird das Ortungssignal entweder dem Ein gang oder dem Ausgang des AuRgangsverstärkers rs AV zuge- führt. Der Anschluss hangt davon ab, ob es sich bei dem Ausgangsverstärker AV um einen Analogverstärker oder um einen Schaltverstärker handelt. Handelt es sich um einen Analogverstarker, dann wird das Ausgangssignal des Reglers R dem Eingang des Ausgangs bzw. Sendeverstärkers SV zugeführt. Wird der Sendeverstarker SV als Schaltverstarker betrieben, dann werden Komponenten erzeugt, die im Frequenzbereich des Ortungssignals lie- gen. In diesem Fall enthält der Sendeverstärker SV einen zusätzlichen Hochpass, dessen Dämpfungsverlauf dem Tiefpassanteil des Bandpasses BP entspricht und durch den die unerwünschten Komponenten unterdrückt werden. Die Ausgangssignale des Reglers R werden dann am Ausgang des Sendeverstärkers SV dem Übertragungs- signal zugesetzt. 9 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: PatentansprUche 1. Verfahren zur Fehlerortung für digitale Ubertra- gungsstrecken mit hoherer Ubertragungsgeschwindigkeit, die in periodischen Abständen Impulsregeneratoren für das Übertragungssignal enthaltende Zwischenstellen aufweisen, bei dem wenigstens ein zusätzliches Signal über wenigstens einen Teil der Ubertragungsstrecke zu einer auswertenden Stelle übertragen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zu sätzliche Signal im Ubertragungsbereich des digitalen Signals liegt, dass das zusätzliche Signal in den Zwischenstellen vom Ubertragungssignal abgetrennt, in einem von der Impulsregeneration für das digitale Signal ntsbhSngigen Ubertragungsweg verstärkt, geformt und anschliessend dem regenerierten Signal zugesetzt wird, aus dem vorher die Anteile ausgeblendet wurden, die:durch das zusätzliche Signal ersetzt werden. 2, Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur adressenfreien Fehlerortung das. zusätzliche Signal am Beginn der Übertragungsstrecke in diese eingespeist und in einem bestimmten periodischen Zeitabschnitt in einer bestimmten Zwischenstelle in charakteristis cher Weise verän- dert wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Fehlerortung mittels Adresse in Jeder Zwischenstelle ein zusätzliches, in seiner Frequenz Jeweils unterschiedliches Signal erzeugt und an die angeschlossene Übertragungsstrecke abgegeben wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Fehlerortung in einer Fernspeiseweichen enthaltenden Kabelstrecke die in den einzelnen Zwischenstellen erzeugten zusätzli chen Signale in einem Frequenzbereich liegen, der frequenzmässig im Hochpassbereich der Fernspeiseweichen der Zwischenstellen liegt. 5. Verfahren nach Patentanspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zusätzlichen Signale in einem Frequenzbereich liegen, der etwa 0,2 ... 1 , der Nyquistfrequenz der digitalen Signale entspricht. 6* Verfahren nach Patentanspruch 5, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei'der Übertragung digitaler Signale mit einer Bitrate von 140 Mbit/s die zusätzlichen Signale in einem 100 Hz-Raster im Frequenzbereich von 120 bis 200 kHz liegen. 7 Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verstärkung des zusätzlichen Signals in dem von der Impulsregeneration getrennten Ubertragungsweg in Abhängigkeit von der Amplitude eines weiteren zusätzli- chen Signals, das vom sendenden Leitungsendgerät ausgeht, geregelt wird. 8. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer Storung, die zum vorübergehenden Ausfall der Fernspeisung führt, wenigstens in einer das beiden, dem gestörten Abschnitt benachbarten Zwischenstellen nach dem erneuten Durchschalten der Fernspeisung eine Schleifenverbindung zwischen Ortungsrichtung und Gegenrichtung geschlossen bleibt und Uber diese Schleifenverbindung das zusätzliche Signal als Ortungssignal übertragen wird. 9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentansprüchen 1 bis 8 in einer Zwischenstelle, die eingangsseitig und ausgangsseitig Jeweils eine Fernspeiseweiche und ausserdem eingangsseitig einen Ent zerrerverstärker, einen diesem nachgeschalteten Amplituden- und Zeitregenerator und einen Sendeverstfirker enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Generator G zur Erzeugung eines Kenntons vorgesehen ist, dessen Ausgang in Abhängigkeit vom Pegel des vom Generator G abgegebenen Kenntons entweder mit dem Eingang oder mit dem Ausgang des Entzerrerver stärkere (3V) verbunden ist, dass ein mit dem Ausgang des Entzerrerverstärkers (EV) verbundener Bandpass (BP) mit einem Durchlassbereich entsprechend dem Frequenzbereich des aus der Gesamtheit aller Kenn- töne der obertragungsstrecke bestehenden Ortungs- signals vorgesehen ist, an dessen Ausgang ein als regelbares Dämpfungsglied ausgebildeter Regler angeschlossen ist, dessen Ausgang an den Anssgang des Sendeverstärkers (SV) angeschlossen ist, sofern der Sendeverstärker ein Schaltverstärker ist und dass der Ausgang des Reglers (R) an den Eingang des Sendever starkes (SV) angeschlossen ist, sofern der Sendever stärker ein Analogverstärker ist. -

Inventors: EBENHOH, PETER, DIPL.-ING., Ebenhöh, Peter, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: H04B3
IPC codes: H04B17