KR100262754B1

KR100262754B1 - 통신케이블의고장위치측정장치

Info

Publication number: KR100262754B1
Application number: KR1019970039152A
Authority: KR
Inventors: 박영일
Original assignee: 박영일
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 2000-08-01
Also published as: KR970075937A

Abstract

통신선로의 고장 위치를 탐지하는 장치에서 통신 케이블에서 단락이나 단선, 침수에 의한 절연불량, 지기, 타혼 등의 각종 고장에 대하여 발생되는 위치와 고장 상태를 자동 또는 수동의 조작을 통해 검출한 다음 LCD를 통해 시스템의 운용자에게 지시하여 주며, 고장이 검출되는 임의의 지점을 미터 환산법에 의하여 수치로 표시하여 주도록 한 것으로, 인가되는 전원을 정류하여 시스템에 구비되는 각각의 부하에 동작전원으로 공급하는 전원공급수단과, 소정의 기능키를 구비하여 시스템 운용을 위한 전반적인 키 신호를 입력하는 키 입력수단과, 시스템의 사용에 따라 설정되는 고장 위치 검출조건과 검출되는 통신 케이블의 상태를 디스플레이하는 표시수단과, 통신 케이블의 고장 위치 검출 및 고장상태 검출 분석을 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어수단과, 시스템의 운용에 대한 전반적인 프로그램 데이터가 저장하는 메모리수단과, 통신 케이블과 접속되어 검출을 위한 펄스 신호의 송신 처리와 통신 케이블에서 수신되는 신호의 처리를 실행하는 입출력 수단 및, 상기 각각의 요소를 연결하는 시스템 버스를 포함하여, 통신 케이블의 고장 위치와 고장 상태의 검출에 신뢰성을 제공하여 수리 복구에 신속성을 제공한다.

Description

통신 케이블의 고장 위치 측정장치

본 발명은 통신선로의 고장 위치를 탐지하는 장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 통신 케이블에서 단락이나 단선, 침수에 의한 절연불량, 지기, 타혼 등의 각종 고장에 대하여 발생되는 위치와 고장 상태를 자동 또는 수동의 조작을 통해 검출한 다음 LCD를 통해 시스템의 운용자에게 지시하여 주며, 고장이 검출되는 임의의 지점을 미터(Meter) 환산법에 의하여 수치로 표시하여 주도록 한 통신 케이블의 고장 위치 검출장치에 관한 것이다.

종래에 사용되고 있는 통신 케이블의 고장 위치 검출장치는 펄스의 반사파를 검출 분석하는 측정법을 사용하고 있어 180m/㎲, 190m/㎲, 200m/㎲, 210m/㎲로 한정된 선로의 전파 속도를 사용하였다.

상기한 바와같이 종래의 통신 케이블 고장 위치 검출장치는 한정된 선로 전파속도에 대한 상수를 사용함으로서 다양한 통신선로의 전파속도에 대한 상수를 적용시키는데 문제점이 있으며, 검출된 반사파의 분석을 통한 고장 위치의 판단시 대략 3% 정도의 확도만이 유지되므로 단선이나 단락, 절연불량, 지기 및 타혼 등의 고장이 임의의 위치에서 검출되더라도, 고장이 발생된 실질적인 위치를 정확하게 검출할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 통신 케이블의 고장위치를 검출함에 있어 선로의 전파속도를 프로그램화하여 전파속도에 대한 정수를 "30.0" 에서 "99.9" 까지 약 "700" 여개의 전파상수로 변환될 수 있도록 함으로써 음성, 데이터, CATV(Community Antenna Television) 등 모든 종류의 통신 케이블 고장상태와 고장위치에 대한 측정확도를 고장지점으로 부터 15CM ± 0.01% 까지 정확하게 측정할 수 있도록 하며, 주변기기를 이용하여 고장위치에 대한 정보와 고장 내역에 대한 정보를 출력 보관할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인가되는 전원을 정류하여 시스템에 구비되는 각각의 부하에 동작전원으로 공급하는 전원공급수단과;

소정의 기능키를 구비하여 시스템 운용을 위한 전반적인 키 신호를 입력하는 키 입력수단과;

시스템의 사용에 따라 설정되는 고장 위치 검출조건과 검출되는 통신 케이블의 상태를 디스플레이하는 표시수단과;

통신 케이블의 고장 위치 검출 및 고장상태 검출 분석을 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어수단과;

시스템의 운용에 대한 전반적인 프로그램 데이터가 저장하는 메모리수단과;

통신 케이블과 접속되어 검출을 위한 펄스 신호의 송신 처리와 통신 케이블에서 수신되는 신호의 처리를 실행하는 입출력수단 및;

상기 각각의 요소를 연결하여 제어신호 및 검출 데이터의 인터페이싱을 실행하는 시스템 버스를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 케이블의 고장 위치 검출장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 케이블의 고장 위치 측정장치의 블록 구성도.

도 2는 도 1에서 입출력 회로부의 상세 블록도.

도 3은 도 1에서 표시회로부의 상세 블록도.

도 4는 본 발명의 장치를 통해 검출되는 고장 파형의 일 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와같이 본 발명의 실시예에 따른 통신 케이블의 고장 위치 측정장치는 전원회로부(10)와, 키 입력부(20), 제어부(30), 발진기(40), 분주기(50), 표시회로부(60), 제1메모리부(70), 제2메모리부(80), 입출력 회로부(90) 및 타이머(100)로 이루어지며, 상기한 각각의 구성 요소는 시스템 버스와 콘트롤 버스를 통해 상호 연결되어 데이터의 송수신이 이루어진다.

상기에서 전원회로부(10)는 공급되는 110V 내지 220V의 상용전원이나 배터리의 전원을 각각의 부하에 필요한 소정의 전압으로 변환시켜 시스템의 동작전원으로 공급한다.

상기에서 배터리는 상용전원에 충방전이 실행되는 2차 전지로 구성하여 본 발명에 따른 시스템이 상용전원이 공급되지 않는 장소에서 휴대용으로 사용되어 지도록 한다.

키 입력부(20)는 시스템을 운용하기 위한 다수개의 기능키를 구비하며, 본 발명의 시스템을 사용하기 위한 전원 온/오프와 고장위치 검출을 위한 임의의 전파 정수 셋팅, 고장 위치 검출 동작의 실행 및 검출되는 고장 위치에 대한 정보 및 고장 상태 분석 디스플레이를 위한 선택등 시스템의 사용에 따른 전반적인 키 신호를 입력한다.

제어부(30)는 상기 키 입력부(20)에서 전원의 온 신호가 인가되는 경우 시스템의 부팅을 위한 전반적인 동작과 설정되는 전파상수의 셋팅 및 통신 케이블에서 검출되는 전반적인 데이터의 분석을 통해 고장 위치의 판독과 고장상태 등의 분석등 시스템의 운용에 대한 전반적인 동작을 제어한다.

발진기(40)는 상기 전원회로부(10)의 동작 전원 공급에 따라 발진하여 제어부(30)의 동작 실행을 위한 설정된 소정 대역의 주파수, 예를들어 10MHz의 클럭 주파수를 발생시킨다.

분주기(50)는 상기 발진기(40)에서 인가되는 10MHz의 클럭 주파수를 소정의 주기, 예를들어 2 분주하여 5MHz의 신호로 제어부(30)측에 인가한다.

표시회로부(60)는 키 입력부(20)를 통해 요구되는 통신 케이블의 고장 위치 및 고장 상태 검출을 위한 전원 온 신호에 따라 드라이브되며, 검출되는 통신 케이블의 임피던스와 전파상수, 전파속도, 수신레벨 조정상태, 통신 케이블의 단락, 단선, 침수, 분기, 임피던스 불연속 상태, 배터리의 전류량, 부정합 감쇄량, 현재의 위치로 부터 고장 지점까지의 거리 및 반사파의 형태등 시스템의 운용에 따른 전반적인 동작상태를 디스플레이하여 준다.

제1메모리부(70)는 EP-ROM으로 이루어지며, 시스템의 부팅을 위한 운용 프로그램 데이터가 저장된다.

제2메모리부(80)는 S-RAM으로 이루어지며, 통신 케이블의 고장 위치 검출과정에서 운용자가 요구하는 분석 프로그램 데이터가 저장되어 선택되는 키 신호에 따라 해당 데이터를 제어부(30)측에 출력한다.

입출력회로부(90)는 고장 위치 검출을 실행하기 위한 통신 케이블을 접속하며, 시스템 버스를 통해 콘트롤 버스로 부터 제어부(30)의 검출을 위한 소정의 신호가 인가되는 경우 송출을 위한 디지탈 상태의 신호를 실제 통신선로에 내 보낼수 있는 아날로그 상태의 신호로 변환한 다음 변환된 신호를 정현 자승파로 정형하여 송출하고, 통신 케이블에서 반사되어 검출되는 신호를 콘트롤 버스와 시스템 버스를 통해 제어부(30)측에 인가한다.

타이머(100)는 상기 입출력 회로부(90)에서 셋 신호가 인가되는 경우 카운 터 동작되며, 카운터 정보를 상기 입출력 회로부(90)측에 인가한다.

상기에서 입출력 회로부(90)는 첨부된 도 2에서 알 수 있는 바와같이, 제어부(30)로 부터 콘트롤 버스를 통해 인가되는 고장 위치 검출을 위해 디지탈 상태의 펄스 신호를 실제 통신 케이블을 통해 전송하기 위하여 아날로그 상태의 신호로 변환하는 D/A 변환기(91)와, 상기 아날로그 상태로 변환된 펄스 신호를 먼 거리의 통신에 필요한 소정의 레벨로 증폭시키기 위하여 정현 자승파로 정형하는 정형 회로부(92)와, 송출되는 펄스와 반사되는 펄스의 충돌을 방지하기 위하여 송수신 주기를 조정하는 송출펄스 지연회로부(93)와, 통신 케이블과 결합되어 송수신되는 신호를 정합하는 송수신 결합회로부(94)와, 통신 케이블로 부터 수신되는 반사파를 검출하는 반사파 검출회로부(95)와, 상기 검출되는 반사파를 가감시켜 신호의 세기를 단계적으로 변화시키는 멀티플렉서(96)와, 상기 신호의 세기가 조절되어 인가되는 아날로그 상태의 반사파 신호를 제어부(30)가 인식할 수 있는 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기(97)와, 상기 변환된 디지탈 상태의 반사파를 소정의 단위, 바람직하게는 4 비트로 샘플링하는 샘플링회로부(98)로 이루어진다.

또한, 상기에서 표시회로부(60)는 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와같이, 가로 256 세로 128 라인의 돗드 매트릭스(Dot Matrix)로서 상단과 하단으로 이중 구성되는 LCD(62)와, 데이터 버스를 통해 인가되는 데이터 래치신호와, 동기신호에 따라 상기 LCD(62)의 공통전극을 상단 64 라인과 하단 64 라인을 드라이브하는 컴먼 전극 드라이버(61)와, 상기 콘트롤 버스를 통해 인가되는 클럭신호와 데이터 신호에 따라 상단의 240 라인 세그먼트 전극을 드라이브하는 제1세그먼트 전극 드라이버(63)와, 상기 콘트롤 버스를 통해 인가되는 클럭신호와 데이터 신호에 따라 상단 16 라인과 하단 256 라인의 세그먼트 전극을 드라이브하는 제2세그먼트 전극 드라이버(64)로 구성된다.

전술한 바와같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 통신 케이블의 고장 위치 검출을 위한 동작을 설명하면 다음과 같다.

임의의 지역 간을 연결하고 있는 통신 케이블의 고장 위치와 고장 상태를 검출하기 위하여 입출력 회로부(90)의 통신 케이블 접속단자에 고장 위치 검출을 위한 임의의 통신 케이블을 접속한 다음 키 입력부(20)에 구비되어 있는 전원 버튼을 온 상태로 유지하면, 외부로 부터 공급되는 110V 내지 220V의 상용전원 또는 배터리로 부터 방전되는 전원은 내부의 정류 수단에 의하여 소정의 전압으로 절환되어 시스템의 각 부하측에 동작전원으로 공급된다.

이때, 상기 키 입력부(20)의 전원 온/오프의 신호에 따라 초기화되는 제어부(30)는 인가되는 키 신호의 인터럽트 요구 신호에 따라 EP-ROM으로 이루어지는 제1메모리부(70)로 부터 시스템의 운용에 필요한 부팅 프로그램 판독하여 시스템을 셋업(Set Up)함과 동시에 표시회로부(60)에 전원을 공급하여 고장 위치 검출을 위한 요구 데이터와 검출되는 신호의 디스플레이를 위한 동작 대기의 상태로 진입한다.

상기와 같이 시스템이 동작 대기의 모드로 진입한 상태에서 운용자가 고장 위치 검출을 위하여 선로의 전파속도에 따라 30.0 내지 99.9 범위에서 0.1씩 증감선택되는 전파정수와 2㎱, 10㎱, 100㎱, 1㎲, 2㎲, 4㎲, 6㎲중에서 임의의 출력 펄스와 50Ω, 75Ω, 93Ω, 125Ω중에서 임의의 출력 임피던스 및 고장 위치 검출을 위한 최대범위(99.9VOP에서 19.4km, 60VOP에서 11.7km)등의 검출 조건을 키 입력부(20)의 기능키를 통해 입력하면 제어부(30)는 S-RAM으로 이루어지는 상기 제2메모리부(80)로 부터 선택되는 검출을 위한 데이터를 순차적으로 다운 로딩 받는다.

이때, 상기와 같이 운용자가 선택하는 검출조건과 다운 로딩되는 동작 실행을 위한 데이터는 표시회로부(60)를 통해 시스템의 운용자에게 디스플레이한다.

상기와 같이 입출력 회로부(90)의 접속단자에 연결된 통신 케이블의 고장 위치 검출을 위한 조건의 설정이 완료되면 발진기(40)는 설정된 소정의 클럭 주파수, 예를들어 10MHz를 발진하여 분주기(50)측에 인가하면 분주기(50)는 인가되는 10MHz의 발진 주파수를 2분주하여 5MHz의 주파수 클럭으로 제어부(30)측에 인가한다.

제어부(30)는 상기와 같이 인가되는 발진 클럭 주파수의 신호를 통해 상기 키 입력부(20)로 셋팅한 검출조건과 전파정수의 속도로 통신 케이블의 고장 위치를 검출하기 위한 제어신호를 시스템 버스와 콘트롤 버스를 통해 입출력 회로부(90)측에 인가한다.

입출력 회로부(90)는 첨부된 도 2에서 알 수 있는 바와같이, 고장 위치 및 고장상태 검출을 위해 인가되는 디지탈 상태의 신호를 D/A 변환부(91)를 통해 통신 케이블에 전송할 수 있는 아날로그 펄스의 신호로 변환한 다음 정형 회로부(92)측에 인가한다.

정형 회로부(92)는 인가되는 아날로그 상태의 고장 위치 및 고장상태 검출을 위한 펄스 신호를 먼 거리의 전송의 전송에 필요로 하는 레벨로 증폭하기 위하여 정현 자승파의 신호로 정형한 다음 지연 회로부(93)를 통해 송출 주기를 조정하여 송수신 결합 회로부(94)측에 인가하면 송수신 결합 회로부(94)는 고장 위치 검출을 위해 인가되는 펄스 신호를 접속된 통신 케이블로 송출한다.

이후, 상기와 같이 고장 위치 검출을 위한 펄스 신호가 통신 케이블에 송출된 상태에서 만일 케이블의 임피던스가 일정하고 적절하게 종단되었다면 송출된 모든 에너지는 종단되어 흡수되므로 상기의 측정장치로 반사되는 신호가 검출되지 않는다.

만약, 송출된 펄스가 임피던스 불연속 지점에 도달하는 경우 펄스 에너지는 일부 혹은 전부는 전파정수에 상응하는 시간 내에 상기의 축정장치로 반사되어 돌아온다.

상기에서 되돌아 온 반사파가 고장지점에 가까운 위치인 경우 에너지의 손실이 적게 발생하지만 먼 거리에서 되돌아 오는 반사파는 그 세기가 매우 미약한 상태로 된다.

이때, 통신 케이블로 부터 되돌아 오는 반사파가 송수신 결합 회로부(94)를 통해 반사파 검출회로부(95)측에 인가되면 반사파 검출회로부(95)는 인가되는 통신 케이블의 반사파를 분석 검출하여 이득을 조정한 다음 멀티 플렉서(96)측에 인가한다.

멀티 플렉서(96)는 키 입력부(20)에서 인가되는 수신감도 가감 버튼에 의한 어드레스의 변환에 따라 수신되는 반사파의 세기를 소정의 단계, 바람직하게는 38단계로 조정하며 조정된 반사파 신호를 A/D 변환부(97)를 통해 제어부(30)가 인식할 수 있는 디지탈 신호로 변환한 후 소정의 주기의 비트 신호, 바람직하게는 4비트의 신호로 샘플링하여 시스템 버스를 통해 제어부(30)측에 인가한다.

상기 제어부(30)는 인가되는 신호를 제1메모리부(70)에 설정된 운용 프로그램에 따라 분석하여 고장 위치에 대한 정보를 메타 환산하며, 단락이나 단선, 침수,지기, 타혼 등의 고장 상태에 정보를 표시회로부(60)측에 인가한다.

표시회로부(60)는 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와같이, 제어부(30)에서 시스템 버스와 콘트롤 버스를 통해 인가되는 데이터 래치 신호와 동기신호, 클럭신호 및 데이터 신호(D0-D1)에 신호에 따라 컴먼전극 드라이버(61)와 제1,제2세그먼트 전극 드라이버(63)(64)의 구동을 통해 첨부된 도 4와 같은 파형을 통해 메타 환산법으로 디스플레이하여 통신 케이블의 단락이나, 단선, 침수, 부분 단락 등의 정보를 운용자에게 지시하여 준다.

상기에서 타이머(100)는 고장 위치 검출을 위한 시간과 반사파가 검출되는 시간의 정보를 검출하여 고장 위치 판단을 위한 데이터로 제공한다.

상기에서 일 예를들어, 심선경을 0.4mm를 상용하는 가입자 회선의 고장 위치를 검출하는 경우 전파정수를 60.0을 설정한 다음 키 입력부(20)에 구비되어 있는 자동 포착 버튼을 구동하면 2.7km이내의 구간에서 발생된 각종 고장상태 및 고장 위치에 대한 정보가 일정시간, 예를들어 10초 이내에 표시회로부(60)에 디스플레이된다.

또한, 심선경을 0.65 에서 0.9mm를 사용하는 국간 중계 PCM 전송선로에 대하여 고장 위치를 검출하는 경우 전파정수를 65.0으로 설정한 다음 키 입력부(20)에 구비되어 있는 자동 포착 버튼을 구동하면 3.5km이내에서 구간에서 발생된 각종 고장상태 및 고장 위치에 대한 정보가 일정시간, 예를들어 10초 이내에 표시회로부(60)에 디스플레이된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 통신 케이블의 고장 위치와 고장 상태를 검출함에 있어 일정거리 대략 3.0km 이내의 근거리의 경우 검출을 위한 조건을 설정한 다음 자동 선택 버튼의 구동으로 일정시간 이내에 자동으로 고장 위치와 고장 상태를 디스플레하며, 3.0km 에서 19.4km에 이르는 먼거리의 고장 위치 검출은 수동을 통해 거리를 설정하므로서 고장 위치를 검출할 수 있도록 하여 통신 케이블의 단선이나,단락, 지기, 타혼 임피던스 불연속, 침수등 제반적인 상황을 검출하므로 사용에 편리성이 제공되고, 통신 케이블의 수리 복구에 신속성과 신뢰성을 제공한다.

Claims

인가되는전원을 정류하여 시스템에 구비되는 각각의 부하에 동작전원으로 공급하는 전원공급수단과; 소정의 기능키를 구비하여 시스템 운용을 위한 전반적인 키 신호를 입력하는 키 입력수단과; 시스템의 사용에 따라 설정되는 고장 위치 검출조건과 검출되는 통신 케이블의 상태를 디스플레이하는 표시수단과; 시스템의 운용에 대한 전반적인 프로그램 데이터가 저장하는 메모리 수단; 상기 통신 케이블의 고장 위치 검출 및 고장상태 검출을 분석하고 제어하는 제어수단과;

상기 통신 케이블과 접속되어 펄스 신호의 송신 처리와 통신 케이블에서 수신되는 신호의 처리를 실행하는 입출력 수단 및;

상기 각각의 수단과 연결되어 제어신호 및 검출 데이터의 인터페이싱을 실행하는 시스템 버스와; 상기 입출력 수단에서 전파상수로 송출되는 펄스와 통신 케이블로 부터 반사되는 펄스의 검출시간 정보를 출력하는 타이머 수단으로 구성된 통신케이블의 고장 위치 검출 및 고장 상태 검출 분석을 선로의 전파 속도에 따라 30.0 내지 99.0 범위에서 0.1씩 증감되는 전파 정수와;

2ns, 10ns, 100ns, 1㎲, 2㎲, 4㎲, 6㎲ 펄스 중 선택되어지는 임의의 출력 펄스와; 50Ω, 75Ω, 93Ω, 125Ω 중 임의로 서택되어지는 선로 출력 임피던스를 검출 조건으로 제어하여서 된 것을 특징으로 하는 통신 케이블의 고장 위치 측정장치.
청구항1에 있어서, 상기 입출력 수단은 상기 제어수단으로부터 출력되는 디지탈 펄스 신호를 아날로그 펄스 신호를 변환하는 D/A 변환수단과; 상기 D/A변솬 수단으로부터 아날로그 펄스 신호를 먼거리 통신에 필요한 소정 레벨의 정형 자승파로 정형하는 정형수단과; 상기 정형수단에서 송출되는 정형 펄스와 반사되는 펄스와의 충돌 방지를 위한 송출 주기를 지연하는 지연수단과; 상기 지연수단에서 지연되어 송출되는 신호와 통신 케이블과 결합되어 송수신되는 신호를 정합하는 송수신 결합수단과;

상기 통신 케이블로 부터 반사파를 검출하는 반사파 검출수단과; 상기 반사파 검출수단에서 검출되는 반사파를 가감시켜 신호의 세기를 단계적으로 조정하는 멀티플렉서와; 상기 멀티플렉서에서 세기 조정된 아날로그 반사파 신호를 디지탈 반사파 신호로 변환하는 A/D 변환수단 및; 상기 변환된 디지탈 반사파 신호를 미의로 설정된 소정의 단위로 샘플링하는 샘플링 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 케이블의 고장 위치 측정장치.
청구항2에 있어서, 상기 멀티플레서는 가감 신호에 의한 어드레스 변화로 검출되는 반사파의 세기를 38단계로 ㅗ정하는 것을 특징으로 하는 통신 케이블의 고장 위치 측정장치.
청구항2에 있어서, 상기 샘플링 수단은 디지탈 신호로 변환된 검출 반사파 신호를 4 비트의 단위로 샘플링하는 것을 특징으로 하는 통신 케이블의 고장위치 측정장치.