JP5399501B2 - 加入者線の金属線試験のための方法および装置 - Google Patents

Description

開示される主題は、一般に通信システムに関し、より詳細には、加入者線の金属線試験のための方法および装置に関する。

ここ数年にわたって、高速通信用途に対する需要が急増した。例えば、インターネットは、過去数年にわたって天文学的な速さで成長した。おびただしい数の新しいインターネット加入者が、家庭または小さな事務所から、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）を使用して接続する。

ディジタル加入者線（ｘＤＳＬ）技術は、電話事業用に従来から使用されている既存のツイストペア（twisted-pair）銅線を介して、接続サービス会社（service provider）（例えば中央局（central office））から加入者宅（customer premise）までの高速データ通信を提供するために発展してきた。そのようなｘＤＳＬ技術は、モデム技術に影響を及ぼして、ツイストペア銅線のデータ転送帯域幅を広げさせた。典型的には、ｘＤＳＬモデムは、ＣＯと加入者宅（customer's premise）との間で通信するために、加入者線の銅配線の終端に設けられる。２つのモデムが通信する方法は、使用される特別なｘＤＳＬアプローチによって確定される。既存の電話線が使用されるので、ｘＤＳＬ技術のデータ信号は、典型的には、音声帯域（voice band）信号の帯域外（band）で転送される。異なる周波数が、音声帯域およびデータ帯域に対して使用されるので、音声情報およびデータ情報は、ツイストペア銅線を介して同時に転送されうる。典型的なｘＤＳＬの例では、音声情報は４ｋＨｚより下の周波数帯域で転送され、データ情報は音声帯域の上の周波数、典型的には５０ｋＨｚから３０ＭＨｚで搬送されうる。

最近になって、接続サービス会社は、中央局と、加入者により近いマルチサービス・アクセス・プラットフォーム（multi-service access platform）（ＭＳＡＰ）との間に光ファイバ・ケーブル（fiber optic cabling）を敷設することによって、データ帯域幅を広げた。特定のＭＳＡＰは、一束のツイストペアとインターフェースをとって、比較的少数の加入者宅接続をサービスする（service）。このアプローチは、ＭＳＡＰにおけるＣＯインターフェースと加入者との間の銅のペア（copper pair）の長さを短くし、それにより、ＤＳＬデータ速度の増加を可能にする。

中央局とＭＳＡＰとの間の光学的接続から発生する１つの困難が、加入者宅をサービスする金属線を試験する能力に存在する。以前は、金属線試験（ＭＥＬＴ）を行うための試験機器が、中央局に存在していた。ＰＯＴＳカードおよびｘＤＳＬカードの両方を装備されたＭＳＡＰが、十分なＭＥＬＴ機能を提供することができる一方で、ｘＤＳＬカードだけが装備された、いくつかのデプロイメント（deployment）が存在する。そのようなシステムは、線を適切に試験するために必要なＭＥＬＴ機能を提供することはできない。今や、中央局を出る接続は、ますます光学的になっているので、試験設備は、中央局よりもむしろＭＳＡＰに配置されなければならない。光学的な中央局の配列（arrangement）から発生する別の困難は、銅のツイストペアが、腐食を防止するために、通常、ウェット電流（wetting current）を供給されなければならないことにある。再び、ＭＳＡＰがＰＯＴＳおよびｘＤＳＬの両方を含む例において、そのようなウェット電流の機能は、ＰＯＴＳカードによって供給されるであろうが、ネイキッド（naked）ｘＤＳＬのシナリオ（scenario）では、外部の供給源（source）が、ウェット電流を注入する必要がある。中央局は、その光学的接続を介してウェット電流を供給することができないので、その機能もまた供給されなければならない。

典型的なＤＳＬの実施は、中央局接続（すなわちＭＳＡＰに存在してよい）と加入者宅内機器（ＣＰＥ）との間に絶縁変圧器を使用する。金属線試験能力を提供するための１つの技術は、銅線を試験するために絶縁変圧器の線の側にリレーを使用して、金属試験ユニット内で切り替えることを伴う。また、光信号分配器（splitter）が、ＤＳＬインピーダンス（例えば１００オーム）から試験に使用される加入者線インピーダンス（例えばアメリカ合衆国の場合６００オームおよび欧州の場合９００オーム）に切り替えるためのインピーダンス整合に使用される。金属線試験の間、ＤＳＬライン・カード（line card）が動作を停止される。この試験配列は、いくつかの問題を引き起こす。第１に、ユーザに対するＤＳＬサービスが、試験の間、中断されなければならない。第２に、リレーおよび光信号分配器ネットワークがインピーダンスを追加し、それにより、線の特性に影響を及ぼし、さらに、漏れが線上で測定される場合は、リレーおよび光信号分配器ネットワークからの漏れが、総合的な漏れの測定値の一因となる。

この文献のこの節は、以下に説明され、および／または特許請求される開示される主題の種々の態様に関連づけられうる技術の種々の態様を紹介することを意図されている。この節は、開示される主題の種々の態様をより良く理解することを容易にするための背景情報を提供する。この文献のこの節における記載（statement）は、この観点において読まれるべきであり、従来技術の容認として読まれるべきでないことを理解されたい。開示される主題は、１つまたは複数の上で説明された問題の影響を克服するかまたは少なくとも軽減することに向けられる。

下記は、開示される主題のいくつかの態様の基本的な理解をもたらすために、開示される主題の簡略化された要約を提示する。この要約は、開示される主題の包括的な概観ではない。開示される主題の主要なもしくは不可欠な要素を識別すること、または開示される主題の範囲を記述することを意図するものではない。その唯一の目的は、後で論じる、より詳細な説明の前置きとして、いくつかの概念を簡略化された形態で提示することにある。

開示される主題の一態様が、通信システム上で金属線試験を実施する方法において見られる。通信システムは、ディジタル加入者線信号を供給するように動作可能なプロバイダの回路と加入者の回路との間に配置された絶縁変圧器を含む。絶縁変圧器は、センター・タップを有する。試験信号は、センター・タップにおいて注入される。試験信号に対する加入者の回路の応答が、感知される。

開示される主題の別の態様が、ディジタル加入者線信号を供給するように動作可能なプロバイダの回路と加入者の回路との間に配置された絶縁変圧器を含む通信システム上で金属線試験を実施するための装置内に見られる。絶縁変圧器は、センター・タップを有する。金属線試験ドライバは、センター・タップと結合するための少なくとも１つの端子を含み、試験信号をセンター・タップ内に注入するように動作可能である。金属線試験制御器は、加入者の回路と結合するための少なくとも１つの端子を有し、試験信号に対する加入者の回路の応答を感知するように動作可能である。

本発明のさらに別の態様が、プロバイダの回路、加入者の回路、絶縁変圧器、金属線試験ドライバ、および金属線試験制御器を含む通信システムの中に見られる。プロバイダの回路は、ディジタル加入者線信号を供給するように動作可能である。絶縁変圧器は、プロバイダの回路と加入者の回路との間で結合され、加入者の回路の第１の線と結合された第１のコイルと、加入者の回路の第２の線と結合された第２のコイルと、第１および第２のコイルの間で画定されたセンター・タップとを有する。金属線試験ドライバはセンター・タップと結合され、試験信号を加入者の回路内に注入するように動作可能である。金属線試験制御器は第１および第２の線と結合され、試験信号に対する加入者の回路の応答を感知するように動作可能である。

開示される主題は、同じ参照番号が同じ要素を示す添付の図面を参照して以下に説明される。

本主題の例示的一実施形態による通信システムの簡略化されたブロック図である。 図１の通信システム内で使用されるライン・カードの簡略化されたブロック図である。

開示される主題は、種々の改変および代替形式の影響を受けやすいが、それらのうちの特定の実施形態が、図において例として示されており、本明細書の中で詳細に説明される。しかし、本明細書における特定の実施形態の説明は、開示される主題を開示される特別な形態に限定することを意図するものではなく、反対に、その趣旨は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような、開示される主題の趣旨および範囲の中に入るすべての改変形態、同等の形態、および代替実施形態を包含することにあることを理解されたい。

開示される主題の１つまたは複数の特定の実施形態が、以下に説明される。開示される主題は、本明細書に含まれる実施形態および図に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の中に入るような、実施形態の部分および異なる実施形態の要素の組合せを含む、実施形態の改変された形態を含むことが明確に意図される。工業プロジェクトまたは設計プロジェクトにおけるような、任意のそのような実際の実施の開発において、数多くの実施に関する（implementation-specific）決定が、実施毎に変化する可能性のある、システム関連およびビジネス関連の制約の遵守など、開発者の特定の目標を達成するためになされなければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発の努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、この開示の恩恵を有する当業者にとって、設計、製作、および製造の所定の業務であろうことを理解されたい。本願において、「不可欠」または「本質的」であると明確に示されない場合は、開示される主題に対して不可欠または本質的とみなされるものは存在しない。

開示される主題が、これから、添付された図面を参照して説明される。種々の構造、システムおよび装置が、例示だけを目的として、また、開示される主題を当業者によく知られている詳細で不明瞭にしないために、図面に概略的に描かれている。それにもかかわらず、添付の図面は、開示される主題の例示的な例を説明し、分かりやすくするために含まれる。本明細書で使用される単語および語句は、当業者によるこれらの単語および語句の理解と一致する意味を有するものと理解されたく、また解釈されたい。用語または語句の特別な定義、すなわち、当業者によって理解されるような普通の習慣的な意味と異なる定義が、本明細書における用語または語句の一貫した用法によって暗示されるように意図されるものではない。用語または語句が、特別な意味、すなわち当業者によって理解される意味以外の意味を有するように意図される限りにおいて、そのような特別な定義が、その用語または語句に対する特別な定義を直接的に、明白にもたらす定義的な方法で、明細書の中で明示的に説明される。

次に、いくつかの図面を通して同じ参照番号が同じ構成部品に対応する図面を参照すると、とりわけ図１を参照すると、開示される主題が、通信システム１００に照らして説明される。通信システム１００は、マルチサービス・アクセス・プラットフォーム（ＭＳＡＰ）１２０と光リンク（optical link）１３０で結合された中央局１１０を含む。ＭＳＡＰ１２０は、１つまたは複数の加入者宅内機器１４０とツイストペア接続１５０を介してインターフェースをとるためのライン・カード１３０を含む。例示された実施形態では、ツイストペア接続１５０は、ディジタル加入者線（ＤＳＬ）通信に対してのみ使用され、一般にネイキッドＤＳＬ線と呼ばれる。当然ながら、本主題の用途は、そのような用途に限定されない。それゆえ、ツイストペア接続１５０は、ＤＳＬ通信と同様に音声をサポートするために使用されうる。

次に図２を参照すると、ライン・カード１３０の簡略化されたブロック図が示される。図は、事実上、ライン・カード１３０の要素に属する機能が異なって分散されて良く、２つ以上の回路基板が実際に存在して良いことを表すように意図されている。ライン・カード１３０は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）インターフェース２００、ライン・カード制御器２１０、ＤＳＬディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）／アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）ユニット２２０、金属線試験（ＭＥＬＴ）制御器２３０、ＤＳＬドライバ２５０およびＭＥＬＴドライバ２６０を含むドライバ回路２４０、ならびに絶縁変圧器２７０を含む。

ＰＯＮ２００は、中央局１１０との光インターフェースとして働く。ライン・カード制御器２１０は、中央局１１０と通信するためのソフトウェアを実施し、ＤＳＬ ＤＳＰ／ＡＰＥユニット２２０を制御することによってＤＳＬ通信機能を処理するマイクロプロセッサを含む。ＤＳＬ ＤＳＰ／ＡＰＥユニット２２０は、ＤＳＬ信号を駆動するためにＤＳＬドライバ２５０を制御する。絶縁変圧器２７０は、ＤＳＬサービスを提供するためのプロバイダの回路２８０を、ＣＰＥ１４０をサービスするための加入者の回路２８５から絶縁する。一般に、ＰＯＮ２００、ライン・カード制御器２１０、ＤＳＬ ＤＳＰ／ＡＰＥユニット２２０、ＤＳＬドライバ２５０、および絶縁変圧器２７０の構造および動作は、従来型であり、当業者によく知られている。例示を容易にするために、そして、本主題を不明瞭にすることを避けるために、例示は、本明細書では、詳細には説明されない。

ＭＥＬＴ制御器２３０およびＭＥＬＴドライバ２６０は、加入者線２９０、２９５（すなわち、ツイストペアのチップ（tip）線およびリング線（ring line））によって画定される加入者線の金属線試験を実施するために協働する。ＭＥＬＴ制御器２３０は、加入者線２９０、２９５上の電圧を感知するための抵抗器２３２、２３４を使用する。抵抗器２３２、２３４は、ＭＥＬＴ制御器２３０から分離されているように示されているが、抵抗器２３２、２３４は、ＭＥＬＴ制御器２３０の中に一体化されてよいことが企図される。ＭＥＬＴドライバ２６０を使用して試験信号を注入し、その結果をモニタして解析するためのＭＥＬＴ制御器２３０の全体的な動作は、当業者に知られている。ＭＥＬＴドライバ２６０がＤＣ信号を注入し、ＭＥＬＴ制御器２３０が加入者線の応答を解析し、加入者線の特性を決定する。例示的であるが包括的または限定的ではないＭＥＬＴ試験のリストは、外部電圧（foreign voltage）検出、ＤＣループ抵抗、受話器フック外れステータス（receiver off hook status）、絶縁抵抗、線短絡、リンガー等価（ringer equivalency）、雑音測定、トランス・ハイブリッド損失（trans-hybrid loss）、ＤＣ供給自己診断試験（DC feed self test）、フック掛け／フック外れ自己診断試験（on/off hook self test）、リンギング自己診断試験、送信自己診断試験、リンギング・モニタリング、読み出しループおよびバッテリ状態（read loop and battery conditions）、キャパシタンス、外部電流、デュアル・トーン・マルチ周波数（ＤＴＭＦ）試験、トーン発生試験、ダイヤル・トーン試験、メータリング試験、ダイヤリング試験、ハウリング試験（howler test）、稼働中の較正（in-service calibration）、他線の交叉試験（cross testing of other lines）、ＳＮＲおよび量子化歪み、ヒューズ試験、ソケット検出試験、送信試験、電流測定、電圧測定、などを含む。

ＭＥＬＴドライバ２６０は、絶縁変圧器２７０の線側のコイル２７４Ａ、２７４Ｂのセンター・タップ２７２Ａ、２７２Ｂと結合され、差動信号を出力する。ＤＳＬ用途では、コイル２７４Ａ、２７４Ｂの間にキャパシタ２７６を設けるのは一般的であるが、キャパシタ２７６は任意選択である。ＤＳＬドライバ２５０は、コイル２７４Ａ、２７４Ｂが短絡回路で接続されるならば、信号を注入するために使用されうる。そのような場合は、ＭＥＬＴドライバ２６０は、信号のＤＣ的性質に起因して、チップ線２９０とリング線２９５との間に効果的に結合される。

いくつかの実施形態では、ＭＥＬＴ制御器２３０はまた、ウェット電流を加入者線２９０、２９５に供給するために使用されうる。ウェット電流は、典型的には、線の腐食を防止するために、銅のツイストペア環境において使用される。典型的には、ウェット電流は、定常的なＤＣ電圧としてまたは周期的なＤＣパルスとして供給される。特定の種類のウェット電流は、加入者宅内機器１４０の特定の実施および特性によって決まる。線２９０と２９５とにまたがるインピーダンスが存在する場合は、定常的なＤＣ電圧の方法が使用されうる。インピーダンスが存在しない場合は、周期的なＤＣパルスの方法が使用されうる。ＭＥＬＴ制御器２３０は、システム・オペレータによって、ライン・カード制御器２１０とのインターフェースを介して、ウェット電流パラメータ（すなわち、定常的なＤＣ、周期的なパルスＤＣ、もしくはウェット電流無し）を静的に設定するように、またはインピーダンスが存在する場合は感知によって要件を動的に決定するように構成されてよい。

絶縁変圧器２７０のセンター・タップ２７２Ａ、２７２Ｂを使用してＭＥＬＴ信号を駆動することは、多くの利点を有する。この配列は、ＤＣ信号を、システムのＤＳＬ部分への影響を最小にして注入することを可能にする。それゆえ、ＤＳＬ通信は、ＭＥＬＴ試験の間に継続することができる。また、リレーおよび／または光信号分配器ネットワークなど、ＭＥＬＴ試験を支援するための付加的回路の必要性が回避され、それにより、試験結果に導入される不正確さが低減される。

開示された主題は、本明細書における教示の恩恵を有する当業者には明白な、異なるが同等の方法で改変され実施されうるので、上で開示された特定の実施形態は、単なる例示にすぎない。さらに、以下の特許請求の範囲で説明されるもの以外は、本明細書で示される構造または設計の詳細に対する限定は、意図されていない。それゆえ、上で開示された特定の実施形態は、変更または改変されて良く、すべてのそのような変更が、開示された主題の範囲および趣旨の中にあるものとみなされることは明白である。したがって、本明細書で求められる保護は、以下の特許請求の範囲の中で説明されるとおりである。

Claims (20)

1. ディジタル加入者線信号を供給するように動作可能なプロバイダの回路と加入者の回路との間に配置された絶縁変圧器を含む通信システム上で金属線試験を実施するための装置であって、前記絶縁変圧器がセンター・タップを有し、
   加入者の回路側で前記絶縁変圧器の前記センター・タップと結合するための少なくとも１つの端子を含み、試験信号を前記センター・タップに注入するように動作可能な金属線試験ドライバと、
   前記加入者の回路と結合するための少なくとも１つの端子を有し、前記試験信号に対する前記加入者の回路の応答を感知するように動作可能な金属線試験制御器とを備える、装置。
2. 前記試験信号が直流信号を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記金属線試験制御器が、金属線試験ドライバと結合され、前記試験信号を構成するように動作可能な、請求項１に記載の装置。
4. 前記絶縁変圧器が、前記加入者の回路の第１の線と結合された第１のコイルと、前記加入者の回路の第２の線と結合された第２のコイルとを含み、前記金属線試験ドライバの前記少なくとも１つの端子が、前記センター・タップにおける前記第１のコイルと結合するための第１の端子と、前記センター・タップにおける前記第２のコイルと結合するための第２の端子とを備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記金属線試験制御器の前記少なくとも１つの端子が、前記第１の線と結合するための第１の端子と、前記第２の線と結合するための第２の端子とを備える、請求項４に記載の装置。
6. 前記絶縁変圧器が、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で結合されたキャパシタを備え、前記第１の端子および前記第２の端子が前記キャパシタの両端に結合された、請求項４に記載の装置。
7. ディジタル加入者線信号を供給するように動作可能なプロバイダの回路と、
   加入者の回路と、
   前記プロバイダの回路と前記加入者の回路との間で結合され、前記加入者の回路の第１の線と結合された第１のコイルと、前記加入者の回路の第２の線と結合された第２のコイルと、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で画定されるセンター・タップとを有する絶縁変圧器と、
   加入者の回路側で前記絶縁変圧器の前記センター・タップと結合され、試験信号を前記加入者の回路に注入するように動作可能な金属線試験ドライバと、
   前記第１の線および前記第２の線と結合され、前記試験信号に対する前記加入者の回路の応答を感知するように動作可能な金属線試験制御器とを備える、通信システム。
8. 前記試験信号が直流信号を含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記金属線試験制御器が、前記金属線試験ドライバと結合され、前記試験信号を構成するように動作可能な、請求項７に記載のシステム。
10. 前記金属線試験制御器と前記第１の線との間で結合された第１の抵抗器と、前記金属線試験制御器と前記第２の線との間で結合された第２の抵抗器とをさらに備える、請求項７に記載のシステム。
11. 前記絶縁変圧器が、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で結合されたキャパシタを備え、前記金属線試験ドライバが、前記キャパシタの両端に結合された第１および第２の端子を含む、請求項７に記載のシステム。
12. 前記金属線試験ドライバが、前記センター・タップと結合された第１の端子および第２の端子を含み、前記試験信号を供給するように動作可能であり、前記信号が差動信号を含む、請求項７に記載のシステム。
13. 前記金属線試験ドライバが前記試験信号を注入し、前記金属線試験制御器が前記応答を感知する時間の間、前記プロバイダの回路が、前記ディジタル加入者線信号を維持するように動作可能である、請求項７に記載のシステム。
14. ディジタル加入者線信号を供給するように動作可能なプロバイダの回路と加入者の回路との間に配置された絶縁変圧器を含む通信システム上で金属線試験を実施する方法であって、前記絶縁変圧器がセンター・タップを有し、
    加入者の回路側において、前記絶縁変圧器の前記センター・タップに試験信号を注入することと、
    前記試験信号に対する前記加入者の回路の応答を感知することとを含む、方法。
15. 前記試験信号が直流信号を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記絶縁変圧器が、前記加入者の回路の第１の線と結合された第１のコイルと、前記加入者の回路の第２の線と結合された第２のコイルとを備え、前記センター・タップが前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で画定され、前記信号を注入することが、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間に前記試験信号を注入することを含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記試験信号が差動信号を含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記絶縁変圧器が、前記加入者の回路の第１の線と結合された第１のコイルと、前記加入者の回路の第２の線と結合された第２のコイルと、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で結合されたキャパシタとを備え、前記試験信号を注入することが、前記キャパシタの両端に前記試験信号を注入することを含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記試験信号が差動信号を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記試験信号を前記注入することおよび前記応答を前記感知することを含む時間の間、前記ディジタル加入者線信号を維持することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

Images