CN101046498A - 测试多线电缆的系统 - Google Patents

Abstract

测试多线电缆(300)的系统提供了用于电缆(300)的全面、安装后评估的改进诊断工具。电缆(300)包含从控制端延伸到末端的多个电气隔离线(305)。系统包括连接到多个线(305)中的每个线(305)的控制端，有源控制总线(450)及微控制器测试总线(460)的控制中继器(401)。末端中继器(201)被连接到多个线(305)中的每个线(305)的末端，有源末端总线(150)及无源测试总线(240)。微控制器(402)被连接到微控制器测试总线(460)，并且用于测试多个线(305)的每个线(305)。当控制中继器(401)把每个线(305)的控制端连接到微控制器测试总线(460)，并且末端中继器201把每个线(305)的末端连接到无源测试总线(240)时，执行每个线(305)的测试。

Description

测试多线电缆的系统

技术领域

本发明涉及多线电缆中电气故障的测试。本发明尤其涉及全球定位系统接收器(GPSR)电缆的现场测试系统。

背景技术

诸如电信系统的电子系统中的故障检测可能是困难和昂贵的。同样，在检测到故障之后，识别和修复特定有缺陷的系统部件可能是耗时的，从而产生由系统停机时间导致的高额间接成本。此外，不导致整个系统失效的不引人注意的故障可能由于错误或有问题的系统输出而经常导致显著危害。

因此，对于许多类型的电子设备，完善的故障管理技术是非常重要的。自测试机制和过程能够保证设备保持在适当操作状态，并且当故障出现时，它们被快速检测和修复。因此，许多计算机和其它复杂电子设备包含周期性地，例如每次开机或重新启动设备时执行的自测试算法。

由于诸如电信网络设备的现代电子设备通常包含数以千计的连线和许多英里的线长度，所以测试电子设备接线(wiring)可能尤其困难。此外，电子设备连线易出现包含短路，断路，电磁干扰和不当接线的许多不同类型的故障。由于线通常暴露在设备的外部，并且需要连接到最终使用的安装位置，所以线也通常易于出现由设备安装者和用户在制造设备和设备经过初始检查和测试过程之后造成的故障。

发明内容

基于一个方面，本发明是用于测试诸如全球定位系统接收器(GPSR)电缆的多线电缆的系统。要测试的电缆包含从控制端延伸到末端的多个电气隔离线。系统包括控制中继器，其连接到：多个线的每个线的控制端，有源控制总线和微控制器测试总线。末端中继器连接到：多个线的每个线的末端，有源末端总线和无源测试总线。微控制器被连接到微控制器测试总线，并且用于测试多个线的每个线。当控制中继器把每个线的控制端连接到微控制器测试总线，并且末端中继器把每个线的末端连接到无源测试总线时，执行每个线的测试。

因此，本发明提供了能够在电缆被安装之后现场操作的用于测试多线电缆的系统，并且该系统允许可以进行能够人工或自动启动的全面周期性测试。此外，通过使用多个中继器，测试可以在电缆被电气连接到有源电路之前进行。这允许电缆测试在任何电力被传送到有源电路之前完成，并且因而任何涉及电缆的电气故障可以在这种故障对有源电路中的敏感电气或电子设备产生损害之前被识别和修复。同样，本发明的某些实施例允许显示可用于有效和直观地识别电气故障的电气故障矩阵。因而，本发明提供用于方便、有效和安全地测试多线电缆的改进诊断工具。

附图说明

为了可以容易地理解本发明并且付诸实施，现在参考如附图所示的示例性实施例，其中类似附图标记在所有分立视图中表示相同或功能类似单元。根据本发明，附图和下面的详细描述被引入说明书并且构成说明书组成部分，并且进一步图解实施例及说明各种原理及优点，其中：

图1是基于本发明的实施例，图解码分多址(CDMA)无线通信系统基收发器站(BTS)的各种全球定位系统(GPS)部件的示意图；

图2是基于本发明的实施例，图解BTS的末端硬件及控制端硬件的详细接线结构的示意图；

图3是基于本发明的实施例，图解微控制器提供的、示出无故障全球定位系统接收器(GPSR)电缆的测试结果在显示屏幕上的图形显示的矩阵；

图4是基于本发明的实施例，图解微控制器提供的、示出GPSR电缆中的电气开路故障的测试结果在显示屏幕上的图形显示的矩阵；

图5是基于本发明的实施例，图解微控制器提供的、示出GPSR电缆中的电气短路故障的测试结果在显示屏幕上的图形显示的矩阵；

图6是基于本发明的实施例，图解微控制器提供的、示出GPSR电缆中的电气不当接线故障的测试结果在显示屏幕上的图形显示的矩阵；及

图7是基于本发明的实施例，图解测试GPSR电缆的方法的一般流程图。

本领域技术人员会理解，对图中元件的图解注重简单和清晰，不必按比例绘出。例如，相对于其它元件，可以夸大图中某些元件的尺寸以利于理解本发明的实施例。

具体实施方式

在根据本发明详细描述实施例之前，应当观察到实施例主要在于涉及测试多线电缆的方法步骤和设备部件的结合。因此，在附图中用常规符号适当表示设备部件和方法步骤，其中只示出那些涉及理解本发明的实施例的特定细节，以便本发明的公开不会被本领域普通技术人员容易明白的细节所遮盖，从而利于这里的描述。

在本文中，诸如左和右，第一和第二，控制端和末端等等的关系术语可以被单纯用于把一个实体或操作与另一个实体或操作区分开，而不一定要求或暗示这种实体或操作之间任何实际的这种关系或顺序。术语″包括″，″含有″或其任何其他表达方式均被用来覆盖非排它性的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、产品或装置不仅仅包含那些要素，而是可以包含其它没有明确列出或所述过程、方法、产品或装置所固有的要素。在前面加上″包括一个″的要素无需更多约定地，并不排斥包括要素的过程、方法、产品或装置中存在附加相同要素。

根据提供的说明书，本领域的普通技术人员明白，可以基于本发明测试各种多线电缆。作为允许的例子，下面的详细描述图解了涉及无线通信系统基础设施中的电缆的本发明的一个特定实施例。

参见图1，示意图基于本发明的实施例图解了码分多址(CDMA)无线通信系统基收发器站(BTS)600的各种全球定位系统(GPS)部件。部件包含在末端硬件100和控制端硬件500之间延伸的GPS接收器(GPSR)电缆300。末端硬件100包含从GPS卫星120接收通信信号的GPS接收器110。信号通过末端GSPR接口200被发送到GPSR电缆300。电缆300接着传递信号到控制端硬件500，其包含分线盒350，控制端GPSR接口400及BTS子域可替换单元(sub-FRU)550。

参见图2，示意图基于本发明的实施例图解了BTS 600的末端硬件100和控制端硬件500的详细接线结构。末端GPSR接口200包括能够在有源末端总线150或无源测试总线240之间切换GPSR电缆300的各个线305的末端中继器201。类似地，控制端GPSR接口400包括能够在有源控制总线450或微控制器测试总线460之间切换GPSR电缆300的各个线305的控制中继器401。因而，当控制中继器401连接每个线305的控制端到微控制器测试总线460，并且末端中继器201连接每个线305的末端到无源测试总线240时，可以执行GPSR电缆300中所有线305的测试。在完成测试之后，可以通过切换控制中继器401使得每个线305的控制端连接到有源控制总线450，并且通过切换末端中继器201使得每个线305的末端连接到有源末端总线150，把GPSR电缆300连接到有源电路。

参见下面表1，提供了GPSR电缆300的10个单独的线305中的每个线的描述。

表1-GPSR电缆线

线	名称	描述
			0	RX+	来自远程GPS接收器的差分RS485通信信号，正极端子
1	RX-	来自远程GPS接收器的差分RS485通信信号，负极端子
			2	TX+	到远程GPS接收器的差分RS485通信信号，正极端子
3	TX-	到远程GPS接收器的差分RS485通信信号，负极端子
			4	1PPS+	1PPS基准的差分RS485信号，正极端子
5	1PPS-	1PPS基准的差分RS485信号，负极端子
			6	PWR1	28V电源，正极端子
7	RETURN1	28V电源返回端子
			8	PWR2	28V电源，正极端子
9	RETURN2	28V电源返回端子

如本领域技术人员所知的，GPSR电缆300的线305出现各种电气故障，例如由于各种原因而出现的短路，开路及不当接线结构。例如，GPSR电缆通常在BTS安装位置被现场工程师连接。因而，例如在原始设备制造商的(OEM的)装配工厂的受控环境中能够严格坚守的严格质量控制制度可能在现场是不切实际的。涉及GPSR电缆接线的人的错误因而不是稀少的。此外，GPSR电缆通常长距离延伸，这也可以增加了线损坏的风险。例如，GPSR电缆可能从位于塔架高处的GPS接收器延伸到位于地面上的建筑物中的BTS sub-FRU。根据统计，电缆越长，则电缆的某些部分将被损坏的机会就越大。

尤其涉及GPSR电缆，以及涉及许多高级电子设备电缆的其它技术挑战通常是，这种电缆通常被连接到非常昂贵及高度敏感的电子设备。因此，重要的是在通过电缆向位于电缆末端的设备供电之前适当测试这种电缆。否则，如果通过故障电缆供电，则可能导致严重并且代价高昂的设备损坏。

本发明因此允许例如GPSR电缆300的多线电缆的现场可重复和自动的测试。基于本发明的实施例，控制端GPSR接口400还包括连接到微控制器测试总线460的微控制器402。控制线432被连接到微控制器402及控制中继器401的控制电源电路431。通过供电给控制线432，微控制器402能够把控制中继器401从微控制器测试总线460切换到有源控制总线450。此外，当控制中继器401被连接到有源控制总线450时，也给供电线310(对应于线305#8及线305#9)供电，这些线提供电力给连接末端中继器201到有源末端总线150的末端中继器201的末端电源电路231。因而，通过供电给控制线432，微控制器402连接GPSR电缆300到有源电路。通过切断对控制线432的供电，微控制器402切换控制中继器401到微控制器测试总线460，并且切换末端中继器201到无源测试总线240。因而，当断开对控制线432的供电时，GPSR电缆300处于测试配置中。

在这种测试配置中，例如GPS接收器110及BTS sub-FRU 550的敏感设备被与GPSR电缆300断开。因此，电缆300可以在测试配置中被测试，而无需担心损坏这种设备。此外，无源测试总线240连接二极管阵列250到GPSR电缆300中的每个线305的末端。二极管阵列250允许微控制器402测试电流是否能够从微控制器402流过每个线305，通过末端中继器201，并且通过每个其它线305返回到微控制器402。如果线305中没有检测到故障，则微控制器402能够为控制线432供电，而控制线432则将控制中继器401和末端中继器201切换到有源电路配置。在这种有源电路配置中，控制中继器401被连接到有源控制总线450，并且末端中继器201被连接到有源末端总线150。GPS接收器110因此通过GPSR电缆被连接到BTS sub-FRU 550，这些sub-FRU则能够有效作为无线通信系统的部件。

基于本发明的各种实施例，微控制器402可以是自动的，使得GPSR电缆300的测试自动地发生。例如，可以每当第一次开机或重新启动BTS sub-FRU 550时执行使用上述测试配置的测试序列。开机检测电路437被连接到微控制器402，并且被用于检测何时电力在BTSsub-FRU 550上循环，并且因此启动微控制器402中的测试过程的执行。本领域的技术人员可以理解，微控制器402中的测试过程也可以在各个时间由控制端GPSR接口400的用户人工启动。

此外，微控制器402可以向GPSR接口400的用户提供各种指示。例如，警告或简单的″通/不通″指示(例如绿和红光)可以在测试过程结束时被激活。可选地，可以通过例如显示屏幕435或音频扬声器的人-机接口(MMI)(通过通信总线436在操作中连接到微控制器402中的通信接口434)向用户提供更加完善的测试结果。

参见图3，矩阵320基于本发明的实施例图解了在显示屏幕435上关于微控制器402提供的、示出无故障GPSR电缆300的测试结果的图形显示。矩阵320的行0至行9分别对应于上述表1中标记为#0至#9的GPSR电缆300的线305。类似地，矩阵320的十个列从左到右分别对应于表1中标记为#0至#9的GPSR电缆300的线305。作为一个例子，在矩阵320中位置321处的数字″1″指示在测试过程期间，电流能够从微控制器402流过线305#2，通过电缆300，通过二极管阵列250，接着通过线305#6返回到微控制器402。作为另一个例子，在矩阵320中位置322处的数字″0″指示在测试过程期间，电流不能从微控制器402流过线305#8，通过电缆300，通过二极管阵列250，接着通过线305#5返回到微控制器402。本领域的技术人员可以理解，二极管阵列250中的面结型二极管251阻止电流流过矩阵320中位置322定义的电路。矩阵320因此提供了GPSR电缆300中线305的所有连接的全面描述。矩阵320也可以被容易地显示在显示屏幕435上，并且接着被本发明的测试系统的用户直观地理解。

参见图4，矩阵420基于本发明的实施例，图解了在显示屏幕435上关于微控制器402提供的、示出GPSR电缆300中的开路故障的测试结果的图形显示。如行421和列422处的数字″0″所示，电流不能经过线305#5流向或流自电缆300中的任何其它线305。这表明在线305#5中存在电气开路并且需要修复。在提供这种电气开路故障的详细的和精确的诊断指示之后，用户应当能够轻易地定位和修复开路故障。

参见图5，矩阵520基于本发明的实施例，图解了在显示屏幕435上关于微控制器402提供的、示出GPSR电缆300中的短路故障的测试结果的图形显示。三个位置521处的数字″1″指示电流能够从微控制器402流过线305#5并且接着通过线305#4和线305#3返回微控制器402，并且电流能够从微控制器402流过线305#4并且接着通过线305#3回到微控制器402。因此，本领域的技术人员将理解，这指示线305#5和线305#3之间存在电气短路故障。在提供这种电气短路故障的详细的和精确的诊断指示之后，用户应当能够轻易地定位和修复短路故障。

参见图6，矩阵620基于本发明的实施例，图解了在显示屏幕435上关于微控制器402提供的、示出GPSR电缆300中的不当接线故障的测试结果的图形显示。三个位置621处的数字″1″指示电流可以从微控制器402流过线305#5并且接着通过线305#4和线305#3回到微控制器402，并且该电流可以从微控制器402流过线305#4并且接着通过线305#3回到微控制器402。此外，在位置622处的数字″0″指示电流不能从微控制器402流过线305#3并且接着通过线305#4或线305#3回到微控制器402，并且该电流不能从微控制器402流过线305#4并且接着通过线305#5回到微控制器402。本领域的技术人员将理解，这指示线305#3被连接到例如末端中继器201中的电气端子、线305#5应当被连接到的端子，并且该线305#5被连接到线305#3应当连接到的端子。在提供这种电气不当接线故障的详细的和精确的诊断指示之后，用户应当能够轻易地定位和修复不当接线故障。

参见图7，一般流程图基于本发明的实施例图解了测试GPSR电缆300的方法700。首先，在步骤705，使用电路437检测″开机″状态。这指示电源已经提供给BTS sub-FRU 550，并且微控制器402应当现在测试GPSR电缆300。在步骤710，微控制器402因此开始初始化和测试程序。在步骤715，从微控制器402通过线305#0发送正测试信号。在微控制器402将GPSR电缆300的其余线305的控制末端设置为输入状态。在步骤720，接着在每个其余线305处检测响应信号。如上所述，如果GPSR电缆300被正确安装并且没有出现任何电气故障，则二极管阵列250应当导致在所有其余线305处接收正响应信号。这是由于多个面结型二极管251被如此定位，使得单个电路中的电流能够同时流过二极管阵列250中的所有面结型二极管251。例如，在图3中图解的无故障电缆矩阵320的第一行中图解了这种成功的测试结果，其示出线305#0的数字″X″和所有其余线305的数字″1″。接着，线305#0的测试结果被微控制器402存储。

在步骤725，确定正测试信号是否从微控制器402通过电缆300中的每个线305已被发送。如果没有，则测试线编号被递增，例如从线305#0增加到线305#1，并且方法700返回到步骤715。在从微控制器402通过每个线305已经发送正测试信号之后，接着在步骤730，微控制器402处理所存储的测试结果。最后，在步骤735，微控制器402提供基于测试结果的输出。

如上所述，本发明的实施例可以包含自动过程，其中在步骤735的微控制器402的输出包含自动向控制线432供电，并且因而在完成成功测试之后，连接GPSR电缆300到BTS 600的有源电路。如果检测到故障，则微控制器402可以阻止提供电源给控制线432，这将使控制中继器401得不到供电，并且阻止GPSR电缆300被连接到有源控制总线450和有源末端总线150，并且因而阻止BTS sub-FRU 550和GPS接收器110发生可能的损坏。

基于本发明的其它实施例，在方法700的步骤735，微控制器402可以向显示屏幕435提供例如矩阵320的详细诊断。用户于是可以独立地确定GPSR电缆300是否无故障，及电缆300是否应当被连接到BTS600的有源电路。

因此，本发明提供了能够在电缆被安装之后现场操作的用于测试多线电缆的系统，并且该系统允许能够人工或自动启动的全面周期性测试。此外，通过使用多个中继器，测试可以在电缆被电气连接到有源电路之前进行。这允许电缆测试在任何电力被传送到有源电路之前完成，并且因而任何涉及电缆的电气故障可以在这种故障对有源电路中的敏感电气或电子设备产生损害之前被识别和修复。同样，本发明的某些实施例允许显示可用于有效和直观地识别电气故障的电气故障矩阵。因而，本发明提供用于方便、有效和安全地测试多线电缆的改进诊断工具。

上述详细描述只提供了示例性实施例，并且不用于限制本发明的范围、适用性或结构。而是，示例性实施例的详细描述为本领域技术人员提供了实现本发明的示例性实施例的使能性描述。应当理解，在不偏离本发明的所附权利要求书中提出的宗旨和范围的前提下，可以进行要素和步骤的功能和排列方面的各种改变。应当理解，这里描述的本发明的实施例可以包括一或多个常规处理器和独特存储的程序指令，其控制一或多个处理器，结合某些非处理器电路，实现如这里描述的测试多线电缆的某些，多数或所有功能。非处理器电路可以包含，但不限于，无线接收器，无线发送器，信号驱动器，时钟电路，电源电路及用户输入设备。同样地，这些功能可以解释为测试多线电缆的方法的步骤。可选地，某些或所有功能可以通过没有存储程序指令的状态机实现，或在一或多个专用集成电路(ASIC)中实现，其中每个功能或某些功能的某些组合被实现成定制逻辑。当然，可以使用两种方案的组合。因而，这里描述了这些功能的方法和装置。此外，期望普通技术人员虽然可能被例如可用时间，当前技术及经济考虑推动进行大量努力和许多设计选择，但是当被这里公开的概念和原理引导时，他将用很少的实验轻易地想到这种软件指令和程序及IC。

在前面的说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而本领域的普通技术人员理解，在不偏离如下面权利要求书提出的本发明的范围的前提下可以进行各种修改和改变。相应地，说明书和图例只被看作图解的而不是限定性的，并且所有这种修改均被包含在本发明的范围内。上述益处、优点、问题解决方案和目的是使任何益处、优点或解决方案付诸实现和易于理解的任何要素，均不得被解释成任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征或要素。本发明单纯由包含在这个专利申请的待定(pendency)期间进行的任何修正及那些权利要求的所有等同表述的所附权利要求来定义。

Claims (13)

1.一种测试多线电缆的系统，该电缆具有从控制端延伸到末端的多个电气隔离线，该系统包括：

控制中继器，其连接到：该多个线的每个线的控制端，有源控制总线和微控制器测试总线；

末端中继器，其连接到：该多个线的每个线的末端，有源末端总线和无源测试总线；及

微控制器，其连接到该微控制器测试总线，其中微控制器用于测试该多个线的每个线，并且当控制中继器连接每个线的控制端到微控制器测试总线并且末端中继器连接每个线的末端到无源测试总线时，执行每个线的测试。

2.如权利要求1所述的系统，其中微控制器进一步用于连接该多个线中的每个线到有源电路，其中当控制中继器连接每个线的控制端到该有源控制总线并且末端中继器连接每个线的末端到该有源末端总线时，把该多个线中的每个线连接到该有源电路。

3.如权利要求1所述的系统，还包括在操作中连接到微控制器的显示屏幕，其中微控制器用于在显示屏幕上显示测试结果矩阵，该矩阵包括多个连续性指示符，其表明电流是否能够通过末端中继器从该多个线中的每个线的控制端流回到该多个线中每个其它线的控制端。

4.如权利要求3所述的系统，其中该矩阵包括：

多个列，其中该多个列中的每个列表示该多个线中的一个线；及

多个行，其中该多个行中的每个行表示该多个线中的一个线。

5.如权利要求1所述的系统，其中该微控制器用于当在系统中检测到接线故障时激活警报。

6.如权利要求1所述的系统，其中该无源测试总线连接二极管阵列到该多个线中的每个线。

7.如权利要求6所述的系统，其中该二极管阵列包括多个面结型二极管，其被定位成使得单个电路中的电流能够同时流过该多个面结型二极管中的所有面结型二极管。

8.如权利要求1所述的系统，其中该电缆是全球定位系统(GPS)接收器电缆。

9.如权利要求1所述的系统，其中该有源末端总线被连接到全球定位系统(GPS)接收器，并且该有源控制总线被连接到无线通信网络的基收发器站(BTS)。

10.如权利要求1所述的系统，其中该多个线中线的子集为末端中继器供电。

11.如权利要求1所述的系统，其中该微控制器和控制中继器是控制接口的部件。

12.如权利要求1所述的系统，其中该多个线中的某些线包括通信信号线，并且该多个线中的某些线包括电源线。

13.如权利要求1所述的系统，还包括连接到该微控制器的开机电路，其中当已经向连接到该有源控制总线的设备供电时，该开机电路向该微控制器提供指示。

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