CN106161141B - 通信线路自动测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信线路自动测试系统，包括设置于局端的电话网络自动测试服务器和设置于站端并与电话机并接的电话终端线路自动测试装置，电话网络自动测试服务器与电话终端线路自动测试装置通过待测的通信线路相连接；电话网络自动测试服务器包括运行有拨测软件并能够收发DTMF信号的工控机、为工控机呼叫电话终端线路自动测试装置提供呼叫通道的语音板卡、与工控机相连接并用于进行设定和检测结果查询的客户端/软件终端；电话终端线路自动测试装置包括与通信线路相连接的直流电源、由直流电源供电的单片机、与单片机相连接并收发DTMF信号的DTMF收发模块。本发明能够满足当前的通信线路测试需求，提升通信网络运行管理的智能化水平。

Description

通信线路自动测试系统

技术领域

本发明涉及一种用于对通信线路进行自动测试的系统。

背景技术

随着智能电网的快速发展，500kV及以下的变电站均为无人值守站，根据国网管理要求需要定期对站内通信线路进行检测，防止出现应急处置时通信不畅的问题；重大保电工作时需要对重要岗位进行定期定时的测试和检查，确保终端通信畅通；自动化设备利用电话网络和线路进行数据传送，出现故障时若能在局端对终端线路进行检测，可以减少人力物力进站检查。

目前通信终端线路的可用性测试主要靠人工或自动拨测服务器对电话机进行查岗式的呼叫，并通过人工应答响应判定岗位电话的可用性，需要大量的人力投入。

可用作通信终端线路自动应答的终端装置有调制解调器或电话答录器等，但以上设备的缺点主要体现在需要外部电源供电；可能影响电话的正常使用；不能调整振铃响应次数及利用主叫号码判定自动应答控制等，最主要的在于不能有效地配合电话网络自动测试服务器对电话通道语音音质进行判定。因此，现有的测试系统难以满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于对通信线路进行自动测试，尤其是能够对通信质量进行测试的通信线路自动测试系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种通信线路自动测试系统，用于对连接于局端和站端之间的通信线路进行自动测试，所述通信线路位于所述站端的一侧连接有电话机，所述通信线路自动测试系统包括设置于所述局端的电话网络自动测试服务器和设置于所述站端并与所述电话机并接的电话终端线路自动测试装置，所述电话网络自动测试服务器与所述电话终端线路自动测试装置通过待测的所述通信线路相连接；

所述电话网络自动测试服务器包括运行有用于呼叫所述电话终端线路自动测试装置的拨测软件并能够收发DTMF信号的工控机、为所述工控机呼叫所述电话终端线路自动测试装置提供呼叫通道的语音板卡、与所述工控机相连接并用于进行设定和检测结果查询的客户端/软件终端；

所述电话终端线路自动测试装置包括与所述通信线路相连接的直流电源、由所述直流电源供电的单片机、与所述单片机相连接并收发DTMF信号的DTMF收发模块；

所述电话网络自动测试服务器与所述电话终端线路自动测试装置所采用的测试方法为：所述电话网络自动测试服务器按照设定通过所述通信线路呼叫所述电话机，当所述电话机或所述电话终端线路自动测试装置响应呼叫后，所述电话网络自动测试服务器与所述电话终端线路自动测试装置之间收发DTMF信号，所述电话网络自动测试服务器根据所述DTMF信号对所述通信线路的通信质量进行分析判断和统计并形成检测结果供所述局端查询。

优选的，所述电话网络自动测试服务器根据所述DTMF信号对所述通信线路的通信质量进行分析判断的方法为：所述电话网络自动测试服务器向所述电话终端线路自动测试装置发送DTMF信号，所述电话终端线路自动测试装置接收所述电话网络自动测试服务器发来的DTMF信号后，解码回发相同号码序列的DTMF信号或回发回复信号，所述电话网络自动测试服务器检测所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号或回复信号的参数而得到所述检测结果。

优选的，所述检测结果分为若干级。

优选的，所述DTMF信号的参数包括其频偏、能量值、静默杂音中的一种或几种。

优选的，所述电话网络自动测试服务器得到所述检测结果的方法为以下方法中的任意一种：

方法一：所述电话网络自动测试服务器向所述电话终端线路自动测试装置发送不同增益大小的DTMF信号，所述电话终端线路自动测试装置正确识别DTMF信号后，向所述电话网络自动测试服务器回发标准增益大小的DTMF信号，若所述电话网络自动测试服务器在规定时间内接收到所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号则判定为通信质量符合要求，否则为通信质量不符合要求；

方法二：所述电话网络自动测试服务器采用不同等级的信噪或能量门限接收所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号，若能够对所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号正确解码则判定为通信质量符合要求，否则为通信质量不符合要求；

方法三：所述电话终端线路自动测试装置播放预录的多级音质的语音信号或DTMF信号，所述电话网络自动测试服务器识别所述电话终端线路自动测试装置的播放音质是否符合要求。

优选的，所述电话终端线路自动测试装置还包括用于检测主叫号码的号码检测模块、用于检测所述电话机的响铃次数的振铃检测模块，所述号码检测模块、所述振铃检测模块分别与所述单片机相连接；

当所述电话网络自动测试服务器呼叫所述电话机时，所述号码检测模块来电主叫号码，所述振铃检测模块检测所述电话机的响铃次数，若所述号码检测模块识别到为所述电话网络自动测试服务器呼叫时立即激活所述单片机进入工作状态，并自动响应呼叫；当所述号码检测模块识别为非所述电话网络自动测试服务器呼叫时不响应该呼叫，当所述号码检测模块无法识别来电主叫号码时，所述振铃检测模块检测所述电话机的响铃次数达到设定值时自动响应呼叫。

优选的，所述电话终端线路自动测试装置还包括用于检测所述电话机使用状态的电话取挂检测模块，所述电话取挂检测模块与所述单片机相连接；

当所述电话取挂检测模块检测到所述电话机进入使用状态时，所述电话终端线路自动测试装置释放所述通信线路的使用权。

优选的，所述DTMF收发模块中还集成有对所述通信线路的进程音和忙音进行检测的进程音检测模块、用于合成语音的语音合成模块。

优选的，所述电话网络自动测试服务器还包括与所述工控机相连接的报警模块。

优选的，所述电话网络自动测试服务器按照设定的时间、频次和规则对多条被测通信线路进行轮询测试。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的通信线路自动测试系统能够按需对通信线路进行可用性测试，还能够对通信质量进行测试，从而能够满足当前的通信线路测试需求，能够更好地整合现有电话交换网网络资源，及时掌控电话交换网络运行状况，实现电话交换网运行维护工作的精细化管理，变被动式的维护为预防式的维护，提升通信网络运行管理的智能化水平，并降低人力成本。

附图说明

附图1为本发明的通信线路自动测试系统的系统结构图。

附图2为本发明的通信线路自动测试系统进行测试的过程及结果显示。

附图3为本发明的通信线路自动测试系统的电话终端线路自动测试装置的原理框图。

附图4为本发明的通信线路自动测试系统的电话终端线路自动测试装置的电路原理图。

附图5为本发明的通信线路自动测试系统的电话网络自动测试服务器的流程图。

附图6为本发明的通信线路自动测试系统的电话终端线路自动测试装置的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：待测试的通信线路设置在局端与站端之间，该通信线路上由PBX电话网络、软交换、IAD等装置提供，该通信线路位于站端的一侧连接有电话机。一种用于对上述连接于局端和站端之间的通信线路进行自动测试的通信线路自动测试系统，如附图1所示，包括电话网络自动测试服务器和电话终端线路自动测试装置，其中电话网络自动测试服务器设置于局端，而电话终端线路自动测试装置设置于站端，并且，电话终端线路自动测试装置与对应的电话机并接，电话网络自动测试服务器与电话终端线路自动测试装置通过待测的通信线路相连接。

电话网络自动测试服务器包括工控机、语音板卡、客户端/软件终端以及报警模块。工控机中运行有用于电话终端线路自动测试装置的多功能的拨测软件，且它能够收发DTMF信号。语音板卡用于为工控机呼叫电话终端线路自动测试装置提供呼叫通道。客户端/软件终端用于进行设定和检测结果查询，它与工控机相连接。电话网络自动测试服务器还可以包括与工控机相连接的用于存储电话机号码的被测点号码数据库。

具体的，管理人员可以以CS或BS方式通过客户端或软件终端登录电话网络自动测试服务器，从而进行被测线路号码、测试时间、测试频次等设置。从而电话网络自动测试服务器按照上述设定定期定时对相应的被测通信线路进行自动测试和通信质量分析，而得到的检测结果再通过客户端或软件终端显示出来，如附图2所示。语音板卡可以采用数字中继卡、模拟环路卡或VOIP卡等。选用的语音卡融入了All-in-one 的设计思想，采用了全DSP阵列设计架构，单卡可同时提供8-480路语音处理能力、FSK/DTMF收发、进程音收发检测处理能力。PCI DMA技术的应用，大大降低了计算机CPU的占用率，具有最高128ms的超强EC处理能力，同时大大提高了应用系统的可用性，年可用时间达到99.99%以上。模拟中继卡单卡最多支持8/16个语音通道，符合PCI2.2总线标准，支持3.3V/5V环境，突发数据传送速率高达132MB/s，支持即插即用（PNP）；外线振铃检测，用户摘/挂机检测；主叫信息（Caller ID）检测/发送功能，支持DTMF和FSK模式；通话/静音检测，可编程的信号音检测器，可检测任意频率的单/双音频信号音，支持语音打断Barge in功能，可以对指定通道进行放音；DTMF信号的发送和可调参数检测；符合电信标准的防雷电路，确保不受雷击损坏；每个系统最多可容纳8块语音卡的同时运行，单机可支持高达128个语音通道。根据不同的检测结果可以通过报警模块进行报警，以及时通知相关人员进行处理。

现有的可用作电话线路自动应答的终端装置有调制解调器或电话答录器等。但以上设备的缺点主要体现在需要外部电源供电；可能影响电话的正常使用；不能调整振铃响应次数及利用主叫号码判定自动应答控制；不能有效地配合电话网络自动测试服务器对电话通道语音音质的判定等。因此，需要新设计一种自动应答的终端装置。

如附图3和附图4所示，电话终端线路自动测试装置包括直流电源，单片机、DTMF收发模块，它还可以包括号码检测模块、振铃检测模块、电话取挂检测模块。

直流电源与通信线路相连接并取电，然后为单片机提供电源，从而单片机无需外接电源。而单片机采用超低功耗的单片机，它对整个电话终端线路自动测试装置的工作进行控制。DTMF收发模块与单片机相连接并用于收发DTMF信号，DTMF收发模块中还集成有进程音检测模块、语音合成模块，进程音检测模块用于对通信线路的进程音和忙音进行检测，语音合成模块用于合成语音输出。号码检测模块、振铃检测模块、电话取挂检测模块分别与单片机相连接，号码检测模块用于检测主叫号码，振铃检测模块用于检测电话机的响铃次数，电话取挂检测模块用于检测电话机使用状态。

具体的，电话终端线路自动测试装置无需外部电源供电，线路空闲时直流电源直接从通信线路上取电，采用超低功耗的单片机芯片STM8L101，利用优化的直流电源电路从电话线路上获取微量电能供装置使用，连接简单方便，同时避免了外部取电不稳定等问题对检测结果造成的影响。电话通信线路标准馈电电压为直流48V，一般交换机采用恒流源供电，电话取挂检测模块通过检测线路环路电流识别电话的取挂机。当环路电流小于10mA时不识别为取机，为保证线路电话终端线路自动测试装置和并接的电话机都能从电话通信线路空闲状态获得有效电源，同时不会造成振铃时的取挂误判，电话终端线路自动测试装置需控制挂机状态下取电电流不能超过5mA。

电话终端线路自动测试装置在通信线路空闲时需工作的电路主要是单片机、号码检测模块和振铃检测模块，其中振铃检测模块基本无电源消耗。由于FSK来电号码检测芯片可选用的芯片比较少，故选用HT9032F作为号码检测模块，其工作电压为3.0-5.5V，典型工作电流为3.2mA。因此，单片机选用全球最低功耗的意法半导体的8bit超低功耗单片机STM8L101，工作电流在2MHz工作时钟下为1mA。以上选择满足了5mA的限制条件，因此挂机空闲时只需采用三极管进行直流降压就可从电话线路上获取装置所需的工作电源。实际测试线路空闲时，装置耗电在4mA左右。

电话终端线路自动测试装置选用MT8888芯片作为DTMF收发模块，它同时兼顾了呼叫进程音的检测处理，芯片工作电压为4.75-5.25V，典型工作电流为7mA，最大11mA；另设计了语音合成芯片WT588D和FLASH芯片，满足语音合成发送的需求。以上芯片都工作在取机情况下，此时可允许使用25mA的工作电流。

语音芯片WT588D和32M的SPI-FLASH芯片以及在线下载语音数据电路可作为本装置的语音合成模块。WT588D内嵌DSP高速音频处理器，内置13Bit数模转换器，以及12Bit的PWM输出，音质好；支持加载WAV音频格式和6K-22KHz采样率音频；220段可控制地址位，单个地址位最多可加载128段语音，地址位内的语音可组合播放。单片机通过一线串口控制模式控制语音芯片，可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小。在语音为6K采样率时32MSPI-FLASH 可提供1000秒的语音。通过该语音合成模块可提供更为准确的线路质量检测能力，如将不同频率、能量、信噪比的语音信号或DTMF信号录制在装置内进行自动播放，供服务器检测判定音质等级。另外也可以扩大装置的使用范围，如作为自动应答器等。

上述电话网络自动测试服务器与电话终端线路自动测试装置所采用的测试方法为：电话网络自动测试服务器按照设定通过通信线路呼叫电话机，当电话机或电话终端线路自动测试装置响应呼叫后，电话网络自动测试服务器与电话终端线路自动测试装置之间收发DTMF信号，电话网络自动测试服务器根据DTMF信号对通信线路的通信质量进行分析判断和统计并形成检测结果供局端查询。

具体的，首先通过电话网络自动测试服务器的客户端或者软件终端进行测试所需的相关设置（如测试点号码、测试时间、频次、重复试呼次数、报警等级、紧急报送号码和邮件地址、统计时段、分类等），若需要对多条电话网络自动测试服务器按照设定的时间、频次和规则对多条被测通信线路进行轮询测试。

如附图5和附图6所示，针对一条待测试的通信线路，电话网络自动测试服务器根据预设的被叫号码通过该通信线路呼叫其另一端的电话机，在该呼叫过程中，电话网络自动测试服务器内运行的拨测软件能够实现根据进程音（是否忙音等）判别呼叫进程并在通信线路受阻时自动重复呼叫的功能。在电话终端线路自动测试装置侧，号码检测模块辨识主叫号码，振铃检测模块检测电话机的响铃次数。若号码检测模块辨识为电话网络自动测试服务器的呼叫时，立即激活单片机进入工作状态，电话终端线路自动测试装置自动响应该呼叫而进行后续测试。若号码检测模块识别为非电话网络自动测试服务器呼叫时，则装置不响应该呼叫，需通过电话机的振铃供使用人员正常接答，若号码检测模块无法识别主叫号码，则振铃检测模块检测电话机的响铃次数达到设定值时自动响应呼叫。

振铃检测模块中的设定值可以设定为1-20次振铃后响应，为了保证能够有效接收第一次振铃和第二次振铃间的主叫号码，辨识出是否为电话网络自动测试服务器的呼叫，通常振铃检测模块中的设定值需大于或等于响铃2次，默认设置为6次无人接听时自动应答响应。这样就可以实现在电话终端线路自动测试装置侧，人工或自动利用电话机相应电话网络自动测试服务器的呼叫，或者在电话机无响应时，电话终端线路自动测试装置自动响应呼叫，避免非测试呼入的线路占用，并尽量不影响电话机的正常使用。

当电话机或电话终端线路自动测试装置响应呼叫后，电话网络自动测试服务器向电话终端线路自动测试装置发送DTMF信号，电话终端线路自动测试装置接收电话网络自动测试服务器发来的DTMF信号后，解码回发相同号码序列的DTMF信号或回发回复信号，电话网络自动测试服务器检测电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号或回复信号的参数进行分析判断而得到检测结果，该检测结果可以按照不同标准分为若干级（如分为五级：清晰、有杂音、勉强收听、听不清、无法收听）。其中，DTMF信号的参数包括其频偏、能量值、静默杂音中的一种或几种。

电话网络自动测试服务器得到检测结果的方法为以下方法中的任意一种：

方法一：电话网络自动测试服务器向电话终端线路自动测试装置发送不同增益大小的DTMF信号，电话终端线路自动测试装置正确识别DTMF信号后，向电话网络自动测试服务器回发标准增益大小的DTMF信号，若电话网络自动测试服务器在规定时间内接收到电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号则判定为通信质量符合要求，否则为通信质量不符合要求；

方法二：电话网络自动测试服务器采用不同等级的信噪或能量门限接收电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号，若能够对电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号正确解码则判定为通信质量符合要求，否则为通信质量不符合要求；

方法三：电话终端线路自动测试装置播放预录的多级音质的语音信号或DTMF信号，电话网络自动测试服务器识别电话终端线路自动测试装置的播放音质是否符合要求。

对多条通信线路进行上述检测后得到的结果可以供局端利用客户端或软件终端进行查询。测试结果可以采用不同颜色标记的方式进行保存备查，若有需要报警的测试结果，电话网络自动测试服务器的报警模块可以根据不同等级进行自动发送短信、邮件到告警台的方式进行报警，以便及时修复故障线路。电话网络自动测试服务器还对各检测结果具有归类分析功能，可以方便日后的管理。电话网络自动测试服务器可以采用拖拉式的交互界面，可以适应在触屏上的拖拉操作。

在进行测试的过程中，当电话取挂检测模块检测到电话机进入使用状态时，电话终端线路自动测试装置释放通信线路的使用权，优先供并接电话使用通信线路，从而避免影响电话机的使用。

上述系统还具有电话网络故障路由预判功能，其方法为系统数据库根据电力调度交换网编号方案的特点进行分层号码设置，可配置局号、路由测试号、用户号，并可为每个被叫用户生成多重带路由测试字冠的测试号码组，通过多重测试结果判定是路由故障还是线路故障；利用同路由关联被叫的线路测试结果，综合进行路由故障和线路故障的判定。

对于人工响应台，电话网络自动测试服务器可以播放一段语音，终端协测人员根据收听结果按号码键1-5作为音质等级进行响应。电话网络自动测试服务器记录每条线路的质量等级，重点判定等级是否下降作相应的报警提示，供维护人员进行检查。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信线路自动测试系统，用于对连接于局端和站端之间的通信线路进行自动测试，所述通信线路位于所述站端的一侧连接有电话机，其特征在于：所述通信线路自动测试系统包括设置于所述局端的电话网络自动测试服务器和设置于所述站端并与所述电话机并接的电话终端线路自动测试装置，所述电话网络自动测试服务器与所述电话终端线路自动测试装置通过待测的所述通信线路相连接；

所述电话网络自动测试服务器包括运行有用于呼叫所述电话终端线路自动测试装置的拨测软件并能够收发DTMF信号的工控机、为所述工控机呼叫所述电话终端线路自动测试装置提供呼叫通道的语音板卡、与所述工控机相连接并用于进行设定和检测结果查询的客户端/软件终端；

所述电话终端线路自动测试装置包括与所述通信线路相连接的直流电源、由所述直流电源供电的单片机、与所述单片机相连接并收发DTMF信号的DTMF收发模块；

所述电话网络自动测试服务器与所述电话终端线路自动测试装置所采用的测试方法为：所述电话网络自动测试服务器按照设定通过所述通信线路呼叫所述电话机，当所述电话机或所述电话终端线路自动测试装置响应呼叫后，所述电话网络自动测试服务器与所述电话终端线路自动测试装置之间收发DTMF信号，所述电话网络自动测试服务器根据所述DTMF信号对所述通信线路的通信质量进行分析判断和统计并形成检测结果供所述局端查询。

2.根据权利要求1所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述电话网络自动测试服务器根据所述DTMF信号对所述通信线路的通信质量进行分析判断的方法为：所述电话网络自动测试服务器向所述电话终端线路自动测试装置发送DTMF信号，所述电话终端线路自动测试装置接收所述电话网络自动测试服务器发来的DTMF信号后，解码回发相同号码序列的DTMF信号或回发回复信号，所述电话网络自动测试服务器检测所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号或回复信号的参数而得到所述检测结果。

3.根据权利要求2所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述检测结果分为若干级。

4.根据权利要求2所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述DTMF信号的参数包括其频偏、能量值、静默杂音中的一种或几种。

5.根据权利要求2或3或4所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述电话网络自动测试服务器得到所述检测结果的方法为以下方法中的任意一种：

方法一：所述电话网络自动测试服务器向所述电话终端线路自动测试装置发送不同增益大小的DTMF信号，所述电话终端线路自动测试装置正确识别DTMF信号后，向所述电话网络自动测试服务器回发标准增益大小的DTMF信号，若所述电话网络自动测试服务器在规定时间内接收到所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号则判定为通信质量符合要求，否则为通信质量不符合要求；

方法二：所述电话网络自动测试服务器采用不同等级的信噪或能量门限接收所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号，若能够对所述电话终端线路自动测试装置回发的DTMF信号正确解码则判定为通信质量符合要求，否则为通信质量不符合要求；

方法三：所述电话终端线路自动测试装置播放预录的多级音质的语音信号或DTMF信号，所述电话网络自动测试服务器识别所述电话终端线路自动测试装置的播放音质是否符合要求。

6.根据权利要求1所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述电话终端线路自动测试装置还包括用于检测主叫号码的号码检测模块、用于检测所述电话机的响铃次数的振铃检测模块，所述号码检测模块、所述振铃检测模块分别与所述单片机相连接；

当所述电话网络自动测试服务器呼叫所述电话机时，所述号码检测模块辨识主叫号码，所述振铃检测模块检测所述电话机的响铃次数，若所述号码检测模块识别到为所述电话网络自动测试服务器呼叫时立即激活所述单片机进入工作状态，并自动响应呼叫；当所述号码检测模块识别为非所述电话网络自动测试服务器呼叫时不响应该呼叫，当所述号码检测模块无法识别来电主叫号码时，所述振铃检测模块检测所述电话机的响铃次数达到设定值时自动响应呼叫。

7.根据权利要求1所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述电话终端线路自动测试装置还包括用于检测所述电话机使用状态的电话取挂检测模块，所述电话取挂检测模块与所述单片机相连接；

当所述电话取挂检测模块检测到所述电话机进入使用状态时，所述电话终端线路自动测试装置释放所述通信线路的使用权。

8.根据权利要求1所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述DTMF收发模块中还集成有对所述通信线路的进程音和忙音进行检测的进程音检测模块、用于合成语音的语音合成模块。

9.根据权利要求1所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述电话网络自动测试服务器还包括与所述工控机相连接的报警模块。

10.根据权利要求1所述的通信线路自动测试系统，其特征在于：所述电话网络自动测试服务器按照设定的时间、频次和规则对多条被测通信线路进行轮询测试。