DE69734992T2

DE69734992T2 - Automatisches Lokalisieren von Fehlern in Verkabelungssystemen

Info

Publication number: DE69734992T2
Application number: DE69734992T
Authority: DE
Inventors: John James Soraghan; Wah Hoon Siew
Original assignee: University of Strathclyde
Current assignee: University of Strathclyde
Priority date: 1996-09-28
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2017-09-27
Also published as: GB9620288D0; EP0928424B1; WO1998013700A1; DE69734992D1; AU4466997A; CA2266696A1; EP0928424A1; CA2266696C; US6385561B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lokalisieren von Fehlern in einem Netzwerk von Signalträgern, wie z.B. elektrischen oder optischen Verkabelungssystemen. Insbesondere betrifft sie Netzwerke, wie z.B. elektrische Niederspannungssignal- oder Stromverteilersysteme, die Mehrfachanschlüsse enthalten.
Das Lokalisieren von Fehlern in unterirdischen Verkabelungssystemen wird gegenwärtig durch Einsatz eines Pulsechoverfahrens erreicht. In dem Pulsechoverfahren wird ein Abfrageimpuls von einem Teststandort aus entlang des Systems übertragen, dieser Impuls wird durch einen beliebigen Fehler im Kabelsystem reflektiert, und es wird die Zeit verwendet, die zwischen dem Ausgangsimpuls und dem am Teststandort empfangenen reflektierten Impuls verstrichen ist, um den Abstand des Fehlers vom Teststandort zu berechnen.
Das Verfahren arbeitet gut in Systemen, die keine Knoten (wie z.B. Anschlüsse) enthalten, die selbst dann Reflexionen des Impulses erzeugen, wenn sie nicht fehlerhaft sind. Wird jedoch dieses Verfahren in Systemen mit Mehrfachanschlüssen (wie z.B. in elektrischen Niederspannungsverteilersystemen oder Telekommunikationssystemen) verwendet, dann kann jeder Anschluss eine Reflexion des Impulses zusätzlich zu der Reflexion einbringen, die durch den Fehler oder die Unterbrechung erzeugt wird.
Somit sind die Daten schwer zu interpretieren, welche durch das Impulsechoverfahren erzeugt werden, das an einem System mit Mehrfachanschlüssen ausgeführt wird. Es ist viel Erfahrung bei der Interpretation dieser Daten erforderlich, um zwischen Reflexionen von Anschlüssen und Reflexionen von Fehlern zu unterscheiden.
Selbst bei einer sachkundigen Interpretation der Daten von einem mehrfach verbundenen System, in dem mehr als eine mögliche Lage des Fehlers auftreten kann, ist es schwierig, für jede dieser möglichen Lagen den Fehler mit einer Genauigkeit von weniger als einigen Metern zu lokalisieren.
Der Einsatz von herkömmlichen Impulsechoverfahren zum Aufspüren von Fehlern in mehrfach verbundenen Systemen (besonders wenn das Kabel unterirdisch verlegt oder anderweitig unzugänglich ist) ist wegen der Unsicherheit beim Unterscheiden zwischen Reflexionen aufgrund von Anschlüssen und Reflexionen aufgrund von Fehlern und wegen der Ungenauigkeit beim Bestimmen der genauen Lage der Fehler sehr kostspielig.
DE 3016223 A1 beschreibt ein Verfahren zum Lokalisieren von Fehlern in elektrischen Leitungen. Dieses wird unter Verwendung eines Impulsechoverfahrens ausgeführt, das den Vergleich zweier Impulsechokurven von strukturell identischen Leitungen einschließt, wobei die eine Kurve an einer fehlerfreien Leitung und die andere Kurve an einer Leitung mit einem aufzufindenden Fehler aufgenommen wurde. Beim Einsatz vergleicht ein Vergleicher die Impulsechokurven aus der fehlerfreien und der fehlerhaften Leitung, um irgendwelche Unterschiede zwischen ihnen festzustellen. In dem Falle, dass der Unterschied zwischen den Kurven einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird ein Fehlersignal erzeugt. Das zu dem Fehlersignal gehörende Zeitintervall kann bestimmt werden. Dieses kann verwendet werden, um die Laufzeit des übertragenen Impulses vom Anfang der Leitung zum Fehlerort zu bestimmen und so den Fehlerabstand darzustellen.
EP 0,313,020 A2 beschreibt ein optisches Zeitbereichsreflektometer mit einer Pegelanpassungsfunktion. Dieses kann zum Lokalisieren von Verlusten und eines Bruches oder Schnittpunktes in einer optischen Faser verwendet werden. Dieses Verfahren umfasst das Ausgeben einer gepulsten Abfragewellenform in der Form eines optischen Signals längs der optischen Faser und den Empfang eines reflektierten optischen Signals aus der Faser. Dieses reflektierte optische Signal wird in ein elektrisches Signal umgeformt, um es durch Abtasten des Signals in Zeitabständen zu verarbeiten und um die Stichproben zu speichern. Das abgetastete Signal wird mit einem Referenzsignal verglichen, und die Unterschiede zwischen dem empfangenen Signal und dem Referenzsignal werden gekennzeichnet. Die Lage dieser Differenzen kann dann verwendet werden, um die Lage beliebiger Fehler in der Faser zu bestimmen, obwohl dies nicht im Detail beschrieben wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Fehlerauffinden in Verkabelungssystemen zu verbessern. Es ist eine weitere Aufgabe, zwischen fehlerfreien Knoten (die Reflexionen erzeugen) und Fehlern zu unterscheiden. Es ist eine weitere Aufgabe, das Maß an Erfahrung herabzusetzen, dass zur Interpretation der Ergebnisse der Fehlerlokalisierungsvorrichtung benötigt wird. Es ist eine weitere Aufgabe, den Fehlerlokalisierungsprozess zu automatisieren.
Die allgemeine Lösung des obigen Problems besteht darin, Paare von Signalen von unterschiedlichen Signalträgern des getesteten Netzwerkes zu vergleichen und die Signale adaptiv zu verarbeiten, um irgendwelche signifikanten Abweichungen zu bestimmen. Diese Abweichungen können die Lagen der Fehler anzeigen.
In Electronics Letters, Jan. 1984, Bd. 20, Nr. 1, S. 24 und 25 wird die Verwendung eines adaptiven Filters im Zusammenhang mit der Leitungsfehlervorhersage und der Ortsbestimmung offenbart, es wird jedoch nicht offenbart, wie ein solches adaptives Filter im Kontext der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen festgelegt. Einige bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen festgelegt.
Auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung wird die Lage des Fehlerortes automatisch aus einem gefilterten Fehlersignal auf Grundlage einer adaptiven Verarbeitung erhalten, indem vor der Störung die Ähnlichkeiten zwischen den Kabelcharakteristiken für alle Lagen effektiv erlernt werden und diese Kenntnis verwendet wird, um zu bestimmen, wo eine signifikante Abweichung von der Norm vorliegt.
Unter der impulsförmigen Wellenform ist eine Wellenform endlicher Dauer zu verstehen, die zum Beispiel ein einfacher Impuls einer quadratischen, rechteckigen oder dreieckigen Form oder eine gedämpfte Sinusform sein kann, welche zum Beispiel nur zwei Sinusperioden aufweist, von denen die Amplitude der zweiten kleiner als die der ersten ist.
Die Verfahren und die Vorrichtungen können vom Teststandort aus fernbedient und -gesteuert sowie in einem Triggermodus betrieben werden, wobei das Triggersignal automatisch im Ergebnis eines einschlägigen Vorkommnisses, wie z.B. eines Spannungs- oder Stromstoßes, bereitgestellt wird.
Außerdem kann das Netzwerk von Signalträgern eingerichtet sein, elektrische Signale und/oder Strom zu übertragen, in welchem Falle die Abfragewellenform selbst ein elektrisches Signal ist, oder das Netzwerk kann eingerichtet sein, optische Signale zu übertragen, in welchem Falle die Abfragewellenform selbst ein optisches Signal, zum Beispiel ein umgeformtes elektrisches Signal, ist, und selbstverständlich werden die zusammengesetzten reflektierten Signale zur Verarbeitung in elektrische Signale umgeformt.
Das Netzwerk kann eine beliebige Anzahl von Signalträgern pro Kabel aufweisen, zehn oder mehr werden in der Telekommunikation üblicherweise verwendet, oder es kann nur drei Träger pro Kabel aufweisen, wie es bei den elektrischen Stromversorgungsnetzen üblich ist.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und um darzustellen, wie dieselbe ausgeführt werden kann, wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 ein Blockdiagramm eines bekannten Druckausgabe-TDR (Time Domain Reflectometer = Zeitbereichsreflektometer) ist;
2a ein Blockdiagramm ist, welches das Prinzip zeigt, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt;
2b einen Teil der 2a ausführlicher darstellt;
3a ein grundlegendes adaptives Verarbeitungselement darstellt, das in 2b verwendet wird:
3b einen Teil der 2b ausführlicher darstellt, wobei die Elemente von 3a für ein 3-Kabel-System verwendet werden;
4 zwei zusammengesetzte reflektierte Signale aus einem Kabelsystem mit Mehrfachanschlüssen darstellt;
5a das nicht geglättete Signal zeigt, das aus einem adaptiv bearbeiteten Vergleich der Signale von 4 hervorgeht; und
5b das geglättete Signal zeigt, das aus einem adaptiv bearbeiteten Vergleich der Signale von 4 hervorgeht.
1 zeigt ein herkömmliches TDR 10 zum Anschluss an ein Paar von Signalträgern oder Kabeln, die zu testen sind. Ein typisches Netzwerk, das einen Fehler enthält, weist viele Kabel auf, weshalb gewöhnlich Kabelpaare der Reihe nach getestet werden, bis alle Kabel getestet worden sind. Ein Impuls-Sende-Empfänger 12 wird verwendet, alle möglichen Paare von Kabeln (je ein Paar gleichzeitig) über Testleitungen 14 abzufragen (indem an einem eingerichteten Teststandort, wo auf den Signalträger oder die Kabel des Netzwerkes zugegriffen werden kann, ein elektrischer Impuls ausgesendet wird). Die resultierenden zusammengesetzten reflektierten Analogsignale werden durch einen A/D-Wandler 16 umgewandelt und in dem TDR-Speicherbereich 18 gespeichert. Die gespeicherten Daten werden auf der TDR-Anzeigevorrichtung 20 als Signalpaare angezeigt.
In dem gängigen Vergleichs- und Gegenüberstellungsschema zum Fehlerauffinden werden herkömmliche TDRs verwendet. In dem Vergleichs- und Gegenüberstellungsschema werden die Signale aus Phasenpaaren eines 3-phasigen elektrischen Verteilernetzwerkes kombiniert (addiert oder subtrahiert), um zusammengesetzte Signale herzustellen, die durch einen Fachmann miteinander verglichen werden. Der Fachmann bemüht sich, beliebige signifikante Abweichungen (Abweichungspunkte) zwischen den beiden zusammengesetzten Signale zu isolieren, welche auf die Lage des Fehlers hinweisen können. Der Fachmann lokalisiert die Abweichungspunkte manuell, wobei er einen Cursor verwendet, der vom TDR bereitgestellt wird. Wenn die Abweichungspunkte einmal manuell lokalisiert worden sind, dann werden die tatsächlichen Abstände zu den Fehlern durch das TDR unter Verwendung einer Standardformel angezeigt.
Ein TDR 30 gemäß vorliegender Erfindung, das in 2a dargestellt ist, wird zum Automatisieren und Verbessern des existierenden Vergleichs- und Gegenüberstellungsverfahrens verwendet. 2a zeigt das modifizierte TDR 30, welches ähnlich zum herkömmlichen TDR 10 mit den Komponenten 12, 14, 16, 18 und 20 ist, das aber eine zusätzliche Komponente 32 für die Signalverarbeitung und automatische Berechnung des Fehlerabstandes aufweist, und das wirksam wird, indem es die einzelnen gespeicherten Stichproben, die in dem Speicherbereich 18 enthalten sind, verarbeitet, bevor das Ergebnis an die Anzeigevorrichtung 20 ausgegeben wird.
Die zusätzliche Komponente für Signalverarbeitung, Glätten und Fehlerabstandsberechnung (die Verarbeitungskomponente 32) ist ausführlicher in 2b dargestellt und umfasst einen adaptiven Prozessor 40, der auf den Leitungen 33 vom Sende-Empfänger und A/D-Wandler 12, 16 Signale empfängt. Der Prozessor 40 erzeugt Differenzsignale, die einem Speicher/Vergleicher und einer Abstandsberechnungseinheit zugeführt werden, welche eine Verarbeitungskomponente 42 ausbildet, die mit einer Referenzeingabe 44 versorgt wird. Die Ausgabe aus der Komponente 42 wird der Anzeigevorrichtung 20 zugeführt.
Der Referenzeingabe 44 stellt eine Schwellwertgröße und einen Geschwindigkeitsfaktor dar und kann verändert werden, obwohl vorgesehen ist, dass die meisten Benutzer zumindest die Schwellwertgröße nicht zu verändern brauchen, weshalb in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Mittel zum Verändern des Schwellwertes für den Benutzer nicht ersichtlich sein können. Wie erläutert werden wird, kann ein Verändern der Schwellwertgröße erforderlich sein, um die Leistungsmerkmale zu optimieren. Wenn zum Beispiel die Anwendung des TDR von einem Kabeltyp auf einen anderen oder von einem geografischen Ort auf einen anderen übertragen wird. Ein Verändern der Schwellwertgröße kann Veränderungen ausgleichen, die durch verschiedene Faktoren, einschließlich des Einsatzes in einer andersartigen Umgebung, unterschiedlicher Kabelkenngrößen, einer unterschiedlichen Anzahl von Knoten in jedem Kabelsystem und einer unterschiedlichen Anzahl von Benutzern eines jeden Knotens, hervorgerufen werden. Der Geschwindigkeitsfaktor, der einen Teil der Referenzeingabe 44 ausmacht, wird durch den Kabeltyp festgelegt und ist ein Maß dafür, wie schnell der Impuls entlang des Kabels läuft.
Der adaptive Prozessor 40 setzt sich zusammen aus einer Folge von einzelnen adaptiven Verarbeitungselementen 50, von denen eines in 3a dargestellt ist. Adaptive Verarbeitung ist ein bekanntes Verfahren, das ein herkömmliches Filter 52 verwendet, dessen Kenngrößen adaptiv verändert werden können. Das heißt, es gibt einen Mechanismus, der beim Einsatz ein Anpassen des Filters erlaubt. Ein erstes Signal 54 wird in das adaptive Filter 52 eingegeben, ein zweites Signal 56 wird als ein Referenzsignal verwendet. Die Ausgabe des adaptiven Filters 58 wird mit dem Referenzsignal 56 verglichen, um ein Differenzsignal 60 zu erzeugen, das derart zum Verändern der Kenngrößen des adaptiven Filters 52 verwendet wird, dass das Differenzsignal 60 minimiert wird. Die adaptiven Verarbeitungselemente 50 können linear oder nichtlinear sein. Die Eingaben in die adaptiven Filter 52 sind beide abgetastete Versionen der Signale, die von dem getesteten Kabelpaar empfangen wurden.
3b zeigt die Struktur eines adaptiven Prozessors 40 für den Test eines Dreikabelsystems, dessen einzelne Phasen als R, Y und B bezeichnet werden. Der Prozessor 40 weist drei adaptive Verarbeitungselemente 50a, 50b, 50c, eines für jede Kombination von Paaren der drei Kabel, auf. Die Differenzsignale 60a, 60b, 60c aus jedem adaptiven Verarbeitungselement werden in die Verarbeitungskomponente 42 eingegeben, welche die Differenzsignale 60a, 60b, 60c speichert, vergleicht und glättet und dann den Abstand zum Fehler oder zu den Fehlern automatisch berechnet.
4 zeigt ein Beispiel der Signale, die von zwei getesteten Phasen empfangen werden. Die x-Achse von 4 stellt den Abstand, die y-Achse die Amplitude des Signals dar. Eines der Signale (mit a gekennzeichnet) wird als ein Referenzsignal 56 für das adaptive Filter 52 verwendet, das andere Signal (mit b gekennzeichnet) ist die Eingabe 54 in das adaptive Filter.
Da jedes adaptive Verarbeitungselement 50 abgetastete Eingabesignale empfängt, bearbeitet es die entsprechenden Paare abgetasteter Daten. Das heißt, das adaptive Verarbeitungselement 50 empfängt einen abgetasteten Datenpunkt von jedem der zwei abgetasteten Eingangssignale; es bearbeitet fortlaufend Paare abgetasteter Datenpunkte; es filtert automatisch ein abgetastetes (Signal b) an einer einzelnen Abtastbasis und vergleicht jeden gefilterten Abtastpunkt mit dem entsprechenden Abtastpunkt aus dem zweiten abgetasteten (Referenz-)Signal (Signal a); und es verändert automatisch die Kenngrößen des adaptiven Filters 52, um die Differenz zwischen den Eingaben zu minimieren. Es existieren Standardverfahren zum Ausführen dieser Funktion. Das Ergebnis der Minimierung des Differenzsignals 60 unter Verwendung des adaptiven Filterns ist, dass ein genaueres Differenzsignal 60 bereitgestellt wird, das ein einwandfreies Maß für die signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Signalen a und b ist, wie sie zum Beispiel in 5a dargestellt sind.
Die Differenzsignale 60 (für die drei Kabelsysteme), die in die Verarbeitungskomponente 42 eingegeben werden, werden durch die Verarbeitungskomponente 42 geglättet, um geglättete Differenzsignale 62 zu erzeugen, wie sie zum Beispiel in 5b dargestellt sind. Die drei geglätteten Differenzsignale ergeben sich aus den Differenzsignalen 60a, 60b und 60c von 3b. Die vorgegebene Schwellwertgröße aus der Referenzeingabe 44 wird dann auf die geglätteten Differenzsignale 62 angewendet, wie in 5b angezeigt ist. In 5b ist der vorgegebene Schwellwert durch y-Achsengeraden bei plus und minus zwei Einheiten dargestellt.
Die x-Achse in 5a und 5b stellt den Abstand und die y-Achse die Amplitude dar.
Die Verarbeitungskomponente 42 vergleicht die geglätteten Differenzsignale 62a, 62b, 62c aus jedem adaptiven Verarbeitungselement 50a, 50b, 50c mit dem Schwellwert oder der Referenzwerteingabe 44 und legt fest, ob das jeweilige geglättete Differenzsignal 62a, 62b, 62c außerhalb, d.h. über dem vorgegebenen Schwellwert, liegt oder nicht.
Liegt das jeweilige geglättete Differenzsignal 62 nicht außerhalb des vorgegebenen Schwellwertes (in diesem Falle plus und minus 2 Einheiten), dann liegen in den Kabeln, die durch das entsprechende adaptive Verarbeitungselement 50 getestet wurden, keine Fehler vor.
Wenn eine spezifische geglättete Differenzausgabe 62 außerhalb des vorgegebenen Schwellwertes liegt, dann erkennt die Verarbeitungskomponente 42 den Punkt, an dem die geglättete Differenzausgabe 62 den Schwellwert überschreitet, als einen möglichen Fehlerort. Die Komponente 42 berechnet dann den Abstand vom Teststandort zum möglichen Fehlerort und stellt das Ergebnis in der Anzeigevorrichtung 20 dar. Die Berechnung des Abstandes zum möglichen Fehlerort wird unter Einsatz von Standardverfahren einschließlich der Verwendung eines Geschwindigkeitsfaktors ausgeführt, wie oben beschrieben wurde. Durch Vergleich der möglichen Ergebnisse für die Fehlerorte aus den verschiedenen geglätteten Differenzsignalen 62 bestimmt die Verarbeitungskomponente 42 den wahrscheinlichsten Fehlerort im Kabel.
Zur Veranschaulichung und unter Bezugnahme auf 4 legt das TDR von 2a als wahrscheinlichsten Fehlerort den mit 'A' gekennzeichneten fest, wohingegen ein Mensch als Beobachter unter Verwendung des TDR von 1, das dem Stand der Technik entspricht, tatsächlich drei mögliche Fehlerorte, von denen jeder mit einem Sternchen markiert ist, in Betracht ziehen würde. Infolge des Einsatzes der adaptiven Filterungseinrichtung im TDR von 2a erlernt das System jedoch die Ähnlichkeiten in den Kabelkenngrößen und erkennt, dass die Abweichung bei A die einzige signifikante Abweichung zwischen den Wellenformen a und b ist, und es weist deshalb A als den Fehlerort aus.
Aufgrund der Tatsache, dass Mehrfachanschlüsse vorkommen, ist es unvermeidlich, dass die Lage des Fehlers, wie sie durch die Verarbeitungskomponente 42 bestimmt wird, nicht eindeutig ist. Zur Behandlung dieser Nichteindeutigkeit werden die reflektierten Signalkomponenten zweiter oder höherer Ordnung bezugnehmend auf das Ergebnis aus den primären zusammengesetzten reflektierten Signalen betrachtet. Es wird zum Beispiel ein Kabelabschnitt betrachtet, der einen einzigen 10 m langen Abzweig bei 12 Metern entlang der 30-Meterlänge aufweist. Unter der Annahme, dass ein Fehler am Ende des Zweiges auftritt, wird dann die Analyse der zusammengesetzten reflektierten Signale einen Fehler bei 22 m nachweisen. Das ist das primäre Differenzsignal. Die aufzulösende Nichteindeutigkeit besteht darin, ob dieser Fehler bei 22 Metern auf dem Hauptkabel oder am Zweigende auftritt. Das wird durch eine Analyse der Differenzsignale zweiter oder höherer Ordnung erreicht. Wird durch das Instrument festgestellt, dass bei 30 Metern ein signifikantes Differenzsignal auftritt, dann wird dieses durch eine Reflexion am Ende des Hauptkabels verursacht worden sein, und somit liegt der Fehler längs des Hauptkabels bei 22 Metern vor. Wird durch das Instrument festgestellt, dass ein signifikantes Differenzsignal bei 32 Metern vorliegt, dann wird dieses von einer Reflexion am Ende des Zweigkabels verursacht worden sein, und somit liegt der Fehler am Ende des Zweigkabels vor.
Es gibt eine gewissen Lernzeitabschnitt, der mit dem adaptiven Verarbeitungselement verknüpft ist. Während des Lernzeitabschnittes werden keine Fehler aufgefunden. Das hat zur Folge, dass es einen gewissen Abstand vom Teststandort (die Stelle, an der die Kabel gepulst werden) längs der getesteten Kabel gibt, über den Fehler nicht lokalisiert werden können.
Es gibt einen Kompromiss beim Festlegen des Lernzeitabschnittes. Je kürzer der Lernzeitabschnitt ist, desto größer sind die Schwankungen im Differenzsignal 60, bevor das adaptive Filter 52 den Abgleichprozess optimiert (das Differenzsignal 60 minimiert) hat, aber desto kürzer ist der Lernabstand. Der Lernabstand ist der Abstand vom Teststandort, über den Fehler nicht aufgefunden werden können. Die Anwendung eines langsameren Lernzeitabschnittes erzeugt kleinere Schwankungen im Differenzsignal 60, erhöht aber den Lernabstand.
Wird in einer bekanntermaßen fehlerhaften Leitung kein Fehler aufgefunden, dann kann der Fehler im Lernabstand aufgetreten sein. Um festzustellen, ob der Fehler im Lernabstand aufgetreten ist, wird der Teststandort an eine andere Stelle, zum Beispiel an das andere Ende der Kabel, gebracht. Die Lage des Fehlers sollte dann unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens erkannt werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch in eine existierende Anlage eingebaut werden, zum Beispiel kann die Sende-Empfänger-Funktion von einem herkömmlichen Zeitbereichsreflektometer ausgeführt werden.
Es wird anzuerkennen sein, dass die adaptiven Filter 52 nach einem bestimmten Zeitabschnitt fixiert werden könnten und eine Impulskompression verwendet werden kann, um den Nachweis von Fehlern mit einer großen Reichweite und einer hohen Auflösung zu erleichtern.

Claims

Verfahren zum Lokalisieren von Fehlern in einem aus elektrischen Mehrfachleiterkabeln bestehenden Kabelnetzwerk umfassend: Einrichten eines Teststandorts, an dem Zugang zu den Mehrfachleitern eines Kabels im Netzwerk besteht; Liefern einer Abfragewellenform entlang eines ersten Leiterpaares des Kabels; wobei die Wellenform eine begrenzte Dauer und eine impulsartige Form aufweist; Empfangen eines ersten zusammengesetzten reflektierten Signals von dem ersten Leiterpaar, welches Signal eine zeitmäßig verteilte Ansammlung einzelner Reflektionen ist; Stichprobennahme des ersten zusammengesetzten reflektierten Signals in zeitlichen Intervallen und Speichern der Stichproben; Liefern der gleichen Abfragewellenform entlang eines zweiten Leiterpaares des Kabels; Empfangen eines zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals von dem zweiten Leiterpaar, welches Signal eine zeitmäßig verteilte Ansammlung einzelner Reflektionen ist; Stichprobennahme des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals in zeitlichen Intervallen und Speichern der Stichproben; Eingabe der Stichproben des ersten zusammengesetzten reflektierten Signals in ein adaptives Filter zur Bereitstellung einer gefilterten Version der Stichproben des ersten zusammengesetzten reflektierten Signals; Eingabe der gefilterten Version und der Stichproben des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals in einen Vergleicher; Vergleichen der gefilterten Version mit den Stichproben des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals zur Feststellung von Abweichungen zwischen denselben, indem die entsprechende Amplitude von Stichproben des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals fortlaufend mit der entsprechenden Amplitude von entsprechenden Stichproben der gefilterten Version verglichen wird, wobei das adaptive Filter und der Vergleicher darauf eingerichtet sind, die Stichproben der gefilterten Version fortlaufend anzupassen, um am Ausgang des Vergleichers die Differenz zwischen der Amplitude des Ausgangssignals des adaptiven Filters und der entsprechenden Amplitude der Stichproben des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals zu minimieren, wobei diese Differenz durch ein Differenzsignal repräsentiert wird; Identifizieren des zeitlichen Intervalls, in dem das Differenzsignal einen Schwellenwert überschreitet; und Skalieren der Zeitbereichsposition des identifizierten zeitlichen Intervalls derart, dass er repräsentativ für den Abstand vom Teststandort bis zu einem Fehler in den Leitern ist.
Verfahren zum Lokalisieren von Fehlern nach Anspruch 1, wobei zwischen den Stichproben des zusammengesetzten reflektierten Signals von im Wesentlichen allen möglichen Leiterpaaren im elektrischen Mehrfachleiterkabel ein Vergleich vorgenommen wird, um eine Mehrzahl von möglichen Fehlerstellen bereitzustellen und anschließend die möglichen Fehlerstellen zur Bestimmung der wahrscheinlichsten Fehlerstelle miteinander zu vergleichen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abfragewellenform zur Vergrößerung des Bereichs und zur Verbesserung der Auflösung ein komprimierter Impuls ist.
Verfahren zum Lokalisieren von Fehlern in einem Kabelnetzwerk von optischen Mehrfaserkabeln, umfassend: Einrichten eines Teststandorts, an dem Zugang zu den Mehrfachfasern eines Kabels im Netzwerk besteht; Liefern einer Abfragewellenform in Form eines optischen Signals entlang eines ersten Fasersatzes des Kabels; wobei die Wellenform eine begrenzte Dauer und eine impulsartige Form aufweist; Empfangen eines ersten zusammengesetzten reflektierten Signals von dem ersten Fasersatz, welches Signal eine zeitmäßig verteilte Ansammlung einzelner Reflektionen ist und Umformen des zusammengesetzten reflektierten Signals in ein elektrisches Signal zur Verarbeitung des Signals durch Stichprobennahme des Signals in zeitlichen Intervallen und Speichern der Stichproben; Liefern der gleichen Abfragewellenform entlang eines zweiten Fasersatzes des Kabels; Empfangen eines zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals von einem zweiten Fasersatz, welches Signal eine zeitmäßig verteilte Ansammlung einzelner Reflektionen ist, und Umformen des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals in ein elektrisches Signal zur Verarbeitung durch Stichprobennahme des Signals in zeitlichen Intervallen und Speichern der Stichproben; Eingabe der Stichproben des umgeformten ersten zusammengesetzten reflektierten Signals in ein adaptives Filter zur Bereitstellung einer gefilterten Version der Stichproben, des umgeformten ersten zusammengesetzten reflektierten Signals; Eingabe der gefilterten Version und der Stichproben des umgeformten zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals in einen Vergleicher; Vergleichen der gefilterten Version mit den Stichproben des umgeformten zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals zur Feststellung von Abweichungen zwischen denselben, indem die entsprechende Amplitude der Stichproben des umgeformten zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals fortlaufend mit der entsprechenden Amplitude der entsprechenden Stichproben der gefilterten Version verglichen wird, wobei das adaptive Filter und der Vergleicher darauf eingerichtet sind, die Stichproben der gefilterten Version fortlaufend anzupassen, um am Ausgang des Vergleichers die Differenz zwischen der Amplitude des Ausgangssignals des adaptiven Filters und der entsprechenden Amplitude der Stichproben des umgeformten zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals zu minimieren, wobei diese Differenz durch ein Differenzsignal repräsentiert wird; Identifizieren des zeitlichen Intervalls, in dem das Differenzsignal einen Schwellenwert überschreitet; und Skalieren der Zeitbereichsposition des identifizierten zeitlichen Intervalls derart, dass er repräsentativ für den Abstand vom Teststandort bis zu einem Fehler in den Fasern ist.
Verfahren zum Lokalisieren von Fehlern nach Anspruch 4, wobei ein Vergleich zwischen den Stichproben der umgeformten zusammengesetzten reflektierten Signale von im wesentlichen allen möglichen Fasersätzen des optischen Kabels vorgenommen wird, um eine Mehrzahl von möglichen Fehlerstellen bereitzustellen und anschließend die möglichen Fehlerstellen zur Bestimmung der wahrscheinlichsten Fehlerstelle miteinander zu vergleichen.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Abfragewellenform zur Vergrößerung des Bereichs und zur Verbesserung der Auflösung ein komprimierter Impuls ist.
Fehlerlokalisierungsvorrichtung zum Lokalisieren von Fehlern in einem Kabelnetzwerk von elektrischen Mehrfachleiterkabeln nach dem Verfahren von Anspruch 1, welche Vorrichtung umfasst: Eingangs-/Ausgangsleitungen (14), einen Sende-Empfänger (12) zur Lieferung einer Abfragewellenform an einen Teststandort im Netzwerk über die Eingangs-/Ausgangsleitungen (14), wobei die Abfragewellenform eine begrenzte Dauer und eine impulsartige Form aufweist, Mittel (16) zur Stichprobennahme der empfangenen ersten und zweiten zusammengesetzten reflektierten Signale und Speichermittel (18) zum Empfangen und Speichern mindestens eines Paares von zusammengesetzten reflektierten Signalstichproben, einen adaptiven Prozessor (40) mit einem adaptiven Filter (52) und einem mit dem einem Eingang an den Ausgang des adaptives Filters (52) angeschlossenen Vergleicher, wobei Stichproben des ersten zusammengesetzten reflektierten Signals dem adaptiven Filter (52) zugeführt werden, um an seinem Ausgang eine gefilterte Version der Stichproben des ersten zusammengesetzten reflektierten Signals zur Eingabe an den einen Vergleichereingang zu erzeugen, entsprechende Stichproben des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals dem anderen Vergleichereingang zugeführt werden, wobei das adaptive Filter (52) und der Vergleicher darauf eingerichtet sind, die Stichproben der gefilterte Version des ersten zusammengesetzten reflektierten Signals fortlaufend anzupassen, um am Ausgang des Vergleichers die Differenz zwischen der Amplitude des Ausgangssignals des adaptiven Filters und der entsprechenden Amplitude der Stichproben des zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals zu minimieren, wobei diese Differenz durch ein Differenzsignal repräsentiert wird, und Analysiermittel zum Identifizieren eines zeitlichen Intervalls, in dem das Differenzsignal einen Schwellenwert überschreitet, zum Skalieren der Zeitbereichsposition des identifizierten zeitlichen Intervalls derart, dass er repräsentativ für den Abstand vom Teststandort bis zu einem Fehler in den Leitern ist, und zum Anzeigen dieses Abstands auf einem Ausgabedisplay (20).
Fehlerlokalisierungsvorrichtung zum Lokalisieren von Fehlern in einem Kabelnetzwerk von optischen Mehrfaserkabeln nach dem Verfahren von Anspruch 4, wobei die Vorrichtung umfasst: Eingangs-/Ausgangsleitungen (14), einen Sende-Empfänger (12) zur Lieferung einer Abfragewellenform in Form eines optischen Signals an einen Teststandort im Netzwerk über die Eingangs-/Ausgangsleitungen (14), wobei die Abfragewellenform eine begrenzte Dauer und eine impulsartige Form aufweist, Mittel (12, 16, 18) zum Empfangen der ersten und zweiten zusammengesetzten reflektierten Signale und Umformen der reflektierten Signale in elektrische Signale zur Verarbeitung durch Stichprobennahme der umgeformten Signale in zeitlichen Intervallen und Speichern der Stichproben, einen adaptiven Prozessor (40) mit einem adaptiven Filter (52) und einem Vergleicher, wobei Stichproben des ersten umgeformten zusammengesetzten reflektierten Signals dem adaptiven Filter (52) zugeführt werden, um eine gefilterte Version der Stichproben des umgeformten ersten zusammengesetzten reflektierten Signals zu erzeugen, wobei die gefilterte Version dem einen Eingang des Vergleichers zugeführt wird, entsprechende Stichproben des umgeformten zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals dem anderen Eingang des Vergleichers zugeführt werden, das adaptive Filter (52) und der Vergleicher darauf eingerichtet sind, die Stichproben der gefilterten Version des umgeformten ersten zusammengesetzten reflektierten Signals fortlaufend anzupassen, um am Ausgang des Vergleichers die Differenz zwischen der Amplitude des Ausgangssignals des adaptiven Filters und der entsprechenden Amplitude der Stichproben des umgeformten zweiten zusammengesetzten reflektierten Signals zu minimieren, wobei diese Differenz durch ein Differenzsignal repräsentiert wird, und Analysiermittel (42) zum Identifizieren eines zeitlichen Intervalls, in dem das Differenzsignal einen Schwellenwert überschreitet, zum Skalieren der Zeitbereichposition des identifizierten zeitlichen Intervalls derart, dass er repräsentativ für den Abstand vom Teststandort bis zu einem Fehler in den Fasern ist, und zum Anzeigen dieses Abstands auf einem Ausgabedisplay (20).
Fehlerauffindevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, umfassend Mittel zum Entscheiden, welcher Zweig eines vielfach verzweigten Netzwerks den Fehler enthält.