CN115349092A - 传输路径长度检测装置和网络通信装置 - Google Patents

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CN115349092A
CN115349092A CN202080099116.9A CN202080099116A CN115349092A CN 115349092 A CN115349092 A CN 115349092A CN 202080099116 A CN202080099116 A CN 202080099116A CN 115349092 A CN115349092 A CN 115349092A
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Abstract

传输路径长度检测装置(3)构成为具备：第1静电电容计算部(21)，其观测通信网络中的传输路径(2)的电压变化，基于电压变化来计算传输路径(2)的整体的静电电容即总静电电容；第2静电电容计算部(22)，其测定传输路径(2)的特性阻抗，根据特性阻抗来计算传输路径(2)的每单位长度的静电电容；以及电长度计算部(23)，其将由第1静电电容计算部(21)计算出的总静电电容除以由第2静电电容计算部(22)计算出的每单位长度的静电电容，由此计算传输路径(2)的电长度。

Description

传输路径长度检测装置和网络通信装置
技术领域
本公开涉及对传输路径的电长度进行计算的传输路径长度检测装置、以及具备传输路径长度检测装置的网络通信装置。
背景技术
作为网络通信装置在信号的收发中使用的通信网络，有时利用现有的通信网络。网络通信装置所收发的信号的传输速度有时被决定为能够将通信网络作为集总常数线路来处理的范围内的传输速度。为了决定该传输速度，需要测定传输路径的电长度。
作为测定传输路径的电长度的方法，已知有TDR(TimEDomain Reflectometry：时域反射)法(例如参照专利文献1)。TDR法通过从测定对象的传输路径的一端向传输路径提供阶跃波，从而在传输路径的一端观测由该传输路径的另一端反射的阶跃波的反射波，基于从提供了阶跃波的时刻到观测到反射波的时刻的时间，来计算传输路径的电长度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-024729号公报
发明内容
发明要解决的问题
如果在现有的通信网络的传输路径中不存在分支点，通信网络由1条传输路径构成，则通过使用TDR法，能够计算传输路径的电长度。但是，在由于通信网络在中途分支，因此阶跃波在多个线路端分别被反射从而产生多个反射波的情况下，难以确定能够用于计算电长度的观测对象的反射波。因此，在通信网络在中途分支的情况下，存在有时无法利用TDR法来测定传输路径的电长度这样的问题。
本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，得到一种无论通信网络是否在中途分支都能够测定传输路径的电长度的传输路径长度检测装置。
用于解决问题的手段
本公开的传输路径长度检测装置具备：第1静电电容计算部，其观测通信网络中的传输路径的电压变化，基于电压变化来计算传输路径的整体的静电电容即总静电电容；第2静电电容计算部，其测定传输路径的特性阻抗，根据特性阻抗来计算传输路径的每单位长度的静电电容；以及电长度计算部，其将由第1静电电容计算部计算出的总静电电容除以由第2静电电容计算部计算出的每单位长度的静电电容，由此计算传输路径的电长度。
发明的效果
根据本公开，无论通信网络是否在中途分支，都能够测定传输路径的电长度。
附图说明
图1是示出包含实施方式1的传输路径长度检测装置3的通信系统的结构图。
图2是示出实施方式1的传输路径长度检测装置3的一部分硬件的硬件结构图。
图3是传输路径长度检测装置3的一部分由软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
图4是示出传输路径长度检测装置3的一部分处理步骤的流程图。
图5是示出恒流I0的供给点处的电压V的变化的说明图。
图6是示出阶跃信号的供给点处的电压V’的变化的说明图。
图7是示出恒流I0的供给点处的电压V的变化的说明图。
图8是示出包含实施方式1的传输路径长度检测装置3的另一通信系统的结构图。
图9是示出包含实施方式2的传输路径长度检测装置3的通信系统的结构图。
图10是示出实施方式2的传输路径长度检测装置3的一部分硬件的硬件结构图。
图11是示出包含实施方式3的传输路径长度检测装置3的通信系统的结构图。
图12是示出实施方式3的传输路径长度检测装置3的一部分硬件的硬件结构图。
具体实施方式
以下，为了更加详细地说明本公开，按照附图对用于实施本公开的方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出包含实施方式1的传输路径长度检测装置3的通信系统的结构图。
图1所示的通信系统具备网络通信装置1、传输路径2以及传输路径长度检测装置3。
在图1所示的通信系统中，多个网络通信装置1与传输路径2连接。由多个网络通信装置1和传输路径2形成通信网络。
在图1所示的通信系统中，多个网络通信装置1分别与传输路径2的线路端连接。但是，这只不过是一例，网络通信装置1与传输路径2连接的连接位置没有特别限制。
该通信网络可以是总线型网络或星型网络等，也可以是完全没有分支的1条传输路径。但是，该通信网络是现有的通信网络，传输路径2的线路长度和传输路径2的连接方式均不清楚。
网络通信装置1具备收发部11、驱动器IC(Integrated Circuit：集成电路)12以及接收器IC13。
收发部11经由驱动器IC12向传输路径2输出发送信号。
收发部11经由接收器IC13而接收在传输路径2中传输来的信号。
驱动器IC12将从收发部11输出的发送信号向传输路径2输出。
接收器IC13接收在传输路径2中传输来的信号，向收发部11输出该信号。
传输路径长度检测装置3具备第1静电电容计算部21、第2静电电容计算部22、电长度计算部23以及显示部24。
图2是示出实施方式1的传输路径长度检测装置3的一部分硬件的硬件结构图。
第1静电电容计算部21具备开关21a、恒流源21b、电压参照电路21c以及静电电容计算处理部21d。
第1静电电容计算部21观测通信网络中的传输路径2的电压变化，基于电压变化来计算传输路径2的整体的静电电容即总静电电容Ctotal。
即，第1静电电容计算部21观测向传输路径2供给了恒流I0时的、向传输路径2供给恒流I0的供给点处的电压变化，根据电压变化来计算传输路径2的总静电电容Ctotal。
第1静电电容计算部21将表示总静电电容Ctotal的第1电容信息向电长度计算部23输出。
开关21a的一端与后述的探针25连接，开关21a的另一端与恒流源21b及电压参照电路21c分别连接。
如果从电长度计算部23的后述的开关控制部23a输出的控制信号表示接通指令，则开关21a成为闭合状态。
如果从开关控制部23a输出的控制信号表示断开指令，则开关21a成为打开状态。
恒流源21b是经由开关21a和探针25向传输路径2供给恒流I0的电流源。
电压参照电路21c在从恒流源21b输出恒流I0时，观测向传输路径2供给恒流I0的供给点处的电压变化。
电压参照电路21c计测恒流I0的供给点处的电压V从0[V]变化到参照电压REF[V]所需的时间Δt，将时间Δt向静电电容计算处理部21d输出。
静电电容计算处理部21d例如通过图2所示的第1静电电容计算处理电路31来实现。
静电电容计算处理部21d将作为已知值的恒流I0与时间Δt相乘，用恒流I0与时间Δt的相乘结果除以参照电压REF，由此计算总静电电容Ctotal。
静电电容计算处理部21d将表示总静电电容Ctotal的第1电容信息向电长度计算部23的后述的电长度计算处理部23b输出。
第2静电电容计算部22具备开关22a、阶跃信号源22b、模数转换器(以下称为“ADC”)22c、以及静电电容计算处理部22d。
开关22a的一端与探针25连接，开关22a的另一端与阶跃信号源22b及ADC 22c分别连接。
如果从开关控制部23a输出的控制信号表示接通指令，则开关22a成为闭合状态。
如果从开关控制部23a输出的控制信号表示断开指令，则开关22a成为打开状态。
阶跃信号源22b是将阶跃信号经由开关22a和探针25向传输路径2供给的信号源。阶跃信号是信号电平从0急剧地变化为1的信号。
通过从阶跃信号源22b向传输路径2供给阶跃信号，由传输路径2的分支点反射的阶跃信号的反射波或者由传输路径2的线路端反射的阶跃信号的反射波返回到向传输路径2供给阶跃信号的供给点。
ADC 22c将阶跃信号的供给点处的电压从模拟信号转换成数字信号。
ADC 22c向静电电容计算处理部22d输出数字信号。
静电电容计算处理部22d例如通过图2所示的第2静电电容计算处理电路32来实现。
静电电容计算处理部22d基于从ADC 22c输出的数字信号，来确定传输路径2的特性阻抗Z0。
静电电容计算处理部22d根据特性阻抗Z0来计算传输路径2的每单位长度的静电电容CUL。
静电电容计算处理部22d将表示每单位长度的静电电容CUL的第2电容信息向电长度计算部23的电长度计算处理部23b输出。
电长度计算部23具备开关控制部23a和电长度计算处理部23b。
电长度计算部23用由第1静电电容计算部21计算出的总静电电容Ctotal除以由第2静电电容计算部22计算出的每单位长度的静电电容CUL，由此计算传输路径2的电长度EL。
开关控制部23a例如通过图2所示的开关控制电路33来实现。
开关控制部23a将表示接通指令的控制信号或者表示断开指令的控制信号向开关21a输出。
此外，开关控制部23a将表示接通指令的控制信号或者表示断开指令的控制信号向开关22a输出。
电长度计算处理部23b例如通过图2所示的电长度计算处理电路34来实现。
电长度计算处理部23b用从静电电容计算处理部21d输出的第1电容信息所示的总静电电容Ctotal除以从静电电容计算处理部22d输出的第2电容信息所示的每单位长度的静电电容CUL，由此计算传输路径2的电长度EL。
电长度计算处理部23b向显示部24输出用于使传输路径2的电长度EL显示于显示部24的显示信号。
显示部24例如通过液晶显示器来实现。
显示部24按照从电长度计算处理部23b输出的显示信号来显示传输路径2的电长度EL。
探针25是用于向传输路径2供给从恒流源21b输出的恒流I0或者从阶跃信号源22b输出的阶跃信号的器具。
在图1中，假定作为传输路径长度检测装置3的一部分结构要素的静电电容计算处理部21d、静电电容计算处理部22d、开关控制部23a以及电长度计算处理部23b分别通过图2所示的专用的硬件来实现。即，假定传输路径长度检测装置3的一部分通过第1静电电容计算处理电路31、第2静电电容计算处理电路32、开关控制电路33以及电长度计算处理电路34实现。
第1静电电容计算处理电路31、第2静电电容计算处理电路32、开关控制电路33以及电长度计算处理电路34分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-ProgrammablEGatEArray：现场可编程门阵列)、或者它们的组合。
传输路径长度检测装置3的一部分结构要素不限于由专用的硬件实现，传输路径长度检测装置3的一部分也可以通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。
软件或固件以程序的形式存储在计算机的存储器中。计算机是指执行程序的硬件，例如对应于CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、或者DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)。
图3是传输路径长度检测装置3的一部分由软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
在传输路径长度检测装置3的一部分由软件或固件等实现的情况下，在存储器41中存储用于使计算机执行静电电容计算处理部21d、静电电容计算处理部22d、开关控制部23a以及电长度计算处理部23b各自的处理步骤的程序。然后，计算机的处理器42执行存储在存储器41中的程序。
接着，对图1所示的通信系统的动作进行说明。
图4是示出传输路径长度检测装置3的一部分处理步骤的流程图。
首先，开关控制部23a通过向开关21a输出表示接通指令的控制信号，将开关21a设为闭合状态(图4的步骤ST1)。
此外，开关控制部23a通过向开关22a输出表示断开指令的控制信号，将开关22a设为打开状态(图4的步骤ST1)。
恒流源21b经由开关21a和探针25向传输路径2供给恒流I0(图4的步骤ST2)。
电压参照电路21c在从恒流源21b输出恒流I0时，观测向传输路径2供给恒流I0的供给点处的电压变化。
向传输路径2供给恒流I0的供给点是探针25的设置点。如图5所示，恒流I0的供给点处的电压V在开始供给恒流I0时，从0[V]随着时间的经过而单调地上升。电压V与参照电压REF[V]相比变大，之后，成为恒定的电压。
图5是示出恒流I0的供给点处的电压V的变化的说明图。
电压参照电路21c计测恒流I0的供给点处的电压V从0[V]变化到参照电压REF[V]所需的时间Δt(图4的步骤ST3)。
电压参照电路21c将时间Δt向静电电容计算处理部21d输出。
静电电容计算处理部21d在从电压参照电路21c接收到时间Δt时，如以下的式(1)所示，将作为已知值的恒流I0与时间Δt相乘，用恒流I0与时间Δt的相乘结果除以参照电压REF[V]，由此计算总静电电容Ctotal[F](图4的步骤ST4)。
Figure BDA0003865833350000071
静电电容计算处理部21d将表示总静电电容Ctotal的第1电容信息向电长度计算处理部23b输出。
开关控制部23a通过向开关21a输出表示断开指令的控制信号，将开关21a设为打开状态(图4的步骤ST5)。
此外，开关控制部23a通过向开关22a输出表示接通指令的控制信号，将开关22a设为闭合状态(图4的步骤ST5)。
阶跃信号源22b经由开关22a和探针25向传输路径2供给阶跃信号(图4的步骤ST6)。
通过从阶跃信号源22b向传输路径2供给阶跃信号，由传输路径2的分支点反射的阶跃信号的反射波或者由传输路径2的线路端反射的阶跃信号的反射波返回到向传输路径2供给阶跃信号的供给点。向传输路径2供给阶跃信号的供给点是探针25的设置点。
阶跃信号的供给点处的电压V’伴随着时间的经过如图6那样变化。
图6是示出阶跃信号的供给点处的电压V’的变化的说明图。
在从阶跃信号源22b向传输路径2供给了阶跃信号之后，到由传输路径2的分支点反射的阶跃信号的反射波返回到阶跃信号的供给点为止的期间内的电压V’是V0。
当由传输路径2的分支点反射的阶跃信号的反射波返回到阶跃信号的供给点时，电压V’从V0上升到Vtest。
此外，如果传输路径2的传输路径2的线路端例如为开放端，则在由开放端反射的阶跃信号的反射波返回到阶跃信号的供给点时，电压V’从Vtest上升到2×V0。
ADC 22c将阶跃信号的供给点处的电压V’从模拟信号转换成数字信号。
ADC 22c向静电电容计算处理部22d输出数字信号。
静电电容计算处理部22d基于从ADC 22c输出的数字信号，来确定传输路径2的特性阻抗Z0[Ω](图4的步骤ST7)。
以下，具体说明由静电电容计算处理部22d执行的特性阻抗Z0的确定处理。
静电电容计算处理部22d通过观测从ADC 22c输出的数字信号的波形，来确定向传输路径2供给了阶跃信号时的电压V0。即，静电电容计算处理部22d确定从向传输路径2供给了阶跃信号的时间点起，到通过由分支点反射的阶跃信号的反射波返回到供给点而使阶跃信号的供给点的电压V’上升前为止的期间内的电压V0。
此外，静电电容计算处理部22d通过观测从ADC 22c输出的数字信号的波形，来确定由分支点反射的阶跃信号的反射波返回到阶跃信号的供给点时的电压Vtest。即，静电电容计算处理部22d确定从通过由分支点反射的阶跃信号的反射波返回到供给点而使阶跃信号的供给点的电压V’上升的时间点起，到通过由线路端反射的阶跃信号的反射波返回到供给点而使阶跃信号的供给点的电压V’上升前为止的期间内的电压Vtest。
静电电容计算处理部22d通过将电压V0和电压Vtest代入到以下的式(2)，来计算传输路径2的特性阻抗Z0。
Figure BDA0003865833350000081
在式(2)中，R是从阶跃信号源22b与ADC 22c的连接点到探针25为止的缆线的电阻，例如是50[Ω]。
接着，静电电容计算处理部22d如以下的式(3)所示那样，根据特性阻抗Z0来计算传输路径2的每单位长度的静电电容CUL[F/m](图4的步骤ST8)。
Figure BDA0003865833350000082
在式(3)中，v是电波传播速度[m/s]，εr是传输路径2的相对介电常数。
电波传播速度v和相对介电常数εr分别可以存储在静电电容计算处理部22d的内部存储器中，也可以从传输路径长度检测装置3的外部提供。
静电电容计算处理部22d将表示每单位长度的静电电容CUL的第2电容信息向电长度计算处理部23b输出。
电长度计算部23从静电电容计算处理部21d取得第1电容信息，从静电电容计算处理部22d取得第2电容信息。
电长度计算部23如以下的式(4)所示那样，将第1电容信息所示的总静电电容Ctotal除以第2电容信息所示的每单位长度的静电电容CUL，由此计算传输路径2的电长度EL[m](图4的步骤ST9)。
Figure BDA0003865833350000091
电长度计算处理部23b向显示部24输出用于使传输路径2的电长度EL显示于显示部24的显示信号。
显示部24按照从电长度计算处理部23b输出的显示信号而显示传输路径2的电长度EL。
如果知晓传输路径2的电长度EL，则能够在可将通信网络作为集总常数线路来处理的范围内决定由网络通信装置1收发的信号的传输速度[m/s](参照实施方式2)。
在以上的实施方式1中，传输路径长度检测装置3构成为具备：第1静电电容计算部21，其观测通信网络中的传输路径2的电压变化，基于电压变化来计算传输路径2的整体的静电电容即总静电电容；第2静电电容计算部22，其测定传输路径2的特性阻抗，根据特性阻抗来计算传输路径2的每单位长度的静电电容；以及电长度计算部23，其将由第1静电电容计算部21计算出的总静电电容除以由第2静电电容计算部22计算出的每单位长度的静电电容，由此计算传输路径2的电长度。因此，无论通信网络是否在中途分支，传输路径长度检测装置3都能够测定传输路径2的电长度。
在图1所示的传输路径长度检测装置3中，在第1静电电容计算部21计算出总静电电容Ctotal之后，第2静电电容计算部22计算每单位长度的静电电容CUL。但是，这只不过是一例，也可以是，在第2静电电容计算部22计算出每单位长度的静电电容CUL之后，第1静电电容计算部21计算总静电电容Ctotal。
在图1所示的传输路径长度检测装置3中，第1静电电容计算部21观测向传输路径2供给了恒流I0时的向传输路径2供给恒流I0的供给点处的电压变化，根据电压变化来计算传输路径2的总静电电容Ctotal。但是，这只不过是一例，也可以是，第1静电电容计算部21观测停止了向传输路径2供给的恒流I0的供给时的向传输路径2供给恒流I0的供给点处的电压变化，根据电压变化来计算传输路径2的总静电电容Ctotal。
以下，具体说明由第1静电电容计算部21执行的总静电电容Ctotal的计算处理。
恒流源21b停止向传输路径2供给的恒流I0的供给。
电压参照电路21c在停止了向传输路径2供给的恒流I0的供给时，观测向传输路径2供给恒流I0的供给点处的电压变化。如图7所示，恒流I0的供给点处的电压V在停止了恒流I0的供给时，随着时间的经过而单调地下降。电压V与参照电压REF[V]相比变小，之后成为0[V]。
图7是示出恒流I0的供给点处的电压V的变化的说明图。
电压参照电路21c计测恒流I0的供给点处的电压V从参照电压REF[V]变化到0[V]所需的时间Δt。
电压参照电路21c将时间Δt向静电电容计算处理部21d输出。
静电电容计算处理部21d在从电压参照电路21c接收到时间Δt时，如式(1)所示，将作为已知值的恒流I0与时间Δt相乘，将恒流I0与时间Δt的相乘结果除以参照电压REF[V]，由此计算总静电电容Ctotal[F]。
在图1所示的传输路径长度检测装置3中，第2静电电容计算部22根据在向传输路径2供给了阶跃信号时由传输路径2的分支点或传输路径2的线路端反射而返回到向传输路径2供给阶跃信号的供给点的阶跃信号的反射波，来确定传输路径2的特性阻抗Z0。但是，这只不过是一例，第2静电电容计算部22也可以根据在向传输路径2供给了脉冲信号时由传输路径2的分支点或者传输路径2的线路端反射而返回到向传输路径2供给脉冲信号的供给点的脉冲信号的反射波，来确定传输路径2的特性阻抗Z0。其中，第2静电电容计算部22向传输路径2供给如下脉冲信号，该脉冲信号的信号电平成为1的时间比时间Δt长。
在图1所示的传输路径长度检测装置3中，电长度计算部23计算传路径2的电长度EL。但是，电长度EL的计算对象具有导电性即可，不限于传输路径2。因此，电长度计算部23例如也可以计算金属制的配管的电长度EL。
在图1所示的通信系统中，网络通信装置1和传输路径长度检测装置3是不同的装置。但是，这只不过是一例，如图8所示，网络通信装置1也可以包含传输路径长度检测装置3。
图8是示出包含实施方式1的传输路径长度检测装置3的另一通信系统的结构图。
实施方式2.
在实施方式2中，对具备输出周期决定部26的传输路径长度检测装置3进行说明，该输出周期决定部26决定从网络通信装置1向传输路径2输出的信号的输出周期。
图9是示出包含实施方式2的传输路径长度检测装置3的通信系统的结构图。在图9中，与图1及图8相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图10是示出实施方式2的传输路径长度检测装置3的一部分硬件的硬件结构图。在图10中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
输出周期决定部26例如通过图10所示的输出周期决定电路35来实现。
输出周期决定部26基于由电长度计算部23的电长度计算处理部23b计算出的电长度EL，来决定从网络通信装置1向传输路径2输出的信号的输出周期。
输出周期决定部26将表示决定出的输出周期的周期信息向网络通信装置1的收发部11输出。
在图9所示的通信系统中，输出周期决定部26应用于图8所示的通信系统。但是，这只不过是一例，输出周期决定部26也可以应用于图1所示的通信系统。
在图9中，假定作为传输路径长度检测装置3的一部分结构要素的静电电容计算处理部21d、静电电容计算处理部22d、开关控制部23a、电长度计算处理部23b以及输出周期决定部26分别由图10所示的专用的硬件实现。即，假定传输路径长度检测装置3的一部分通过第1静电电容计算处理电路31、第2静电电容计算处理电路32、开关控制电路33、电长度计算处理电路34以及输出周期决定电路35实现。
第1静电电容计算处理电路31、第2静电电容计算处理电路32、开关控制电路33、电长度计算处理电路34以及输出周期决定电路35分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
传输路径长度检测装置3的一部分结构要素不限于由专用的硬件实现，传输路径长度检测装置3的一部分也可以通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。
在传输路径长度检测装置3的一部分由软件或固件等实现的情况下，将用于使计算机执行静电电容计算处理部21d、静电电容计算处理部22d、开关控制部23a、电长度计算处理部23b以及输出周期决定部26各自的处理步骤的程序存储于图3所示的存储器41。然后，图3所示的处理器42执行存储于存储器41的程序。
接着，对图9所示的通信系统的动作进行说明。其中，输出周期决定部26以外与图1或图8所示的通信系统相同，因此，这里主要说明输出周期决定部26的动作。
电长度计算处理部23b在计算出传输路径2的电长度EL时，将表示电长度EL的信息向输出周期决定部26输出。
输出周期决定部26在从电长度计算处理部23b接收到表示电长度EL的信息时，将电长度EL代入到以下的式(5)，计算式(5)成立的最小的波长λ。λ是从网络通信装置1向传输路径2输出的信号v的波长。
在图9所示的传输路径长度检测装置3中，输出周期决定部26计算式(5)成立的最小的波长λ。但是，只要是式(5)成立的波长λ即可，不限于最小的波长λ，输出周期决定部26例如也可以计算比最小的波长λ大百分之几的波长。
Figure BDA0003865833350000121
接着，输出周期决定部26通过将波长λ代入到以下的式(6)，来计算从网络通信装置1向传输路径2输出的信号的频率f。
Figure BDA0003865833350000122
输出周期决定部26在计算出信号的频率f时，通过将频率f代入到以下的式(7)，来计算从网络通信装置1向传输路径2输出的信号的输出周期T。
Figure BDA0003865833350000123
输出周期决定部26将表示信号的输出周期T的周期信息向网络通信装置1的收发部11输出。
网络通信装置1的收发部11在从输出周期决定部26接收到周期信息时，经由驱动器IC12，将向传输路径2输出的发送信号的输出周期设定为周期信息所表示的输出周期T。发送信号的输出周期的设定相当于发送信号的传输速度的设定。
以后，收发部11通过设定的输出周期T，经由驱动器IC12向传输路径2输出发送信号。例如，如果发送信号为“101”，则收发部11在发送“1”之后经过了输出周期T的时间点发送“0”，在发送“0”之后经过了输出周期T的时间点发送“1”。
在以上的实施方式2中，传输路径长度检测装置3构成为具备输出周期决定部26，该输出周期决定部26基于由电长度计算部23计算出的电长度，来决定从与传输路径2连接的网络通信装置1向传输路径2输出的信号的输出周期。因此，无论通信网络是否在中途分支，传输路径长度检测装置3都能够测定传输路径2的电长度，此外，还能够将从网络通信装置1输出的信号的传输速度决定为可将通信网络作为集总常数线路来处理的范围内的传输速度。
实施方式3.
在实施方式3中，对具备异常检测部27的传输路径长度检测装置3进行说明，该异常检测部27检测传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。
图11是示出包含实施方式3的传输路径长度检测装置3的通信系统的结构图。在图11中，与图1、图8以及图9相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图12是示出实施方式3的传输路径长度检测装置3的一部分硬件的硬件结构图。在图12中，与图2和图10相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
异常检测部27例如通过图10所示的异常检测电路36来实现。
异常检测部27取得由第1静电电容计算部21计算出的总静电电容Ctotal、由第2静电电容计算部22测定的特性阻抗Z0、以及由第2静电电容计算部22计算出的每单位长度的静电电容CUL。
异常检测部27根据总静电电容Ctotal、特性阻抗Z0以及每单位长度的静电电容CUL，来检测传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。
作为传输路径2的布线异常，对应于传输路径2的断线或短路等。与传输路径2的非法连接对应于计算机或通信装置等与传输路径2非法连接的情况。
在图11所示的通信系统中，设为在最开始由电长度计算部23计算出电长度EL时，不存在传输路径2的布线异常等。异常检测部27检测之后产生的布线异常等。
在图11所示的通信系统中，异常检测部27应用于图9所示的通信系统。但是，这只不过是一例，异常检测部27也可以应用于图1或图8所示的通信系统。
在图11中，假定作为传输路径长度检测装置3的一部分结构要素的静电电容计算处理部21d、静电电容计算处理部22d、开关控制部23a、电长度计算处理部23b、输出周期决定部26以及异常检测部27分别通过图12所示的专用的硬件来实现。即，假定传输路径长度检测装置3的一部分通过第1静电电容计算处理电路31、第2静电电容计算处理电路32、开关控制电路33、电长度计算处理电路34、输出周期决定电路35以及异常检测电路36实现。
第1静电电容计算处理电路31、第2静电电容计算处理电路32、开关控制电路33、电长度计算处理电路34、输出周期决定电路35以及异常检测电路36分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
传输路径长度检测装置3的一部分结构要素不限于由专用的硬件实现，传输路径长度检测装置3的一部分也可以通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。
在传输路径长度检测装置3的一部分由软件或固件等实现的情况下，在图3所示的存储器41中存储用于使计算机执行静电电容计算处理部21d、静电电容计算处理部22d、开关控制部23a、电长度计算处理部23b、输出周期决定部26以及异常检测部27各自的处理步骤的程序。然后，图3所示的处理器42执行存储在存储器41中的程序。
接着，对图11所示的通信系统的动作进行说明。其中，异常检测部27以外与图1、图8或图9所示的通信系统相同，因此，这里主要说明异常检测部27的动作。
异常检测部27取得由第1静电电容计算部21计算出的总静电电容Ctotal、由第2静电电容计算部22测定的特性阻抗Z0、以及由第2静电电容计算部22计算出的每单位长度的静电电容CUL。
异常检测部27将总静电电容Ctotal设为初始总静电电容Ctotal’而存储于内部存储器，将特性阻抗Z0设为初始特性阻抗Z0’而存储于内部存储器。
此外，异常检测部27将每单位长度的静电电容CUL设为初始静电电容CUL’而存储于内部存储器。
之后，异常检测部27重复取得由第1静电电容计算部21新计算出的总静电电容Ctotal、由第2静电电容计算部22新测定的特性阻抗Z0、以及由第2静电电容计算部22新计算出的每单位长度的静电电容CUL。
异常检测部27在每次取得总静电电容Ctotal、特性阻抗Z0以及每单位长度的静电电容CUL时，计算所取得的总静电电容Ctotal与初始总静电电容Ctotal’之间的差分ΔCtotal。
此外，异常检测部27计算所取得的特性阻抗Z0与初始特性阻抗Z0’之间的差分ΔZ0，并计算所取得的每单位长度的静电电容CUL与初始静电电容CUL’之间的差分ΔCUL。
异常检测部27对差分ΔCtotal与第1阈值Th1进行比较，如果差分ΔCtotal比第1阈值Th1大，则判定为存在传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。
异常检测部27对差分ΔZ0与第2阈值Th2进行比较，如果差分ΔZ0比第2阈值Th2大，则判定为存在传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。
异常检测部27对差分ΔCUL与第3阈值Th3进行比较，如果差分ΔCUL比第3阈值Th3大，则判定为存在传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。
如果差分ΔCtotal为第1阈值Th1以下、差分ΔZ0为第2阈值Th2以下、并且差分ΔCUL为第3阈值Th3以下，则异常检测部27判定为传输路径2的布线异常以及与传输路径2的非法连接都不存在。
第1阈值Th1、第2阈值Th2以及第3阈值Th3分别也可以存储于异常检测部27的内部存储器，还可以从传输路径长度检测装置3的外部提供。
异常检测部27在判定为存在传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接时，使表示这一意思的判定结果显示于显示部24。
异常检测部27在判定为传输路径2的布线异常以及与传输路径2的非法连接都不存在时，使表示这一意思的判定结果显示于显示部24。
在以上的实施方式3中，传输路径长度检测装置3构成为具备异常检测部27，该异常检测部27根据由第1静电电容计算部21计算出的总静电电容、由第2静电电容计算部22测定的特性阻抗、以及由第2静电电容计算部22计算出的每单位长度的静电电容，来检测传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。因此，无论通信网络是否在中途分支，传输路径长度检测装置3都能够测定传输路径2的电长度，此外，还能够检测传输路径2的布线异常或者与传输路径2的非法连接。
在实施方式1～3的通信系统中，第2静电电容计算部22具备向传输路径2供给阶跃信号的阶跃信号源22b。但是，这只不过是一例，也可以是，第2静电电容计算部22从网络通信装置1的收发部11取得模拟了阶跃信号的数据模式，将表示数据模式的信号作为阶跃信号向传输路径2供给。模拟了阶跃信号的数据模式例如是指0111····这样的数据模式。
另外，本公开能够进行各实施方式的自由组合或各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。
产业利用性
本公开适于计算传输路径的电长度的传输路径长度检测装置。
此外，本公开适于具备传输路径长度检测装置的网络通信装置。
附图标记说明
1网络通信装置，2传输路径，3传输路径长度检测装置，11收发部，12驱动器IC，13接收器IC，21第1静电电容计算部，21a开关，21b恒流源，21c电压参照电路，21d静电电容计算处理部，22第2静电电容计算部，22a开关，22b阶跃信号源，22c ADC，22d静电电容计算处理部，23电长度计算部，23a开关控制部，23b电长度计算处理部，24显示部，25探针，26输出周期决定部，27异常检测部，31第1静电电容计算处理电路，32第2静电电容计算处理电路，33开关控制电路，34电长度计算处理电路，35输出周期决定电路，36异常检测电路，41存储器，42处理器。

Claims (8)

1.一种传输路径长度检测装置，其中，
所述传输路径长度检测装置具备：
第1静电电容计算部，其观测通信网络中的传输路径的电压变化，基于所述电压变化来计算所述传输路径的整体的静电电容即总静电电容；
第2静电电容计算部，其测定所述传输路径的特性阻抗，根据所述特性阻抗来计算所述传输路径的每单位长度的静电电容；以及
电长度计算部，其将由所述第1静电电容计算部计算出的总静电电容除以由所述第2静电电容计算部计算出的每单位长度的静电电容，由此计算所述传输路径的电长度。
2.根据权利要求1所述的传输路径长度检测装置，其特征在于，
所述传输路径长度检测装置具备输出周期决定部，该输出周期决定部基于由所述电长度计算部计算出的电长度，决定从与所述传输路径连接的网络通信装置向所述传输路径输出的信号的输出周期。
3.根据权利要求1所述的传输路径长度检测装置，其特征在于，
所述传输路径长度检测装置具备异常检测部，该异常检测部根据由所述第1静电电容计算部计算出的总静电电容、由所述第2静电电容计算部测定出的特性阻抗、以及由所述第2静电电容计算部计算出的每单位长度的静电电容，来检测所述传输路径的布线异常或者与所述传输路径的非法连接。
4.根据权利要求1所述的传输路径长度检测装置，其特征在于，
所述第1静电电容计算部观测向所述传输路径供给了恒流时的向所述传输路径供给所述恒流的供给点处的电压变化，根据所述电压变化来计算所述传输路径的总静电电容。
5.根据权利要求1所述的传输路径长度检测装置，其特征在于，
所述第1静电电容计算部观测停止了向所述传输路径供给的恒流的供给时的向所述传输路径供给所述恒流的供给点处的电压变化，根据所述电压变化来计算所述传输路径的总静电电容。
6.根据权利要求1所述的传输路径长度检测装置，其特征在于，
所述第2静电电容计算部根据在向所述传输路径供给了阶跃信号时由所述传输路径的分支点或所述传输路径的线路端反射而返回到向所述传输路径供给所述阶跃信号的供给点的所述阶跃信号的反射波，来确定所述传输路径的特性阻抗，根据所述特性阻抗来计算所述传输路径的每单位长度的静电电容。
7.根据权利要求6所述的传输路径长度检测装置，其特征在于，
所述第2静电电容计算部具备向所述传输路径供给所述阶跃信号的阶跃信号源。
8.一种网络通信装置，其特征在于，
所述网络通信装置具备：
收发部，其向通信网络的传输路径输出信号，并接收在所述传输路径中传输来的信号；以及
传输路径长度检测装置，其计算所述传输路径的电长度，
所述传输路径长度检测装置是权利要求1至7中的任意一项所述的传输路径长度检测装置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07201419A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp 同軸コネクタのインピーダンス整合方式
JPH08153296A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Shimadzu Corp 伝送ケーブル
US5541454A (en) * 1990-05-31 1996-07-30 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device containing electrostatic capacitive element and method for manufacturing same
US20030128039A1 (en) * 2002-01-07 2003-07-10 Lee A. Watkins Electronic apparatus and method for measuring length of a communication cable
US20040017208A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Bohley Thomas K. Time-domain reflectometer for testing terminated network cable
JP2006017606A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Toppan Printing Co Ltd 特性インピーダンス測定装置および特性インピーダンス測定方法
US20090049937A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Broadcom Corporation System and method for enhanced accuracy in cable diagnostics of cable length
JP2013024729A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Yokogawa Electric Corp 半導体試験装置における電気長測定方法
JP2013185978A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Mitsubishi Electric Corp 長さ測定装置および長さ測定方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3405905B2 (ja) * 1997-08-12 2003-05-12 富士通株式会社 電磁界強度算出装置及び方法並びにプログラム記憶媒体
JP2007163237A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Hioki Ee Corp 静電容量測定装置および静電容量測定方法
US9784555B2 (en) * 2015-11-25 2017-10-10 Teradyne, Inc. Determining electrical path length
WO2019043828A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 三菱電機株式会社 コンデンサ容量測定装置及び電力用機器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541454A (en) * 1990-05-31 1996-07-30 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device containing electrostatic capacitive element and method for manufacturing same
JPH07201419A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp 同軸コネクタのインピーダンス整合方式
JPH08153296A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Shimadzu Corp 伝送ケーブル
US20030128039A1 (en) * 2002-01-07 2003-07-10 Lee A. Watkins Electronic apparatus and method for measuring length of a communication cable
US20040017208A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Bohley Thomas K. Time-domain reflectometer for testing terminated network cable
JP2006017606A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Toppan Printing Co Ltd 特性インピーダンス測定装置および特性インピーダンス測定方法
US20090049937A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Broadcom Corporation System and method for enhanced accuracy in cable diagnostics of cable length
JP2013024729A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Yokogawa Electric Corp 半導体試験装置における電気長測定方法
JP2013185978A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Mitsubishi Electric Corp 長さ測定装置および長さ測定方法

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