NO136124B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse viser en fremgangsmåte og en anordning for oppmåling i en fortrinnsvis for telefoni beregnet kabel av par- eller fireslått type av den av overhoring fra minst et forstyrrende par på hvilket overfores f.eks. et PCM-signal til et forstyrret par forårsakede bitfeilfrekvens hos et for overforing i 3-nivåkodet form over en gitt lengde av det forstyrrede paret i nevnte kabel beregnet PCM-system.

I storbyområdene blir det stadig vanskeligere og dermed dyrere

å legge ned nye telefonkabler, og interessen for.utnyttelse av digital transmisjonsteknikk, f.eks. gjennom installasjon av PCM-primærmultiplexsystem for utvidelse av antallet talefor-bindelser på eksisterende par- og fireslåtte kabler, blir stadig storre. Hoyre ordens multiplex vil trolig også komme til anvendelse i denne sammenheng i lopet av de nærmeste årene.

Overgangen til PCM-transmisjon på forbindelseslednings- og land-kabler er i mange tilfeller også okonomisk lonnsomt i forhold til alternativet med nedlegging av ny kabel for utvidelse av transmisjonskapasiteten. -Muligheten til overforing av digitalt kodet informasjon, f.eks. .pulskodemodulert tale over parledninger i symmetriske parkabler, er imidlertid begrenset av ulike faktorer. Kabeldampingen be-grenser naturligvis den transmisjonsstrekning over hvilken PCM-signalene kan overfores med gitt feilsannsynlighet ved detek-teringen. For å overskride denne transmisjonsstrekning må det i hensiktsmessig avstand innfores digitale mellomforsterkere, såkalte regeneratorer. Videre virker overhoring fra andre PCM-systemer i samme kabel forstyrrende på transmisjonen liksom eksempelvis telefonstasjonenes signalering, nærliggende jern-baner, kraftledninger og lignende.

Overhoringen forårsakes av de kapasitive og induktive ubalan-sene mellom parene i kabelen, hvor forskjellen i overhoringen mellom ulike par kan være betydelig. Når begge transmisjons-retningene tilsiktes lagt til samme kabel, begrenses det antall par som kan utnyttes for PCM-transmisjon liksom de enkelte overforingenes kvalitet, hovedsakelig av den såkalte næroverhoringen, dvs. den overhoring som oppstår i kabelen mellom ledningspar som bærer trafikk i motsatte retninger. Man taler i forbindelse med overhoringen om det forstyrrende paret eller parene respektive det forstyrrede paret.

Ved projektering av PCM-kabelseksjoner onskes av okonomiske grunner så lange kabelseksjoner som mulig. I overensstemmelse med det ovenstående er imidlertid kabelseksjonenes individuelle lengde begrenset, og det blir folgelig nodvendig gjennom målinger for installasjonen av PCM-systemets regeneratorer nærmere, å undersoke kabeldempningens og forstyrrelsenes innvirkning som funksjon av seksjonslengden.

Godhetskriteriet på en PCM-systemledning er den middelfeilfre-kvens som oppnås ved transmisjon på ledningen. Denne må ikke

_7

overstige, en viss verdi, eksempelvis 10

Da man gjennom målinger onsker å konstatere hvorvidt aksep-tabel feilfrekvens fås på et ledningspar i en allerede nedlagt kabel, oppstår problemer ettersom ledningsforbindelsen oftest bare er tilgjengelig i kabelens endepunkter. Om nå kabelen er så lang at en PCM-overforing skulle kreve en eller flere regeneratorer, så kan man folgelig ikke ved målinger overfore et PCM-signal på det forstyrrede paret mellom kabelens endepunkter og ikke heller utfore en direkte feilfrekvensmåling der det forstyrrende signalet er av PCM-type.

For å omgå ovennevnte problem 'måler man i overensstemmelse

med en kjent metode (Electrical Communication, Volume 47, No. 4, 1972) for vurdering av de ulike ledningsparenes egnethet

i en kabel for PCM-transmisjon næroverhoringen mellom hver og ett av ledningsparene og et forstyrrende par. Som forstyrrende signal anvendes et sinusformet.signal med en frekvens som omtrentlig faller sammen med maksimum for det beregnede PCM-signalets spektrum. Ved en PCM-overforing på 2 Mb/s ligger dette maksimum ved omtrent 1 MHz. Via et båndpassfilter avstemt til den utsendte signalfrekvensen oppmåles hvor stor del av den utsendte effekten .som overbores til det forstyrrede paret. På grunn av at næroverhoringsdempningens frekvensavhengighet oppviser stor bolgethet kan man ikke ut fra målingsresultatene ifolge metoden vedrorende en.eneste frekvens direkte avgjore hvorvidt et visst par er bedre egnet for PCM-overforing enn et annet, ettersom PCM-signalet er bredbåndet. Med hjelp av sta-tistiske beregninger av måleresultatene kan man imidlertid få en viss oppfatning om hvor mange PCM-systemer som kan instal-leres på kabelen som funksjon av kabelseksjonens lengde;

Gjennom det som er, foreslått å modifisere metoden på det vis at målingen foretas ved flere frekvenser hos det sinusformede signalet eller gjennom å anvende en PCM-sender som stoykilde kan man vurdere de ulike parenes innbyrdes egnethet for PCM-transmisjon.

Som ovenfor beskrevet kan man også vurdere den forstyrrende innvirkning på PCM-transmisjonen av signalisering mellom sta-sjonene. Felles for de beskrevne metodene er at storrelsen av forstyrrelsen er det oppmålte effektnivået på det forstyrrede paret. For å få en oppfatning av om den av forstyrrelsene forårsakede feilfrekvens ved en PCM-transmisjon på det forstyrrede paret må måleresultatene oversettes til tidsplanet. For korrekt å kunne gjore dette må amplitudefordelingen hos den overhorte forstyrrelsen være kjent. Dette er imidlertid ikke tilfelle, hvorfor man er henvist til å gjore visse mer eller mindre riktige antagelser om denne fordelingen.

En metode for oppmåling i -tidsplanet av innvirkning av næroverhoring fra et forstyrrende PCM-system er også tidligere kjent gjennom nevnte publikasjon. Ifolge denne metoden innmates et virkelig eller simulert PCM-signal på et forstyrrende par. Den gjennom næroverhoringen til det forstyrrede paret overforte forstyrrelse forsterkes i en varierbar forsterker og adderes til et uforstyrret PCM-signal, hvilket forst er dempet i en variabel kabelsimulator. Det kombinerte signalet tilfores en ordinær PCM-regenerator, hvis utgangssignal i en feiltellerkrets testes med henblikk på feilaktigheter i den anvendte PCM-koden. Med hjelp av den variable kabelsimulatoren kan forstyrrelsenes innvirkning som funksjon av kabelseksjonslengde vurde-res, og gjennom å oke den variable forsterkerens forsterkning kan man få stadig mindre amplituder hos den overhorte forstyrrelsen til å forårsake feil ved regenereringen. For en viss detektert feilfrekvens og innstilt kabellengde er således nevnte forsterkers forsterkning et mål på aktuell forstyrrelsesmargi-nal mellom det forstyrrende og det forstyrrede paret. Frem-gangsmåtens ulempe er dens kompleksitet. Blant annet inngår det i målingsinnretningen en komplisert kabelsimulator.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en

fremgangsmåte og en anordning for måling direkte i tidsplanet av den genererte feilfrekvensen på et forstyrret par forårsaket av næroverhoring fra et eller flere forstyrrende PCM-systemer eller lavfrekvente signaliseringssystemer.

Oppfinnelsens kjennetegn fremgår herved av de kjennetegnende delene av vedlagte patentkrav.

Oppfinnelsen kommer i det folgende til å beskrives nærmere i forbindelse med vedlagte figurer, av hvilke

fig. 1 viser prinsippet for næroverhoringsmåling ifoige en kjent fremgangsmåte,

fig. 2 viser et kjent prinsipp for oppmåling av den av næroverhoringen forårsakede feilfrekvens på et forstyrret par,

fig. 3 viser prinsippet for feilfrekvensmåling ifolge oppfinnelsen,

fig. 4 viser skjematisk prinsippet for en ordinær PCM-regenerator,

fig. 5 viser oyemonsteret for et 3-nivåkodet PCM-signal i de-tekter ingspunktet,

fig. 6 viser prinsippet for en modifisert regenerator ifolge fig. 4, slik som den anvendes for utforelsen av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen,

fig. 7 viser en andre utfbrelsesform av den modifiserte regeneratoren tilpasset for en annen type måling.

Fig. 1 viser prinsippet for næroverhoringsmåling ifolge en kjent fremgangsmåte. Et forstyrrende par 2 mates fra kabelens ene ende fra en stoykilde 1 med f.eks. et sinusformet signal av en frekvens overensstemmende med frekvensen for maksimum i det beregnede PCM-systemets spektrum. Et filter 5 av båndpasstypen avstemt til denne frekvens er forbundet med et forstyrret par, på hvilket den aktuelle målingen utfores. På utgangen av bånd-passfilteret oppmåles med hjelp av en effektmeter 6 hvor mye av sendeeffekten som overbores. Fremgangsmåten har de ovennevnte ulempene. Fig. 2 viser et kjent prinsipp for oppmåling av den av næroverhoringen forårsakede feilfrekvens på et forstyrret par. Det forstyrrende paret 8 i kabelen mates her fra en PCM-sender 7 forbundet til samme kabelende som måleinnretningen. Forstyrrelsene overhorte til det forstyrrede paret 9 forsterkes i en variabel forsterker 10 og mates til en summerende krets 11. En annen PCM-sender 13 er via en kabelsimulator 12 forbundet til en andre inngang på nevnte summerende krets 11. De overlagrede signalene, dvs. det kjente PCM-signalet fra senderen 13 og de til amplitude varierbare forstyrrelsene fra kabelen, tilfores en regenerator 14 av konvensjonelt slag. Det regenererede PCM-signalet testes i testkretsen 15 med henblikk på feilaktigheter i den anvendte PCM-koden. Denne målemetoden har de ovennevnte i forbindelse med teknikkens stand beskrevne ulemper. Fig. 3 viser prinsippet for feilfrekvensmåling ifolge oppfinnelsen. Et eller flere forstyrrende PCM-systemer 16, 17 mater et tilsvarende antall par 21 i kabelen. Punktet A representerer en inngang til et par 22 i kabelen, hvilket kan bære andre for-styrrelsessignaler som f.eks. lavfrekvenssignaler for overforing av informasjon mellom stasjoner i nettet. En måleinn-retning 18, 19 er forbundet med det forstyrrede paret 23. Anordningen 18 utgjdres av en modifisert regenerator ifolge den folgende beskrivelse, og enheten 19 er en feiltellerkrets.

Fig. 4 viser prinsippet for en PCM-regenerator av den type fra hvilken man har gått ut fra ved konstruksjonen av anordningen ifolge oppfinnelsen. Via en tilpasningskrets 26 innkommer fra kabelseksjonen 24 på ett par et PCM-signal. Dette signalet er på grunn av overforingen over kabelseksjonen blitt degenerert og skal altså innen det igjen sendes ut på den etterfSigende kabelseksjonen 25 regenereres. En automatisk utjevner bestående av et kabelforlengelsesnett 28, hvis dempning kan varieres, en forsterker 29 og et tilbakeforingsnett 30 kompenserer for ulike kabellengder og er forbundet til nevnte tilpasningsnett. Kabel-forlengningsnettet har oftest en dempningskarakteristikk som forloper som roten av frekvensen. Forsterkeren 29 innstilles for den maksimale regeneratoravstanden på kabelstrekningen, og avvikelser fra denne avstanden reguleres automatisk med hjelp av det tilbakekoblede systemet. På utgangen av utjevneren fås således et signal med gitt nominell amplitude uansett lengden

på den foregående kabelseksjonen. En taktgenerator 33 forbundet til utjevnerens utgang regenererer av den innkommende PCM-strommen korrekt bittaktfrekvens gjennom f.eks. som i en kjent anordning forst å likerette PCM-signalet og anvende dette som styre-signal til en resonanskrets med pulsformet utgangssignal. Til

utjevnerens utgang er likeledes to nivåavfoiende beslutningskretser 31, 32 av Schmittriggertypen forbundet, en for hver signalpolaritet på PCM-strommen. Ved hjelp av den gjenskapte bittaktfrekvensen samples beslutningskretsene, hvorved et re-generert PCM-signal oppnås, hvilket via tilpasningskretsen 27 forbindes med et par i den etterfolgende kabelseksjonen 25.

Fig. 5 viser et såkalt oyemonster av et PCM-signal på utgangen av utjevneren. Det forutsettes her at PCM-signalet er 3-nivåkodet, f.eks. ifolge standard .AMI (Alternate Mark Inversion). Det utjevnende signalet kan da i de markerte provetidspunktene på den underste tidsaksen i diagrammet anta tre ulike alter-native verdier, hvilke kan betegnes med +1, 0, -1. Om et antall signalsekvenser som inneholder slike ettall og nuller overlagres hverandre, får man et diagram overensstemmende med det viste. Alle overganger mellom de ulike nivåene er repre-sentert. Navnet "oyemonster" kommer av at de parvis overfor hverandre fremtredende åpne områdene i diagrammet minner om oyne. På grunn av forstyrrelser, f.eks. stoy på overforingen, blir signalamplituden i ulike prøvetidspunkter noe ulike, hvilket medforer at oyets hoyde h minker. Dette er også tilfellet med den såkalte intersymbolinterferens, hvilken innebærer at på hver PCM-puls superponeres oversvingninger fra tidligere pulser selv i fravær av stoy. Et virkelig oyediagram har således noe mindre vertikal oyeåpning enn det viste. Beslutnings-tersklene for kretsene 31 og 32 ifolge fig. 4 velges hensiktsmessig i det teoretiske tilfellet symmetrisk midt i oyet. Be-slutningskretsehe avgjor da om signalamplituden over- eller underskrider beslutningsterskelen.

Ved å observere oyemonsteret i diagrammet ser man at en forstyrrelse f.eks.- forårsaket av overhoringen må ha en amplitude storre enn halve hi sampleoyeblikket for at en feil beslutning skal gjores. For å kompensere for den av forstyrrelsene forårsakede mindre oyeåpning kan den kritiske forstyrrelsesamplitu-den tilsettes en lavere verdi, hvilket eksempelvis kan bestem-mes på empirisk måte. Omvendt gjelder at en forstyrrelse med amplituden storre enn halve h gir opphav til feil i tre av fire tilfeller om informasjonene "0" og "1" forutsettes like sannsyn-lige. F.eks. gir en positiv forstyrrelse på en positiv PCM-puls ingen feil, uansett om forstyrrelsen er storre eller mindre enn halve h.

Ideen bak oppfinnelsen skriver seg fra kunnskapen om at et på ett par overfort PCM-signal til dette signalet gjennom overhoring tillagte forstyrrelser ikke er korrelert. Herav folger at feilfrekvensen kan oppmåles uten at man anvender et PCM-signal på hvilket siden overlagres forstyrrelser som tilfellet er i metoden ifolge fig. 2. Ifolge oppfinnelsen avfoles forstyrrelsenes amplitude i en regenerator etter utjevning med en frekvens som sammenfaller med taktfrekvensen hos det for overforing beregnede PCM-signalet og telles antallet avfolte verdier

som overstiger beslutningsterskelen ifolge ovenstående.

I fig. 6 vises en modifisert regenerator for utforelse av metoden ifolge oppfinnelsen. Feilfrekvensmålingen utfore's som vist i fig. 3. Den modifiserte regeneratoren 18 ifolge denne figur omfatter blokken 26 - 37 i fig. 6. Feiltellerkretsen 38 tilsvarer enheten 19 ifolge fig. 3. Utelukkende overhorte forstyrrelser kommer således inn på paret fra kabelen 24. Blokker som har direkte overensstemmelser i fig. 4 har fått samme betegnelser som i denne figur. I utjevneren er tilbake-koblingssloyfen brutt opp, og dempningen i kabelforlengnings-nettet innstilles manuelt ved hjelp av et potensiometer 36. Ettersom ingen PCM-signaler overfores, kan heller ingen takt-signaler regenereres uten at en frittsvingende oscillator 34 innstilt på det tilsiktede PCM-signalets bittaktfrekvens samp-ler beslutningskretsene 31 og 32. Ved hjelp av et potensiometer 37, hvis uttak er tilknyttet midtpunktet på en transformator 35 på utgangen fra utligneren, kan byembnsteret flyttes re-lativt beslutningskretsenes fast innstilte beslutningsterskler. Herved kan man kompensere for intersymbolinterferens ifolge ovenstående. Man skulle imidlertid for å oppnå denne funksjon like gjerne kunne ha justerbare beslutningsterskler i de sepa-rate beslutningskretsene 31, 32.

En måling av den gjennom overhoringen forårsakede feilfrekvens finner sted således at den kabelseksjonslengde som onskes stu-dert innstilles med potensiometeret 36. Den kritiske forstyr-relsesamplituden innstilles deretter med potensiometeret 37 ifolge ovenstående, hvoretter antallet detekterte forstyrrelses-pulser med en amplitude overstigende beslutningsterskelen adderes i feiltellerkretsen 38. Den tilsvarende feilfrekvensen som et PCM-system skulle ha oppvist, fås fra forholdet

ved en antatt frekvens på 2 Mb/s. Antallet tellede forstyrrel-sespulser under tiden t sekunder er betegnet med n. Ettersom forstyrrelsene forsterkes i en utjevner av samme utseende som i en ordinær PCM-regenerator, gir denne enkle målefremgangsmåten

et eksakt bilde av virkeligheten.

Gjennom å variere potensiometeret 36 kan man enkelt utfore målinger for ulike kabellengder og undersoke den kritiske lengden. Dessuten tillater målemetoden valg av beste par for overforing av PCM i en telefonkabel.

Den modifiserte PCM-generatoren kan likeledes anvendes for vurdering av en kabels hensiktsmessighet for PCM utenifra trans-mis jonssynspunkt. For dette formål oppmåler man i dag kabelens dempning og eventuelt dens fase som funksjon av frekvens. Man kan isteden i en modifisert regenerator ifolge ovenstående for-skyve terskelnivåene inntil en viss feilfrekvens oppnås. Denne forskyvning er nemlig et direkte mål på godheten i utjevningen og marginalen til forstyrrelser. Denne målingen krever dog at et PCM-signal sendes over kabelen på det forstyrrede paret, dvs. at kabelseksjonen er tilgjengelig i begge endepunktene. I dette tilfellet samples beslutningskretsene med et taktsignal regene-rert fra det innkommende PCM-signalet, slik som beskrevet i til-knytning til fig. 4 ovenfor.

I fig. 7 vises en utforelsesform av den modifiserte regeneratoren tilpasset ovenstående måling.

Blokker med samme funksjon som i anordningen ifolge fig. 6 har fått samme betegnelser som i denne figur. Til utjevnerens utgang er tilknyttet en likeretter 39 og en indikator 40 i form av f.eks. en lysdiode, hvilken gir signal når utgangssignalet har nominelt nivå. Liksom i den i fig. 4 viste regeneratoren gjendannes korrekt bittaktfrekvens av PCM-strommen i taktgenera-toren 45 og samples beslutningskretsene i takt med denne frekvens. Til beslutningskretsenes felles utgang er i denne utforelsesform tilknyttet en konvensjonell bipolar feildetektor 41 i serie med en integrator 42 og en indikator 43. For hver detektert feil gir feildetektoren 41 en puls på sin utgang. In-tegratoren 42, hvilken er forsynt med en innstillingsanordning 44 for ulike fellfrekvenser, integrerer feilpulsene på inngangen og gir et utgangssignal når den innstilte feilfrekvensen overskrides.

Målingsfremgangsmåten med anordningen ifolge fig. 7 finner sted

ved at man forst ved hjelp av pbtensiometeret 36 innstiller nominelt nivå på utjevnerens utgang, hvorved indikatoren 40 gir signal. Deretter oppmåles forskyvningen av oyemonsteret som kan gjores ved hjelp av potensiometeret 37 innen den på inte-

gratoren 42 innstilte feilfrekvensen overskrides. Den oppmålte forskyvningen er, som tidligere nevnt, et mål på godheten i ut-

jevningen og marginalen til forstyrrelser.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for oppmåling i en fortrinnsvis for telefoni beregnet kabel av den av overhoring fra minst et forstyrrende par på hvilket overfores f.eks. et PCM-signal til et forstyrret par forårsakede bitfeilfrekvensen hos et for overforing i 3-nivåkodet form over en gitt lengde av det forstyrrede paret i nevnte kabel beregnet PCM-system, karakterisert ved at

a) de til det forstyrrede paret gjennom overhoring overforte forstyrrelsene utjevnes i overensstemmelse med den gitte kabellengden, b) i tidspunkter bestemt av det beregnede PCM-systemets bittaktfrekvens avgjores hvorvidt verdien av forstyrrelsenes utjevnede amplituder overskrider et kritisk forstyrrelsesnivå, hvilket ubetydelig avviker fra halve vertikale oyeåpningen i det for overforing beregnede i samme grad utjevnede PCM-signalets oyemonster, c) under en gitt tid summeres positive utfall av nevnte avgjø-relser, idet den tilsvarende feilfrekvensen, som det beregnede PCM-systemet skulle ha oppvist ved overforing over den til utjevningen svarende kabellengden, er proporsjonal med den oppnådde summen og omvendt proporsjonal med den anvendte summeringstiden.

2. Måleanordning for utforelse av fremgangsmåten som angitt i krav 1 vedrørende oppmåling i en fortrinnsvis for telefoni beregnet kabel av den av overhoring fra minst et forstyrrende par på hvilket overfores f.eks. et PCM-signal til et forstyrret par forårsakede bitfeilfrekvensen hos et for overforing i 3-nivåkodet form over en gitt lengde av det forstyrrede paret i nevnte kabel beregnet PCM-system, karakterisert ved at den omfatter a) en manuelt innstillbar utjevner til hvis inngang det forstyrrede paret er tilknyttet og således mater de overhbrte forstyrrelsene, b) to nivåavfoiende beslutningskretser med binær utgang, fortrinnsvis av Schmittriggertypen, en for hver forstyrrelsespola-ritet og med størrelsesmessig like detekteringsnivåer med sine respektive innganger tilknyttet utjevnerens utgang, c) en taktgenerator av frittsvingende type med sin utgang tilknyttet en på hver beslutningskrets anordnet samplingspulsinngang og anordnet til synkront å sample beslutningskretsene, d) en feiltellerkrets med sin inngang tilknyttet hver beslutningskrets<1> utgang for å registrere antallet hendelser slik at storrelsen av forstyrrelsenes utjevnede amplituder overskrider beslutningskretsenes detekteringsnivå, idet den tilsvarende feilfrekvensen som det beregnede PCM-systemet skulle ha oppvist ved overforing over den til utjevningen svarende kabellengden er proporsjonal med antallet registreringer og omvendt proporsjonal med den anvendte registreringstiden.

3. Måleanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte utjevner innbefatter en seriekobling av et manuelt variabelt kabelforlengningsnett med en dempningskarakteristikk, hvilken forloper som roten av frekvensen, en forsterker og en utgangskrets i form av en transformator med se-kundært midtuttak, hvilket i sin tur er tilknyttet uttaket på en spenningsdeler med hvis hjelp det utjevnede signalets byemonster kan forskyves i forhold til et fast nivå.

4. Måleanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte beslutningskretser har individuelt justerbare detekteringsnivåer.