Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13296
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_376245.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=376245&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB376245A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: дан. 5, 1931. Нет, 355/817.
Полный левый угол: август. 27, 1931.
Полный текст принят: 5 июля 1932 г., ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Система телефонной передачи.
Мы, компания STANDARD TELEPHIONES AND CABLES, e LIMITDMD, британская компания, и Кеннет Эрик
Латимб, подданный Великобритании, оба из Колумбия-Хаус, Олдвич, Лондон, W.C.2, Англия, настоящим
заявляем, что данное изобретение имеет следующий характер: данное изобретение относится к системам
телефонной передачи и, в частности, к междугородним телефонным кабелям, использующим голосовые
частотные цепи, работающие на четырехпроводной основе или цепях несущей частоты, но также применимо к
открытым проводным линиям. Основная цель изобретения — уменьшение перекрестных помех, но
существуют и другие цели, которые станут очевидны в ходе последующего объяснения.
Хорошо известно, что перекрестные помехи на ближнем конце между двумя цепями в кабеле изменяются
очень неравномерно в зависимости от частоты. Неравномерность возникает из-за того, что различные
фазовые сдвиги связаны с дисбалансом пропускной способности, возникающим в разных точках кабеля.
Таким образом, на определенных частотах группы этих дисбалансов суммируются, создавая сильные
перекрестные помехи, тогда как на немного другой частоте фазовые соотношения становятся такими, что это
условие перестает выполняться. По этой причине крайне сложно уменьшить перекрестные помехи на
ближнем конце установленного кабеля с помощью сетей, соединяющих цепи на одном или обоих концах;
фактически, для успешной такой попытки необходимо иметь в наличии сеть задержки или ее эквивалент,
фазовый сдвиг которой используется для имитации фазовых характеристик, связанных с индивидуальными
дисбалансами реального кабеля. Необходимо также смоделировать отдельные дисбалансы, а затем
применить всю сеть между двумя цепями таким образом, чтобы токи перекрестных помех стремились
взаимно вычитаться.
Естественно, такой процесс сложен и громозден до такой степени, что практически невыполним. По этой
причине любая попытка уменьшить перекрестные помехи на ближнем конце должна обязательно
предприниматься на участках длиной, меньшей по сравнению с длиной волны, например, на участках
загрузки.
Практически те же соображения применимы и к перекрестным помехам на дальнем конце, если существует
разница в скорости передачи данных между различными цепями в кабеле, например.
между боковыми и фантомными цепями.
Были предприняты попытки уменьшить перекрестные помехи на дальнем конце установленных кабелей с
помощью процесса, известного как «поляризация», который заключается в выборе одного из восьми
возможных методов сращивания четырехжильного кабеля таким образом, чтобы перекрестные помехи между
боковыми и боковыми сторонами были сведены к минимуму.
Этот процесс обычно выполняется в одном месте соединения в центре каждой секции ретранслятора и
применяется для уменьшения перекрестных помех между фантомными и боковыми каналами на дальнем
конце, при этом достигается уменьшение порядка 70 300/,.
Этот конкретный метод не является достаточно научным, поскольку перекрестные помехи, возникающие по
обе стороны от точки опроса, нельзя выбрать таким образом, чтобы с достаточной точностью нейтрализовать
одну из них, отчасти из-за различий в фазе и затухании, а отчасти потому, что единственным известным
способом осуществления выбора является метод проб и ошибок, который не очень эффективен. При
использовании существующих методов, когда возникают различия в затухании между боковыми и
фантомными цепями, либо перекрестные помехи между фантомом и боковой цепью уменьшаются без
уменьшения перекрестных помех между боковой цепью и фантомом, либо наоборот, если только испытания
не проводятся на сравнительно коротких отрезках кабеля. До настоящего времени не было предпринято
никаких мер для обеспечения точного равенства скоростей на различных трассах. — — — Согласно одной из
особенностей настоящего изобретения, балансировка перекрестных помех на дальнем конце кабеля длиной,
превышающей длину волны, становится более практичной и эффективной за счет того, что: время передачи
(и частоты среза в случае нагрузки Пупина) точно одинаковы на всех цепях в группе, будь то боковые цепи
или фантомные цепи, независимо от того, будет ли при этом создаваться разница в затухании, так что
перекрестные помехи на дальнем конце становятся простой функцией частоты и так что уменьшение
перекрестных помех может быть достигнуто с помощью простых устройств, таких как конденсаторы или
взаимные индуктивности, подключенные к концам цепей и отрегулированные для балансировки перекрестных
помех в любом направлении передачи с любой из пары цепей, рассматриваемых как мешающая цепь.
Согласно другой особенности изобретения, предусмотрены средства для согласования импеданса клемм,
создаваемого оборудованием, с импедансом линии TL в достаточной степени, чтобы балансировка TL могла
осуществляться с помощью конденсаторов или других простых устройств, подключенных между цепями,
поперечное сечение которых должно быть уменьшено, причем такие балансировочные устройства
применяются к участкам кабеля длиной, сопоставимой с длиной волны.
В соответствии с еще одной особенностью изобретения предусмотрены средства, позволяющие определять
величины указанных балансировочных конденсаторов с помощью серии простых измерений, проводимых в
случае, если две цепи различаются по затуханию. Эти и другие особенности станут очевидны из
приведенного ниже описания. Согласно еще одной особенности изобретения, коммуникационный кабель
COM-3o, содержащий проводники, сгруппированные в четырехпроводные цепи и двухпроводные цепи, имеет
проводники для четырехпроводных цепей, расположенные внутри проводников двухпроводных цепей.
Увеличение количества помех и перекрестных помех на четырехпроводных разъемах, вызванное этим
изменением по сравнению с существующей стандартной схемой, устраняется методами, описанными ниже, и
таким образом достигаются определенные преимущества.
Согласно другой особенности изобретения, четырехканальный конденсатор балансируется для подавления
перекрестных помех на дальнем конце за счет конденсаторов, связанных с различными выводами фантомных
повторяющихся групп катушек.
- Ссылаясь на рис. 1, пусть ab и ed — две цепи, которые необходимо сбалансировать, a — перекрестные
помехи, возникающие из-за неравномерности емкости, а C и C — балансирующие перекрестные помехи,
возникающие на концах цепи. Пусть B,, _ B2, B,, B. — потери в цепи в нитях. - = Тогда, предполагая равные
скорости, условием баланса перекрестных помех от a до b является то, что::f fX; ale-Be(3, +e(BB), а для
перекрестных помех от c до b:-- > -h -slito o- tb.
Решение этих уравнений выглядит следующим образом: X = f = o - al sinh (B2-BRj sinli (+1+3- ist) a, sinh (B, -B,)
sinh (B,+B2-B8-B4). Поскольку приведенные выше выражения содержат только разности затухания, каждый
дисбаланс, такой как a, может быть, очевидно, сбалансирован или представлен двумя конденсаторами,
такими как C1 и C2, при условии, что условия фазы являются подходящими и что разница между затуханием
цепей не изменяется с частотой, так что путем соответствующего выбора значений балансирующих
катушек-конденсаторов возможна одновременная балансировка каждого элемента перекрестных помех, за
исключением разностей скоростей.
Таким образом, мы можем считать, что комплексный Cr'lsstalk секции ретранслятора заменен двумя
(перекрестными сигналами a и a-).
На рис. 2: а, не обязательно иметь тот же знак, что и а. Пусть будут взяты все четыре возможных показания
емкости. Перекрестные помехи необходимы для балансировки системы f или направления переключения
слева направо, т.е.
(I) Балансировка перекрестных помех C между a-_ и c для балансировки перекрестных помех от a к (2)
Балансировка перекрестных помех C между a и c для балансировки перекрестных помех от c к 6.
(3) Балансировка перекрестных помех C. между 4 и d. для балансировки перекрестных помех от a t d.
(4). - Сбалансировать перекрестные помехи Cf между b и d. - чтобы сбалансировать перекрестные помехи от c
к b.
Условия баланса будут - (l) (a,-C.)e- F +ae-T_-o (3)= ale- 2+(a.-C3)e-T=0 -(4) ate-' TsCi-ó0 Из (I) и (3) g--Из (2) и
(4' : - =c(p-l Из (1) и (2) a2-2 sin h (B,-1-2) Из (.3) и (4) - 202 -C, 2,sinh (B, - 1E3.) - - Требуются постоянные
балансировочные конденсаторы, равные 110 и -противоположные a., и a2.
Таким образом, необходимо определить только три величины C, C, C и C, тогда как если разница
затухания уже известна, достаточно определить одну из величин C и C и одну из величин C и C.
.7t,24a использовать два конденсатора для каждой операции балансировки в сочетании с устройством
разделения фаз, которое может обслуживать несколько балансировочных конденсаторов. Таким образом, на
рис. 4, 1, 2 и 3 изображены три кабельных цепи 7а, 4-G — три устройства разделения фаз, а 7-O9 —
оконечные устройства, 10-13 — балансировочные конденсаторы; разделитель фаз 4 поворачивает фазу
токов, проходящих в конденсаторах 11 и 1:3 75, на требуемую величину. Возможно множество подобных
методов.
С другой стороны, перекрестные помехи, вызванные дисбалансом сопротивления, приводят к возникновению
напряжений перекрестных помех, которые находятся в фазе с индуцирующим током. Этот тип перекрестных
помех возникает только в случае перекрестных помех между фантомной и боковой сторонами, и в этом
случае, если сопротивление перекрестных помех достаточно велико, может потребоваться или желательно
его исправить, вставив небольшое сопротивление последовательно с одним из проводов боковой цепи.
Важность обеспечения того, чтобы сопротивление на выводах цепи было точно равно сопротивлению линии,
можно увидеть из того факта, что если отраженный ток в мешающей цепи проходит через балансирующее
устройство, он также вызовет перекрестные помехи в мешающей цепи. Этот эффект будет особенно
проблематичен, если импеданс оборудования отличается от импеданса устройства для подавления
перекрестных помех, которое использовалось для балансировки кабеля.
Степень соответствия импеданса оконечного оборудования импедансу линии зависит от величины
требуемого снижения перекрестных помех на дальнем конце. Таким образом, если требуется уменьшить
перекрестные помехи до одной десятой от их первоначального значения, то импеданс оконечного
оборудования должен, как правило, соответствовать импедансу линии с точностью до 20 дБ, тогда как если
требуется уменьшить их до одной тридцатой, то необходима точность до 30 дБ, и так далее. Это значительно
более высокий стандарт, чем тот, который до сих пор считался необходимым для четырехпроводных цепей
голосовой связи, поскольку данное изобретение, разумеется, неприменимо к двухпроводным цепям. Были
приняты меры предосторожности для устранения неравномерности импеданса на открытых проводных
линиях, используемых для работы несущих частот, поскольку транспонирование неэффективно для
отраженных токов 120 В (см. Bell System Technical Journal, октябрь 1930 г., стр. 770, для объяснения этой
практики). Аналогичный стандарт согласования импедансов требуется и для комплекта, предназначенного
для подавления перекрестных помех.
Это число 125 снова отражает увеличение степени соответствия, которая до сих пор считалась необходимой.
Однако небольшое несоответствие импедансов между линией и оборудованием может быть использовано в
качестве устройства для разделения фаз. Однако вполне возможно, что на практике может быть
целесообразно определить Cl, C, C и C, чтобы облегчить проведение испытаний или расчетов, или для
проведения проверки.
Следует отметить, что показания в направлении, противоположном направлению передачи, будут
дублировать уже рассмотренные показания, так что балансировка кабеля в одном направлении сохранится и
в противоположном. Естественно, показания перекрестных помех, сбалансированные на высокоуровневом
конце, будут сбалансированы в обратном направлении передачи, если показания перекрестных помех будут
сбалансированы на низкоуровневом конце, при этом другая цепь будет считаться мешающей цепью. Таким
образом, показания прибора, расположенного сбоку в направлении с востока на запад и сбалансированного
на восточном конце, будут соответствовать показаниям прибора, расположенного сбоку в направлении с
запада на восток и сбалансированного на восточном конце.
Рассмотрим несущую систему, в которой цепь используется для передачи в обоих направлениях, причем
частоты, используемые в одном направлении, отличаются от частот, используемых в другом. В таком случае
можно было бы одновременно сбалансировать перекрестные помехи на дальнем конце в обоих
направлениях.
До сих пор фазам отдельных элементов перекрестных помех не уделялось должного внимания. Фаза тока
перекрестных помех, возникающих из-за небольшого дисбаланса емкостей между этими двумя цепями, в
точке его возникновения составляет ровно 90° фазы с напряжением в этой точке, в то время как величина
тока в цепях с постоянным импедансом будет пропорциональна частоте. Аналогично, напряжение,
индуцированное в цепи с помехами взаимной индуктивностью от цепи с помехами, будет сдвинуто по фазе
ровно на 90° относительно тока в цепи с помехами, причем его величина будет пропорциональна частоте в
цепях с постоянным импедансом. Из этих соотношений видно, что перекрестные помехи, вызванные
дисбалансом емкости и взаимной индуктивностью, будут слегка смещены по фазе друг относительно друга на
величину, равную удвоенному углу линейного импеданса. Как правило, в большинстве типов цепей,
встречающихся на практике, этот угол достаточно мал, чтобы им можно было пренебречь в данных целях, и,
следовательно, можно сказать, что оба этих типа перекрестных помех могут быть устранены либо путем
введения дисбаланса емкости, либо взаимной индуктивности на концах цепей в величинах, указанных в
приведенных выше уравнениях.
Однако при определенных обстоятельствах может быть целесообразно учитывать разность фаз. Это можно
сделать несколькими способами. Один из способов — использовать как взаимную индуктивность, так и
дисбаланс емкости для балансировки, в то время как другой и предпочтительный метод — 376,24z5, 376_245.
Если необходимо получить этот эффект, можно использовать схему на рис. 4, где устройства 4, 5a и 6 в
данном случае являются затухающими контактами с тем же импедансом, что и кабель 5cable.
Выравнивание скоростей, необходимое для реализации изобретения, может быть достигнуто несколькими
различными методами. Выравнивание скоростей в цепях определенного типа, например, в боковых цепях,
может осуществляться путем поперечного соединения кабеля в одной или нескольких точках внутри
ретрансляционной секции в соответствии с измерениями полной емкости и полной индуктивности, или, в
качестве альтернативы, измерениями скорости, которые удобно проводить методом измерения импеданса
разомкнутой и короткозамкнутой цепи. Соединения должны выполняться таким образом, чтобы на всех цепях
данного типа произведение общей емкости и общей индуктивности было максимально одинаковым.
Для контроля относительной скорости боковых и фантомных цепей могут потребоваться другие устройства.
Один из методов заключается в изменении средней индуктивности катушек фантома для достижения той же
средней скорости на цепях фантома, которая, как ожидается, будет получена на боковых цепях. Поскольку
отношение емкости фантомной цепи к емкости боковой цепи может варьироваться от 1,58 до 1,7 в
зависимости от методов изготовления кабеля, сечения проводника и даже типа кабельного завода, в
некоторых случаях может потребоваться использование несколько иных индуктивностей для фантомной цепи
в зависимости от обстоятельств. Разумеется, обычно принимаются меры для обеспечения постоянного
соотношения несущей способности фантома и боковой поверхности в последовательных участках загрузки.
Если среднее соотношение фантома к боковой стороне отклоняется от ожидаемого значения, это можно
скорректировать на месте путем вставки небольших отрезков кабеля с другой скруткой. Например, если
основной кабель четырехжильный (т.е. многожильный), то через равные промежутки, например, в каждом
участке нагрузки, можно вставить небольшой отрезок спирального кабеля, либо таким образом, чтобы
передавать речевые токи, либо подключив его к основному кабелю с помощью Т-образного соединения для
увеличения пропускной способности участка.
Поскольку отношение пропускной способности фантома к пропускной способности боковой стороны
спирального кабеля значительно выше, чем у многожильного сдвоенного кабеля, очевидно, что отношение
пропускной способности фантома к пропускной способности боковой стороны загрузочного участка можно
надежно контролировать с помощью этой процедуры.
Другой вариант этой схемы заключается в использовании большего количества спирального кабеля, чтобы
результирующее соотношение нагрузки - фантомное питание к питанию составляло ровно 2:1. Благодаря этой
процедуре фантомные схемы могут иметь точно такую же скорость и затухание, как и схемы питания, что
упрощает балансировку перекрестных помех между фантомным питанием и парой, а также между парами и
фантомным питанием. Поскольку для данной схемы требуется почти равное количество многожильного и
спирального кабеля, можно было бы использовать кабель, в котором половина секций имела бы
многожильную конструкцию, а половина — спиральную, при условии, что в любом участке нагрузки данная
цепь состояла бы из проводов, скрученных в соответствии с каждой конструкцией ровно на половине участка.
Этот вариант имеет и другие преимущества, помимо вопросов балансировки, поскольку боковые и
фантомные кабели могут быть использованы на тех же расстояниях, так что максимальная
производительность будет достигнута при стоимости кабеля.
Далее будет описано фактическое расположение балансировочных устройств на концах цепи. В случае
кабеля, в котором не используются фантомные цепи, балансировочные устройства будут представлять собой
простые конденсаторы, которые удобно расположить в виде конструкции типа 90, показанной на рис. 3.
На стойке 3 предусмотрено место 2 для размещения одного конденсатора 4, предназначенного для
балансировки перекрестных помех между каждой комбинацией двух цепей, при этом балансировка g5 не
ограничивается перекрестными помехами между боковыми и фантомными сигналами. Каждая пара кабелей
соединена с парой горизонтальных проводов, обозначенных линиями 5 и 6, а также с парой вертикальных
проводов, обозначенных линиями 7 или 6, так что конденсатор может быть удобно подключен между двумя
заданными цепями путем соединения одного вывода с горизонтальным проводом, а другого — с
вертикальным проводом, при этом конденсатор размещается в отсеке, удобно расположенном относительно
пересечения горизонтальных и вертикальных проводов.
Необязательно, чтобы все комбинации цепей были сбалансированы или чтобы балансировка проводилась
сразу после прокладки кабеля. Например, часто бывает удобно прокладывать кабель без специальной
балансировки концов, просто принимая необходимые меры предосторожности во время установки, чтобы
обеспечить одинаковую скорость всех потоков. Впоследствии, когда от кабеля требуется более высокий
уровень производительности, можно добавить балансировочные конденсаторы J2, либо от каждой цепи ко
всем цепям, либо, при желании, от каждой важной цепи CMR ко всем цепям, имеющим значительные
перекрестные помехи с данной цепью.
В случае четырехжильного кабеля аналогичное устройство использовалось бы для размещения
балансировочных конденсаторов, но тогда было бы желательно принять какую-либо специальную процедуру,
чтобы обеспечить балансировку различных типов перекрестных помех без помех другим типам перекрестных
помех. Таким образом, каждый конденсатор можно рассматривать как замененный сетью конденсаторов,
предназначенных для нейтрализации рассматриваемого дисбаланса без влияния на другие дисбалансы.
Альтернативным методом может быть использование простых согласующих конденсаторов в сочетании с
обычными фантомными повторяющимися катушками Proups. Когда необходимо сбалансировать
перекрестные помехи от фантомной цепи к другой цепи, соединение с фантомной цепью осуществляется
путем подключения конденсатора к центральному отводу фантомной повторяющей катушки.
При условии, что все парные или парные балансировки выполняются до измерения и балансировки
перекрестных помех между фантомами, помехи между функциями различных конденсаторов возникнут не
будут.
Известно, что перекрестные помехи или шумы в кабельной цепи наиболее выражены, если цепь расположена
вблизи центра кабеля. По этой причине принято изготавливать кабель, включающий как двухпроводные, так и
четырехпроводные цепи, причем проводники для четырехпроводных цепей, которые представляют собой
цепи высокого качества, располагаются на внешних слоях. (Часто самые высококачественные цепи
располагаются в центре кабеля, но в таком случае специальный экран защищает каждую из этих цепей от
всех остальных).
Применение описанных выше методов балансировки позволяет добиться такого снижения уровня помех или
перекрестных помех в четырехпроводных цепях, что может быть целесообразно изменить расположение
цепей в кабеле. Согласно одной из особенностей изобретения, две проводящие цепи кабеля представляют
собой проводники, расположенные во внешних слоях, окружающих проводники четырех проводящих цепей,
при этом помехи или перекрестные помехи в последних компенсируются описанными выше методами.
По меньшей мере три эффекта достигаются в результате такой перестановки. Во-первых,
высококачественные четырехпроводные цепи, которые, к сожалению, оказались наиболее чувствительными к
шуму, расположены в зоне с меньшим уровнем шума и помех от внешних источников. Во-вторых, поскольку
изменения пропускной способности, вызванные прокладкой кабеля во внешних слоях, минимизируются,
улучшается «рабочая точка» двухпроводных цепей. В-третьих, если необходимо обеспечить экранирование
между проводниками четырехпроводных цепей, передающих сигнал в противоположных направлениях, это
можно сделать экономичнее, поскольку экран нужно разместить лишь вокруг небольшого диаметра.
Изменение конфигурации проводников, передающих сигналы в противоположных направлениях в
четырехпроводных цепях, может быть произведено в промежуточных секциях ретранслятора по принципу,
описанному в нашем патенте № 259546.
В приведенном выше описании мы в основном рассматривали перекрестные помехи и шумы, а также способы
или методы их уменьшения. Однако возможно, что другие типы помех могут быть уменьшены аналогичными
способами, например, при условии, что скорость передачи шумовых напряжений на землю будет такой же, как
и скорость передачи металлических шумовых напряжений; в этом случае снижение уровня шума может быть
достигнуто аналогичными средствами.
Датировано 5 января н.э.
1931.
Эрнест Хей, дипломированный патентный поверенный, представитель заявителей, Телефонное здание,
Хайд, Хендон, северо-западный район 9.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Система телефонной передачи.
Мы, компания STANDARD TELEPIONES AND CABLES, LIMITED, британская компания, и Кеннет Эрик Лаймер,
подданный Великобритании, проживающий по адресу: Columbia House, Aldwych, London, W.C.2, Англия,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к системам
телефонной передачи и, в частности, к междугородним телефонным кабелям, использующим голосовые
частотные цепи, работающие на четырехпроводной основе или цепи несущей частоты, но также применимо к
открытым проводным линиям. Основной целью изобретения является снижение перекрестных помех, но
существуют и другие цели, которые станут очевидны в ходе последующего объяснения.
Хорошо известно, что перекрестные помехи на ближнем конце между двумя цепями в кабеле изменяются
очень неравномерно в зависимости от частоты. Неравномерности J05 возникают из-за того, что различные
фазовые сдвиги связаны с дисбалансом пропускной способности, возникающим в разных точках кабеля.
Таким образом, на определенных частотах группы этих дисбалансов суммируются, создавая сильные
перекрестные помехи, тогда как на немного другой частоте фазовые соотношения таковы, что это условие
перестает выполняться. По этой причине крайне сложно уменьшить перекрестные помехи на ближнем конце
установленного кабеля с помощью сетей, соединяющих цепи на одном или обоих концах; фактически, для
успешной такой попытки необходимо иметь в наличии сеть задержки или ее эквивалент, фазовый сдвиг
которой используется для имитации фазовых характеристик, связанных с индивидуальными дисбалансами
реального кабеля. Необходимо также смоделировать отдельные дисбалансы, а затем применить всю сеть
между двумя цепями таким образом, чтобы токи перекрестных помех взаимно вычитались.
Естественно, такой процесс настолько сложен и громозден, что практически невыполним. По этой причине
любые попытки уменьшить перекрестные помехи на ближнем конце кабеля должны обязательно
предприниматься на участках кабеля, коротких по сравнению с длиной волны, например, на участках нагрузки.
Аналогичные соображения применимы и к перекрестным помехам на дальнем конце, если существует
разница в скорости передачи данных между различными цепями в кабеле, например.
между боковыми и фантомными цепями.
Были предприняты попытки уменьшить перекрестные помехи на дальнем конце установленных кабелей с
помощью процесса, известного как «поляризация», который заключается в выборе одного из восьми
возможных методов сращивания кабеля таким образом, чтобы свести к минимуму фантомные перекрестные
помехи между собой и между боковыми сторонами.
Этот процесс обычно выполняется в одном месте соединения в центре каждой секции ретранслятора и
применяется для уменьшения перекрестных помех между фантомными и боковыми сторонами дальнего
конца, при этом достигается уменьшение порядка 300%.
Этот конкретный метод не является достаточно научным, поскольку перекрестные помехи, возникающие по
обе стороны от точки опроса, невозможно выбрать таким образом, чтобы они нейтрализовали друг друга с
какой-либо степенью точности, — отчасти из-за различий в фазе и затухании, — а отчасти потому, что
единственным известным способом осуществления выбора является метод проб и ошибок, который не
является очень эффективным. При использовании существующих методов, когда возникают различия в
затухании между боковыми и фантомными цепями, возникает перекрестное влияние между фантомными и
боковыми цепями.
Было уменьшено без уменьшения стороны до фантомных перекрестных помех, или наоборот, как тесты,
проводимые на коротких кабелях. До настоящего времени не предпринималось никаких мер для обеспечения
равенства скорости между различными цепями.
Согласно одному из особенностей изобретения, перекрестные помехи на дальнем конце между двумя
цепями, время передачи которых существенно равно, корректируются путем добавления конденсаторов,
индуктивностей или сопротивлений, расположенных на расстояниях, больших по сравнению с длиной волны,
от дисбалансов, которые они корректируют, и отрегулированных для балансировки перекрестных помех в
любом направлении передачи и с любой из пары цепей, рассматриваемых как мешающая цепь.
Согласно другой особенности настоящего изобретения, выравнивание перекрестных помех на дальнем конце
кабеля длиной, сопоставимой с длиной волны, для которой условие практически равных скоростей
изначально не выполняется удовлетворительно, становится более практичным и эффективным за счет
обеспечения практически равных времен передачи (и частот среза в случае нагрузки Пупина) на всех цепях в
группе, независимо от того, являются ли они боковыми цепями или фантомными цепями, и независимо от
того, будет ли при этом создаваться разница в затухании, так что перекрестные помехи на дальнем конце
становятся простой функцией частоты, и так что уменьшение перекрестных помех может быть достигнуто с
помощью простых устройств, таких как конденсаторы или взаимные индуктивности, подключенных к концам
или другим точкам цепей. Методы, с помощью которых это можно клонировать, описаны ниже.
Согласно еще одной особенности изобретения, входное сопротивление оборудования в достаточной степени
согласуется с сопротивлением линии, что позволяет осуществлять балансировку с помощью конденсаторов
или других простых устройств, подключенных между цепями, перекрестные помехи которых необходимо
уменьшить, причем такие балансировочные устройства применяются к отрезкам кабеля длиной HiO,
превышающей длину волны.
Величины указанных балансировочных конденсаторов могут быть определены с помощью ряда простых
измерений, даже в том случае, если две цепи различаются по степени ослабления. Эти и другие особенности
станут очевидны из описания ниже.
Согласно другой особенности изобретения, коммуникационный кабель, содержащий проводники,
сгруппированные в четырехпроводные и двухпроводные цепи, имеет проводники, идущие к
четырехпроводным цепям, расположенные внутри конденсаторов для двух 125-проводных цепей. Увеличение
шума и свиста в четырехпроводных цепях устраняется; b -thjiiibth6dTs-lhhrei'nater descriibed anit3 376,245 37:
6,245 тем самым обеспечиваются определенные преимущества.
Упомянутые выше балансировочные конденсаторы могут быть связаны с различными клеммами групп
фантомных повторяющихся катушек на концах секций повторителей.
Далее изобретение будет описано со ссылкой на чертеж, прилагаемый к предварительной спецификации.
Обращаясь к рис. 1, пусть ab и cd — две цепи, которые необходимо сбалансировать, a — перекрестные
помехи, возникающие из-за дисбаланса емкости, а C и C — компенсирующие перекрестные помехи,
возникающие на концах цепи. Пусть B, B, B, B — потери в цепи в неперах.
Тогда, предполагая равные скорости, условием баланса перекрестных помех от a к d является следующее:
ale-B+.=t-B+&±n+^ и для перекрестных помех от c к b: ale +a=l-B+3+C2e(L.+BI) Решение этих уравнений
следующее:
_ al sih (s2-iB) -sinh (BI+132-13 -]^) _2-s 'nh (B, -B3) sinh (B,+B 2-13 - B4) Поскольку приведенные выше
выражения содержат только различия в затухании, каждый дисбаланс, такой как a, может быть, очевидно,
сбалансирован или представлен двумя конденсаторами, такими как C, и C, при условии, что условия Пиза
подходят и что разница между затуханием цепей не изменяется с частотой, так что путем соответствующего
выбора значений балансирующих конденсаторов возможно одновременное балансирование каждого
элемента перекрестных помех, за исключением различий в скорости.
Таким образом, мы можем рассматривать комплексные перекрестные помехи в секции ретранслятора как
замененные двумя перекрестными помехами a1 и a2 на рис. 2: a1 и a2 не обязательно должны иметь тот же
знак, что и a2.
Пусть будут взяты все четыре возможных значения перекрестных помех, необходимых для балансировки
системы при передаче слева направо, т.е.
(1)
Балансировка перекрестных помех C между a и c для балансировки перекрестных помех от a к zO d' (2)
Балансировка перекрестных помех C между a и c для балансировки перекрестных помех от c к 7,.
(3)
Перекрестные помехи Balancinz CG между b и d к balanee,rosstalk от a к d.
(4)
Балансировка перекрестных помех C4 между b и d для балансировки перекрестных помех от c к [.
Условия равновесия будут 60 (1) (a,-C,)e-B,+ae-B.=0. 6 (2) (ai-C,)e-l.+ase-Bz=O.
(3) ale-B2+(a2-03)e-B1=0.
(4) aie-Bl+(a2-C4)e-B,=0.
Из (1) и (3) 6 C3 _ale(B1-B. 65 Из (2) и (4) a4=ae(B2P.
Frowm (1) and (2) a 2-02 2 sinh (B,-B2) 70 From (:3) and (4) 0 - 4 al- 2 sinh (B,-B.) Необходимы постоянные
балансировочные конденсаторы, равные и противоположные a, и a2.
Таким образом, необходимо определить только три величины: C, C, C и C, тогда как если разница
затухания уже известна, достаточно определить одну из величин C и C, а также одну из величин C и C.
Однако вполне возможно, что на практике может быть целесообразно определить C, C, C и C для
облегчения испытаний или расчетов, или для проведения проверки.
Следует отметить, что показания в направлении, противоположном направлению передачи, будут
дублировать уже рассмотренные показания, так что балансировка кабеля в одном направлении сохранится и
в противоположном.
Естественно, 9 показаний перекрестных помех, сбалансированных на высокоуровневом конце, будут
соответствовать в обратном направлении передачи показаниям перекрестных помех, сбалансированным на
низкоуровневом конце, при этом другая цепь будет считаться мешающей цепью.
Таким образом, боковое показание, полученное с помощью прибора, расположенного с востока на запад и
сбалансированного на восточном конце, будет соответствовать боковому показанию, полученному с помощью
прибора, расположенного с запада на восток и сбалансированного на восточном конце.
Изобретение представляет особую ценность в том типе несущих систем, в которых одна схема используется
для передачи в обоих направлениях, причем частоты, используемые для одного направления, отличаются от
частот, используемых в другом; в этом типе цепей отсутствует перекрестное влияние на ближнем конце, и с
помощью изобретения можно устранить перекрестное влияние на дальнем конце.
10O До сих пор фазам отдельных элементов перекрестных помех не уделялось никакого внимания. Фаза тока
перекрестных помех, возникающих из-за небольшого дисбаланса емкости между этими двумя цепями, в точке
115, где он возникает, ровно на 90° сдвинута по фазе относительно напряжения в этой точке, поэтому
длительность тока в цепях с постоянным импедансом будет пропорциональна частоте. Аналогично,
напряжение, индуцированное в возмущаемой цепи взаимной индуктивностью от цепи, вызывающей
колебания, будет ровно на 900 градусов сдвинуто по фазе относительно тока в возмущающей цепи, причем
его величина снова будет пропорциональна частоте в цепях с постоянным импедансом. Из этих соотношений
видно, что перекрестные помехи, вызванные дисбалансом емкости и взаимной индуктивностью, будут слегка
смещены по фазе друг относительно друга на величину, равную удвоенному углу линейного импеданса. Как
правило, в большинстве типов цепей, встречающихся на практике, этот угол достаточно мал, чтобы им можно
было пренебречь в данных целях, и, следовательно, можно сказать, что оба этих типа перекрестных помех
могут быть устранены либо путем введения емкости, либо взаимной индуктивности на концах цепей в
величинах, указанных в приведенных выше уравнениях.
Однако при определенных обстоятельствах может быть целесообразно учитывать разность фаз. Это можно
сделать несколькими способами. Один из способов — использовать взаимную индуктивность и емкость для
балансировки, а другой, предпочтительный метод, — использовать два конденсатора для каждой операции
балансировки в сочетании с устройством разделения фаз, которое может обслуживать несколько
балансировочных конденсаторов. Таким образом, на рис. 4, 1, 2 и 3 изображены три кабельных цепи 3D5, -6
— три устройства разделения фаз, а 7-9 — оконечные устройства, I0-13 — балансировочные конденсаторы;
разделитель фаз 4 поворачивает фазу токов, проходящих через конденсаторы 11 и 13, на требуемую
величину 340 байесовских витков. Возможно множество подобных методов. С другой стороны, дисбаланс
сопротивления приводит к перекрестным помехам, которые находятся в фазе с индуцирующим током S. Этот
тип перекрестных помех возникает только в случае перекрестных помех между фантомной и боковой
сторонами, и в этом случае, если перекрестные помехи, вызванные дисбалансом сопротивления, достаточно
высоки, может потребоваться или быть желательным их устранить путем включения небольшого резистора
последовательно с одним из проводов рассматриваемой боковой цепи.
Важность обеспечения того, чтобы сопротивление на выводах цепи точно равнялось сопротивлению линии,
видна из того факта, что если отраженный ток в возмущающей цепи проходит через балансировочное
устройство, он также вызовет перекрестные помехи в возмущающей цепи. Этот эффект будет особенно
проблематичен, если импеданс оборудования отличается от импеданса устройства для подавления
перекрестных помех, которое использовалось для балансировки кабеля.
Степень соответствия импеданса оконечного оборудования импедансу линии зависит от величины желаемого
уменьшения перекрестных помех на дальнем конце. Таким образом, если требуется уменьшить перекрестные
помехи до одной десятой от их первоначального значения, то импеданс терминала.
Оборудование, как правило, должно соответствовать оборудованию линии в пределах порога звукового
давления (-ддБ), в этом случае отраженные токи, действующие на устройство, создадут новые перекрестные
помехи в размере одной десятой от исходного значения, тогда как если его уменьшить до одной тридцатой,
потребуется порог звукового давления в 30 дБ, и так далее. T'll'S — это значительно более простой стандарт,
чем тот, который до сих пор считался необходимым для четырехпроводных цепей голосовой частоты S. Были
приняты меры для уменьшения неравномерности импеданса на открытых проводных линиях, используемых
для работы несущих частот, в связи с транспозициями, неэффективными для отраженных токов (см. Bell
System Technical Journal, 19 октября, 30:30, стр. 70, для объяснения этой практики).
Аналогичный стандарт импеданса m-natchino также требуется для комплекта, подверженного перекрестным
помехам. c0 Это снова представляет собой a3 irnereasp в степени согласования, которая до сих пор считалась
необходимой. Небольшое несоответствие импеданса между линией и оборудованием может быть
использовано в качестве устройства для разделения фаз. Если необходимо получить этот эффект, можно
использовать схему, показанную на рис. 4, где устройства 4, 5 и 6 в данном случае представляют собой
аттенюаторы, имеющие сопротивление кабеля, равное сопротивлению кабеля. Выравнивание и скорости,
необходимые для реализации изобретения, могут быть получены несколькими различными способами.
Выравнивание скоростей в цепях определенного типа, например, в боковых цепях, может быть выполнено
путем поперечного соединения кабеля в одной или нескольких точках внутри ретрансляционной секции в
соответствии с измерениями общей пропускной способности и общего сопротивления, или, в качестве
альтернативы, измерениями скорости, которые могут быть удобно выполнены методом импеданса
разомкнутой цепи и короткого замыкания. Соединения должны выполняться таким образом, чтобы на всех
цепях данного типа произведение общей емкости ilg и общей индуктивности было максимально одинаковым.
Для регулировки относительной скорости боковых и фантомных цепей могут потребоваться другие
устройства. Один из методов заключается в изменении средней индуктивности катушек фантома, равной 120,
Соседние файлы в папке патенты