JP2002505821A

JP2002505821A - 電話加入者線診断システムおよび方法

Info

Publication number: JP2002505821A
Application number: JP50438899A
Authority: JP
Inventors: ミラー，マール・エル
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2002-02-19
Also published as: EP0997027A1; DE69839809D1; EP0997027B1; WO1998059485A1; US5956386A

Abstract

(57)【要約】通常動作中に電流を電話線に駆動するために指定された既存の回路の一部を用い、加入者線インターフェイスで漏れインピーダンス診断テストを行なうためのシステムおよび方法が提供される。診断装置を、通常動作中にチップ線の電流を駆動するためのチップ線電流モード増幅器（２０８）およびリング線の電流を駆動するためのリング線電流モード増幅器（２１０）を有する電話線駆動システムとともに用いる。制御信号発生器（２１２）は、所望の加入者ループ電圧特性に対応する電圧制御信号を発生する。電圧検知回路（２２２）は、電圧制御信号を、加入者ループの電流を駆動した結果生じた実際の加入者ループ電圧特性と比較する。加入者ループに駆動された電流はこのようにして調整される。プロセッサは、加入者ループに駆動された電流のレベルの表示を受け、電流レベルおよび電圧制御信号に応答して加入者ループの漏れインピーダンスを計算する。

Description

【発明の詳細な説明】電話加入者線診断システムおよび方法発明の分野この発明は、包括的には電話加入者線診断法に関し、より特定的には電話加入者線に望ましくない漏れ抵抗があるかどうかを判断しかつその大きさを求めるためのシステムおよび方法に関する。発明の背景電話加入者ループは、電話局を加入者宅内装置（ＣＰＥ）に接続する電気通信回路の一部である。加入者ループはしばしばローカルループまたは「ラストマイル」と呼ばれ、典型的には電線、電柱、端末、管路およびこれ以外の外部設備部材を含む。加入者ループ配線は２線式撚り対線ケーブルを含み、加入者と電話局との間で全二重通信が行なわれる。ローカルループは、現在の電気通信システム全体のうちでも最もコストが高く、おそらくは技術的効果が最も低い部分である。加入者ループではまた伝送障害が最も起こりやすく、その原因は主として、加入者ループがエンドユーザに到達するまでに電柱に架け渡されていたり地下の管路に埋込まれているために種々の要素に対し露出しているからである。不利な気象条件、ケーブル絶縁欠陥、湿ったケーブル、および破損または切断が生じた埋込ケーブルは、通常の電話通信の劣化または全体の故障につながり得る状況のうちいくつかを占めるにすぎない。加入者ループで起こり得る主な故障のタイプのひとつに漏れ故障がある。たとえば、加入者ループにおいて撚り対線を含むチップリング線は、ある有限量のインピーダンスを通して結合される可能性がある。リングおよび／またはチップ線と接地との間の漏れもまた望ましくない状態である。この状態は、チップリング線間の最適電圧差を劣化させる可能性があり、通信線に非常に望ましくない雑音を導入する可能性もある。これはまた、まさに発生しようとしている線の故障の初期の兆候を示し得る。従来の電話加入者線テストは３つに分けられる。まず、ローカルテストデスク（ＬＴＤ）を用い、電話局の交換システムを通してケーブル対にアクセスすることが行なわれている。ＬＴＤは手動システムであり、電話のベルを鳴らさずにＬＴＤをラインに接続する交換システム内の回路を通してケーブル対にアクセスする。このようなテストには電話局における専用テスト回路およびテストボードオペレータが必要である。別の種類の電話加入者線テストとして、ＬＴＤテストのものと同様の交換システムを通してローカルループにアクセスする自動テスト設備がある。このようなテストは、電話局において各電話線を通してラインテストを行なうライン絶縁テスト（ＬＩＴ）である。自動テスト機器には、外部のラインにテストアクセスを行なうために各電話線における継電器が必要である。一般にテスト機器は独立した別個のラックに収容されており、かなり高価なものである。このコストは、中央局ではおそらく何千ものラインが上記機器を共有するので適正である。現在は、加入者ループへのインターフェイスを顧客により近い遠隔端末内に移動させる傾向がある。この遠隔端末は続いて銅、光ファイバまたは無線でさえも利用し得るデジタルリンクにより電話局の交換機器に接続される。遠隔端末を顧客に近づけるほど含まれる電話線は少なくなり、最終的には顧客の家屋内に置かれて家屋内のわずか１つまたは２つの電話ループのためのものとなり得る。このプロセスによりテスト機器のコストの影響の及ぶラインの数はさらに少なくなる。残念ながら、既存の加入者線回路はこれ以上小規模のテスト回路を含まない。加入者線インターフェイス回路の１つに、本願の譲受人であるアドバンストマイクロディバイシス（ＡｄｖａｎｃｅｄＭｉｃｒｏＤｅｖｉｃｅｓ）により市販されている改良加入者線インターフェイス回路（ＡＳＬＩＣ）Ａｍ７９２１２／Ａｍ７９Ｃ２０２がある。しかしながら、上記の先行技術は、通常動作中に電話接続を駆動するのに設けられる既存の電流駆動回路を利用した加入者線診断テストに備えたものではない。典型的には、先行技術は診断テストを行なうために独立した回路を含み、時には診断ラックを含む。先行技術は加えて貴重な半導体領域を必要とする。この発明は、先行技術の上記およびその他の欠点に対する解決策を提供し、加えて先行技術に対するさらなる利点を提供する。発明の概要この発明は包括的に、通常動作中に電話線の電流を駆動するために指定された既存の回路の一部を利用して、電話線インターフェイスにおいて漏れインピーダンス診断テストを行なうためのシステムおよび方法に関する。この発明のある実施例に従い、電話加入者ループの漏れインピーダンスを求めるための電話加入者ループ診断システムが提供される。制御信号発生ユニットは、所望の加入者ループの電圧特性に対応する電圧制御信号を発生する。電流駆動回路は、電圧制御信号に応答して電流を加入者ループに駆動する。電圧検知回路は、電圧制御信号を、加入者ループの電流を駆動したことにより生じる実際の加入者ループ電圧特性と比較する。加入者ループに駆動される電流はこれに応じて調整される。処理ユニットは、加入者ループに駆動された電流のレベルの表示を受け、電流レベルおよび電圧制御信号に応答して加入者ループの漏れインピーダンスを計算する。この発明の他の実施例に従い、電流駆動の電圧検知加入者ループ診断装置が提供される。この診断装置は、通常動作中にチップ線の電流を駆動するためのチップ線電流モード増幅器およびリング線の電流を駆動するためのリング線電流モード増幅器を有する電話線駆動システムとともに用いられる。制御信号発生器は、所望の加入者ループ電圧特性に対応する電圧制御信号を発生する。電圧検知回路は、電圧制御信号を、加入者ループの電流を駆動したことにより生じる実際の加入者ループ電圧特性と比較する。加入者ループに駆動される電流はこのようにして調整される。プロセッサは、加入者ループに駆動された電流の電流レベルの表示を受け、電流レベルおよび電圧制御信号に応答して加入者ループの漏れインピーダンスを計算する。この発明のさらに他の実施例に従い、Ａ線およびＢ線を含む電話加入者ループに対し漏れインピーダンス診断を行なうための方法が提供される。所望の電話線信号レベルに対応する制御信号が発生される。それぞれの制御信号に比例する大きさを有するＡおよびＢ線各々に電流が駆動される。この加入者ループのＡおよびＢ線電圧はモニタされ、電流をＡおよびＢ線に駆動した結果として生じるＡおよびＢ線の電圧レベルを求める。電圧フィードバックにより、制御信号が調整され、これに応じてＡおよびＢ線に駆動された電流が調整される。制御信号ならびにＡおよびＢ線に駆動された電流に基づいて、ラインインピーダンスを計算することができる。この発明の上記概要は、この発明の各実施例またはすべての実現化例を説明することを意図したものではない。以下に続く図面および詳細な説明は、これらの実施例をより具体的に示すものである。図面の簡単な説明添付の図面と関連付けてこの発明の種々の実施例についての以下の詳細な説明について検討することによりこの発明の十分な理解が深まるであろう。図１は、この発明に従う加入者ループおよび加入者線インターフェイス設備のある実施例のブロック図である。図２は、この発明に従う診断システムのある実施例のブロック図である。図３は、この発明に従い漏れインピーダンスを求めるある態様のフロー図である。図４は、この発明に従う電流駆動電圧検知加入者線診断回路のある実施例の概略図である。図５は、この発明に従う診断モニタシステムのある実施例を示すブロック図である。この発明から種々の変形および代替形が生じるであろうが、その具体例については図面において例示し以下において詳細に説明する。しかしながら、意図するところはこの発明を説明した特定の実施例に限定することではないことが理解されるべきである。逆に、添付の請求の範囲において定められたこの発明の精神および範囲に含まれるすべての変形、等価物および代替形を包含することを意図している。種々の実施例の詳細な説明この発明は、包括的に、診断システムと加入者線インターフェイスの電話インターフェイス回路とを統合することにより、電話加入者ループに対しインピーダンス漏れ診断を行なうためのシステムおよび方法を提供する。このような診断テストは典型的には電話が使用されていないすなわち電話に受話器が置かれている間に行なわれる。図１は、この発明に従う加入者ループおよび加入者線インターフェイス設備１００のある実施例のブロック図である。加入者線インターフェイス１０２は、ローカル加入者ループ１０４と、市内の電話会社が提供する電話および交換回路との間のインターフェイスである。ローカルループ１０４は典型的に、一般にはＤＣバッテリリターンに結合されるＡ電話線（「チップ」線としても知られている）と、一般には電話局が提供するＤＣバッテリソースに結合されるＢ線（「リング」線としても知られている）とを含む銅の撚り対線ケーブルである。電話局、または同等のサービスを提供するそれ以外の局は、２線ローカルループ１０４に種々のＤＣ電圧を供給する。アイドル状態では、DC電圧は典型的に−４８（＋／ −６）ボルトである。チップ１０６およびリング１０８線は、図１では電話１１０として表わされている加入者宅内装置（ＣＰＥ）への通信および電力接続をもたらす。加入者線インターフェイス１０２には、ローカルループ１０４を介して加入者宅内装置にＤＣ電圧を供給する電話インターフェイス回路１１２がある。線インターフェイス１０２は、電話会社の電話局に置かれていてもよいし、その代わりに近隣のまたは路傍の台座といった電話局からさらに離れた場所に置かれていてもよい。電話インターフェイス回路１１２は、電話局のＤＣ電圧源を利用し、加入者宅内装置を動作させるために求められるチップ１０６およびリング線１０８の必要電流を駆動する。典型的には、電話インターフェイス回路１１２は、ＤＣ電話局バッテリ電圧を受け、電話線を駆動し、電話のベルを鳴らすといったその他の高電圧の任務を果たす。ローカルループ１０４は、電気通信回路のうちでも伝送障害が最も起こりやすい部分である。このため、加入者ループ１０４に対して診断テストを行ない、通信性能および保全性を劣化させる漏れコンダクタンスの存在を発見する。たとえば、不規則な電流が流れ得る有限インピーダンス値Ｚ_M１１４を通してチップ１０６およびリング１０８線間で電流の漏れが生じるかもしれない。Ｚ_M１１４は、短絡、湿ったケーブルなどにより生じ得るチップ線１０６およびリング線１０８間の望ましくないコンダクタンスを表わす。チップ線１０６とリング線１０８との間に流れる電流は金属電流と呼ばれる。同様に、漏れ電流は、チップ線１０６と接地との間および／またはリング線１０８と接地との間に現われるかもしれない。チップ線１０６またはリング線１０８から接地へ流れる電流は、縦電流と呼ばれる。これらのコンダクタンスは、Ｚ_LA １１６およびＺ_LB１１８で示された有限インピーダンス値によって可能になり、不本意にもローカルループ１０４を接地に結合する。これは、電話通信中に望ましくない雑音源を導入する。金属電流および縦電流はどちらも、漏れ電流の存在を定期的にモニタしたり、その代わりとして電話線で検出される抵抗故障またはＡＣもしくはＤＣ外部電圧の発生により促される治療用の診断テストにより発見するといったような、予防的態様で検出することができる。このような抵抗故障またはＡＣ／ＤＣ外部電圧の連続的なモニタは、本明細書および本願の譲受人に譲渡され本明細書にその内容を引用により援用する「プログラム可能な電話加入者線テストのためのシステムおよび方法（System and Method for Programmab le Telephone Subscriber Line Test）」と題された同時係属中の米国特許出願第０８／８７９，９８６号に記載された態様で決定し得る。上記の診断テストを行なうために、この発明は、この発明のある実施例では電話インターフェイス回路１１２と統合される診断システム１２０を提供する。診断テストにおいて電話線ドライバに共通の回路を用いることができるため、この回路の統合によりコストが低下し回路の大きさが減少する。この発明のある実施例において、診断システム回路１２０は、Ａ（チップ）１０６およびＢ（リング）線１０８を駆動する電流増幅器といった電話インターフェイス回路１１２に共通の回路を用いて実現される。電話インターフェイス回路１１２に共通の診断回路を用いることの利点は、診断に必要な回路の量が減少することである。しかしながら、Ａ１０６およびＢ１０８線を駆動する電流モード増幅器といった回路を用いると、電流駆動に基づいた診断が必要になる。電流駆動は電話線を駆動するために利用することが多い。なぜなら、電流が制限されることがしばしばあり、電話線の電圧を調整するよりも電流を制限する方がより効果的なためである。加入者ループが、３マイルを超えることもある長い加入者ループと比較して非常に短い場合、しばしば電流を制限する必要が生じる。したがって、より短い撚り対線ラインの抵抗は相対的に小さいために短い加入者ループはより高いコンダクタンスを有する。これにより、通常の使用においては電話に電力を供給するラインインターフェイス回路に共通の回路を利用する診断システムについては、この診断システムは電流駆動を基にして動作するように構成されていなければならない。図２は、この発明に従う診断システム２００のある実施例のブロック図である。電流駆動回路２０２を用いて、Ａ（チップ）２０４およびＢ（リング）２０６線を含む加入者ループでの電話の通常動作のために必要な電流を電話線で駆動する。電流駆動回路２０２は、電流モード増幅器であるＡ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０を含む。これらの増幅器はＡ２０４およびＢ２０６線の電流を駆動する。この発明は、電流駆動回路２０２における既存の電流ドライバを利用して加入者線診断テストを行なう。Ａ２０４およびＢ２０６線に電圧を印加するために、電圧制御回路２１２は線２１４および線２１６それぞれにおいて金属電圧Ｖ_Lおよび縦電圧Ｖ_Rを発生する。金属制御電圧Ｖ_MはＡ線２０４およびＢ線２０６間の所望の差動電圧に比例し、縦制御電圧Ｖ_LはＡ線２０４およびＢ線２０６の電圧の所望の総和に比例する。Ｖ_Mは抵抗を通して電流に変換され、次に差動の態様でＡ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０に与えられ、Ａ線２０４の電流の増加がＢ線２０６の電流の減少をもたらす。これは線２１８からＡ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０への矢印が反対方向であることによって示される。Ｖ_Lもまた抵抗を通して電流に変換され、総和の態様でＡ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０に与えられる。したがって、Ａ線２０４の電流の増大は、Ｂ線２０６の電流の減少と平行して起こる。これは、線２２０からＡおよびＢ線ドライバ２０８および２１０への矢印が同じ方向であることによって示される。電流駆動制御についてのより詳細な説明は、図４との関連で行なわれる。電流がＡ線２０４およびＢ線２０６に与えられるとき、電圧検知回路２２２はノードＶ_A２２４およびＶ_B２２６の電圧を検知するように構成される。この検知された電圧は電圧検知回路２２２の差動増幅器２２８および加算増幅器２３０に与えられる。差動増幅器２２８は、ノードＶ_A２２４およびＶ_B２２６の電圧間の差に相当する信号をフィードバックブロック２３２に与える。線２３４のフィードバック信号および線２１６のＶ_M信号間の差動電圧は次に、調整された電流として電流駆動回路２０２に与えられ、これはＡ線２０４およびＢ線２０６に駆動される電流の量を反対に調整する。同様に、加算増幅器２３０は、ノードＶ_A２２４およびＶ_B２２６の電圧の総和に相当する信号をフィードバックブロック２３６に与える。線２３８のフィードバック信号および線２１４のＶ_A信号間の差動電圧が調整された電流として電流駆動回路２０２に与えられ、対応してＡ線２０４およびＢ線２０６に駆動される電流の量を調整する。これらの電流はＡ線２０４およびＢ線２０６に駆動されるときに、電流検知２４０は、Ａ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０により駆動されている電流をモニタする。これは、線２４２および２４４でそれぞれ示されている縦電流Ｉ_Lおよび金属電流Ｉ_Mによって表わされる。電流検知２４０が検知した電流値および電圧制御２１２が与えた電圧値を用いて、電話線の漏れインピーダンスを計算することができる。図３は、この発明に従い漏れインピーダンスを求めるためのある態様のフロー図である。縦および金属電圧制御信号は、ノードＶ_AおよびＶ_Bの電圧を制御する信号として与えられる３００。これらの信号を、プログラム可能な処理システムを用いて発生することができ、ここでは電圧値Ｖ_LおよびＶ_Mがプログラム可能である。その代わりとして、電圧発生器を用いて電圧制御信号を与えてもよい。これらの電圧制御信号は、図２においてＡ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０として示されている電流モード増幅器を駆動する電流に変換される。この電流は元の電圧制御信号に比例し、この電流を用いてＡ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０を駆動する３０２。Ａ線ドライバ２０８およびＢ線ドライバ２１０で結果として生じた電圧は検知され３０４、電圧フィードバックを行なって電話線の線ＡおよびＢに対する電流駆動を修正する３０６。線で駆動されている電流は測定され３０８、与えられた電圧制御信号とともに電話加入者線の漏れインピーダンスＺ_M、Ｚ_LAおよびＺ_LBを計算するのに用いられる３１０。次に図４を参照して、この発明に従う電流駆動の電圧検知加入者線診断回路４００のある実施例の概略図が示される。電圧制御信号Ｖ_MおよびＶ_Lを線４０２および４０４で示すようにして診断回路４００に与える。Ｖ_MおよびＶ_L電圧制御信号の発生については図５と関連付けてより詳細に説明する。回路の「金属」部分は、それぞれ線４０６および４０８で示される加入者ループのＡ線およびＢ線間の電圧差を検知する部分を含む。金属部分はシステムの接地を含まないが、その代わりに撚り対線の電話線を含むフローティングワイヤループのみを含む。線４０２の金属電圧設定ポイントＶ_Mを差動増幅器４１０に与える。Ｖ_Mは所望のＶ_A−Ｖ_B値に比例するように設定され、ここでＶ_Aはノード４１２の電圧であり、Ｖ_Bはノード４１４の電圧である。したがって、Ｖ_M設定ポイントは、Ａ線４０６およびＢ線４０８の電圧間の差が何に設定されるかを示す。電話線のＶ_A４１２およびＶ_B４１４ノードの電圧はバッファ４１６および４１８に与えられる。これらの出力は次に、一方に反転入力を有し、一方に非反転入力を有する差動増幅器４２０に導かれる。差動増幅器４２０の出力はＡおよびＢノード電圧の差（Ｖ_A−Ｖ_B）に比例する。増幅された差を、差動増幅器４１０でＶ_Mのための電圧制御値（Ｖ_A−Ｖ_Bに設定される）と比較し、実際のものと設定されたＶ_A−Ｖ_Bとの差を増幅器４１０の出力で与える。差動増幅器４１０の出力を、電圧を抵抗４２２に与えることによって電流に変換する。したがって、実際の電圧差がＶ_M制御電圧未満であれば、ＡおよびＢ線間の金属漏れを示し得る。この場合、電流は矢印４２４の方向で抵抗４２２を通して流れ、これによって増幅器４２６からの出力電流は矢印４２８および４３０の方向に流れる。増幅器４２６、４３２、４３４および４５６内の矢印は、予め選択された電流方向についての取り決めを表わす。したがって、電流は矢印４２４の方向において増幅器４２６に駆動されるので、電流は矢印４２８の方向において増幅器４３２に流れ込む。電流モード増幅器４３２および４３４の入力の電流はしたがって反対方向を向いており、これによってノードＶ_A４１２およびＶ_B ４１４の電圧は線４０２からの制御電圧Ｖ_Mに近づく。しかしながら、増幅器４３２および４３４を通過する電流は、実際のＶ_A−Ｖ_Bを表わす制御電圧Ｖ_Mおよび差動増幅器４２０の出力間の差の結果として変化ずる。増幅器４３２および４３４を通過する電流が変化するときに、電流検知回路４４０は、抵抗４４２および４４４をモニタすることによりＡ線４０６およびＢ線４０８で駆動される実際の電流をモニタする。電流検知４４０は、抵抗４４２および４４４を通る電流間の差に比例する出力電流を線４４６で発生させる。この線４４６の電流は任意的に、線４４６から接地への抵抗４４８を設けることにより、分析の前に電圧に変換してもよく、こうすれば金属漏れ電流に比例する電圧Ｖ_IMTが得られる。図示のように、このようにして差動電圧を入力として与えることができ、差動電流を（または差動電流に比例する電圧を）モニタ回路が分析する出力として与えることができる。回路の「縦」部分は、Ａ線４０６および／またはＢ線４０８と接地との間の電圧差を検知する部分を含む。先に示したように、電話通信はフローティングの撚り対線のループで起こるものであり、接地接続を通して用いることを意図したものではない。この理由は、接地接続を含んだ電話線においては高い雑音成分がある可能性があるためである。したがってこの発明の診断システムは、「縦」インピーダンス計算を行なってＡ線および／またはＢ線と接地との間の電流の漏れの存在を確かめる。線４０４の縦電圧設定ポイントＶ_Lを差動増幅器４５０に与える。Ｖ_Lは、共通モード電圧を表わす所望の（Ｖ_A＋Ｖ_B）／２の値に比例するように設定され、ここでＶ_Aはノード４１２の電圧でありＶ_Bはノード４１４の電圧である。したがって、Ｖ_L設定ポイントは、Ａ線４０６およびＢ線４０８の電圧について電圧平均値または共通モード電圧が何に設定されるかを示す。電話線のＶ_A４１２およびＶ_B４１４ノードにある電圧をバッファ４１６および４１８に与え、これは加算増幅器４５２に与えられる。加算増幅器４５２は、その入力双方は非反転であり、１／２の利得を有して電話線の電圧の平均（Ｖ_A− Ｖ_B）／２を与えるので、差動増幅器ではない。この平均は、差動増幅器４５０で（Ｖ_A＋Ｖ_B）／２に設定されるＶ_Lについての電圧制御値と比較される。結果として得られる、加算増幅器４５２により求められる実際の平均値と線４０４のＶ_L制御電圧との差が、増幅器４５０の出力で与えられる。なお、小さな信号Ｖ_L 制御電圧は、増幅器４５０および残りの電流駆動回路への入力の前に増幅を必要とするかもしれない。差動増幅器４５０の出力は、差動出力電圧を抵抗４５４に与えることによって電流に変換される。実際の平均電圧がＶ_L制御電圧から変化する場合、Ａ線および／またはＢ線と接地との間の縦の漏れを示す可能性がある。この場合、電流は抵抗４５４を通して流れ、これによって増幅器４５６の出力電流は同じ方向に流れる。したがって、電流モード増幅器４３２および４３４の入力の電流は同じ方向に流れ、これによってノードＶ_A４１２およびＶ_B４１４の電圧は互いに上昇または低下する。しかしながら、増幅器４３２および４３４を通過する電流は、相互の上昇または低下の結果として変化し、これをモニタすることができる。増幅器４３２および４３４を通過する電流がともに増大または減少するとき、電流検知回路４４０は再び、抵抗４４２および４４４を通してモニタすることによりＡ４０６およびＢ４０８線で駆動される実際の電流をモニタする。電流検知４４０は、抵抗４４２および４４４を通過する電流の総和に比例する出力電流を線４５８で発生する。線４５８のこの電流を任意的に、線４５８から接地への抵抗４６０を与えることによって分析の前に変換し、縦の漏れ電流に比例する電圧Ｖ_ILGを与えることができる。理想的には、Ａ線４０６および／またはＢ線４０８と接地との間に縦の漏れ電流がない場合、電話は適切にフローティングになり、縦電圧Ｖ_Lの印加により接地へのまたは接地からのネット電流が発生することはない。したがって、フィードバックにより絶え間なく電圧制御ポイントＶ_Lにほぼ等しい共通モード電圧が与えられる。しかしながら、Ａ線４０６および／またはＢ線４０８いずれかからまたは双方から接地への電流の漏れがある場合、電流はその線と接地との間を流れ、Ａ線４０６および／またはＢ線４０８を流れる電流は等しくない。その原因は、一方の線における接地への欠陥コンダクタンスであり、他方におけるものではない。図５は、この発明に従う診断システムモニタシステムのある実施例を示すブロック図である。電話加入者線の漏れインピーダンスを求めるのに使用するために、モニタシステム５００は、図４の電流検知ブロック４４０で検知された縦および金属電流を受ける。この発明のある実施例では、図４の電流検知ブロック４４０で検知される電流は、電流を抵抗を通して接地に流すことより電圧値に変換される。この電圧は次に図５の入力アナログブロック５０２で検知される。しかしながら、入力アナログブロック５０２をその代わりとしてアナログ電圧ではなくアナログ電流を受けるように構成することができる。縦電流に対応する電圧は線５０４のＶ_ILGで示されており、金属電流に対応する電圧は線５０６のＶ_IMTで示される。ＡおよびＢ電話線間の差に対応する電圧は、線５０８のＶ_AB信号として与えられる。各電圧はアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器５１０、５１２および５１４に入る。測定選択５１６はその多重化機能によりＡ／Ｄ変換器５１０、５１２および５１４の出力の信号のうち１つを選択して所与のときに測定する。測定選択回路５１６を、入力のうち１つを選択するように符号化された制御信号を有するハードウェアで構成することができる（図示せず）。測定選択５１６の多重化機能をその代わりに当業者には既知であるようにソフトウェアで構成することができる。信号のうち選択されたもの、たとえば線５０４の縦電流Ｖ_ILGに対応する電圧は、強力なローパスフィルタを提供してＡＣ成分を除去するフィルタブロック５１８に入る。この信号はさらに、積分器５２０により処理される。積分器は、低周波で非ＤＣ成分を有する信号に対しては、ある期間にわたり信号の平均値を求めてそれがローパスフィルタ５１８を通るように構成されている。なお、実質的にＤＣ成分信号についてはフィルタ処理５１８および積分５２０は不要になる。処理すべきデジタル電圧信号は、線５２４で示されているようにプロセッサ５２２に与えられる。このデジタル値はプロセッサ５２２で分析することができ、プロセッサ５２２は直接このデジタル値をもともと与えられていた制御電圧と関連付けて用い、あるインピーダンス値に到達するために電流増幅器を駆動することができる。その代わりとして、このデジタル値を比較器５２６に与えてもよく、比較器は、プロセッサ５２２により与えられるかまたは比較器５２６にハードコーディングされ得る線５２８のしきい値とこのデジタル値とを比較する。このような場合、比較器は、デジタル電圧が線５２８のしきい値レベルを超えたことを認識したのはいつなのかをプロセッサ５２２に表示する。このタイプのテストにより、しきい値レベルを既知の故障レベルにプログラミングすることができ、これにより、しきい値を超過した際に直ちに故障の存在を示す。なお、その代わりとして比較器５２６が、処理ユニット５２２内で利用できる回路およびソフトウェアによって機能するようにできる。出力アナログブロック５３０は、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器５３２および５３４を提供する。出力アナログブロック５３０は、線５３６および５３８それぞれでの制御可能な電圧レベルＶ_MおよびＶ_Lのためのアナログ電圧設定ポイントを与える。プロセッサ５２２は、Ｄ／Ａ変換器５３２および５３４のいずれかにデジタル信号を与えて金属電圧設定ポイントＶ_Mおよび縦電圧設定ポイントＶ_Lを得るようにすることができる。その代わりとして、制御電圧信号発生器５４０を用いて、デジタル電圧信号を出力アナログブロック５３０に与えることができる。いずれの場合も、既知の制御電圧が出力アナログブロック５３０に与えられて線５３６および５３８それぞれでＶ_MおよびＶ_L電圧を得る。プロセッサ５２２は、与えられた制御電圧および電流検知回路４４０によって測定された電流に従って電話加入者線の漏れインピーダンスを計算するようにプログラムされている。これは以下の式１を用いて計算可能である。印加電圧は既知であり、図４の線４０２および４０４それぞれで示される制御入力で印加される制御電圧Ｖ_MまたはＶ_Lもまた既知である。インピーダンスはＤＣ電流のみが含まれる場合抵抗性のものである。計算された抵抗が予め定められた範囲外であればその抵抗が故障状態として検出される。以下の表１は、金属漏れ抵抗および縦漏れ抵抗双方を計算するために適切な情報を与える、６つの電流測定値をもたらす３つのテスト条件の例を示す。３つのテスト条件各々に対し加算および差動電流双方が記録される。これらの測定値から、当業者であれば漏れインピーダンスを計算することができる。下記の説明を用いた以下の等式は、集められた加算および差動電流パラメータを用いて行なわれる計算の例を示している。 G_a= A線から接地V_AGへのコンダクタンス G_b= B線から接地V_BGへのコンダクタンス G_ab= 線AおよびB間のコンダクタンス V_L= 縦電圧制御信号 V_M= 金属電圧制御信号 K_M= 金属電流の検知信号への変換（ADC利得） E_M= 金属ADC利得誤差 S_M _φ= 電流なしの信号オフセット K_L= 縦電流の検知信号への変換（ADC利得） E_L= 縦ADC利得誤差 S_L _φ= 電流なしの信号オフセット金属電流検知信号縦電流検知信号接地へのコンダクタンスの和接地へのコンダクタンスの差全金属コンダクタンスＡから接地への抵抗Ｂから接地への抵抗金属抵抗上記のように、この発明は電話加入者線に漏れ抵抗が存在するかどうかを判断し、その大きさを求めるためのシステムおよび方法を提供する。この発明が上記のような特定の例に限定されると判断されてはならず、むしろ添付の請求の範囲において明確に記載されたこの発明の局面すべてを包含するものと判断されるべきである。種々の変形、等価プロセス、およびこの発明を適用できる多数の構造が、この明細書について検討を行なえばこの発明が関連する分野の熟練者にとっては明らかであろう。請求の範囲はこのような変形および装置を包含することを意図している。

Claims

【特許請求の範囲】１．電話加入者ループの漏れインピーダンスを求めるための電話加入者ループ診断システムであって、所望の加入者ループ電圧特性に対応する電圧制御信号を発生する制御信号発生ユニットと、前記加入者ループおよび前記制御信号発生ユニットに結合され、前記電圧制御信号に応答して電流を前記加入者ループに駆動する電流駆動回路と、前記加入者ループに結合され、前記電圧制御信号を、電流を加入者ループに駆動した結果生じた実際の加入者ループ電圧特性と比較し、これに応じて加入者ループに駆動される電流を調整する電圧検知回路と、前記加入者ループに駆動された電流の電流レベルの表示を受けかつ前記電流レベルおよび前記電圧制御信号に応答して前記加入者ループの漏れインピーダンスを計算するように結合された処理ユニットとを含む、電話加入者ループ診断システム。２．前記結合された電流駆動回路は、前記加入者ループに駆動された前記電流を検知することにより前記電流レベルの表示を与える電流検知回路を含む、請求項１に記載の電話加入者ループ診断システム。３．（ａ）前記電流駆動回路は、（ｉ）前記加入者ループのチップ線に結合され、前記チップ線の第１の検知抵抗を通して第１の電流を駆動する第１の電流モード増幅器と、（ii）前記加入者ループのリング線に結合され、前記リング線の第２の検知抵抗を通して第２の電流を駆動する第２の電流モード増幅器とを含み、（ｂ）前記電流検知回路は、（ｉ）前記第１の検知抵抗による第１の電圧降下に応答して前記第１の電流に比例する検知電流を発生する第１の電流発生抵抗と、（ii）前記第２の検知抵抗による第２の電圧降下に応答して前記第２の電流に比例する検知電流を発生する第２の電流発生抵抗とを含む、請求項２に記載の電話加入者ループ診断システム。４．前記制御信号発生ユニットに結合され、ユーザによりプログラム可能な電圧制御信号を入力するユーザ入力をさらに含む、請求項１に記載の電話加入者ループ診断システム。５．前記電圧検知回路は、前記加入者ループおよび前記制御信号発生ユニットに結合され、前記実際の加入者ループ電圧特性と前記電圧制御信号との差を求める差動増幅器と、前記加入者ループおよび前記制御信号発生ユニットに結合され、前記加入者ループの電圧の和に比例する値を求める加算増幅器とを含む、請求項１に記載の電話加入者ループ診断システム。６．前記加算増幅器は、約０．５の利得を与えて共通モード電圧の値をバイアスする、請求項５に記載の電話加入者ループ診断システム。７．前記加入者ループは音声およびデータ通信を提供することが可能な２線接続である、請求項１に記載の電話加入者ループ診断システム。８．通常動作中にチップ線の電流を駆動するためのチップ線電流モード増幅器とリング線の電流を駆動するためのリング線電流モード増幅器とを有する電話線駆動システムとともに用いるための電流駆動電圧検知加入者ループ診断装置であって、所望の加入者ループ電圧特性に対応する電圧制御信号を発生する制御信号発生ユニットと、前記加入者ループに結合され、前記電圧制御信号を、前記加入者ループの電流を駆動した結果生じた実際の加入者ループ電圧特性と比較し、これに応じて前記加入者ループに駆動される電流を調整する電圧検知回路と、前記加入者ループに駆動された電流の電流レベルの表示を受けかつ前記電流レベルおよび前記電圧制御信号に応答して前記加入者ループの漏れインピーダンスを計算するように結合された処理ユニットとを含む、加入者ループ診断装置。９．前記電流レベルをデジタル電流レベルに変換するアナログデジタル変換器をさらに含む、請求項８に記載の加入者ループ診断装置。１０．前記制御信号発生ユニットは、前記電圧制御信号に対応する予め定められたデジタル値を発生するプロセッサを含む、請求項８に記載の加入者ループ診断装置。１１．前記予め定められたデジタル値を前記電圧制御信号に変換するデジタルアナログ変換器をさらに含む、請求項１０に記載の加入者ループ診断装置。１２．Ａ線およびＢ線を含む電話加入者ループに対し漏れインピーダンス診断を行なうための方法であって、所望の電話線信号レベルに対応する制御信号を発生するステップと、それぞれの制御信号に比例する大きさを有する前記ＡおよびＢ線に電流を駆動するステップと、前記電流を前記ＡおよびＢ線に駆動した結果として生じた前記加入者ループの前記ＡおよびＢ線電圧を検知するステップと、ＡおよびＢ線電圧フィードバックに基づいて前記制御信号を調整するステップと、調整された制御信号に応答してＡおよびＢ線に駆動される電流を調整するステップと、前記制御信号と前記ＡおよびＢ線に駆動された前記電流とに基づいてラインインピーダンスを計算するステップとを含む、漏れインピーダンス診断を行なうための方法。１３．前記ＡおよびＢ線に駆動された前記電流を検知して前記線に駆動された前記電流の方向および大きさを求めるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。１４．前記電流を検知するステップは、前記ＡおよびＢ線に駆動された電流と直列の抵抗による電圧降下を検知するステップを含む、請求項１３に記載の方法。１５．前記電流を駆動するステップは、第１の電流ドライバを用いて前記Ａ線の第１の電流を駆動し、第２の電流ドライバを用いて前記Ｂ線の第２の電流を駆動するステップを含む、請求項１２に記載の方法。１６．チップ線およびリング線を有する電話加入者ループの縦漏れコンダクタンスを求めるための方法であって、縦電圧制御信号を発生するステップと、前記縦電圧制御信号に比例する電流を前記リング線およびチップ線に駆動するステップと、前記電流を前記リング線およびチップ線に駆動した結果生じた前記リング線およびチップ線の線電圧を検知するステップと、前記線電圧からの電圧フィードバックを与えて前記リング線およびチップ線に駆動される前記電流の大きさを調整するステップと、前記リング線およびチップ線に駆動される前記電流の大きさを検知するステップと、前記縦電圧制御信号および前記電流の大きさを用いて前記縦漏れインピーダンスを計算するステップとを含む、縦漏れコンダクタンスを求めるための方法。１７．チップ線およびリング線を有する電話加入者ループの金属漏れコンダクタンスを求めるための方法であって、金属電圧制御信号を発生するステップと、前記金属電圧制御信号に比例する電流を前記リング線およびチップ線に駆動するステップと、前記電流を前記リング線およびチップ線に駆動した結果生じた前記リング線およびチップ線の線電圧を検知するステップと、前記線電圧からの電圧フィードバックを与えて前記リング線およびチップ線に駆動される電流の大きさを調整するステップと、前記リング線およびチップ線に駆動される前記電流の大きさを検知するステップと、前記金属電圧制御信号および前記電流の大きさを用いて金属漏れインピーダンスを計算するステップとを含む、金属漏れコンダクタンスを求めるための方法。