JP5643895B2 - 障害識別モジュールおよび障害識別方法 - Google Patents

障害識別モジュールおよび障害識別方法 Download PDF

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Description

本発明は、バインダの通信線路における障害を識別する方法、およびそのような方法を実現する障害識別モジュールに関する。
そのような方法およびモジュールは、当技術分野で既に知られている。事実、例えば、デジタル加入者線DSLなどの銅線アクセス通信ネットワークを介するトリプルプレーサービスの利用可能性とともに、ネットワークの信頼性は、ますます重要になる。既存の銅対線ネットワークを介してビデオサービスを展開する通信事業者は、接触不良、またはケーブルに入った水などの障害を検出することができ、さらに位置特定することができる効率的なツールを探し求めている。
この問題を解決するのに、片端線路試験SELTの名称で様々な技術が、当技術分野において知られている。事実、バインダの通信線路における障害を識別する方法は、バンドルの線路上で片端線路試験SELTを実行するステップを備える。
或るよく知られた技術は、時間領域反射率測定TDRと呼ばれる。TDRは、より対線を介して信号を送信すること、および時間の経過とともに受信されるエコーを測定することにある。TDRの概略図が図1に示される。入射信号とも呼ばれる入力信号が、TX入力を介して銅線に印加され、エコー信号が、RX出力を介して測定される。獲得された測定は、しばしば、反射率分布図と呼ばれる。線路のインピーダンス変化がわずかでさえ存在すると、反射されるエコーレベルは、変化し、この変化は、エコー測定における「ピーク」または「谷」として現れる。この技術を使用している場合、接触不良、ブリッジタップ、またはワイヤゲージ変化などのいずれの障害も、反射率分布図において目に見えるようになる。時間領域エコーが測定されると、障害までの距離が計算され得る。事実、線路上の電気信号の速度が分かっており、信号が行き来する距離は、信号がその事象まで行き、エミッタに戻ってこなければならないので、障害までの距離の2倍であることに留意すると、障害までの距離が算出され得る。
別の知られている方法は、周波数領域反射率測定FDRと呼ばれる。この技術は、周波数との関係でエコー信号の振幅および位相を測定することにある。実際的には、エコーは、周波数掃引と呼ばれる、要求される各周波数に関して別々に測定されることも、すべての周波数に関して一度に測定され、そのため、発信される信号がブロードバンド信号であることも可能である。結果は、振幅および位相対周波数を用いた反射係数のボード線図である。そのような図は、単一の障害が、エコー振幅における一連の規則的な間隔のバンプまたは穴として現れるので、解釈するのがより込み入ったことになる。
エコー位相が利用可能であるので、逆フーリエ変換を適用することによって周波数領域エコー信号を時間領域反射率分布図に変換することの方が、しばしば、より容易である。このようにして、周波数領域反射率測定は、時間領域反射率測定を使用して測定された他の任意の反射率分布図と同様に解釈され得る。
時間領域反射率測定と周波数領域反射率測定の両方に関して、結果は、接触不良、またはケーブルに入った水などの現実の障害によって影響されるが、ワイヤゲージ変化またはブリッジタップのような、いわゆる通常の欠陥によっても影響される。反射率分布図におけるピークが現実の問題に対応するか、または単に、ネットワークトポロジに特有であり得る2つのケーブルの間のスプライス、ゲージ変化、またはブリッジタップに起因するに過ぎないかを判定するのは、容易ではない。
本発明の目的は、前述した知られているタイプのような、ただし、銅対線ネットワークの最も頻度の高い障害の検出および位置特定の信頼性および精度が大幅に向上させられた、バインダの通信線路における障害を識別する方法およびモジュールを提供することである。
本発明によれば、この目的は、入力信号およびエコー信号が、ディファレンシャルモードおよび/またはファントムモードである線路のバンドルの異なる2つのモードの間で印加され、測定されるという事実により達せられる。このことは、入力信号が、マルチモードグループのうちの第1のモードで印加されるSELTを実行することによって実現される。マルチモードグループは、バンドルの或る線路に関する少なくとも1つのディファレンシャルモードと、バンドルの線路ペアに関する少なくとも1つのファントムモードとを備える。さらに、エコー信号は、このマルチモードグループからの、第1のモードとは異なる第2のモードにおいて測定される。最後に、測定されたエコー信号が、その信号から障害を導き出すために入力信号に鑑みて解析される。
この方法は、バインダの通信線路の障害を識別するように構成された障害識別モジュールによって実現される。このモジュールは、バンドルのそれぞれの線路のための、ディファレンシャルモードで入力信号を印加し、さらにディファレンシャルモードでエコー信号を測定するように構成された少なくとも1つのディファレンシャルモードモジュールと、バンドルのそれぞれの線路ペアのための、ファントムモードでそのような入力信号を印加し、さらにファントムモードでそのようなエコー信号を測定するように構成された少なくとも1つのファントムモードモジュールとを有するマルチモードグループのモジュールを備える。障害識別モジュールは、バンドルの線路上の1サイクルの片端線路試験SELTの実行中に、マルチモードグループのモジュールの第1のモジュールに対する入力信号の印加を制御し、さらにマルチモードグループのモジュールの第2のモジュールからの測定を制御するように構成された、第2のモジュールが第1のモジュールとは異なる、制御手段をさらに備える。さらに、障害識別モジュールは、測定されたエコー信号を、その信号から障害を導き出すために入力信号に鑑みて解析するように構成された処理ユニットを備える。
線路に関するディファレンシャルモードは、通常のモードにおける、すなわち、その線路の別々の2つのワイヤ上で送信される2つの相補的な信号による情報の伝送であることが説明されなければならない。
さらに、線路ペアに関するファントムモードは、1つのペアの2つのワイヤの間で差動的にではなく、1つのペアと別のペアの間で差動的に測定される。つまり、ファントムモード測定は、1つのペアのコモンモードの別のペアのコモンモードに対する差動的測定である。
前述したマルチモードグループは、
a)考察されるそれぞれの線路に関する、すなわち、n個の線路を有するバンドルに関して最大限でn個のディファレンシャルモードを有する、バンドルの1つまたは複数の線路に関する少なくとも1つのディファレンシャルモードと、
b)考察されるそれぞれの線路ペアに関する、すなわち、n個の線路を有するバンドルに関して最大限で(n−1)個の独立したファントムモードを有する、バンドルの1つまたは複数の線路ペアに関する少なくとも1つのファントムモードとを備えることが説明されなければならない。
実際に、最大限の利用可能なモードを使用する場合、マルチモードグループは、合計で(n)+(n−1)=(2n−1)個のモードを備える。
この方法および障害識別モジュールは、ワイヤゲージ変化またはブリッジタップなどの銅対線の「通常の」障害が、ペアの2つのワイヤに関して対称であるという洞察に基づく。つまり、ワイヤゲージ変化によるインピーダンス変動は、1つのペアの2つのワイヤに関して同一である。したがって、これらの対称の障害は、モード変換をもたらさない。このことは、例えば、すべての線路が良好な品質である、全く問題を有さないケーブルの場合、信号が、ディファレンシャルモードまたはファントムモードなどの所与のモードで送信されると、その信号に含まれるすべての電力が、ほぼ完全にそのモード内で伝達されることを意味する。別のモード(ディファレンシャルモードまたはファントムモード)に「漏れる」信号の部分は、ほぼ存在しない。
他方、接触不良などの「現実の」問題は、線路の2つのワイヤのインピーダンスの間に非対称を生じさせる。2つのワイヤの非対称により、信号のモード変換がもたらされる。事実、接触不良、または水の浸入などの、線路のいくつかに影響を及ぼす不均衡、すなわち、非対称問題を有するケーブルの場合、信号が、所与のモードで、例えば、ディファレンシャルモードまたはファントムモードで送信されると、その信号の或る割合は、同一の問題を被る線路の間に存在する他のすべてのモード(ディファレンシャルモードまたはファントムモード)に「漏れる」。この現象は、「モード変換」と呼ばれる。
したがって、良好な、よく均衡のとれた対称の線路の場合、例えば、ディファレンシャルモードとファントムモードの間で変換される信号の比率は、非常に低い。しかし、線路が、不良なワイヤ品質、ケーブルに入った水、または接触不良のために不均衡である場合、この比は、ひどく劣化する可能性があり、信号のより大きい部分が、1つのモードから他方のモードに変換される。
この現象、ならびにエコーが、発信された信号とは別のモードで測定された場合、獲得される反射率分布図は、接触不良、水、あらゆる種類の不均衡な故障などの、モード変換をもたらす非対称の障害だけを示し、ワイヤゲージ変化、スプライス、ブリッジタップなどの銅対線ネットワークトポロジに特有の対称の「通常の」障害は示さないという洞察のお陰で。これにより、ワイヤゲージ変化またはブリッジタップなどの「通常の」障害に左右されることなしに、接触不良、およびケーブルに入った水などの問題の正確な位置特定をもたらす反射率分布図が獲得される。
したがって、本出願の障害識別モジュールによって実現される障害を識別する方法は、接触不良、ケーブルに入った水、またはあらゆる種類の不均衡な故障などの、銅対線ネットワークに影響を及ぼす現場の障害を検出し、さらに位置特定することができる。従来のソリューションと比べた大きい利点は、この新たに提案される方法が、ワイヤゲージ変化などの銅ネットワークトポロジに特有の通常の障害に左右されないことである。
さらに、第2のモードを測定して、エコー信号を解析するステップが、第1のモードとは異なるマルチモードグループのすべてのモードに関して繰り返される場合、バンドル全体に関する現実の障害の完全な眺望が特定され得る。
この場合、事実、n個のペアのシステムの場合、(2n−1)(2n−1)個の反射率分布図を測定することが可能であることに留意されたい。しかし、入射信号と同一のモードで測定される反射された信号を使用することによって計算される反射率分布図は、「従来の」単一モード反射率測定に相当する。これらの結果は、ワイヤゲージ変化を含むいずれの種類の障害にも左右される一方で、他のすべての反射率分布図は、接触不良、隣接するペアの間の絶縁不良、または水の浸入のようなモード変換をもたらす障害に左右される本明細書で定義されるマルチモード反射率分布図である。
異なるモードにより印加し、さらに測定する、この技術は、時間領域反射率測定、および周波数領域反射率測定がそれぞれ使用される、時間領域または周波数領域に基づくことが可能である。従来の反射率測定と同様に、時間領域測定は、反射率分布図を直接にもたらすのに対して、周波数領域測定は、逆フーリエ変換を適用することによって反射率分布図に変換され得るボード図(振幅および位相対周波数)をもたらす。
さらに、通信線路は、好ましくは、デジタル加入者線、DSL線路である。
この障害識別モジュールの1つの可能な実施形態は、障害識別モジュールが通信DSLモデム内に配置されることである。
この障害識別モジュールの別の可能な実施形態は、障害識別モジュールが通信アクセスノード内に配置されることである。
最後に、この障害識別モジュールは、障害識別モジュールの処理ユニットが通信ネットワークのサーバ内に配置される分散された仕方により実現され得る。このようにして、処理ユニットは、専用の測定デバイスである。
そのようなサーバ、例えば、通信ノードの管理ネットワークへのアクセスを有する遠隔サーバは、ネットワーク内の任意の場所に配置されることが可能であり、印加された入力信号も知っている場合、測定されたエコー信号に関する情報を受信する。
特許請求の範囲において使用される「備える」という用語は、この用語に後に続いて列挙される手段に限定されるものと解釈されるべきではないことに留意されたい。このため、「手段Aと、手段Bとを備えるデバイス」という表現の範囲は、構成要素AおよびBだけから成るデバイスに限定されるべきではない。この表現は、本発明に関して、デバイスの関係のある構成要素が、AおよびBだけであることを意味する。
添付の図面と併せて解釈される実施形態の以下の説明を参照することによって、本発明の以上、およびその他の目的および特徴が、より明白となるとともに、本発明自体の最良の理解が得られる。
従来の片端線路試験SELTを示す概略図である。 本明細書のマルチモード片端線路試験SELTを示す概略図である。 本明細書のマルチモード片端線路試験SELTを示す概略図である。 本発明による通信ネットワークにおける障害識別モジュールを示す図である。
図2aおよび図2b、ならびに図3に示される通信環境に応じた本発明によるデバイスの動作が、図2aおよび図2b、ならびに図3に示される様々なブロックの機能の記述によって説明される。この説明に基づき、それらのブロックの実際的な実施は、当業者には明白となり、したがって、詳しく述べることはしない。さらに、通信線路における障害を識別する方法の主要な動作が、さらに詳細に説明される。
図1を参照すると、前述したとおり、デジタル加入者線通信ネットワークにおける従来の片端線路試験SELTの、すなわち、より具体的には、時間領域反射率測定の概略図が示されている。TX送信側で入射信号INが印加され、さらにRX受信側で反射された信号、すなわち、エコー信号が測定される1つのDSL線路が示されている。印加された信号が障害に出会った場合、反射されるエコーレベルが変化し、このことが、エコー測定における「ピーク」または「谷」として現れる。接触不良、またはケーブルに入った水などの現実の障害だけでなく、ブリッジタップまたはワイヤゲージ変化などのネットワークトポロジに特有の通常の障害も、反射率分布図において目に見えるようになる。前述したとおり、この方法および障害識別モジュールにより、例えば、接触不良、またはケーブルに入った水に起因する現実の障害だけを示す反射率分布図が生成される。
図2aおよび図2bを参照して、3つのDSL線路を有するバンドルに関する本出願のソリューションが説明される。最初に、マルチモードグループが説明される。この例に基づいて、バンドルは、以下の送信モードの可能性をもたらす:
a)バンドルの考察されるそれぞれの線路に関する少なくとも1つのディファレンシャルモード。各DSL線路を考察し、考慮に入れる場合、3つのディファレンシャルモード、すなわち、DM1、DM2、およびDM3が定義され得る。図2aおよび図2bの概略図は、このため、それぞれのDSL線路にそれぞれが結合され、さらにディファレンシャルモード:DM1、DM2、およびDM3に従って、それぞれが、入力信号INと呼ばれる、印加されるインセンティブ信号を送信すること、および/または受信すること、および/またはエコー信号Eと呼ばれる出力信号を測定することができるようにされた3つの機能ブロックを示す。
b)バンドルの考察されるそれぞれの線路ペアに関する少なくとも1つのファントムモード。DSL線路の可能な各ペアを考察し、考慮に入れる場合、3つのファントムモード、すなわち、PM12、PM23、およびPM31(図示せず)が定義され得る。しかし、第3のファントムモードは、他の2つとの関係で計算され得るので、すなわち、独立した2つのファントムモードだけしか考慮されないので、すなわち、この例によれば、PM12およびPM23が示される。事実、図2の概略図は、このため、バインダにおけるそれぞれの線路ペアの間にそれぞれが結合され、さらにファントムモード:PM12およびPM23に従って、それぞれが、入力信号INと呼ばれる、印加されるインセンティブ信号を送信すること、および/または受信すること、および/またはエコー信号Eと呼ばれる出力信号を測定することができるようにされた2つの機能ブロックを示す。
このようにして、この実施例におけるマルチモードグループは、以下の異なるモード:DM1、DM2、DM3、PM12、およびPM23を備える。
本出願によれば、第1のステップで、前述したモードのうちの各モードを表す利用可能な機能ブロックのうちの1つに入力信号INが与えられる。入力信号INは、以降、第1のモードと呼ばれる、機能モードブロックのそれぞれのモードに従ってバインダに印加される。第2のステップで、利用可能な機能ブロックのうちの1つにおいて反射された信号Eが測定され、以降、第2のモードと呼ばれる、機能ブロックのそれぞれのモードに従って測定される。この場合、第2のモードは、第1のモードとは異ならなければならない。
第3のステップで、エコー信号の測定が、それらの測定から探索される障害を導き出すために、入力信号に鑑みて解析される。
2つの例が、図2aおよび図2bに示される。
図2aは、第1のDSL線路1の第1のディファレンシャルモード、すなわち、DM1における入力信号INを示す。
1つの第2のモードだけに関して測定を実行するだけで十分であるものの、異なる複数の第2のモードに関して測定を実行することによって、より多くの反射率分布図が測定され、その結果、より良好で、より正確な解析のより高い可能性が生じる。DM1におけるインセンティブINを用いた試験に関する様々な可能性は:
DM1(IN)を用い、PM12(E)で測定されたE1,2
DM1(IN)を用い、DM2(E)で測定されたE1,3
DM1(IN)を用い、PM23(E)で測定されたE1,4
DM1(IN)を用い、DM3(E)で測定されたE1,5
である。
図2bは、第1のDSL線路1と第2のDSL線路2の間のファントムモード、すなわち、PM12における入力信号INを示す。以下は、PM12でインセンティブINを用いた様々な試験に関する様々な可能性である:
PM12(IN)を用い、DM1(E)で測定されたE2,1
PM12(IN)を用い、DM2(E)で測定されたE2,3
PM12(IN)を用い、PM23(E)で測定されたE2,4
PM12(IN)を用い、DM3(E)で測定されたE2,5
図2aおよび図2bはやはり、それぞれ、従来のSELTを示すことに留意されたい。このようにして、図2aは、可能な試験
DM1(IN)を用い、DM1(E)で測定されたE1,1
を示し、さらに図2bは、可能な試験
PM12(IN)を用い、PM12(E)で測定されたE2,2
を示す。
図3を参照すると、通信環境における、すなわち、バインダにおいてn個のDSL線路に結合された障害識別モジュールIIMが示されており、n個のDSL線路のうちの3つが示され、線路i、線路j、および線路kと呼ばれる。障害識別モジュールIIMは、マルチモードグループのモジュールMMGを備える。マルチモードグループのモジュールは、以下を備える:
− バンドルのそれぞれの線路i、j、k...に関する少なくとも1つのディファレンシャルモードモジュールDMi、DMj、DMk。それぞれのディファレンシャルモジュールは、ディファレンシャルモードで入力信号を印加するように構成され、さらにディファレンシャルモードでエコー信号を測定するように構成され、さらに
− バインダのそれぞれの線路ペアに関する少なくとも1つのファントムモードモジュールPMij、PMjk、...。それぞれのファントムモードモジュールは、ファントムモードでそのような入力信号を印加するように構成され、さらにファントムモードでそのようなエコー信号を測定するように構成される。
独立した2つのファントムモードモジュールだけが、この場合、示されていることに留意されたい。
障害識別モジュールIIMは、マルチモードグループのモジュールの各モジュールに結合された制御手段CTRLをさらに備える。制御手段CTRLは、バンドルの線路上の片端線路試験SELTの1サイクルの実行中に、マルチモードグループMMGのモジュールの第1のモジュールに対する入力信号INの印加を制御し、さらにマルチモードグループMMGのモジュールの第2のモジュールからの測定を制御するように構成される。この場合、制御手段は、片端線路試験の1サイクルに関して、測定のための第2のモジュールが第1のモジュールとは異なることを確実にするように構成される。
障害識別モジュールIIMは、制御手段CTRL、およびマルチモードグループMMGの様々なモジュールに結合された処理ユニットPUをさらに備える。処理ユニットPUは、測定されたエコー信号Eを受信し、信号Eを、信号Eから探索される障害を導き出すために、入力信号INに鑑みて解析するように構成される。
バインダの通信線路、線路i、線路j、および線路kにおける障害を識別する方法は、バンドルのこれらの線路上で片端線路試験SELTを実行する全体的なステップを備える。さらに、この方法は、マルチモードグループのモジュールの第1のモジュールにマルチモードグループの第1のモードで入力信号INを印加する第1のステップと、マルチモードグループのモジュールの第2のモジュールによるマルチモードグループの第2のモードでエコー信号Eを測定する第2のステップとを備える。この場合、第2のモジュールによって実行される第2のモードは、第1のモジュールによって実行される第1のモードとは異なる。第3のステップで、受信されたエコー信号Eが、エコー信号Eから探索される障害を導き出すために、入力信号INに鑑みて解析される。
最後の注釈として、本発明の実施形態は、機能ブロックに関連して以上に説明されている。以上に与えられる、これらのブロックの機能上の説明から、これらのブロックの実施形態が、よく知られた電子構成要素を用いてどのように製造され得るかは、電子デバイスを設計する当業者には明白となろう。このため、機能ブロックの内容の詳細なアーキテクチャは、与えられていない。
本発明の原理は、特定の装置に関連して以上に説明してきたが、この説明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲に対する限定としてではなく、単に例示として行われていることを明確に理解されたい。

Claims (10)

  1. バインダの通信線路(i、j、k、...)における障害を識別する方法であって、前記バンドルの前記線路上で片端線路試験SELTを実行するステップを備え、
    前記バンドルのそれぞれの線路に関して少なくとも1つのディファレンシャルモードを備え、さらに前記バンドルのそれぞれの線路ペアに関して少なくとも1つのファントムモードを備えるマルチモードグループの第1のモードで入力信号(IN)を印加するステップと、
    前記第1のモードとは異なる前記マルチモードグループの第2のモードでエコー信号(E)を測定するステップと、
    前記エコー信号(E)を、エコー信号(E)から障害を導き出すために、前記入力信号(IN)に鑑みて解析するステップとを備えることを特徴とする、方法。
  2. 第2のモードで前記測定するステップ、および前記第1のモードとは異なる前記マルチモードグループのすべてのモードに関して前記エコー信号を解析するステップを繰り返すことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 時間領域反射率測定が使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 周波数領域反射率測定が使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  5. 前記通信線路(i、j、k、...)がDSL線路であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  6. バインダの通信線路(i、j、k、...)における障害を識別するように構成された障害識別モジュール(IIM)であって、
    ディファレンシャルモードで入力信号を印加するように構成され、さらにディファレンシャルモードでエコー信号を測定するように構成された前記バンドルのそれぞれの線路(i、j、k、...)に関する少なくとも1つのディファレンシャルモードモジュール(DMi、DMj、DMk、...)と、
    ファントムモードでそのような入力信号を印加するように構成され、さらにファントムモードでそのようなエコー信号を測定するように構成された前記バンドルのそれぞれの線路ペアに関する少なくとも1つのファントムモードモジュール(PMij、PMjk)...)とを備えるマルチモードグループのモジュール(MMG)を備え、さらに
    前記バンドルの前記線路上の片端線路試験SELTの1サイクル中に、前記マルチモードグループのモジュール(MMG)の前記モジュールの第1のモジュールに対する前記入力信号(IN)の印加を制御し、さらに前記マルチモードグループのモジュール(MMG)の前記モジュールの第2のモジュールからの測定を制御するように構成され、前記第2のモジュールが前記第1のモジュールとは異なる制御手段(CTRL)と、前記測定されたエコー信号(E)を、エコー信号(E)から障害を導き出すために、前記入力信号(IN)に鑑みて解析するように構成された処理ユニット(PU)とをさらに備えることを特徴とする、障害識別モジュール(IIM)。
  7. 通信DSLモデム内に配置されることを特徴とする、請求項6に記載の障害識別モジュール(IIM)。
  8. 通信アクセスノード内に配置されることを特徴とする、請求項6に記載の障害識別モジュール(IIM)。
  9. 前記処理ユニット(PU)が通信ネットワークのサーバに備えられることを特徴とする、請求項6に記載の障害識別モジュール(IIM)。
  10. 前記処理ユニット(PU)が専用の測定デバイスであることを特徴とする、請求項6に記載の障害識別モジュール(IIM)。
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