KR101208941B1 - 유선 송신 라인에서 고장의 위치를 확인하는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

유선 송신 라인에서 결함의 위치를 확인하는 방법이 설명되고, 송신 라인은 제 1 종단과 제 2 종단 사이에서 연장하고, 결함은 송신 라인으로 잡음 신호의 진입을 허용하고, 이 방법은, a. 제 1 측정 유닛에 의해 상기 제 1 종단에서 제 1 변형된 잡음 신호를 측정하고, 제 1 변형된 잡음 신호의 제 1 표현을 구성하는 단계; b. 제 2 측정 유닛에 의해 제 2 종단에서 제 2 변형된 잡음 신호를 측정하고, 제 2 변형된 잡음 신호의 제 2 표현을 구성하는 단계; 및 c. 표현들로부터 결함들의 위치를 유도하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들은 동기화된다.

Description

유선 송신 라인에서 고장의 위치를 확인하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR LOCATING A FAULT IN A WIRED TRANSMISSION LINE}

본 발명은 전기통신 네트워크들의 분야에 관한 것이다. 본 발명은 유선 송신 라인에서 결함의 위치를 확인하는 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.

DSL 기술에서, (예를 들어, 중앙 오피스(CO) 또는 스트리트 캐비넷(street cabinet)에 위치될 수 있는) DSLAM (DSL 액세스 멀티플렉서)와 고객 구내 장비(CPE) 사이의 물리적 배선에서의 고장들 및 문제점들은 현재, 비디오, 오디오 스트리밍, 및 게임(= 트리플 플레이(triple play))와 같은 고수요의 애플리케이션들에 대해 수용불가능한 에러율을 야기한다. 통상의 배선 문제점은, 픽업(pick up)될 외부 소스들로부터의 방사에 대한 민감성을 야기하고, DSL 신호를 방해하는 불균형 또는 언트위스티드 페어(untwisted pair)의 부분일 수 있다. 이러한 외부 잡음 신호는 통상적으로, 트위스티드 페어에 대한 공통 모드 간섭에서 수신되고, 라인 또는 케이블이 불균형 또는 언트위스트되는 위치들에서 차동 모드 간섭으로 변환한다.

이러한 배선 문제점은 종종, 트위스티드 케이블 세그먼트들이 서로에 접속되는 위치들:

- DSLAM이 위치되는 중앙 오피스에서의 주배선반(MDF)에서;

- 원격 유닛의 MDF에서;

- 고객 구내 장비가 위치되는 종단 사용자의 집들과 CO 사이의 거리에서의 임의의 접속점에서;

- 배선 세그먼트들이 인입 트위스티드 페어를 CPE와 링크하는 종단 사용자들의 집들에서 발생한다.

일부 기존의 시스템들은, 라인이 외부 시스템에 의해 야기된 외란 잡음의 예상량 보다 더 높은 잡음으로 손상을 받는다는 사실의 감지를 허용하지만, 이들 시스템들은 잡음 주입의 위치 및 그에 따른 결함의 위치를 결정할 수 없다. 이것은, DSL 루프가 수 킬로미터 길이일 수 있어서 라인의 임의의 가능한 접속점을 체크하는데 비효율적이기 때문에 라인을 수리하는 것을 어렵게 한다. 종종, 라인은 그것의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 기술자가 물리적으로 접근할 수 없다.

송신 라인들에서 결함들을 효율적으로 위치확인할 수 있는 방법들 및 시스템들이 필요하다.

"제 1", "제 2", "제 3" 등과 같은 용어들이 사용될 때, 이것은 순차적 또는 연대적 순서가 가정된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다.

용어 "포함하는(comprising)"은 이 용어가 다른 엘리먼트들 또는 단계들을 배제하지 않는 것으로서 해석되어야 한다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 유선 송신 라인에서 결함의 위치를 확인하는 방법이 개시되고, 송신 라인은 제 1 종단과 제 2 종단 사이에서 연장하며, 결함은 송신 라인으로의 잡음 신호의 진입을 허용하고, 이 방법은,

- 제 1 측정 유닛에 의해 제 1 종단에서 제 1 변형된 잡음 신호를 측정하여, 제 1 변형된 잡음 신호의 제 1 표현을 구성하는 단계;

- 제 2 측정 유닛에 의해 제 2 종단에서 제 2 변형된 잡음 신호를 측정하여, 제 2 변형된 잡음 신호의 제 2 표현을 구성하는 단계;

- 표현들로부터 결함들의 위치를 유도하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 제 1 및/또는 제 2 변형된 잡음 신호들, 또는 제 1 및/또는 제 2 표현들 각각은, 제 1 및/또는 제 2 변형된 잡음 신호들(또는 이들 신호들의 제 1 및/또는 제 2 표현들)을 수신하고, 그로부터 정보를 유도하기 위해 구성된 중앙 처리 유닛으로 더 송신되거나 전송될 수 있다.

잡음 신호의 진입은 결함에 의한 잡음 신호의 캡처링(capturing) 또는 수신으로서 알 수 있다.

예를 들어, (변형된) 잡음 신호의 표현은 시간 축에 대한 정보(예를 들어, 샘플 마다에 대한 시간 스탬프들, 또는 제 1 샘플의 시간 스탬프 및 사용된 샘플링 주파수)를 옵션으로 또한 포함하는, 시간 도메인에서 잡음 신호를 샘플링함으로써 획득될 수 있다.

따라서, 표현은 측정된 (변형된) 신호 자체일 수 있지만, 또한 처리된 측정 신호일 수 있다. 표현은 또한 각각의 변형된 잡음 신호의 도달의 시간스탬프일 수 있다.

제 1/제 2 변형된 잡음 신호를 측정하는 작용은, 바람직하게는 제 1/제 2 측정 유닛에 의해 수행될 수 있다. 이들 측정 유닛들은 제 1 및 제 2 라인 테스팅 유닛(line testing unit)(LTU1, LTU2)에 각각 포함될 수 있다. 중앙 처리 유닛은 라인 테스팅 유닛들 중 하나에 포함될 수 있지만, 다른 라인 테스팅 유닛은 상기 측정치 또는 상기 측정치의 표현을 다른 라인 테스팅 유닛으로 송신하거나 전달하기 위해 구성될 수도 있다.

중앙 처리 유닛은 또한, 제 1 및 제 2 라인 테스팅 유닛들 양자의 외부에 위치될 수 있다. 이들 경우에서, 제 1 및 제 2 라인 테스팅 유닛들 양자는 바람직하게는, 측정치(또는 그 측정치의 표현)를 중앙 처리 유닛으로 전송하거나 송신하기 위해 구성된다.

측정된 신호(또는 신호의 표현)의 전송 또는 송신 또는 통신은 제 1 종단과 제 2 종단 사이에서 연장하는 송신 라인을 통해 수행될 수 있다. 이것은 필수적이지는 않지만, 예를 들어, 무선 통신 또는 당업자에게 공지되어 있는 다른 기술들에 의해 또한 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 방법은 상기 송신 라인의 제 1 및 제 2 종단에 각각 위치된 제 1 및 제 2 측정 유닛을 동기화하는 단계를 더 포함한다.

제 1 및 제 2 측정 유닛은 후술하는 바와 같이 영구적으로 또는 일시적으로, 송신 라인의 제 1 및 제 2 종단에 포지셔닝(position)될 수 있다.

바람직한 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 측정 유닛의 동기화는 제 1 및 제 2 종단들 사이의 시간 전달 및 주파수 동기화를 포함한다.

바람직한 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 표현들로부터 상기 결함들의 위치를 유도하는 단계는,

- 제 1 변형된 잡음 신호와 제 2 변형된 잡음 신호의 도달 사이의 시간차를 결정하는 단계;

- 적어도 미리결정된 라인 길이 및 미리결정된 송신 라인 특징에 기초하여, 결함들의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시예들에 따르면, 시간차는 제 1 또는 제 2 변형된 잡음 신호의 주파수의 함수에서 위상 특징들의 차이로부터 유도될 수 있다. 변형된 잡음 신호의 위상 특징은 그것의 퓨리에 변환으로부터 획득될 수도 있다. 이러한 퓨리에 변환은 주파수 마다, 통상적으로 데카르트 포맷, 예를 들어,

의 복소수를 제공한다. 이들 복소수들이 극성 포맷, 예를 들어,

(반경, 각도)으로 변환될 때, 각도는 특정 주파수

(여기서,

이고, f는 주파수)에서 신호의 위상을 제공한다. 위상 특징에서의 이러한 차이(

)로부터, 2개의 시간차:

위상 지연차 =

그룹 지연차 =

가 계산될 수 있다.

제 1 시간차는 평이한 제산이고, 제 2 시간차는 1차 도함수이다. 통상적으로, 이들은 방법들 양자 및 주파수 모두에 대해 상이한 수를 제공한다. 당업자는 시간차에 대한 최상의 추정치를 추출하기 위해 발견적 학습법(heuristics)에 기초하여 알고리즘을 설계할 수 있다.

바람직한 실시예들에 따르면, 퓨리에 변환은 표현으로부터 계산될 수 있다.

바람직한 실시예들에 따르면, 표현 자체가 퓨리에 변환 자체일 수 있다.

바람직한 실시예들에 따르면, 방법은,

- 제 1 및 제 2 종단에서 상기 제 1 및 상기 제 2 변형된 잡음 신호의 제 1 및 제 2 표현 사이의 진폭차의 측정치를 결정하는 단계;

- 상기 송신 라인의 적어도 미리결정된 라인 길이 및 미리결정된 특징에 기초하여, 진폭차의 측정치로부터 결함의 위치를 유도하는 단계를 포함한다.

송신 라인의 미리결정된 특징은 예를 들어, 전파 속도, 감쇠 특징(예를 들어, 단위 길이 당 dB), 위상 특징, 또는 일반적으로 복소값 전달 함수 H(f)의 모델일 수 있다. 이러한 전달 함수 H(f)는 주파수의 함수에서 복소 함수 (a+jb)이고, 이것은 그 라인상에서 전파하는 신호에 대한 송신 라인의 효과를 설명한다(통상적으로 신호들의 진폭 및 위상에 대한 효과를 설명한다).

표현은 예를 들어, 각각의 변형된 잡음 신호의 진폭을 포함할 수 있다. 진폭차에 대한 측정치는 진폭에서의 실제 차이 또는 진폭비에 대응하는 값을 포함하고, 옵션으로 주파수의 함수일 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 표현으로부터 결함들의 위치를 유도하는 단계는, 진폭차에 대한 측정치를 결정하는 단계 및/또는 제 1 또는 제 2 변형된 잡음 신호의 자동상관 함수의 퓨리에 변환에 의한 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호의 크로스 상관 함수의 퓨리에 변환의 제산으로부터 시간차를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

제 1 양태의 바람직한 실시예에 따르면, 방법은 트위스티드 페어 송신 라인에 적용된다. 이들 트위스티드 페어 송신 라인들은 통상적으로 DSL 애플리케이션들에서 사용된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 잡음 신호는 트위스티드 페어 라인의 배선들상에 차동 모드 간섭을 도입하도록 할 수 있다. 잡음 신호들은,

예를 들어, 전기 가정 기구들(예를 들어, 냉장고, 에어컨, 형광 램프, 조광기 ...)의 오프-온 스위칭에 의해 생성된 충격 잡음

무선 송신기들(예를 들어, 브로드캐스트 라디오국들, 아마추어 라디오)에 의해 생성된 RFI(무선 주파수 간섭) 잡음

DSLAM과 다른 CPE들 사이의 동일한 케이블에서 다른 페어들상의 DSL 송신에 의해 생성된 크로스토크 잡음일 수 있다.

방법은 또한, 동축 라인 타입의 송신 라인에 적용될 수 있다.

방법은 또한 광 라인 타입의 송신 라인에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 잡음 신호의 진입 순간은 알려지지 않거나 미리 결정되지 않는다. 진입 순간은, 송신 라인에서의 결함이 외부 잡음 신호를 수신하거나 캡처하는 순간 또는 시간으로서 정의될 수 있다. 이것은 잡음 신호가 송신 라인에 의해 전파되기 시작하는 시간의 순간으로서 알 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 송신 라인은 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들을 측정할 때는 사용중이 아니다. 다른 실시예들에 따르면, 송신 라인은 이것이 필요하지 않지만, 각각의 변형된 잡음 신호들을 측정할 때 사용중일 수도 있다. 송신 라인이 사용중일 때, 방법은 이러한 사용 동안 라인에 존재하는 신호들로 인한 신호 성분을 필터 아웃하는 단계를 포함할 수도 있다. 송신 라인이 사용중일 때, 방법은 이러한 사용에 따라 라인상에 존재하는 신호들, 및 잡음 진입 신호로 인한 신호 성분을 분리하기 위한 방법들을 포함할 수도 있다.

사용중인 라인에 대한 하나의 가능성은, 반사 측정(단일 종단 라인 테스팅(Single Ended Line Testing; SELT))에 대한 동시 사용이다. 이러한 경우에서, 제 1 또는 제 2 종단에서의 임의의 송신기들은 송신 라인상에서 여기 신호를 효율적으로 전송하고, 이것은 다른 측에서 수신되도록 의도되지 않는다.

사용중인 라인에 대한 다른 가능성은, 측정 유닛들이 모뎀들/트랜시버 유닛들(XTU-R/XTU-C)로 통합되는 경우이다. 이들 모뎀들은 정상 데이터 송신 모드에 있을 수 있으며, 동시에, 측정 유닛들은 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행한다. 이러한 경우에서, 데이터 신호 및 변형된 노이즈 신호의 분리는 당업자에게 공지된 바와 같은, 결정-지향 방식에서 에러 신호를 결정하는 콘스텔레이션(constellation) 디코더들에 있을 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 잡음 신호는 미리결정된 여기 신호를 포함하지 않는다. 다시 말해, 잡음 신호의 특징은 처음부터 알려지지 않는다. 잡음 신호의 이들 특징들이 결함 검색을 달성하기 위해 사전결정되거나 알려질 필요가 없다는 것이 본 발명의 실시예들의 이점이다.

바람직한 실시예들에 따르면, 방법은 제 1 종단 및 제 2 종단 사이에서 라인 길이를 결정하거나 검색하는 단계를 더 포함한다. 이것은 당업자에게 알려진 방법들에 의해 결정될 수도 있거나, 이러한 목적을 위해 제공될 수도 있는 데이터베이스로부터 검색될 수도 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 유선 송신 라인에서 결함의 위치를 결정하는 시스템이 개시되고, 이 시스템은,

- 송신 라인의 제 1 종단에서 제 1 변형된 잡음 신호를 측정하는 제 1 수단;

- 송신 라인의 제 2 종단에서 제 2 변형된 잡음 신호를 측정하는 제 2 수단;

- 상기 변형된 신호들로부터 송신 라인으로 잡음 신호의 진입의 위치를 유도하기 위해 동기화된 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들을 처리하도록 구성된 처리 수단을 포함한다.

바람직한 실시예에서, 시스템은 변형된 잡음 신호들을 측정하는 제 1 및 제 2 수단을 동기화하는 수단을 더 포함한다.

바람직한 실시예에서, 처리 수단은 송신 라인의 적어도 사전결정된 라인 길이 및 사전결정된 송신 라인 특징에 기초하여 제 1 및 제 2 변형된 신호들을 측정하는 제 1 및 제 2 수단 사이에서 제 1 및 제 2 변형된 신호들의 도달 시간차를 결정하도록 구성된다.

바람직한 실시예들에 따르면, 처리 수단은 송신 라인의 적어도 사전결정된 라인 길이 및 사전결정된 감쇠 특징에 기초하여 제 1 및 제 2 변형된 신호들의 진폭차에 대한 측정치를 결정하도록 구성된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 시스템은 송신 라인의 특징들을 결정하거나 검색하는 수단을 더 포함한다. 이들 특징들은 상술한 바와 같은, 임의의 라인 길이, 전파 속도, 감쇠 특징, 위상 특징, 또는 더욱 일반적으로 복소값 전달 함수 H(f)의 모델 또는 이들의 임의의 조합 또는 당업자에게 알려진 다른 특징들을 포함할 수도 있다.

본 발명의 제 1 양태에 대한 특징들 및 실시예들에 대응하는 본 발명의 제 2 양태에 대한 특징들 및 실시예들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 본 발명의 범위내이도록 유사하게 고려된다.

제 1 측정 수단 및 처리 수단이 제 1 라인 테스팅 유닛(LTU1)에 통합될 수 있다는 것에 더 유의해야 한다. 제 2 라인 테스팅 유닛(LTU2)은 제 2 측정 수단을 포함할 수도 있고, 그것의 각각의 측정치를 (제 2 라인 테스팅 유닛에 의해 송신된 측정치를 수신하도록 구성될 수도 있는) 제 1 라인 테스팅 유닛을 향해 송신하는 수단을 더 포함할 수도 있다.

라인 테스팅 유닛들은 기존의 네트워크 인프라구조 엘리먼트들 또는 네트워크 노드들로 집적될 수 있다. 이들은 예를 들어, 모뎀들(예를 들어, XTU들)에 집적되거나 통합되거나 포함될 수 있다.

라인 테스팅 유닛들은 또한, 이들이 네트워크(엘리먼트)에 반드시 영구적으로 집적되지 않고 기존의 네트워크 인프라구조에 적용될 수 있도록 제공될 수도 있다. 라인 테스팅 유닛들 또는 유선 송신 라인에서 결함의 위치를 결정하는 시스템은 라인상의 결함이 발견되었거나 식별되어야 할 때 라인에 적용될 수 있다. 결함의 검색 이후에, 라인 테스팅 유닛 또는 시스템은 라인 또는 네트워크로부터 제거될 수 있다.

다른 실시예들에서, 2개의 라인 테스팅 유닛들 중 하나만이 네트워크 인프라구조(의 노드)에 집적될 수도 있고, 다른 라인 테스팅 유닛은 영구적 네트워크 인프라구조와는 독립적이거나 외부에 있을 수 있다. 제 2 라인 테스팅 유닛은, 결함을 검색하기 위해, 특정한 라인이 라인 결함들로부터 손상을 받는 순간에 네트워크에 적용될 수 있다. 그 후, 이러한 라인 테스팅 유닛은 제거될 수 있고 다른 곳에서 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 양태들이 종속항들에 의해 설명된다. 종속항들로부터의 특징들, 임의의 독립항의 특징들 및 다른 종속항들의 임의의 특징들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 특정한 결합에서만 아니라, 당업자에게 적절하게 고려되는 바와 같이 결합될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들을 예시한 도면.

첨부한 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하기 위해 사용된다.

각각의 도면들과 함께 읽을 때, 본 발명의 상기 및 다른 바람직한 특징들 및 목적들은 더욱 명백해질 것이고, 본 발명은 아래의 상세한 설명으로부터 더욱 양호하게 이해될 것이다.

본 발명의 양태들의 설명은 특정한 도면들을 참조하여 특정 실시예들에 의해 수행되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도시된 도면들은 단지 개략적이고 제한하는 것으로서 고려되지 않아야 한다.

본 발명에 따른 특정한 실시예들의 설명에서, 다양한 특징들은 때때로, 다양한 발명적 양태들 중 하나 이상의 이해를 돕기 위해 단일 실시예, 도면 또는 그것의 설명에서 함께 그룹화된다. 이것은 그룹의 모든 특징들이 특정한 문제점을 해결하기 위해 반드시 제공되는 것처럼 해석되지 않는다. 발명적 양태들은 특정한 실시예의 설명에 제공된 특징들의 이러한 그룹의 모든 특징들 이하일 수도 있다.

여기에 설명된 일부 실시예들이 다른 실시예들에 포함된 다른 특징들이 아닌 일부를 포함하기 때문에, 상이한 실시예들의 특징들의 조합들은 본 발명의 범위내이도록 의미되고, 당업자에 의해 이해되는 바와 같은 상이한 실시예들을 형성한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, DSL 시스템의 모뎀들 양자(xTU-C 및 xTU-R)(각각 XDSL 트랜시버 유닛 - 중앙측 및 XDSL 트랜시버 유닛 - 원격측)는 사전결정된 여기 신호들을 전송하지 않고 송신 라인을 동기적으로 청취한다.

그 원점이 알려지지 않은 외부 공통 모드 잡음이 트위스티드 페어상의 특정한 포인트에서 차동 모드로 주입되고 변환될 때, 차동 모드 잡음은 모뎀들이 접속되는 트위스티드 페어의 양종단들로 전파한다. 그러나, 2개의 모뎀들은 특정한 차동 시간 지연 및/또는 특정한 차동 감쇠를 갖는 이러한 외부 잡음을 검출할 것이다.

이들 파라미터들 양자는 주입 포인트와 모뎀들 각각 사이의 트위스티드 페어의 길이에 의존한다.

본 발명의 바람직할 실시예들에 따르면, 트위스티드 페어 타입의 전파 속도 및 감쇠 특징들은 알려지거나, 최신의 기법에 의해 결정될 수 있다. 바람직한 실시예들에 따르면, 전파 속도는 라인의 총 길이에 걸쳐 일정한 것으로 고려될 수 있거나, DSL 오퍼레이터는 최신의 모델들 및 기법들을 사용함으로써 이들 파라미터들을 용이하게 결정할 수 있다.

그 후, 동기화된 모뎀들 양자의 측정치들을 조합하고 상관시킴으로써, 잡음 주입의 위치가 유도될 수 있다.

본 발명에 따르면, 라인 테스트 유닛(LTU)들은 시간에서 동기화된다. 동기화는 시간 전달 및 주파수 동기화의 처리들을 포함할 수 있다.

시간 전달 처리들은, LTU들 양자에서의 클록들이 시간에서 적어도 하나의 순간에 동일한 타임스탬프를 나타낸다는 것을 확립하는 방법이다. 연장된 시간 주기 동안 양 종단들상에서 동일한 시간스탬프들을 보장하기 위해, 주파수 동기화가 또한 요구된다. 주파수 동기화 처리들은, LTU들 양자에서의 클록들이 동일한 주파수상에서 구동한다는 것을 확립하는 방법이다. 따라서, 시간스탬프들이 시간에서 일 순간에 양 종단들상에 동일하면, 이들은 연장된 시간 주기 동안 양 종단들상에서 동일하게 유지된다.

최신의 방법들의 범위가 시간 전달 처리를 수행하기 위해 존재한다.

"시간 전달"을 수행하는 일 타입의 방법들은 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)을 사용하는 것이다(예를 들어, "GPS 시간 전달 처리", WLODZIMIERZ LEWANDOWSKI AND CLAUDINE THOMAS, PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 79, NO. 7, 1991년 7월 참조). 다른 타입의 방법들은 IETF (IETF RFC 1305, "네트워크 시간 프로토콜 (버전 3) - 사양, 구현 및 분석", 1992년 3월, http://tools.ietf.org/html/rfc1305)에 의해 정의된 바와 같은, 네트워크 시간 프로토콜(NTP)을 사용한다. 이러한 NTP는 IP(인터넷 프로토콜) 네트워크들에 걸쳐 클록들을 동기화함으로써 협정 세계시(UTC)를 분배하는 프로토콜이다.

당업자는 또한, 오직 물리적 네트워크 레이어를 사용하고 "양방향 시간 전달"의 널리 공지된 원리를 사용함으로써 새로운 방법들을 고안할 수도 있다. 이것은, 시간에서 특정한 물리적 순간의 마커로서("시간-마커") 제 1 LTU(LTU1)로부터 제 2 LTU(LTU2)로 라인상에서 신호의 전송, LTU1으로부터 LTU2로 송신된 순간 시간-마커에 대응하는 LTU1 시간스탬프의 통신, 및 LTU2로부터 LTU1으로 수신된 순간 시간-마커에 대응하는 LTU2 시간스탬프의 통신을 사용할 것이다. "양방향 시간 전달"의 양태는 다른 방향에서 유사한 절차의 실행을 더 포함할 수 있다.

다양한 최신의 방법들이 주파수 동기화를 수행하기 위해 사용될 수 있다.

주파수 동기화를 수행하는 하나의 타입의 방법들은 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)을 사용한다(예를 들어, "GPS 시간 전달 처리", WLODZIMIERZ LEWANDOWSKI AND CLAUDINE THOMAS, PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 79, NO. 7, 1991년 7월 참조).

당업자는 또한, 오직 물리적 네트워크 레이어를 사용하고, LTU2가 그것의 클록을 PLL(위상 고정 루프) 기법을 사용하여 고정하는 LTU1으로부터 LTU2로 신호를 전송하는 널리 공지된 원리를 사용함으로써 새로운 방법들을 고안할 수도 있다. 이러한 신호는 예를 들어, 단일 사인곡선(파일럿 톤(pilot-tone))일 수 있거나 더욱 복잡한 신호가 사용될 수 있다.

주파수 동기화를 위해, 파일럿 톤(또는 대역의 제한된 부분에서의 일부 다른 신호)이 유닛들 사이에서 전송될 수 있다는 것에 유의한다. 그러나, 파일럿 톤 신호는 여기 신호로서 고려되지 않아야 하고, 단지 동기 신호이다. "여기 신호"는 라인의 특징들을 측정하기 위해 수신기에 의해 사용되는 것으로 의도된다. 파일럿 톤의 경우에서, LTU는 동기화를 위해 파일럿 톤을 청취할 수도 있다. 잡음 신호를 측정하기 위해, 파일럿 톤을 필터 아웃할 수 있다. 파일럿 톤의 존재는, 예를 들어, 동기화가 다른 수단에 의해 또한 달성될 수도 있기 때문에 필요하지는 않다. 2개의 기본적인 예들이 후술되는 본 발명의 실시예들을 예시한다(도 1 참조). 이들 실시예들의 성능을 더 개선시키기 위해, 당업자가 인식하는 바와 같이, 단계 3 및 4에서 더욱 복잡한 최신의 신호 처리가 사용될 수 있다.

예 1: 시간 측정치의 사용

0/ 잡음 주입은 시간 t0에서 라인 결함(잡음 주입 포인트(NIP))에서 발생하고, 이것은 라인의 양방향(잡음 전파 방향(NP))에서 전파하는 진폭 A0를 갖는 잡음 신호를 도입한다.

a/ LTU1 및 LTU2 양자는 잡음 파형을 측정하여 디지털화한다.

b/ LTU1과 LTU2 사이의 통신 채널 셋업을 통해, LTU2는 시간스탬프 정보와 함께 디지털화된 잡음 파형을 LTU1으로 되전송한다.

c/ LTU2 또는 외부 처리 유닛(LT-P)은 예를 들어, 크로스-상관 함수를 통해 (t1-t2) [LTU1 및 LTU2 각각에서 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들의 도달 시간들]을 결정하기 위해 파형들 모두를 처리한다.

d/ LTU2 또는 외부 처리 유닛은 예를 들어, 아래에 유도되는 방정식 (1) 및 (2)에 기초하여, L1(NIP(결함)와 LTU1 사이의 거리) 및 L2(NIP와 LTU2 사이의 거리)를 결정하기 위해 (t1-t2)를 사용한다.

LTU1에 대한 전파 시간 = (t1-t0) = L1 / v

LTU2에 대한 전파 시간 = (t2-t0) = L2 / v

v = (송신 매체에 관한 지식을 사용하는) 전파 속도이다.

따라서,

방정식 (1) : (L1 - L2) = v * (t1-t2)

다른 수단에 의해 검색되거나 측정될 수 있는 총 루프 길이(L)에 관한 지식에 기초하여,

방정식 (2) : (L1 + L2) = L

L1 및 L2 중의 하나는,

방정식 (3) L1 = 1/2 * (v * (t1 - t2) + L)

방정식 (4) L2 = -1/2 * (v * (t1 - t2) - L)

와 같이 풀릴 수 있다.

예 2: 진폭 측정치의 사용

a/ LTU1 및 LTU2 양자는 잡음 파형을 측정하여 디지털화한다.

b/ LTU1과 LTU2 사이의 통신 채널 셋업을 통해, LTU2는 옵션으로 시간스탬프 정보와 함께 디지털화된 잡음 파형을 LTU1로 되전송한다.

c/ LTU2 또는 외부 처리 유닛(LT-P)은 예를 들어, 당업자에게 알려진 크로스 상관 함수를 사용하여 A1/A2(A1 및 A2는 제 1 및 제 2 변형된 신호들 각각의 진폭들)를 결정하기 위해 파형들 모두를 처리한다.

d/ LTU2 또는 외부 처리 유닛은 예를 들어 아래와 같이 L1 및 L2를 결정하기 위해 (A1-A2)를 사용한다.

LTU1에 대한 전파 감쇠 = 20*log10 (A1/A0) = k*L1

LTU2에 대한 전파 감소 = k*L2

k = (송신 매체에 관한 지식을 사용하는) 단위 길이당 감쇠(dB)

따라서,

방정식 (1): (L1 - L2) = 1/k*20*log10 (A1/A2)

다른 수단에 의해 검색되거나 측정될 수 있는 루프의 총 길이(L)에 관한 지식에 기초하여,

방정식 (2): (L1 + L2) = L

L1 및 L2 중 하나는,

방정식 (3) L1 = 1/2 * (1/k * 20*log10 (A1/A2) + L)

방정식 (4) L2 = 1/2 * (-1/k * 20*log10 (A1/A2) + L)

와 같이 풀릴 수 있다.

설명한 예들은 또한 다른 단계들을 포함할 수도 있다.

진폭 및 시간차에 기초하여 상술한 예들이 기본적인 예들이라는 것에 유의해야 한다. 실제로, 당업자가 인식하는 바와 같이, 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들(의 표현)로부터 결함의 위치를 유도하기 위해 더욱 진보된 방법들이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 더욱 진보된 실시예들에서, 방법은 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들의 크로스 상관 함수 및 제 1 또는 제 2 변형된 잡음 신호의 자동 상관 함수를 결정하는 단계, 양자의 함수들에 대한 퓨리에 변환을 결정하는 단계 및 이들 퓨리에 변환들을 나누는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 원리들이 특정한 실시예들과 관련하여 상술되었지만, 이러한 설명이 단지 예로서 이루어지고 첨부한 청구범위에 의해 결정되는 보호의 범위의 제한이 아니다는 것이 명백하게 이해될 것이다.

LTU : 라인 테스팅 유닛

Claims (15)

1. 유선 송신 라인에서 결함의 위치를 확인하는 방법으로서,
   상기 송신 라인은 제 1 종단과 제 2 종단 사이에서 연장하고, 상기 결함은 상기 송신 라인으로 잡음 신호의 진입을 허용하는, 상기 방법에 있어서:
   a. 제 1 측정 유닛에 의해 상기 제 1 종단에서 제 1 변형된 잡음 신호를 측정하여, 상기 제 1 변형된 잡음 신호의 제 1 표현을 구성하는 단계;
   b. 제 2 측정 유닛에 의해 상기 제 2 종단에서 제 2 변형된 잡음 신호를 측정하여, 상기 제 2 변형된 잡음 신호의 제 2 표현을 구성하는 단계; 및
   c. 상기 표현들로부터 결함들의 위치를 유도하는 단계를 포함하는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 송신 라인의 상기 제 1 종단 및 상기 제 2 종단에 각각 위치된 상기 제 1 측정 유닛 및 상기 제 2 측정 유닛을 동기화하는 단계를 더 포함하는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 측정 유닛 및 상기 제 2 측정 유닛의 상기 동기화는, 상기 제 1 종단과 상기 제 2 종단 사이의 시간 전달(time transfer) 및 주파수 동기화를 포함하는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 표현 및 상기 제 2 표현으로부터 상기 결함들의 위치를 유도하는 단계는,
   a. 상기 제 1 변형된 잡음 신호 및 상기 제 2 변형된 잡음 신호의 도달 사이의 시간차를 결정하는 단계; 및
   b. 적어도 사전결정된 라인 길이 및 사전결정된 송신 라인 특징들에 기초하여, 상기 결함들의 위치를 결정하는 단계를 포함하는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   a. 상기 제 1 종단 및 상기 제 2 종단에서 상기 제 1 변형된 잡음 신호 및 상기 제 2 변형된 잡음 신호의 상기 제 1 표현과 상기 제 2 표현 사이의 진폭차의 측정치를 결정하는 단계; 및
   b. 상기 송신 라인의 적어도 사전결정된 라인 길이 및 사전결정된 특징들에 기초하여, 상기 진폭차의 상기 측정치로부터 상기 결함의 위치를 유도하는 단계를 포함하는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 라인은 트위스티드 페어(twisted pair) 송신 라인인, 결함의 위치를 확인하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 잡음 신호는, 상기 트위스티드 페어 송신 라인의 배선들상에 차동 모드 간섭을 도입하도록 되어 있는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잡음 신호의 진입 순간은 알려지지 않은, 결함의 위치를 확인하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 라인은, 상기 제 1 변형된 잡음 신호 및 상기 제 2 변형된 잡음 신호를 측정할 때 사용중이 아닌, 결함의 위치를 확인하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잡음 신호는 사전결정된 여기 신호를 포함하지 않는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라인의 길이를 결정하거나 검색하는 단계를 더 포함하는, 결함의 위치를 확인하는 방법.
12. 유선 송신 라인에서 결함의 위치를 결정하는 시스템에 있어서:
    a. 송신 라인의 제 1 종단에서 제 1 변형된 잡음 신호를 측정하는 제 1 수단;
    b. 송신 라인의 제 2 종단에서 제 2 변형된 잡음 신호를 측정하는 제 2 수단; 및
    c. 상기 변형된 신호들로부터 상기 송신 라인에서의 잡음 신호의 진입의 위치를 유도하기 위해 동기화된 제 1 및 제 2 변형된 잡음 신호들을 처리하도록 구성된 처리 수단을 포함하는, 결함의 위치를 결정하는 시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 변형된 잡음 신호들을 측정하는 상기 제 1 수단 및 상기 제 2 수단을 동기화하는 수단을 더 포함하는, 결함의 위치를 결정하는 시스템.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 처리 수단은, 상기 송신 라인의 적어도 사전결정된 라인 길이 및 사전결정된 송신 라인 특징들에 기초하여 상기 제 1 변형된 신호 및 상기 제 2 변형된 신호를 측정하는 상기 제 1 수단과 상기 제 2 수단 사이의 상기 제 1 변형된 신호 및 상기 제 2 변형된 신호의 도달 시간차를 결정하도록 구성되는, 결함의 위치를 결정하는 시스템.
15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 처리 수단은, 상기 송신 라인의 적어도 사전결정된 라인 길이 및 사전결정된 감쇠 특징들에 기초하여 상기 제 1 변형된 신호 및 상기 제 2 변형된 신호의 진폭차에 대한 측정치를 결정하도록 구성되는, 결함의 위치를 결정하는 시스템.

Images