CN102907010A - 损坏标识模块和方法 - Google Patents

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Abstract

描述一种用于标识绑定器的电信线路i、j、k、...中的损坏的方法。该方法包括以下全局步骤：对束的线路执行单端线路测试SELT。另外，该方法包括以下步骤：在多模组中的第一模式中输入信号，多模组包括用于束的相应线路的至少一个差分模式并且包括用于束的相应线路对的至少一个幻像模式；并且在多模组中的第二模式中测量回波信号E，第二模式不同于第一模式；并且根据输入信号分析回波信号用于据此推导搜索的损坏。

Description

损坏标识模块和方法
技术领域
本发明涉及一种用于标识绑定器(binder)的电信线路中的损坏的方法和一种实现这样的方法的损坏标识模块。
背景技术
在本领域中已知这样的方法和模块。实际上，随着三重播放(Triple Play)服务在铜接入电信网络(例如数字用户线路DSL)上的可用性，网络的可靠性变得越来越关键。通过电信运营商的现有双绞铜线网络部署视频服务的电信运营商正在寻求能够检测并且另外能够定位损坏(比如不良接触或者线缆中的水)的高效工具。
为了解决这一问题，在本领域中已知在单端线路测试SELT名义之下的不同技术。实际上，用于标识绑定器的电信线路中的损坏的方法包括对束的线路执行单端线路测试SELT的步骤。
一种公知技术称为时域反射计量TDR。TDR包括通过双绞线发送信号并且随时间测量接收的回波(echo)。在图1中示出了TDR的示意图。经由TX输入向铜线路施加输入信号(也称为入射信号)，并且经由RX输出测量回波信号。获得的测量常称为反射图。在线路的任何甚至轻度阻抗改变时，反射的回波电平将变化，这将在回波测量中表现为‘峰’或者‘谷’。当使用这一技术时，任何损坏(比如不良接触、桥接抽头或者接线规格改变)将在反射图中变得可见。一旦测量时域回波，可以计算到故障的距离。实际上，当知道电信号在线路上的速率并且记住由于信号必须去往事件并且回到发射器、所以信号覆盖的距离是到故障的距离的两倍时，可以确定到故障的距离。
另一已知方法称为频域反射计量FDR。这一技术包括根据频率测量回波信号的幅度和相位。实际上，可以针对每个所需频率单独测量回波，称之为频率扫描，或者一次针对所有频率测量回波，其中发射的信号是宽带信号。结果是反射系数的幅度和相位比对频率的波德图。这样的图解读起来更复杂，因为单个损坏将表现为回波幅度的一系列规律间隔的凸块或者空穴。
由于回波相位可用，所以经常更易于通过应用逆傅里叶变换将频域回波信号变换成时域反射图。以这一方式，它可以解读为使用时域反射计量来测量的任何其它反射图。
对于时域和频域反射计量二者，结果受实际损坏(例如，不良接触或者线缆中的水以及受所谓的正常缺陷(如接线规格改变或者桥接抽头)影响。不易于确定反射图中的峰是否对应于实际问题或者是否它仅归因于在两个线缆之间的接合、规格改变或者网络拓扑可能固有的桥接抽头。
发明内容
本发明的目的是提供一种比如上述已知类型的用于标识绑定器的电信线路中的损坏的方法和模块，但是其中显著增加双绞铜线网络的最频繁损坏的检测和定位的可靠性和准确性。
根据本发明，由于在线路的束的两个不同模式之间施加和测量输入信号和回波信号这样的事实而实现这一目的，这些模式是差分模式和/或幻像模式。这通过执行SELT来实现，其中在多模组中的第一模式中施加输入信号。多模组包括用于束的一条线路的至少一个差分模式和用于束的一个线路对的至少一个幻像模式。另外，在来自这一多模组的与第一模式不同的第二模式中测量回波信号。最后根据输入信号分析测量的回波信号用于据此推导损坏。
借助一种适于标识绑定器的电信线路的损坏的损坏标识模块实现这一方法。该模块包括模块多模组，该模块多模组具有：用于束的相应线路的至少一个差分模式模块，适于在差分模式中施加输入信号并且适于在差分模式中测量回波信号；以及用于束的相应线路对的至少一个幻像模式模块，适于在幻像模式中施加此类输入信号并且适于在幻像模式中测量此类回波信号。损坏标识模块还包括：控制装置，适于在对束的线路执行一个周期的单端线路测试SELT期间控制向模块多模组的第一模块施加输入信号并且适于控制来自模块多模组的第二模块的测量，其中第二模块不同于第一模块。最后，损坏标识模块包括：处理单元，适于根据输入信号分析测量的回波信号用于据此推导损坏。
需要说明的是，用于线路的差分模式是在正常模式中发送信息，即借助在线路的两个单独接线上发送的两个互补信号。
另外，测量的是针对一个线路对的幻像模式，而不是在线路对中的两个接线之间的幻像模式，也不是一个线路对与另一线路对之间的幻像模式。换而言之，幻像模式测量是一对的共同模式与另一对的共同模式的差分测量。
必须说明上文提到的多模组包括：
a)用于每个被考虑的相应线路、即用于束的一个或者多个线路的至少一个差分模式，而用于具有n个线路的束的差分模式最多有n个；以及
b)用于每个被考虑的相应线路对(即用于束的一个或者多个线路对)的至少一个幻像模式，而用于具有n个线路的束的独立幻像模式最多有(n-1)个。
在实际上使用最多可用模式的情况下，多模组包括共计(n)+(n-1)＝(2n-1)个模式。
这一本发明方法和损坏标识模块基于双绞铜线的‘正常’损坏、比如接线规格改变或者桥接接头关于对的两个接线而言对称这一认识。换而言之，由于接线规格改变所致的阻抗变化对于一对的两个接线而言相同。因而这些对称损坏未引起模式转换。这意味着对于无任何问题的线缆，例如其中所有线路质量良好，当在给定模式、比如差分或者幻像模式中发送信号时，在该信号中包含的所有功率几乎完全在该模式内发送。信号将几乎没有向另一模式(差分或者幻像模式)‘泄漏’的部分。
另一方面，‘实际’问题(比如不良接触)将引入在线路的两个接线的阻抗之间的不对称。由于两个接线的不对称而将引起信号的模式转换。实际上对于具有不平衡、即不对称问题的线缆，该不平衡将影响它的一些线路、比如不良接触或者进水，当在给定模式(例如差分或者幻像模式)中发送信号时，该信号的小部分将向在受相同问题困扰的线路之间存在的所有其它模式(差分或者幻像模式)‘泄漏’。这一现象称为‘模式转换’。
因而对于平衡好的良好对称线路，在例如差分模式与幻像模式之间转换的信号的比例很低。然而如果线路由于不良接线质量、线缆中有水或者不良接触而不平衡，这一比值将严重下降并且信号的更重要部分将从一个模式向另一模式转换。
由于这一现象和知道是否在与发射的信号不同的模式中测量回波，则获得的反射图将仅示出引起模式转换的不对称损坏，比如不良接触、水、所有种类的不平衡故障而未示出双绞铜线网络拓扑固有的对称‘正常’损坏(比如接线规格改变、接合、桥接接头)的认识。由此获得如下反射图，该反射图将提供问题(比如线缆中的不良接触或者水)的准确定位，而对‘正常’损坏(比如接线规格改变或者桥接接头)不敏感。
因而借助本申请的损坏标识模块实现用于标识损坏的方法能够检测和定位的影响双绞铜线网络现场损坏、比如不良接触、线缆中的水或者所有种类的不平衡故障。与现有技术相比的重要优势是新的提出方法对铜网络拓扑固有的正常损坏(比如接线规格改变)不敏感。
另外，当针对多模组的与第一模式不同的每个模式充分测量第二模式和分析回波信号的步骤时，可以确定针对整个束的实际损坏完整视图。
这里必须注意，实际上对于具有n对的***，有可能测量(2n-1)*(2n-1)个反射图。然而通过使用在与入射信号相同的模式中测量的反射信号来计算的反射图对应于“传统”单模反射计量。这些结果将对包括接线规格改变的任何种类的损坏敏感，同时所有其它反射图是当前限定的多模反射图，这些反射图对引起模式转换的损坏(比如不良接触、在相邻对之间缺乏的绝缘或者进水)敏感。
这一根据不同模式进行施加和测量的技术可以基于时域或者频域，其中分别使用时域反射计量和频域反射计量。与经典反射计量相似，时域测量直接提供反射图，而频域测量提供可以通过应用逆傅里叶变换来转换成反射图的波德图(量值和相位比对频率)。
另外，电信线路优选为数字用户线路DSL线路。
在此的损坏标识模块的一个可能实施方式是损坏标识模块位于电信DSL调制解调器中。
用于损坏标识模块的另一可能实施方式是损坏标识模块位于电信接入节点中。
最后可以根据分布方式实现损坏标识模块，其中损坏标识模块的处理单元位于电信网络的服务器中。以这一方式，处理单元是专用测量设备。
这种服务器，例如具有对电信节点的管理网络的访问的远程服务器，可以在网络中放置于任何处，并且在也知道施加的输入信号时接收关于测量的回波信号的信息。
将注意术语‘包括’在使用于权利要求中时不应解释为限制气候列举的装置。因此，‘包括装置A和B的设备’这一表达的范围不应限于仅由部件A和B构成的设备。它就本发明而言意味着设备的仅有相关部件是A和B。
附图说明
通过参照与附图结合进行的对实施例的以下描述，本发明的上述以及其它目的和特征将变得更清楚并且本发明本身将被最好地理解，在附图中，图1代表传统单端线路测试SELT的示意图，图2a和2b各自代表实际多模单端线路测试的示意图，并且图3代表根据本发明的在电信网络中的损坏标识模块。
具体实施方式
将借助对图2a和2b以及图3中所示不同块的功能描述来说明根据本发明的设备根据它的在图2a和2b以及图3中示出的电信环境中的工作。基于这一描述，块的实际实施方式将为本领域技术人员所清楚，因此这里将不加以具体描述。此外，将更具体描述用于标识电信线路中的损坏的方法的主要工作。
参照图1并且如上文提到的那样，示出了在数字用户线路电信网络中传统单端线路测试SELT的示意图，即时域反射计量的更多细节。示出了一个DSL线路，在该线路上，在TX发送侧施加入射信号IN，并且在RX接收侧测量反射的信号(即回波信号)。在施加的信号遇到损坏的情况下，反射的回波电平将变化，这将在回波测量中表现为‘峰’或者‘谷’。任何实际损坏(例如，不良接触或者线缆中的水以及网络拓扑固有的正常损坏(如桥接抽头或者接线规格改变)在反射图中变得可见。如上文说明的那样，由于本发明方法和损坏标识模块而生成如下反射图，这些反射图仅示出例如由于不良接触或者线缆中的水所致的实际损坏。
参照图2a和2b，将针对具有3个DSL线路的束说明本申请的解决方案。首先说明多模组。基于本例，束提供以下发送模式可能性：
a)用于束的每个被考虑的相应线路的至少一个差分(differential)模式。在考虑并且顾及每个DSL线路的情况下，可以限定3个差分模式，即DM1、DM2和DM3。图2a和2b中的示意表示由此示出了3个功能块，每个功能块耦合到相应DSL线路并且能够根据差分模式：DM1、DM2和DM3发送和/或接收施加的称为输入信号IN的刺激信号和/或测量称为回波信号E的输出信号。
b)用于束的每个被考虑的相应线路对的至少一个幻像模式。在考虑并且估计每个可能DSL线路对的情况下，可以限定3个幻像(phantom)模式，即PM12、PM23和PM31(未示出)。然而由于可以根据2个其它幻像模式计算第3个幻像模式，即根据本例考虑仅2个独立幻像模式，所以示出了PM12和PM23。实际上，图2中的示意表示在此示出了2个功能块，每个功能块耦合于绑定器中的相应线路对之间并且能够根据幻像模式PM12和PM23发送和/或接收施加的刺激信号(称为输入信号IN)和/或测量输出信号(称为回波信号E)。
以这一方式，本例中的多模组包括以下不同模式：DM1、DM2、DM3、PM12和PM23。
根据本申请，在第一步骤中，向代表上文描述的模式中的每种模式的可用功能块之一提供输入信号IN。根据功能模式块的相应模式(下文称为第一模式)向绑定器施加输入信号IN。在第二步骤中，反射的信号E在可用功能块之一处测量并且根据功能块的下文称为第二模式的相应模式测量。由此，第二模式必须不同于第一模式。
在第三步骤中，根据输入信号分析回波信号的测量用于据此推导搜索的损坏。
在图2a和2b中示出了两个例子。
图2a示出了在第一DSL线路1的第一差分模式、即DM1的输入信号IN。
虽然针对仅一个第二模式执行测量就足够了，但是通过针对不同第二模式执行测量将测量更多反射图，由此提供更好和更准确分析的可能性。在DM1利用刺激IN测试的不同可能性是：
E1，2，具有DM1(IN)并且在PM12(E)测量
E1，3，具有DM1(IN)并且在DM2(E)测量
E1，4，具有DM1(IN)并且在PM23(E)测量
E1，5，具有DM1(IN)并且在DM3(E)测量
图2b示出了在第一DSL线路1与第二DSL线路2之间的幻像模式、即PM12的输入信号。这里有用于在PM 12利用刺激IN的不同测试的不同可能性：
E2，1，具有PM12(IN)并且在DM1(E)测量
E2，3，具有PM12(IN)并且在DM2(E)测量
E2，4，具有PM12(IN)并且在PM23(E)测量
E2，5，具有PM12(IN)并且在DM3(E)测量
必须注意图2a和2b每次也示出了经典SELT。以这一方式，图2a示出了可能测试：
E1，1，具有DM1(IN)并且在DM1(E)测量，并且
图2b示出了可能测试：
E2，2，具有PM12(IN)并且在PM12(E)测量。
参照图3，在损坏标识模块IIM的电信环境中示出了IIM、即耦合到绑定器中的n个DSL线路，其中示出了称为线路i、线路j和线路k的三个DSL线路。损坏标识模块IIM包括模块多模组MMG。模块多模组包括：
-用于绑定器的相应线路i、j、k、…的至少一个差分模式模块DMi、DMj、DMk、…。每个相应差分模块适于在差分模式中施加输入信号并且适于在差分模式中测量回波信号；并且
-用于绑定器的相应线路对的至少一个幻像模块PMij、PMjk、…。每个相应幻像模式模块适于将此类输入信号应用于幻像模式中并且适于在幻像模式中测量此类回波信号。
必须注意这里示出了仅2个独立幻像模式模块。
损坏标识模块IIM还包括耦合到多模组的模块中的每个模块的控制装置CTRL。控制装置CTRL适于在对束的线路执行一个周期的单端线路测试SELT期间控制向多模组MMG的模块中的第一模块施加输入信号IN并且控制来自多模组MMG的模块中的第二模块的测量。由此，控制装置适于保证对于单端线路测试的一个周期而言用于测量的第二模块不同于第一模块。
损坏标识模块IIM还包括处理单元PU，该处理单元耦合到控制装置CTRL和多模组MMG的不同模块。处理单元PU适于接收测量的回波信号E并且根据输入信号IN分析信号E用于据此推导搜索的损坏。
用于标识绑定器的线路i、线路j和线路k这些电信线路中的损坏的方法包括以下全局步骤：对束的这些线路执行单端线路测试SELT。另外，该方法包括：第一步骤，在多模组中的第一模式中向模块多模组的第一模块施加输入信号IN；以及第二步骤，在多模组中的第二模式中借助模块多模组的第二模式测量回波信号E。由此，第二模块执行的第二模式不同于第一模块执行的第一模式。在第三步骤中，根据输入信号IN分析接收的回波信号E用于据此推导搜索的损坏。
最后注意上文在功能块方面描述本发明的实施例。根据上文给出的对这些块的功能描述，在设计电子设备的领域中的技术人员将清楚如何可以用公知电子部件制造这些块的实施例。因此未给出功能块的内容的具体架构。
尽管上文已经结合具体装置描述本发明的原理，但是将清楚理解仅通过例子进行这一描述而并非作为对如在所附权利要求中限定的本发明范围的限制。

Claims (10)

1.一种用于标识绑定器的电信线路(i，j，k，...)中的损坏的方法，所述方法包括对所述束的所述线路执行单端线路测试SELT的步骤，其特征在于所述方法包括步骤：
-在多模组中的第一模式中施加输入信号(IN)，所述多模组包括用于所述束的相应线路的至少一个差分模式并且包括用于所述束的相应线路对的至少一个幻像模式；以及
-在所述多模组中的与所述第一模式不同的第二模式中测量回波信号(E)；以及
-根据所述输入信号(IN)分析所述回波信号(E)以据此推导损坏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于针对所述多模组中的与所述第一模式不同的每个模式，重复在第二模式中测量并且分析所述回波信号的所述步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用时域反射计量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用频域反射计量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电信线路(i，j，k，...)是DSL线路。
6.一种适于标识绑定器的电信线路(i，j，k，...)的损坏的损坏标识模块(IIM)，
其特征在于所述损坏标识模块(IIM)包括模块多模组(MMG)，所述模块多模组(MMG)包括：
-用于所述束的相应线路(i，j，k，...)的至少一个差分模式模块(DMi，DMj，DMk，...)，适于在差分模式中施加输入信号并且适于在差分模式中测量回波信号；以及
-用于所述束的相应线路对的至少一个幻像模式模块(PMij，PMjk，...)，适于在幻像模式中施加此类输入信号并且适于在幻像模式中测量此类回波信号；以及
所述损坏标识模块(IIM)还包括：控制装置(CTRL)，适于在对所述束的所述线路执行一个周期的单端线路测试SELT期间控制向所述模块多模组(MMG)的所述模块中的第一模块施加所述输入信号(IN)，并且适于控制来自所述模块多模组(MMG)的所述模块中的第二模块的测量，所述第二模块不同于所述第一模块；以及处理单元(PU)，适于根据所述输入信号(IN)分析所述测量的回波信号(E)用于据此推导损坏。
7.根据权利要求6所述的损坏标识模块(IIM)，其特征在于所述损坏标识模块位于电信DSL调制解调器中。
8.根据权利要求6所述的损坏标识模块(IIM)，其特征在于所述损坏标识模块位于电信接入节点中。
9.根据权利要求6所述的损坏标识模块(IIM)，其特征在于所述处理单元(PU)被包括在所述电信网络的服务器中。
10.根据权利要求6所述的损坏标识模块(IIM)，其特征在于所述处理单元(PU)是专用测量设备。
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