CN1331323C - 宽带接入设备端口测试的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽带接入设备端口测试的方法及其装置，包括改变局端输出端口的输出负载，使其阻抗失去匹配；向局端输出端口发送信号，使其输出端发生反射；接收所述的反射信号并进行处理，得到测试结果。在所述的输出端进一步设置校准装置，提高测试的准确率。本发明实现的测试覆盖范围广；测试成本低，可以完全依托已有的硬件设备，无须增加任何外部设备，只需运行测试软件，相对于上述已有方案，具有明显的成本优势；测试操作简单，相对于现有技术而言，本发明只需一条命令即可完成测试工作，无需到现场，节省了维护的人力投入；本发明的测试可靠性好，测试结果不再依赖于CO与modem的互通性以及modem本身的可靠性。

Description

宽带接入设备端口测试的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种宽带接入设备端口测试的方法及其装置，具体是指一种在局端(Central Office，简称CO)实现对宽带接入设备端口进行内部测试的方法；属于电信技术领域。
背景技术
在电信业务领域，运营商通过一对双绞线，向用户同时提供宽带电信业务和窄带电信业务，如ADSL over POTS(普通电话增开ADSL)、ADSLover ISDN(ISDN(综合业务数字网，Integrated Services Digital Network)增开ADSL)、VDSL over POTS(普通电话增开VDSL)、VDSL over ISDN(ISDN增开VDSL)、G.SHDSL等业务。该类应用在国内和国外已经相当普遍。(本文中，对ADSL(非对称数字用户环路，Asymmetrical DigitalSubscriber Loop)、VDSL(甚高速DSL，Very High Speed DSL；Very High RateDSL)、G.SHDSL(单线对高速数字用户线，Single-pair High-speed DigitalSubscriber Line)以下统称为xDSL)。
参见图1，xDSL信号和POTS(传统普通电话业务，Plain Old TelephoneService)/ISDN信号共存于一条用户外线中。在局端侧，宽带接入设备(DSLAccess Multiplexer，简称DSLAM)中的分离器(Splitter，简称SPL)将宽、窄业务区分开来，分别送往宽带业务板(xDSL业务板)和窄带业务板(POTS/ISDN业务板)进行处理，而用户端侧，SPL则将分离出的宽、窄带业务送往用户端RTU(远端用户单元，Remote Terminal Unit)和话机1。
运行xDSL业务时，局端xDSL业务板和用户端RTU首先完成激活握手过程，建立连接后，再进行xDSL数据的传送。
当局端宽带设备(DSLAM)中的xDSL业务板出现故障时，如何能够快捷、有效、准确地定位出故障点，尤其是快速、准确的确认出xDSL业务板是否工作正常，将很大程度上影响到运营商的运维成本以及服务质量。
参见图2，使用调制解调器(modem)作为定位端口是正常的手段。使用modem与DSLAM端口对接，观察其训练参数，并以此来判断端口的模拟部分是否正常，然后通过modem上网或者ping包来判断数字接口是否正常。使用这种技术的缺点是：
1.成本高，测试繁琐。需要modem和计算机对网上故障进行定位，需要在主配线架(Main Distribution Frame，简称MDF)处将被测端口引出接测试设备，如果没有计算机C，则需要有人在网管处配合，读取数据；或者根本无法测量数据通道的误码率是否正常。而用于测试的装备，则需要很多modem和计算机，因此，测试装备庞大；
2、由于是在近端测试，测试结果不一定准确，特别是不能反映端口在长线路应用时的情况，并不能真实反映模拟前端指标劣化的情况；
3、测试结果受不同厂家的DSLAM与modem的互通性(Interoperability)以及modem本身性能的影响，对于装备测试而言，由于需要频繁激活、去激活modem，测试装备的可用性还受modem的稳定性的影响；
4、对于网上应用，则需要人工到机房去定位。
参见图3，另外的一种测试方法是：使用手持式测试仪表T，例如：手持式xDSL测试仪，在MDF处进行上述的定位测试；测试装备上使用专用的模拟信号测试仪器，例如：频谱分析仪等，对端口的模拟前端进行测试。但是，这种测试方法中，网上应用的手持式设备，大多数设有内置的modem芯片，因此本方法具有前一个技术方案的全部缺点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种宽带接入设备端口测试的方法，充分利用DSLAM现有资源，在不需要增加外部测试设备，也不需要维护人员到机房的情况下，通过网管下发命令即可完成端口的内测。
本发明的另一目的在于提供一种宽带接入设备端口测试的装置，通过接设在其输出端口的校准电路，提高对端口测试的准确率。
本发明的目的是这样实现的：
针对在混合电路(hybrid)输出端输出阻抗会失去匹配，进而使得输出信号在阻抗突变点发生反射的特点，如果将该反射信号接收并将其放大处理，则可以借此分析出反射信号的特性，获得测试结果；因此，本发明可以通过如下的步骤实现：
步骤1：改变局端输出端口的输出负载，使其失去匹配；具体而言就是：通过控制局端hybrid输出端与modem之间的测试继电器，使hybrid输出端悬空或者短路，但不仅限于悬空或者短路，使所述的输出阻抗失去匹配；
步骤2：向局端输出端口发送信号，该信号在输出端发生反射；具体的方法是：由DSLAM系统中的ADSL单板装置或VDSL单板装置或SHDSL单板装置或者混合光纤同轴电缆(Hybrid Fiber Coax，简称HFC)系统中的HFC单板装置向外发送上行和下行的全部频带范围的信号；或者由DSLAM系统中的ADSL单板装置或VDSL单板装置或SHDSL单板装置或者HFC系统中的HFC单板装置本身产生二进制伪随机数据序列(Pseudo-randombinary sequence，简称PRBS)，该数据经过调制后由相应的单板端口向外发送；或者由网管通道下发的经过DSP扰码的PRBS数据，该数据经过DSLAM系统中的ADSL单板装置或VDSL单板装置或SHDSL单板装置或者HFC系统中的HFC单板装置调制后，由相应的单板端口向外发送。
为了得到准确的测试结果，可以在上述的DSLAM系统中的ADSL单板装置或VDSL单板装置或SHDSL单板装置或者HFC系统中的HFC单板装置的端口上进一步设置由继电器和电阻构成的校准电路，该校准继电器通过起其上的一组触点将校准电阻连接到被测端口。当需要校准时，通过该校准继电器将该校准电阻接到相应的宽带接入设备端口上，作为校准负载。
步骤3：接收所述的反射信号并进行处理，得到测试结果；具体的实现步骤是：首先，在上行方向，接收通道接收反射信号，并对该反射信号进行放大以及A/D变换；然后，经过A/D变换的信号进行离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transfer，简称DFT)，并解调出相关的数据；最后对得到的数据进行计算，得到下行信号的参数。
本发明的技术方案具有如下的有益效果：
1、测试覆盖范围广。如果从网管发送测试数据，则能够测试DSLAM范围内整个业务通道是否正常，如果从DSP本身发送PRBS，则能测试发送通道DSP、AFE、线路驱动器(Line driver)、hybrid以及接收通道的线路接收器(Line receiver)，AFE、DSP是否正常，并且还可以计算出误码率水平。
2、成本低，完全依托已有的硬件设备，无须增加任何外部设备，只需运行测试软件，相对于上述已有方案，具有明显的成本优势。
3、操作简单，相对于上述现有技术而言，本方案只需一条命令即可完成测试工作，无需到现场，节省维护的人力投入。
4、测试可靠性好，由于不需要modem，测试结果不再依赖于局端设备与modem的互通性以及modem本身的可靠性。
附图说明
图1为本发明局端设备和用户端设备构成宽带接入设备的示意图；
图2为现有测试局端端口的一系统构成示意图；
图3为现有测试局端端口的另一系统构成示意图；
图4为本发明宽带接入设备的原理框图；
图5为本发明进行测试时端口连接关系及信号传递的示意图；
图6为本发明进行校准时端口连接关系及信号传递的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明的实现基础基于如下的原理：
参见图4，正常情况下，hybrid的输出接上modem，阻抗能得到较好的匹配，因此Line Driver输出信号的反射很小。但是，如果输出端阻抗不匹配，则Line Driver的输出信号在阻抗突变点就会发生反射，Line Receiver接收该反射信号并将其放大，通过AFE做D/A变换后交由DSP处理，即可以分析出反射信号的特性。
参见图4、图5，本发明在DSLAM用户板上，每一个端口都设有一个测试继电器RT，用于将外线连接到测试板上。当该测试继电器RT动作时，其对应端口的hybrid输出端悬空，造成该输出端口的阻抗不匹配。
除了上述的悬空状态外，还可以对应地将上述的被测接口进行短路，或者连接一定的负载，以达到造成该输出端口阻抗不匹配的目的。
局端设备中，网管对设备上所有的端口均可以进行测试控制；具体的测试过程是：因为DSLAM是通过网管统一管理的，DSLAM的对应网管下发相应端口的测试命令后，DSLAM中的xDSL芯片组通过相应的命令进入测试模式，并运行测试程序，同时向线路上发送上行和下行的全部频带范围的信号，例如，对于ADSL，则发送全部子载波(Tone)，上行6～31，下行32～255；对于离散多音频调制(Discrete Multi-Tone，简称DMT)的VDSL，则与ADSL类似，发送全部所用的子载波。
在发送信号的上行频率范围内，用二进制伪随机序列(PRBS)调制上行频率信号，这个PRBS可以由DSP自己产生，也可以是由网管下发的经过DSP扰码的数据。
在上行方向，接收通道接收反射信号，该反射信号经过line receiver进行放大，再由AFE进行A/D变换后传送到DSP进行处理，获得上行信号的幅度、频率等参数，DSP解调反射信号承载的、事先在下行信号中调制的测试数据；一方面，可以将反射信号以及下行信号的幅度、频率等参数进行对比，获得相应的上、下行信号的信噪比；另一方面也可以，将上行信号中解调的测试数据与调制到下行信号中的测试数据进行比较，由此判断出hybrid，line driver，line receiver，AFE、DSP以及各芯片间的接口是否正常。
参见图6，以ADSL为例，为了提高测试准确度，还可以在相应的被测端口上增加一个校准继电器RJ，该校准继电器RJ的一组常开触点外接100欧姆标准负载电阻R用于校准。对应于VDSL、SHDSL、HFC，其校准电路的的结构与上述的校准电路相同，只是所采用的电阻R的阻值各不相同。
采用上述的方法时，可以采用DSLAM系统中ADSL线路接口板的端口或者VDSL单板的端口或者SHDSL单板的端口或者HFC系统中的HFC单板的端口直接向外发送信号，并且将相应端口阻抗失去匹配，使得所述的发送信号在该输出端形成信号反射；对应地，该反射信号由相应端口本身的接收电路进行接收，并经过相应处理和分析后，判断出该ADSL端口或VDSL端口或SHDSL端口或HFC端口是否正常。
采用上述的方法时，还可以首先由DSLAM系统中ADSL线路接口板或者VDSL单板或者SHDSL单板或者HFC系统中的HFC单板生成PRBS数据序列，然后再将该数据进行调制，最后将调制好的信号送到相应端口；同时，控制所述端口的测试继电器，将该端口与原电路断开，成为悬空转台，使得所述端口的输出阻抗失去匹配；并实现发送信号在该输出端形成信号反射；对应地，该反射信号由相应端口本身的接收电路进行接收，并经过相应处理和分析后，判断出该ADSL端口或VDSL端口或SHDSL端口或HFC端口是否正常。
采用上述的方法时，更可以先在DSLAM系统中，由网管本身产生PRBS数据序列，该数据序列经过ADSL线路接口板或者VDSL线路接口板或者SHDSL线路接口板或者HFC系统中的HFC线路接口板进行调制，最后将调制好的信号送到相应端口；同时，控制所述端口的测试继电器，将该端口与原电路断开，成为悬空转台，使得所述端口的输出阻抗失去匹配；并实现发送信号在该输出端形成信号反射；对应地，该反射信号由相应端口本身的接收电路进行接收，并经过相应处理和分析后，判断出该ADSL端口或VDSL端口或SHDSL端口或HFC端口是否正常。
参见图6，本发明的系统由背板总线BUS1、汇聚芯片aggregator、板内总线BUS2以及至少一路输出端口组成；其中，汇聚芯片aggregator连接在背板总线BUS1和板内总线BUS2之间，用于将多路xDSL数据汇聚到背板以及将背板来的数据流分配到相应xDSL端口；该输出端口至少以下部件组成：DSP(数字信号处理器)，负责数字信号处理，编解码用户数据接口等功能、AFE(Analog Front End模拟前端电路)，负责模拟和数字信号之间的转换，部分AFE还集成接收放大器、Line Driver(线路驱动器)用于将信号放大到需要的幅度并向线路发送、Line Receiver(线路接收器)用于放大从hybrid电路来的模拟信号、混合电路hybrid实现接收发送到外线的四线-两线变换、测试继电器RT以及modem构成，该modem通过测试继电器RT和混合电路hybrid连接，Line Driver和Line Receiver分别单独串接在AFE和hybrid之间，DSP串接在AFE和板内总线BUS2之间；该输出端口用于从板内总线BUS2接收汇聚芯片aggregator的控制信号，并将该控制信号转换为输出到用户侧的模拟信号，并通过hybrid输出。
为了提高测试的准确率，本发明还可以在宽带业务设备(DSLAM)系统中相应的端口处增加校准电路，该校准电路由校准继电器RJ和校准电阻R连接组成，该校准电阻的阻值与端口上实际连接的modem的阻值相等。由于，上述的端口在正常连接modem的时候也会有反射信号存在，所以，设置该校准电阻R的目的是通过该校准电阻获得正常的反射信号并记录下来；当进行实际的端口测试时，从实际测得的反射信号中减去该正常的反射信号的影响，即可以获得准确的反射信号，在此基础上获得的反射信号的幅度、频率、相位等参数则是真实反映该端口状况的测试结果。
以ADSL为例，相应的被测端口上增加一个校准继电器RJ，该校准继电器RJ的一组常开触点外接100欧姆标准负载电阻R用于校准。对应于VDSL、SHDSL、HFC，其校准电路的的结构与上述的校准电路相同，只是所采用的电阻R的阻值各不相同。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：至少由如下的步骤实现：
步骤1：所述宽带接入设备向端口发送信号，该信号在端口处发生反射；
步骤2：所述宽带接入设备接收所述的反射信号并进行处理，得到对端口的测试结果。
2、根据权利要求1所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：所述的步骤1之前还进一步包括改变局端输出端口的输出负载，使其失去匹配的步骤。
3、根据权利要求2所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：所述改变局端输出端口的输出负载的具体方法是：通过控制局端输出端口所接的继电器，改变端口负载，使端口阻抗失去匹配。
4、根据权利要求1所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：向输出端口发送的信号具体为包含上行和下行的全部频带范围的信号；或者为采用二进制伪随机序列调制的信号；或者为网管下发的经过接入系统扰码后并经过调制的信号。
5、根据权利要求4所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：所述的端口为：ADSL接口或VDSL接口或SHDSL接口或HFC接口。
6、根据权利要求1所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括：
步骤21：在上行方向，接收通道接收反射信号，并对该反射信号进行放大并转换成数字信号；
步骤22：将数字信号进行离散傅立叶变换并解调出相关的数据；
步骤23：根据上述步骤得到的数据计算出上、下行信号的参数，得到测试结果。
7、根据权利要求4或5所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：端口单板装置进一步通过校准装置，先测试正常负载情况下的参数，作为基准，用于进一步提高相应端口的测试准确率。
8、根据权利要求7所述的宽带接入设备端口测试的方法，其特征在于：所述的校准装置至少由一校准继电器和一校准电阻构成，当需要校准时，通过该校准继电器将该校准电阻接到相应的宽带接入设备端口上，作为校准负载。
9、一种实现权利要求1-8所述任一方法的宽带接入设备端口测试的装置，至少由背板总线、汇聚芯片、板内总线以及至少一路输出端口组成；其中，汇聚芯片连接在背板总线和板内总线之间，用于将多路xDSL数据汇聚到背板以及将背板来的数据流分配到相应xDSL端口；该输出端口至少由数字信号处理器、模拟前端电路、线路驱动器、线路接收器、混合电路、测试继电器以及调制解调器构成，该调制解调器通过继电器和混合电路连接，线路驱动器和线路接收器分别单独串接在模拟前端电路和混合电路之间，数字信号处理器串接在模拟前端电路和板内总线之间；该输出端口用于从板内总线接收汇聚芯片的控制信号，并将该控制信号转换为输出到用户侧的模拟信号，并通过混合电路输出；
其特征在于：在混合电路的输出端口上设有校准装置，用于提高相应端口的测试准确率。
10、根据权利要求9所述的宽带接入设备端口测试的装置，其特征在于：所述的校准装置至少由一校准继电器和一校准电阻构成，该校准继电器通过其上的一组触点将校准电阻连接到被测端口。
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