KR101363081B1 - 주파수 도메인 반사계측기를 사용한 네트워크 기기 검출 - Google Patents

주파수 도메인 반사계측기를 사용한 네트워크 기기 검출 Download PDF

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KR101363081B1
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로버트 제이. 플라스크
월터 밀러
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제이디에스 유니페이즈 코포레이션
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Abstract

주파수 도메인 반사계측기를 사용하여 케이블망의 요소들을 식별하기 위한 시스템은 노이즈, 2차 및 3차 고조파들 및 부돌출부들을 제거하는 초기 필터링 단계들, 케이블망에서의 각종 요소들, 예컨대 스플리터들, 배럴들 및 개방(open)들을 식별하고 디스플레이하는 후속 단계들을 포함한다.

Description

주파수 도메인 반사계측기를 사용한 네트워크 기기 검출{Network device detection using frequency domain reflectometer}
도 1은 본 발명에 따른 케이블망 식별 시스템의 단계들을 도시하는 흐름도이며;
도 2는 케이블망의 개략도이며;
도 3은 도 1의 처음 단계에 관련된 단계들을 도시하는 흐름도이며;
도 4는 도 1의 최종 단계에 관련된 단계들을 도시하는 흐름도이며;
도 5a 및 5c는 2부분 스플리터들의 그래픽 표현들을 도시하며;
도 5b 및 5d는 배럴들의 그래픽 표현들을 도시하며; 그리고
도 6a 및 6b는 도 1의 최종 단계에 관련된 부가 단계들을 도시하는 흐름도이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 발명은 2006년 6월 19일자로 출원된 미국특허출원 제60/805,117호를 우선권 주장하며, 그것은 참조로써 여기에 통합된다.
기술 분야
본 발명은 케이블 배포망을 맵핑하는 것에 관한 것으로, 특히 주파수 도메인 반사계측기 스캔들을 이용하여 가정용 동축망에서의 스플리터들, 배럴/슬라이스들, 저 품질 스플리터들 및 개방(open)들을 식별하고 위치확인(locating)하는 것에 관한 것이다.
결함 검출, 예컨대, 파손, 단락(shorts), 연결해제, 부품 열화, 및 비정상적인 전송선로 종단과 같은 결함들을 찾는 것은 케이블 배포망에서 문제들의 위치를 정확히 지적하기 위해 CATV 서비스 제공자들에 의해 수행되는 테스트이다. 케이블 배포망 내의 결함들은 임피던스 부정합, 즉 결함의 임피던스가 케이블 배포망의 전송선로들의 특성 임피던스와는 다르다는 것이 전형적인 특징이다. 예를 들면, CATV 배포 부시스템의 전송선로들은 대략 75오옴의 임피던스를 전형적으로 가지지만, 전송선로 상의 단락은 대략 영의 임피던스를 가질 것이고 파손은 대략 무한대의 임피던스를 가질 것이다.
배포 부시스템에서 결함들이 갖는 하나의 문제는 결함들이 그것들의 임피던스 부정합 특성들 때문에 배포망을 통해 전송된 신호들을 반사한다는 것이다. 그 결과, 배포망에서의 결함들은 반사된 신호들로부터의 간섭으로 인해 배포망 전체에 걸쳐 문제들을 야기할 수도 있다. 그러므로, 단일 가입자의 수신 문제들을 치유하고 배포망 전체로부터 결함으로 발생된 간섭을 제거하기 위해서는 배포망 내의 결함들을 CATV 서비스 제공자들이 쉽게 식별하고 위치 확인할 수 있게 하는 것이 중요하다.
주파수 도메인 반사측정기술은 배포용 통신망에 스위프 신호를 인가하는 반사계측기를 사용한다. 스위프 신호는 초기 주파수로부터 최종 주파수까지, 예컨대 5MHz부터 82MHz까지를 비교적 작은 증분, 예컨대 0.075MHz로 스위프하는 RF신호이다. 만일 임피던스 부정합이 네트워크 내에 존재하면 임피던스 부정합은 각각의 전송된 신호를 이 전송된 신호와는 동일한 주파수이지만 위상을 지체하여 반사계측기에 반사할 것이다. 이 반사의 결과로서, 정상파가 발생된다. 반사계측기는 반사된 스위프 응답신호를 얻기 위해 각 스위프 주파수에서 정상파의 레벨을 계량한다. 반사된 스위프 응답신호의 지체는 반사된 파의 최소치가 반사계측기로부터의 임피던스 부정합의 1/2 파장에 맞추어지도록 한다. 이 공지의 관계 때문에, 반사계측기는 반사계측기로부터 임피던스 부정합까지의 거리를 결정할 수 있다.
주파수 도메인 반사계측기(FDR) 시스템들은 네트워크들을 테스트하는데 사용되고 있는데, 이를테면 그것은 Franchville에게 1999년 11월 30일자로 발행된 미국특허 제5,994,905호; Chong에게 2001년 1월 23일자로 발행된 미국특허 제6,177,801호; Walance 등에게 2002년 10월 15일자로 발행된 미국특허 제6,466,649호; Bailey 등에게 2005년 10월 25일자로 발행된 미국특허 제6,959,037호; 및 Gorka 등에게 2006년 7월 4일자로 발행된 미국특허 제7,071,700호에 개시되어 있다.
불행하게도, 이전의 FDR 시스템들의 결과들은 X축에 거리 Y축에 반사진폭을 가지는 단순한 그래프로서 통상적으로 디스플레이된다. 그래픽 결과들은 몇 가지 잘못된 판독결과들, 예컨대 고조파 및 오류 있는 반사물들을 포함하고, 전문기술자에 의한 다량의 해석을 요구한다. 필터링 프로세스들은 이상한 것들을 없애는데 활 용되고 있지만, 그 결과들은 여전히 해석 오류를 내기 쉽고 어떤 종류의 기기가 각각의 반사를 야기하는지를 결정하는 명확한 수단은 없다.
본 발명의 목적은 원자료를 이용하여 케이블망에서 기기들, 이를테면 개방되거나 단락된 케이블들뿐 아니라 스플리터들, 불량 배럴들을 식별하고, 기기 유형 및 테스트 위치로부터의 거리의 기술(description)을 가지는 테이블 형식으로 결과들을 디스플레이하는 시스템을 제공하는 것에 의해 종래기술의 단점들을 극복하는 것이다.
따라서, 본 발명은, 케이블 통신망에서 요소들을 식별하는 방법에 있어서,
a) 케이블 통신망의 주파수 도메인 반사계측기 스위프(sweep)를 수행하여 각각의 반사물(reflection)이 피크 값을 가지는 복수 개의 반사물들을 가지는 원자료(raw data)를 생성하는 단계;
b) 소정의 피크 문턱값보다 작은 피크 값을 가지는 모든 반사물들을 제거하는 단계;
c) 2차 및 3차 고조파 반사물들을 결정하고 제거하는 단계;
d) 부돌출부(side lobe) 반사물들을 결정하고 제거하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계;
e) 필터링된 데이터의 어떤 반사물들이 미종단 케이블들을 나타내는지를 피크 값들과 소정의 개방 문턱값의 비교에 의해 결정하는 단계;
f) 필터링된 데이터로부터 케이블 통신망에서의 스플리터들 각각의 유형 및 위치를 결정하는 단계;
g) 필터링된 데이터로부터 케이블 통신망에서의 배럴들 각각의 위치를 결정하는 단계; 및
h) 미종단 케이블들, 스플리터들 및 배럴들의 유형 및 위치를 디스플레이하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다
본 발명은 바람직한 실시예들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 매우 상세히 설명될 것이다.
실시예의 상세한 설명
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 초기 단계(11)는 검사하려는 케이블망(20, 도 2)의 주파수 도메인 반사계측기(FDR) 스위프를 수행하고 케이블망의 요소들을 나타내는 원자료를 수집하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따라서 FDR 검사기기(1)를 가지는 전문기술자는 테스트하려는 케이블망(20)에 적당한 위치에서 예컨대 네트워크 인터페이스 기기(NID; 21)로 접속하며, FDR 테스트 신호를 전송하고, 원자료 응답신호를 수신한다. 본 발명에 따른 FDR 테스팅 기기(1)는 FDR 테스트 스위프들을, 예컨대 5MHz 내지 155MHz 신호를 0.29MHz의 증분으로 하여 발사하는데 필요한 RF발생 하드웨어(2), RF 테스트 신호들을 발사하고 반사된 테스트 신호들을 수신하기 위한 입/출력 포트(3), 및 전술한 시스템뿐 아니라 다른 테스팅 시스템들도 제어하기 위한 마이크로프로세서(6)를 구비한다. FDR 테스팅 기기(1)를 위한 제어 소프트웨어를 저장하고 실행할 뿐만 아니라 네트워크 맵핑 시스템을 위한 제어 소프트웨어를 저장하고 실행하기 위한 메모리가 마이크로프로세서(6)에 제공된다. 신호변환기(4)는 회귀하는 RF 신호들을 전기신호들로 변환하고, 그 전기신호들은 그 속의 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 이용하여 디지털 신호들로 변환된다. 케이블망에서 다른 유형의 요소들 및 그것들의 테스트 위치로부터의 거리들을 설명하기 위한 디스플레이 화면(5)도 제공된다.
도 2를 참조하면, 네트워크 인터페이스 기기(NID; 21)로부터 3개의 주 가지들(23 내지 25)까지 연장하는 홈 네트워크(20)가 도시되어 있는데, 3개의 주 가지들 중의 2개의 주 가지들은 고 품질 스플리터(26) 및 저 품질 스플리터(27)를 통해 5개의 부 가지들(23a, 23b, 24a, 24b, 24c)로 나누어진다. 부 가지들의 각각은 배럴(28a, 28c, 28e, 28f)에서 종단되거나 또는 28b 및 28d에서처럼 미종단된다. 사용 시, 전문기술자는 집 또는 빌딩의 내부 또는 외부에 위치된 NID(21)에 위치하여 RF 발생 하드웨어(2)에 의해 FDR 스위프를 개시하는 것에 의해 FDR을 수행한다.
도 3을 참조하면, 도 1로부터의 제1단계(11)는 초기에는 참조(reference) 데이터를 수집(단계 111)하는 것을 포함하는데, 그것들은 연결된 배포망은 없고 연결된 소정의 저항성 부하, 예컨대 75ohm 저항성 부하만으로 각각의 스위프 주파수에서 RF 발생 하드웨어(2)로부터의 참조 스위프 신호의 강도를 나타낸다. ADC(4)는 참조데이터를 마이크로프로세서(6)의 메모리에 저장하기 위해 변환한다. 복수 회의 측정들이 참조 스위프 신호의 각 증분에 대해 취해져서, 최적의 예컨대 평균 참조값들을 확립할 수 있다.
케이블 또는 테스트 데이터는 단계 112에서 수집되는데, 그것은 RF 발생 하드웨어(2)가 하나 이상의 테스트 스위프들을 케이블망(20)에 발사하는 것과 회귀 신호들을 변환기(4)를 통해 메모리에 기록하는 것에 관계가 있다. 단계 113은 참조값에 의해 테스트 값을 나누고 1을 빼는 것에 의해 각 지점에 대해 반사된 스위프 응답레벨을 계산하는 것에 관계가 있다. 단계 114에서, 윈도우화 기법, 예컨대 해밍 윈도우가 단계 113에서 계산된 값들에 적용되고, 그 후에 단계 115에서 고속 푸리에 변환(FFT)된다. 단계 116에서, 각 지점에 대한 회귀 손실의 크기는 계산되고, 즉, 회귀 손실(Return Loss) = 20 x LOG(값)이 되고, 그 다음 단계 117에서 케이블 보상이 각 회귀 손실 값에 적용된다. 개별적인 감쇄 보상 계수가 스펙트럼의 각 스펙트럼 피크에 대해 특정 케이블 및 이동된 거리에 기초하여 계산되는데, 그것은 감쇄가 보상된 반사된 스위프 응답 스펙트럼을 얻기 위하여 각각의 스펙트럼 피크의 크기에 의해 곱해진다. 이 프로세스는 웨이브텍 코오퍼레이션(Wavetek Corporation)이란 이름으로 1999년 11월 30일자로 발행된 미국특허 제5,994,905호에 상세히 설명되어 있고, 그것은 참조로써 여기에 통합된다.
도 1에서 제2단계(12)는 원자료의 피크 탐색을 수행하여 소정의 문턱, 예컨대 -25dBrl보다 큰 진폭을 가지는 지점들의 모두를 식별하고 분리하는 것에 관계가 있다. 피크 탐색은 -25dBrl 미만인 데이터 점들만을 제거할 뿐만 아니라 더 높은 피크의 어느 측에 있는 -25dBrl보다 클 수 있는 데이터 지점들도 제거하고, 그것에 의해 단일 피크가 -25dBrl보다 큰 많은 지점들을 가지는 경우를 제거한다.
아래에서 설명되는 바와 같이 다른 저장된 피크들의 각각을 위한 상대 피크 레벨들을 결정하기 위해 가장 높은 피크 역시 식별된다. 전술한 규준들을 만족하는 피크들의 모두는 찾아지고 피크 반사 테이블 내에 그것에 관련된 상응하는 정보, 예컨대 그 지점에 대한 거리, 반사된 전력 레벨(dBrl), 피크의 폭, 지점에 대한 정규화된 거리, 가장 높은 저장된 피크에 대한 상대 레벨과 함께 저장된다. 정규화된 거리는 거리(ft)로 변환되기 전의 FFT x축 인덱스들(0-255)이다. 정규화된 거리는 길이 단위로 변환한 결과인 부동소수점 거리들보다 사용하기가 훨씬 용이하여, 다른 계수들의 고려 없이 비교가 행해질 수 있게 하는데, 예컨대 반사물이 2x 반사물인지를 결정하기 위해, 그것을 2로 나누고 다른 반사물로부터 그것을 감산하여 절대값을 얻은 다음 그 답이 1 이하인지를 보기 위해 비교한다. 만일 그 값이 피트로 변환되었다면, 비교는 전파 속도(VOP)에 의존할 것이다. 거리 D는 수학식 D = f R x c x V OP 로부터 계산될 수 있는데 여기서 fR은 피크의 주파수, c는 빛의 속도, 그리고 VOP는 전파 속도이다.
제3단계(13)에서, 제2단계에서 발견되는 피크들 모두의 상대적인 레벨들은 가장 높은 피크에 관련하여 결정된다. 상대적인 레벨들은 후속하는 단계에서 반사물들을 비교하는데 사용된다.
2차 및 3차 고조파 반사물들은 제4단계(14)에서 발견되고 제거 표시될 수 있다. 2차 고조파 반사물은 피크에 의해 식별될 수 있는데, 피크는 10dB보다 크고, 피크에 대한 피크 프락시메이트(peak proximate)보다 낮고, 피크 프락시메이트의 ±1 정규화 카운트들(normalized counts) 내에 있다. 3차 고조파 반사물은 피크에 의해 식별될 수 있는데, 피크는 20dB보다 크고, 피크에 대한 피크 프락시메이트보다 낮고, 피크 프락시메이트의 ±1 정규화 카운트들(normalized counts) 내에 있다.
제거하려는 부돌출부들의 테이블은 최소 부돌출부 생성자 레벨, 예컨대 -20dBrl보다 크고, 아직 2차 또는 3차 고조파 반사물들로 표시되지 않은 모든 반사물 피크들을 결정하는 것에 의해 잠재 부돌출부 생성자들의 목록을 작성함으로써 제5단계(15)에서 생성된다. 잠재 부돌출부 거리들의 테이블은 부돌출부 생성자들로서 표시된 반사물들의 거리들의 모두를 가산하고 감산하는 것에 의해 작성된다. 나머지 반사물들은 어떤 것이 계산된 부돌출부의 어느 것과 동일한 정규화된 거리들을 가지는지를 결정하기 위해 탐색된다. 만일 반사물들 중의 어느 것이 계산된 부돌출부의 어느 것과 동일한 정규화된 거리를 가진다면, 반사물의 레벨이 작성할 수 있는 2개의 부돌출부 생성자들의 어느 것보다 작은 것을 보장하기 위해 검증단계가 행해진다. 반사물은 만일 그 반사물이 전술한 규준들의 모두를 만족한다면 제6단계(16)에서 제거를 위해 표시된다. 부돌출부 테이블은 정규화된 거리와 레벨을 포함한다. 부돌출부들은 부돌출부 생성자로서 간주되는 모든 반사물들을 위한 정규화된 거리들의 합 및 차이로 구성된다. 각 부돌출부는 그것의 2개의 부모 레벨들 중의 하위의 것의 레벨과 동일한 레벨이 할당된다. 전형적으로는 부돌출부들은 -15dBrl미만이며, ±1 정규화된 길이 단위 이내이고, 계산된 부돌출부보다 레벨이 낮다.
제7단계(17)는 제거로 표시되어 있는 반사 돌출부들의 모두, 즉 2차 및 3차 고조파 및 부돌출부들의 제거를 포함한다.
제8 및 제9 단계들(18 및 19)은 각각 개방 또는 미종단된 케이블들의 식별, 및 배럴들, 고 품질 스플리터들 및 저 품질 스플리터들과 같은 요소들의 구체적인 식별에 관련되고, 그것들은 도 4 및 도 5를 참조하여 더 설명될 것이다. 미종단된 또는 개방 케이블들은 큰 반사물 피크들에 의해 식별될 수 있지만, 개방 케이블들을 위한 문턱은 만일 이전에 보상되지 않았다면 거리 의존적이 되는 것이 필요한데, 케이블 손상이 반사물을 감쇄하고 추가의 반사물이 테스트 장비로부터 만들어지기 때문이다. 스플리터들은 포트들의 수 및 포트들이 종단되는 방식에 의존하여 고유한 기호(signature)를 가진다. 더 높은 품질의 스플리터들이 높은 회귀 손실, 예컨대 N개의 반사물들이 뒤따르는 작은 반사물을 생성할 것인데, N은 스플리터 상의 포트들의 수에 상응한다. 본 발명의 알고리즘은 공통 네트워크 토폴로지들에 기초하는 기호들의 모음을 찾기 위해 반사물들을 탐색한다. 예를 들면 2-스플리터는 저 레벨 1차 반사물 및 더 큰 거리들에 있는 2개의 더 큰 반사물에 의해 식별될 수 있다.
도 5c에 도시된 예
20ft -20dBrl 스플리터
24ft -7.0dBrl 개방
55ft -7.0dBrl 개방
도 4는 스플리터들 및 배럴들을 검출하기 위해 제8단계(18)에서 착수되는 단계들 및 알고리즘을 도시한다. 초기 단계(181)에서, 검사하려는 다음 반사물은 응답 스펙트럼으로부터 얻어진다. 제2단계(182)는 반사물 피크가 개방 또는 미종단된 케이블을 나타내는 소정의 개방 문턱값, 예컨대 -22dBrl보다 큰지를 결정하는 것에 관계가 있다. 만일 반사물이 개방 문턱값보다 높지 않다면, 즉 제2단계(182)가 NO라는 대답을 생기게 한다면, 후속하는 결정이 결정상자(183)에서 행해져 반사물이 일련의 반사물들 중의 제1반사물인지가 결정된다. 만일 반사물이 일련의 반사물들 중의 제1반사물이면, 당해 반사물 뒤의 반사물들이 더 높은 것인지에 관한 결정이 결정상자(184)에서 행해진다. 만일 답이 아니오라면, 프로세스는 최종 결정단계(186)로 진행하고, 만일 당해 반사물이 마지막 반사물이면 끝나거나 또는 만일 당해 반사물이 마지막 반사물이 아니면 단계 181로 되돌아간다. 만일 결정상자(184)에서의 답이 예라면, 즉 당해 반사물 뒤의 반사물들이 더 높은 레벨들을 가지지만 -7dBrl 미만이라면, 당해 반사물은 스플리터를 나타내고(도 5a 참조), 프로세스는 최종 결정단계(186)로 진행한다.
만일 결정상자(183)에서 답이 아니오라면, 즉 당해 반사물이 일련의 반사물들 중의 제1반사물이 아니면, 프로세스는 결정상자(187)로 진행하여, 행에 2개의 반사물이 있는지 그리고 다음 반사물이 -3.0dBrl보다 큰지에 관해 결정이 행해진다. 만일 그렇다면, 당해 반사물은 배럴을 나타내고(도 5b 참조), 프로세스는 최종 결정단계(186)로 진행한다. 만일 아니면, 프로세스는 위에서 상세히 설명한 바와 같이 최종 결정단계(186)로 진행한다.
만일 단계 182에서 답이 예였다면, 즉 당해 반사물은 개방 문턱레벨보다 크다면, 당해 반사물은 개방을 나타내고, 프로세스는 결정상자(183)과 유사한 결정상자(189)로 진행한다. 위에서처럼, 당해 반사물이 제1반사물이면, 프로세스는 최종 결정단계(186)로 진행한다. 만일 당해 반사물이 최종 반사물이 아니면, 프로세스는 결정상자(187)와 유사한 결정상자(191)로 진행한다. 위에서처럼, 만일 반사물들의 총 수가 2이면, 그리고 만일 당해 반사물의 레벨이 -3dB보다 크다면, 반사물은 배 럴을 나타낸다(도 5d 참조). 만일 결정상자(191)에서의 대답이 아니오라면, 프로세스는 결정상자(192)로 진행하여 반사물들의 수가 1보다 큰지를 결정한다. 만일 반사물들의 수가 1이고 레벨이 -5.0dB보다 작다면, 결정상자(193)에서 결정이 행해지고 최종 결졍단계(186)로 진행한다. 만일 결정상자(192)에서 반사물들의 수가 1보다 크면, 프로세스는 결정상자(194)로 진행하여, 반사물들의 수가 3이상인지 그리고 반사물 레벨들의 차이가 서로 -10dBrl 이내에 있는지의 결정이 행해진다. 만일 답이 예이고 레벨들이 -7dBrl보다 작다면, 당해 반사물들은 스플리터를 나타내고(도 5c 참조), 프로세스는 최종 결정단계(186)로 진행한다. 만일 답이 아니오라면, 제어 시스템은 깊은 스플리터 탐색 프로세스를 시작하는데, 이 프로세스에서는 당해 반사물들이 스플리터의 포트 반사물을 만든다고 가정된다.
만일 다수의 반사물들이 검출되고 dBrl 레벨들이 -3.0dBrl보다 작고 레벨들이 10dB보다 작은 차이를 가진다면, 스플리터는 존재해야 한다고 추정된다. 실제로 양호한 스플리터의 경우, 그것의 dBrl은 매우 낮은데, 예컨대 -35dBrl인데, 이것은 -22dBrl의 최소 개방 문턱레벨보다 훨씬 낮다. 따라서, 만일 스플리터가 존재할 것임을 반사물들이 나타낸다면, 추정된 스플리터는 반사물 목록의 제1위치에 삽입되고 어떠한 실제적인 판독보다 훨씬 낮은 -99dBrl의 레벨이 주어지는데, 거리는 제1반사물과 동일한 거리로 설정된다.
깊은 스플리터 탐색은 FFT 거리 인덱스 0 및 제1반사물의 거리 인덱스 사이에서 원자료를 탐색하는데, 만일 스플리터가 존재한다면 그것은 그 영역에서 발견될 것이기 때문이다. 깊은 스플리터 탐색은 -40dBrl까지 아래로, 예컨대 -22dBrl 및 -40dBrl 사이에서 피크들을 찾는다. 깊은 스플리터 탐색은 부돌출부 인덱스에는 없는 최고 피크를 탐색한다. 전술한 높은 레벨 반사물들을 이용하여 그 영역에서 낮은 레벨 피크를 발견한 것은 스플리터를 나타낸다.
도 6a를 참조하여, 만일 스플리터 반사물을 검출한 뒤의 개방 포트 반사물들의 모두의 회귀 손실을 합산하는 것에 의해 계산되는 반사된 총 전력이 100%보다 크다면, 저 품질 스플리터는 존재한다. 만일 저 품질 스플리터가 검출된다면, 도 6b의 후방 반사물 제거 알고리즘이 오류 있는 반사물들을 제거하기 위해 개시된다.
정상적인 시나리오에서 2방향 스플리터는 3개의 반사물들, 즉 스플리터 포트, 제1개방포트 및 제2개방포트로부터의 3개의 반사물들을 가진다. 양호한 스플리터가 모든 포트들에서 75ohm 임피던스를 가지므로, 유일하게 반사된 신호들은 3개, 즉 스플리트 포트, 제1포트 개방, 제2포트 개방이다. 불량한 스플리터에서 포트들은 75ohm이 아니고 그것에 의해 반사물들은 개방 포트에서 반사한 다음 스플리터 포터의 후방에서 반사한다. 모든 이 부정합들의 결과는 과도한 수의 반사물들인데, 많은 반사물들은 잘못된 사건들이다. 이 경우를 검출하지 않고 후방 반사물들을 제거하면 그 결과들은 잘못된 개방이 디스플레이되게 할 것이다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 마이크로프로세서(6)의 테스팅 시스템은 과도한 수의 반사물들을 검출하는 테스트를 행하고, 반사 검출이 명확한 경우에는, 후속하여 후방 반사물 제거 알고리즘을 실행한다.
완전한 무손실 2방향 스플리터는 2개의 출력 포트들 사이에서 들어오는 전력을 고르게 분리한다. 즉 각 포트의 출력은 원래보다 -3dB 아래일 것이다. 수학식은 100 x 10-3/10 = 50%이고, 이것에 의해 port1의 50% + port2의 50% = 100%이고, 그것은 실제 회로에서 일어날 수가 없을 것이다.
그러나, 전형적인 2방향 스플리터는 포트 당 대략 3.5dB의 손실 또는 100 x 10-3.5/10 = 44.7%이고, 그것에 의해 44.7%에 있는 2개의 포트들은 89.3%까지 가산된다. 따라서, 100%미만의 전력이 스플리터 손실들에서 설명된다. 이 계산을 반사물들(dBrl)로 계산할 때 수학식들은 100 x 100dBrl /20인데 20은 2 x 10이고 2는 스플리터를 지나가는 2개의 이동(trip)을 말한다.
낮은 품질의 스플리터로는 개방들 및 스플리터의 후방으로부터의 큰 반사물들은 백분율들의 합이 100%를 초과하게 하는데(도 6a의 단계 198 참조) 마이크로프로세서(6)의 테스팅 시스템은 낮은 품질의 스플리터의 표시자로서 사용되고, 후방 반사 제거 알고리즘(199)을 트리거하여 과도한 반사물들을 제거하는 것이다.
도 6b를 참조하면, 후방 반사 제거 알고리즘은 단계 201에서 당해 스플리터에 대한 거리(S)를 결정하는 것에 의해 시작된다. 그 다음 스플리터는 테스트가 인덱스 1로 시작하는 추정된 스플리터인지 또는 스플리터는 테스트가 인덱스 2로 시작하는 검출된 스플리터인지의 결정이 단계 202에서 행해진다. 다음 단계 203은 -15.0dB보다 큰 모든 피크들의 후방 반사물 생성자들의 테이블을 작성하는 것이다. 단계 204는 후방 반사물 거리 및 후방 반사물 레벨을 계산하는 것에 의해 후방 반사물 테이블을 작성하는 것에 관계가 있다. 최종 단계 205는 반사물들의 모두를 통해 진행하고 계산된 후방 반사물 거리와 매칭되고 후방 반사물 테이블 상의 후방 반사물 레벨보다 3.0dB 낮은 후방 반사물 레벨을 가지는 어떠한 반사물들이라도 제거하는 것에 관계가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 원자료를 이용하여 케이블망에서 기기들, 이를테면 개방되거나 단락된 케이블들뿐 아니라 스플리터들, 불량 배럴들을 식별하고, 기기 유형 및 테스트 위치로부터의 거리의 기술(description)을 가지는 테이블 형식으로 결과들을 디스플레이하는 시스템을 제공하는 것에 의해, 전문기술자의 해석 없이도, FDR 시스템들의 판독 결과들을 해석 오류 없이 그리고 어떤 종류의 기기가 각각의 반사를 야기하는지를 명확히 결정할 수 있다.

Claims (16)

  1. 케이블 통신망에서 요소들을 식별하는 방법에 있어서,
    a) 케이블 통신망의 주파수 도메인 반사계측기 스위프(sweep)를 수행하여 각각의 반사물(reflection)이 피크 값을 가지는 복수 개의 반사물들을 가지는 원자료(raw data)를 생성하는 단계;
    b) 소정의 피크 문턱값보다 작은 피크 값을 가지는 모든 반사물들을 제거하는 단계;
    c) 2차 및 3차 고조파 반사물들을 결정하고 제거하는 단계;
    d) 부돌출부(side lobe) 반사물들을 결정하고 제거하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계;
    e) 상기 필터링된 데이터의 어떤 반사물들이 미종단 케이블들을 나타내는지를 상기 피크 값들과 소정의 개방 문턱값의 비교에 의해 결정하는 단계;
    f) 상기 필터링된 데이터로부터 상기 케이블 통신망에서의 임의의(any) 스플리터들의 유형 및 위치를 결정하는 단계;
    g) 상기 필터링된 데이터로부터 상기 케이블 통신망에서의 임의의 배럴들의 위치를 결정하는 단계; 및
    h) 상기 미종단 케이블들, 상기 스플리터들 및 상기 배럴들의 상기 유형 및 위치를 디스플레이하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 f)는 스플리터를 나타내는 피크들의 알려진 수집(collection)에 상응하는 피크들의 수집을 위해 상기 필터링된 데이터를 탐색하는 단계를 구비하고, 2방향 스플리터를 나타내는 피크들의 상기 알려진 수집 중의 하나는, 다른 거리들에서 2개의 더 큰 반사물들이 뒤따르는 제1반사물을 구비하는, 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 2개의 더 큰 반사물들 각각은 -7dBrl 및 상기 피크 문턱값 사이의 레벨을 가지고, 상기 2개의 더 큰 반사물들의 레벨들은 서로 10dB 내에 있는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 3방향 스플리터를 나타내는 피크들의 상기 알려진 수집 중의 하나는, 다른 거리들에서 3개의 더 큰 반사물들이 뒤따르는 제1반사물을 구비하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계 f)는 임의의 스플리터가 저 품질 스플리터인지를 결정하는 단계를 구비하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 단계 f)는 상기 2개의 더 큰 반사물들의 회귀 손실의 백분율들의 합을 계산하여 100%보다 큰 합이 저 품질 스플리터를 나타내게 하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서, 단계 f)는 저 품질 스플리터가 검출될 때마다 후방 반사물들을 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 단계 f)에서 만일 dBrl 레벨들이 -3.0dBrl보다 작은 다수의 반사물들이 검출되고 상기 다수의 반사물들이 10dB 범위 내의 dBrl을 가진다면, 단계 f)는 상기 소정의 피크 문턱값보다 작고 상기 다수의 반사물들과 함께 스플리터를 나타내는 피크에 대해 깊은 스플리터 탐색을 수행하는 단계를 구비하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 배럴을 나타내는 피크들의 상기 알려진 수집 중의 하나는 -3dBrl보다 큰 레벨을 갖는 단일의 더 큰 반사물이 뒤따르는 제1반사물을 구비하는, 방법.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서, 단계 e)는 개방 또는 미종단 케이블을 나타내는 소정의 개방 문턱값보다 큰 모든 반사물 피크들을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 개방 문턱값은 -22dBrl인, 방법.
  14. 제1항에 있어서, 단계 a)는
    ⅰ) 복수 개의 주파수 지점들에서 소정의 종단 저항의 참조 데이터를 수집하는 단계;
    ⅱ) 상기 케이블 통신망으로부터 복수 개의 주파수 지점들에서 테스트 데이터를 수집하는 단계;
    ⅲ) 상기 참조 및 케이블 데이터에 기초하여 각 지점에 대한 응답레벨을 계산하는 단계;
    ⅳ) 상기 응답레벨들을 고속 푸리에 변환하는 단계;
    ⅴ) 각 지점에 대한 회귀 손실 값을 계산하는 단계; 및
    ⅵ) 각 지점에 대해 케이블 보상을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제1항에 있어서, 단계 c)는
    피크에 의해 2차 고조파 반사물들을 식별하되, 상기 피크는 10dB보다 크고, 상기 피크에 대한 피크 프락시메이트(peak proximate)보다 낮고, 상기 피크 프락시메이트의 ±1 정규화 카운트들 내에 있는 단계;
    피크에 의해 3차 고조파 반사물들을 식별하되, 상기 피크는 20dB보다 크고, 상기 피크에 대한 피크 프락시메이트(peak proximate)보다 낮고, 상기 피크 프락시메이트의 ±1 정규화 카운트들 내에 있는 단계; 및
    2차 및 3차 고조파 반사물들을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제1항에 있어서, 단계 d)는,
    ⅰ) 최소 부돌출부 생성자 레벨보다 큰 모든 반사물 피크들을 결정하는 것에 의해 잠재 부돌출부 생성자들의 목록을 작성하는 단계;
    ⅱ) 잠재 부돌출부 생성자들로서 표시된 상기 반사물 피크들의 상기 거리들의 모두를 가산 및 감산하는 것에 의해 잠재 부돌출부 거리들의 테이블을 작성하는 단계;
    ⅲ) 나머지 반사물들을 탐색하여 상기 잠재 부돌출부 거리들 중의 어느 것과 동일한 정규화 거리를 가지는 것이 있는지를 결정하는 단계;
    ⅳ) 상기 반사물들의 상기 레벨이 작성될 수 있는 상기 2개의 부돌출부 생성자들의 어느 것보다 작다는 것을 보장하기 위해 단계 ⅲ)에서 찾아진 상기 반사물들을 검증하는 단계;
    ⅴ) 상기 부돌출부 반사물들을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
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